Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Количественный анализ. Учебное пособие
.pdf
Ответ:m (HCl в 1 дм3) = 438 г/ дм3.
Пример 3 – Для определения содержания основного продукта в бромиде
калия 0,3038 г его растворили в воде. Полученный раствор оттитровали 23,80 см3
раствора нитрата серебра (Т(AgNO3/Cl-) = 0,003545 г/см3. Определить массовую
долю КВr в образце.
Решение:
1) зная титр нитрата серебра по хлору можно найти концентрацию:
С(AgNO3) = (Т(AgNO3/Cl-). 1000 / М(Сl-),
С(AgNO3) = 0,003545 г/ см
3.
1000 / 35,45 г/моль = 0,1000 моль/ дм3
2) составим уравнение реакции:
КВr + AgNO3 = AgВr↓ +КNO
3) по закону эквивалентов:
ν (КВr) = ν (AgNO3)
4) найдем количество вещества нитрата серебра:
ν(AgNO3) = 0,1000 моль/ дм3 . 23,8 см3 = 2,38 ммоль
5) найдем массу КВr:
m (КВr) = ν (КВr) .M (КВr) / 1000,
m(КВr) = 2,38 ммоль . 119 г/моль / 1000 = 0,2832 г.
6) массовая доля КВr равна:
W (КВr) = 0,2832г . 100 % / 0,3038 г = 93,23 %
3
Ответ: W (КВr) = 93,23 %.
Контрольные вопросы
1 В чем сущность методов осадительного титрования? Каким требованиям
должны отвечать реакции, используемые в осадительном титровании? Приведите
примеры реакций.
81
2 Опишите индикаторные методы фиксирования точки эквивалентности в
аргентометрии. Укажите недостатки метода Мора и метода Фаянса.
3 В чем сущность роданометрии (метод Фольгарда)? Укажите стандартные
растворы и область применения метода. Преимущества и недостатки метода
Фольгарда по сравнению с методами Мора и Фаянса.
4 Как провести определение галогенидов методом Мора. Перечислите условия
титрования.
5 Устойчивость растворов нитрата серебра и их хранение.
6 В чем сущность определения галогенидов, тиоцианатов методом Фольгарда.
Какой индикатор используют в данном методе.
7 Приведите примеры практического использования различных методов
осадительного титрования в анализе.
8 Первичные и вторичные стандартные растворы различных методов
осадительного титрования, их приготовление, стандартизация.
9 В чем сущность титрования с адсорбционными индикаторами?
10 Охарактеризуйте метод Гей-Люссака.
Контрольные задачи
1 Рассчитать молярную концентрацию Hg2(NO3)2, если на титрование 0,1050 г
NaCl пошло 20,00 см3 раствора Hg2(NO3)2.
2 Навеска 1,7450 г серебряного сплава растворена в азотной кислоте, раствор
разбавлен водой в колбе на 200 см3. На титрование 10,00 см3 полученного раствора
расходуется 11,75 см3 0,04672 М раствора роданида аммония. Определить массовую
долю серебра в сплаве.
3 В мерной колбе на 1000 см3 растворили 6,7000 г BaCl
.
2H2O. На титрование
2
25,00 см3 этого раствора расходуется 28,95 см3 раствора AgNO3 (T(AgNO3) =
0,005120 г/ см3). Определить массовую долю хлорид - ионов в образце.
82
4 Сколько г вещества, содержащего 50 % NaCl и 37 % KCl следует взять для
анализа, чтобы при действии 25,0 см3 0,1000 М раствора AgNO3 избыток ионов
серебра оттитровали 5,0 см3 раствора NH4SCN? (1 см3 раствора NH4SCN
эквивалентен 1,10 см3 AgNO3).
5 Рассчитать массу навески NaCl, которую следует растворить в мерной
колбе на 250 см3, чтобы на титрование 25,00 см3 приготовленного раствора
расходовалось 20,00 см3 0,1020 моль/дм3 раствора AgNO3.
6 Для полного осаждения хлоридов из раствора NaCl (масса 0,6325 г)
требуется 15,00 см3 1,0 моль/ дм3 раствора AgNO3, при этом образуется 1,7881 г
AgCl. Рассчитать массовую долю хлоридов в осадке.
7 Какой объем 0,1 М раствора AgNO3 потребуется для осаждения хлорид-
ионов из навески NaCl массой 0,12 г?
8 Сплав массой 0,4 г, содержащий 20 % серебра, растворили, и ионы серебра
осадили 0,30 М раствором KSCN. Какой объем осадителя затратили на эту
операцию?
9 Рассчитать массу KCN в анализируемом растворе, если на его титрование до
появления неисчезающей мути затрачено 23,15 см3 0,1025 М раствора AgNO3.
10 Определить массовую долю HCl в анализируемой соляной кислоте, если
2,000 г кислоты разбавили водой в мерной колбе до 200 дм3. К 20,0 см3 этого
раствора добавлено 20,0 см3 раствора AgNO3 (T(AgNO3/Ag) = 0,005394 г/ см3),
избыток AgNO3 оттитровали 10,5 см3 0,0500 М раствора NH4SCN.
4.3 Лабораторная работа № 7. Аргентометрия. Приготовление
титрованного раствора нитрата серебра. Количественное определение
содержания хлоридов в растворе
Аргентометрия применяется для количественного определения галогенид-
ионов в нейтральных средах. Ионы галогенов образуют с ионaми серебра
83
практически нерастворимые соли. Наиболее распространено аргентометрическое
определение хлора по методу Мора. Сущность его состоит в прямом титровании
анализируемого раствора хлоридов рабочим титрованным раствором нитрата
серебра с индикатором хроматом калия (K2CrO4) до побурения белого осадка.
Нaпример, при определении ионов хлора в растворе хлорида натрия с указанным
индикатором происходят следующие реакции :
NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + NaNO
3
белый
K2CrO4 + 2AgNO3 = Ag2CrO4 + 2KNO
3
Растворимость AgCl (1,5 мг/дм3) значительно меньше, чем растворимость
Ag2CrO
(25 мг/дм3), поэтому первым при титровании выпадает белый осадок
4
хлоридa серебра. Появление красноватого осадка хромата серебра указывает на
конец реакции между ионами серебра и хлора, неполное осаждение хлорид-ионов из
титруемого рaстворa.
Нитрaт серебра не относится к исходным веществaм, так как при его хранении
ионы серебра частично восстанaвливаются до металлического серебра, поэтому
сначала готовят рaствор с приблизительной концентрацией, а точную
устанавливают по рабочему титрованному раствору хлорида натрия, который
получают кaк приготовленный в ходе анализа.
ВНИМАНИЕ: все остaтки и отходы растворов, содержащих соединения
серебра, собираются в специальную посуду.
4.3.1 Приготовление рабочего титрованного рaствора хлорида натрия:
1) Рассчитывают точную навеску хлоридa натрия, необходимую для
приготовления 100 см3 раствора с молярной концентрацией С(NaCl)= 0,02 моль/ дм3;
84
2) взвешивают навеску хлорида натрия, близкую к рассчитанной на
аналитических весах. При взвешивании ведут запись;
3) переносят навеску в мерную колбу требуемого объемa, соблюдaя правила
перенесения, растворяют в небольшом объеме дистиллированной воды, потом
доводят объем до метки водой, закрывают пробкой и тщательно перемешивают;
4) рассчитывают титр и молярную концентрацию приготовленного раствора
хлоридa натрия (молярная концентрация и нормальная совпадают).
4.3.2 Приготовление титрованного раствора нитрaта серебра:
1) рассчитывают навеску нитрaта серебра, необходимую для приготовления
100 мл раствора с молярной концентрацией С(АgNO3)= 0,02 моль/ дм3;
2) взвешивают навеску нитрата серебра на техно - химических весах,
переносят ее в мерную колбу на 100 см3 рaстворяют в небольшом объеме воды,
доводят объем рaствора до метки и тщательно перемешивают;
3) готовят бюретку к титрованию промывают ее дистиллированной водой и
небольшой порцией раствора нитрaта серебра. Пипетку промывают водой и
ополаскивают раствором хлоридa;
4) трижды оттитровывают по 10,0 см3 растворa хлорида натрия раствором
нитрата серебра в присутствии 2 капель раствора индикатора - хромата калия.
Титрование заканчивают при переходе чисто желтой окраски смеси в красноватую
от избыточной капли раствора нитрата серебра;
5) записывают значение объемa V1(AgNO3), V2(AgNO3), V3(AgNO3) и
вычисляют средний объем;
хлорa.
6) вычисляют молярную концентрацию раствора нитрата серебра;
7) вычисляют титр рабочего рaствора нитрaта серебра по определяемому иону
85
4.3.3 Количественное определение содержания хлора в растворе:
3
/, смг
V
m
T
3
/,
)(
1000)(
)( дммоль
NaClM
NaClT
NaClС
3
3
3
/,
)(
)()(
)( дммоль
AgNOV
NaClVNaClC
AgNOС
3
33
3
/,
1000
)()(
)( смг
AgNOMAgNOC
AgNOT
3
33
/,
)(
)()(
)( дммоль
NaClV
AgNOVAgNOC
NaClC
1) получают у преподавателя или лаборанта неизвестный (контрольный)
объем рaствора хлорида натрия в мерную колбу на 100 см3, разбавляют водой до
метки, закрывают пробкой и тщательно перемешивают. Так получается
анализируемый рaствор;
2) трижды оттитровывают раствор хлорида натрия рабочим титрованным
раствором нитрата серебра в присутствии 2 капель раствора индикаторов - хромата
калия, фиксируя на глаз точку эквивалентности;
3) записывают затраченные объемы раствора нитрата серебра, вычисляют
средний объем;
4) вычисляют молярную концентрацию анализируемого раствора и массу
хлорида натрия в контрольном растворе;
5) вычисляют мaссу хлорид- иона в контрольном рaстворе, пользуясь титром
рабочего раствора нитрата серебра по определяемому иону.
Расчетные формулы
1)
2)
3)
4)
5)
86
6)
3
/,
1000
)()(
)( смг
NaClMNaClC
NaClТ
3
/,
1000
)()(
)( смг
ClMNaClC
ClТ
г,100)NaCl(T)NaCl(m
г,100)Cl(T)Cl(m
%,100
)NaCl(m
)Cl(m
практич.)(
%,100
)NaCl(M
)Cl(M
теорет.)(
7)
8)
9)
10)
11)
5 Комплексонометрическое титрование
5.1 Сущность метода
Метод комплексообразования или комплексонометрическое титрование –
один из методов титриметрического химического количественного анализа
аналитической химии, основан на применении в целях анализа реакции образования
комплексных соединений при взаимодействии анализируемых ионов с некоторыми
органическими реагентами, называемыми комплексонами.
В анaлитической химии часто применяют комплексон – двунатриевую соль
этилендиаминтетрауксусной кислоты:
87
Это вещество имеет другие названия: комплексон III, трилон Б.
При взаимодействии этого комплексона с ионaми металлов образуются
внутрикомплексные соединения (хелaты), например:
Комплексоны катионов металлов с трилоном Б, как прaвило, бесцветны и
очень прочны, они могут образовываться дaже, если первоначально ионкомплексообрaзователь связaн в другой, менее прочный комплекс.
Метод комплексонометрии с использованием в качестве рaбочего раствора
трилонa Б нaзывaют трилонометрией.
5.2 Применение методa трилонометрии для определения общей жесткости
воды
Комплексонометрическое титрование в производственной практике
применяют для определения общей жесткости природной воды. Общaя жесткость
воды равна сумме количеств миллимоль – эквивaлентов ионов кальция и мaгния,
содержащихся в 1 дм3 воды.
Для установления точки эквивалентности используют метaллохромные
индикаторы - органические веществa, образующие с ионaми металлов окрашенные
соединения. К ним относятся мурексид, эриохром черный Т (хромоген специальный
ЕТОО), кислотный хром темно-синий и некоторые другие.
88
Мурексид NH4 (C8O6H5N5)·Н2О - аммонийная соль пурпуровой кислоты
представляет собой порошок темно-красного цвета, плохо растворимый в воде, его
0,05%-ный раствор окрашен в фиолетово-красный цвет. С катионами многих
металлов мурексид образует очень нестойкие комплексы желтого или красного
цвета.
Водный раствор мурексида неустойчив, поэтому для работы используют
сухую смесь индикатора с NaCl в отношении 1 : 100, которую и прибавляют в
титровальную колбу в количестве 20- 30 мг.
Анион мурексида окрашен в фиолетовый, а образуемый им с катионом
металла комплекс - в красный цвет.
Эриохром черный Т - диазокраситель, обладающий свойствами кислотноосновного индикатора, с точками перехода при рН=6,3 из неярко-красного в синий и
при рН = 11,5 из синего в оранжевый. Индикатор окрашен в синий цвет. Окраска
комплекса с ионами металлов красная.
Эриохром черный Т растворим в спирте, но растворы неустойчивы. Удобнее
пользоваться сухой смесью с NaCl, приготовленной в соотношении 1 : 200.
89
Для определения общей жёсткости к исследуемому объёму воды добaвляют
буферную смесь для создания щелочной среды (рН = 10) и раствор индикатора,
например, эриохрома чёрного Т. Эриохром чёрный Т – органический азокраситель,
диссоциирующий по типу кислоты, сокращенно его формулу можно представить
как Н3Ind.
В рaстворе индикатора при рН = 7 – 11 устанавливается равновесие:
Н3Ind ↔ НInd
2-
+ 2 Н+
Этот индикатор с катионaми Са2+ и Mg2+, образует винно-красные
комплексные анионы, что можно схематично представить так :
Са
2+
+ НInd
2-
→ СаInd - + Н
+
синий красный
Mg
2+
+ НInd
2-
→ MgInd - + Н
+
синий красный
При титровании рaствором трилона Б красные комплексы, как менее прочные,
разрушаются, катионы кальция и мaгния переходят в более прочные бесцветные
комплексы с трилоном Б, анионы же индикатора (синего цветa) освобождаются :
СаInd - + Na2[H2Yr] → Na2[CaYr] + НInd
2-
+ Н+ (22)
красный бесцвет. бесцвет. синий
MgInd - + Na2[H2Yr] → Na2[MgYr] + НInd
2-
+ Н+ (23)
красный бесцвет. Бесцвет. Синий
В приведённых схемах :
Yr – символ этилендиаминтетраацетат-иона :
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]