Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Аналитическая химия. Учебное пособие-1
.pdf
,
(HCl)(HCl)(NaOH)(NaOH)
VV
экэк
cc
(NaOH)(HCl)
VV
ОH
н.10997,4
5
W
K
H
101,010,010,10
OH
10,01 10,0
ОH
9,7
14
10
10
н.
10001,2
H
5
104,997
н.10975,4
4
101,010,100,10
ОH
10,10 10,0
10,7
14
11
10
н.
10010,2
H
4
104,975
н.102
2
101,015,00,10
ОH
12,3
15,0 10,0
14
13
10
н.
105
2
102
H
11
+
NaCl
NaOH
10,01 20,01
0,1 %
Избыток титранта
+
NaCl
NaOH
10,1 20,10
1 %
титранта
Избыток
4
+
NaCl
NaOH
15 25
150 %
титранта
Избыток
11
бромкрезоловый пурпурный (рТ = 6,0 < рНТЭ):
∆Н=−
= −
10
рТ
(HCl)+(NaOH
с(HCl)(HCl
,∙
∙ 100 = –2∙10
)
)
∙ 100 =
–3
%.
Кривая титрования
На графике (рис. 1) указаны: скачок титрования, точка эквивалентности (ТЭ), линия нейтральности, интервалы перехода окраски (∆рН)
двух индикаторов и значения показателей титрования для них (рТ).
Рис. 1. Кривая титрования сильной кислоты сильным основанием
12
Пример 2. Рассчитайте и постройте кривую титрования 10 мл 0,1 н.
раствора CH
COOH (Kа = 1,74·10−5). Титрант: 0,1 н. раствор NaOH.
3
Расчет приведен в табл. 3.
Выбор индикатора
Выбираем два индикатора: фенолфталеин (рТ = 9,0) и тимоловый
синий (рТ = 9,2).
Расчет индикаторных погрешностей
Рассчитываем индикаторные погрешности для выбранных индикаторов:
фенолфталеин (рТ = 9,0 > рН
(
с
эк
(,)
)
(СН
СН
СООН)(СНСООН
,∙
(рТ
10
∆ОН
=
=
тимоловый синий (рТ=9,2 > рН
)
(СН
(
СН
с
эк
∆ОН
(рТ
10
=
(,)
=
,∙
):
ТЭ
СООН)+(NaOH
∙ 100 = 0,02 %.
):
ТЭ
СООН)+(NaOH
СООН)(СНСООН
∙ 100 = 0,03 %.
)
)
)
∙ 100 =
)
∙ 100 =
13
Таблица 3
COOH 0,1 н. раствором NaOH
3
2,88
4,76
6,8
7,76
0,1 5
0,1 (10 5)
4, 76 lg 0,1 2,88
22
11
0,1 9,9
0,1 9,99
0,1 (10 9,99)
0,1 (10 9,9)
к-ты
Расчетная формула рН
a
Kc
22
11
рН plg
NaOH NaOH
с V
кты кты NaOH NaOH
с V с V
а
K
pH 4,76 lg 6,8
pH p lg 4,76 lg 4,76
NaOH NaOH
с V
кты кты NaOH NaOH
с V с V
а
K
pH p lg 4,76 lg 7,76
Состав раствора
COOH
3
COOH
3
CH
+
COONa
3
CH
COOH
3
CH
+
COONa
3
CH
COOH
3
CH
+
COONa
3
CH
титрования, мл
смеси в колбе для
Общий объем
титранта, мл
Объем добавленного
Расчет кривой титрования 10 мл 0,1 н. раствора CH
кислоты, %
Оттитровано
Этап титрования
1 0 0 10 CH
50 5 15
99,0 9,90 19,90
2
99,9 9,99 19,99
14
p
р
р
р
coли
a
Kc
22
11
рН 7p lg
8,72
200
0,1 100
NaOH NaOH
с V
0, 05 моль/л
с
22
11
кты NaOH
VV
H 7 4, 74 lg 0,05 8,72
соли
9,70
10,7
5
4,997 10 моль/л
10 10, 01
4
рН 14 рОН 14 4,30 9,70
5
4, 975 10 моль/л
2
0,1 15 0,1 10
0,1 10, 01 0,1 10
5
OH
кты NaOH
VV
NaOH NaOH кты кты
с VcV
ОН lg 4,997 10 4,30с
ОН
с
0,1 10,10 0,1 10
c
OH
10 10,10
OH
рН 14 рОН 14 3,30 10,7
ОН lg 4,975 10 3,30c
NaOH NaOH кты кты
с VcV
12,3
210 моль/л
2
10 15
OH
ОН lg 2 10 1,70c
рН 14 рОН 14 1,70 12,3
кты NaOH
VV
ОН
с
15
COONa
3
100 10 20 CH
3
COOH
3
CH
+
NaOH
10,01 20,01
титранта 0,1 %
Избыток
COONa
3
CH
4
+
10,1 20,10
+
COONa
NaOH
3
NaOH
CH
15 25
титранта 1 %
Избыток
50 %
титранта
Избыток
15
Кривая титрования
На графике (рис. 2) указаны: скачок титрования, точка эквивалентности (ТЭ), линия нейтральности, интервалы перехода окраски (∆рН)
двух индикаторов и значения показателей титрования для них (рТ).
Рис. 2. Кривая титрования слабой кислоты сильным основанием
16
1.3. Задания для самостоятельного решения
1. Рассчитайте теоретическую кривую титрования протолита в со-
ответствии с вариантом (см. таблицу).
Возможен один из четырех случаев:
титрование сильной кислоты сильным основанием;
титрование сильного основания сильной кислотой;
титрование слабой кислоты сильным основанием;
титрование слабого основания сильной кислотой.
2. Постройте рассчитанную кривую титрования в координатах:
рН – V(титранта).
3. Подберите два индикатора, наиболее подходящих для установ-
ления конечной точки титрования.
4. Рассчитайте индикаторную погрешность для выбранных индика-
торов.
5. Укажите на графике: скачок титрования, точку эквивалентности
(ТЭ), линию нейтральности, интервалы перехода окраски двух индика-
торов
и значения показателей титрования для них (рТ).
Таблица вариантов
Номер
варианта
Определяемое вещество (ОВ) Рабочее вещество (РВ)
сэк, моль/л V, см
3
сэк, моль/л
1 NaOH 0,01 100 HCl 0,05
2 HCl 0,01 100 KOH 0,02
3 HNO
3
0,1 20 KOH 0,02
4 KOH 0,1 50 HCl 0,2
5 NH4OH 0,1 50 HNO
3
0,1
6 CH3COOH 0,1 100 NaOH 0,2
7 HNO2 0,01 50 KOH 0,1
8 NH4OH 0,02 20 HCl 0,02
9 NaOH 0,1 20 HBr 0,2
17
Окончание таблицы
Номер
варианта
Определяемое вещество (ОВ) Рабочее вещество (РВ)
сэк, моль/л V, см
3
сэк, моль/л
10 LiOH 0,01 20 HNO3 0,02
11 HCOOH 0,1 100 NaOH 0,2
12 HCOOH 0,2 50 KOH 0,5
13 NaOH 0,1 100 HCOOH 0,1
14 NH4OH 0,01 100 HCl 0,1
15 HNO
2
16 KOH 0,01 100 HNO
17 HNO
2
0,2 20 LiOH 0,1
3
0,1
0,1 20 NaOH 0,2
18 CH3COOH 0,1 100 NaOH 0,5
19 LiOH 0,1 50 HCl 0,05
20 HBr 0,01 100 KOH 0,1
21 LiOH 0,1 50 CH3COOH 0,2
22 HNO
3
0,01 50 NH4OH 0,1
23 HCl 0,1 20 NH4OH 0,1
24 HSCN 0,1 20 KOH 0,2
25 HBr 0,01 100 NH4OH 0,01
26 KOH 0,02 50 HCOOH 0,2
27 H2SO4 0,2 50 NaOH 0,1
28 KOH 0,1 50 H2SO4 0,2
29 HClO 0,01 100 KOH 0,05
30 KOH 0,1 20 HClO 0,05
18
2. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
2.1. Равновесие в растворах комплексных соединений
Растворам комплексных соединений свойственны динамические
ионные равновесия, характерные для электролитов, т.е. комплексные
соли в растворах подвержены электролитической диссоциации.
Процесс диссоциации комплексных солей протекает по двум ступеням:
а) по первой ступени комплексные соединения диссоциируют на
комплексный ион и ионы внешней сферы. Этот процесс протекает по
типу сильных электролитов, т.е
Например, тетраиодовисмутат(III) калия:
К[BiI
б) образовавшиеся комплексные ионы подвергаются вторичной
ионизации на ионы комплексообразователя и лигандов. Этот процесс
протекает по типу слабых электролитов, т.е. в незначительной степени,
частично, и является обратимым процессом:
. практически полностью – на 100 %.
] K+ + [BiI4]– ;
4
]– ↔ Bi3+ + 4 I– .
[BiI
4
Применив закон действия масс, можно записать константу ионизации комплексного иона, которая называется константой нестойкости
):
(K
нест
34
[BiI ]
4
[Bi ][I ]
[[BiI ] ]
.K
4
Константой нестойкости называется отношение произведения концентрации продуктов ионизации комплексного иона к концентрации
неионизированных комплексных ионов.
19
Константа нестойкости количественно характеризует прочность
комплекса. Величина константы нестойкости указывает на неустойчивость комплекса – чем меньше константа нестойкости, тем прочнее
комплексный ион.
Зная величины констант нестойкости разных комплексов, можно
теоретически предсказать и сравнить относительные концентрации
ионов комплексообразователя и лигандов, а также сделать соответствующие математические вычисления для нахождения концентраций
ионов комплексообразователя
и лигандов.
2.1.1. Примеры решения задач
Пример 1. К 0,2 М раствору СuSO4 добавили равный объём 2 М
раствора аммиака. Рассчитайте концентрацию ионов [Сu
тать, что в растворе образуются комплексный ион [Cu(NH
Константы нестойкости некоторых комплексных ионов приведены в
приложении 2.
2+
], если счи-
]2+.
3)4
Решение
1. Комплексный ион ионизирует по схеме
[Cu(NH
]2+ ↔ Cu2+ + 4NH3,
3)4
выражение константы нестойкости имеет вид
24
K
нест
[Cu ][NH ]
=
[[Cu(NH ) ] ]
34
3
= 9,33 10
2
–13
.
2. При смешивании двух растворов равных объёмов концентрация
каждого из них уменьшается вдвое. Равновесную концентрацию ионов
2+
[Cu
] в растворе примем за х, тогда [Cu(NH3)4]2+= 0,1 – х. При этом
концентрация аммиака уменьшается на 4(0,1 – х), следовательно, равновесная концентрация аммиака будет равна:
] = 1 – 4(0,1 – х) = 0,6 + 4х (моль).
[NH
3
В растворе будем иметь:
2+
] = х, [[Cu(NH3)4]2+] = 0,1 – х, [NH3] = 0,6 + 4х.
[Cu
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]