Результаты ориентировочного титрования

Объем раствора титранта V(NaOH), мл	pH	∆pH	Примечание (указать области скачков титрования)
0
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
12,00

3. Провести точное титрование. Для этого после тщательного промывания магнитика и электродов повторить операцию, указанную в пункте 1. Затем прилить из бюретки раствор титранта объемом V₁, который на 1 мл меньше, чем это нужно для достижения области первого скачка титрования, найденной при ориентировочном титровании. Далее прибавлять раствор титранта равными порциями по 4 капли для нахождения точки эквивалентности в области первого скачка титрования (V_т.э.1). После достижения резкого изменения рН убедиться в уменьшении и малом изменении рН, продолжая добавлять титрант порциями по 4 капли. Записать общий объем затраченного титранта V₂ Полученные данные внести в табл. 2. Вычислить разности рН, объем капли и объемы порций титранта V, а также отношения ∆рН/∆V. Для области первого скачка титрования ΔV = 4V_капли1.

Далее прилить раствор титранта объемом V₃, который на 1 мл меньше, чем это нужно для достижения области второго скачка титрования, найденной при ориентировочном титровании, и прибавлять раствор титранта равными порциями по 8 капель для нахождения точки эквивалентности в области второго скачка титрования (V_т.э.2). После достижения резкого изменения рН убедиться в уменьшении и малом изменении рН, продолжая добавлять титрант порциями по 8 капель. Записать общий объем затраченного титранта V₄. Полученные данные также внести в табл. 2. Вычислить разности рН, объем капли и объемы порций титранта V, а также отношения ∆рН/∆V. Для области второго скачка титрования ΔV = 8V_капли2.

4. Построить графики рН – V и ∆рН/∆V – V (рис. 5 и 6 соответственно).

5. Найти объем раствора титранта, отвечающий первой точке эквивалентности (V_т.э.1) и второй точке эквивалентности (V_т.э.2 ): а) непосредственно по табличным результатам титрования по каплям; б) из интегральной (график рН – V) и дифференциальной (график ∆рН/∆V - V) кривых титрования.

Таблица 2

Результаты точного титрования

Объем раствора титранта V(NaOH), мл	pH	∆pH	∆рН/∆V	Примечание (указать области скачков титрования)
В области первого скачка титрования
Объем раствора титранта до начала первого скачка V1, ______ мл
4 капли
8 капель
12 капель
16 капель
20 капель
…
Объем раствора титранта, V2,_________ мл
В области второго скачка титрования
Объем раствора титранта до начала второго скачка V3, ______ мл
8 капель
16 капель
24 капли
32 капли
40 капель
48 капель
…
Объем раствора титранта после второго скачка титрования V4, _______ мл

6. Рассчитать массу фосфорной кислоты, исходя из первого и второго скачков титрования:

m (H₃PO₄) =

где V_т.э. – объем раствора титранта, необходимый для достижения точки эквивалентности, мл; с(NaOH) – молярная концентрация эквивалента раствора титранта, моль/л; f_экв – фактор эквивалентности фосфорной кислоты; М(Н₃РО₄) - молярная масса фосфорной кислоты, г/моль; V_м.к. – объем мерной колбы с исследуемым раствором (100 мл); V_п – объем аликвотной части исследуемого раствора, отмеренный при помощи пипетки (10 мл).

Для первого скачка титрования фактор эквивалентности фосфорной кислоты равен 1, для второго скачка он равен 1/2.

Рис. 5. Интегральная кривая потенциометрического титрования

Рис. 6. Дифференциальная кривая потенциометрического титрования

Расчет объема раствора титранта, соответствующего первой точке эквивалентности:

Объем капли по результатам определения первого скачка титрования:

V_капли1 = =

Объем порции титранта, необходимой для достижения первой точки эквивалентности:

V_т.э.1 = V₁ + (k + n/2) V_капли1

где k – число капель, прибавленных до скачка титрования, n = 4.

Расчет объема раствора титранта, соответствующего второй точке эквивалентности:

Объем капли по результатам определения второго скачка титрования:

V_капли2 = =

Объем порции титранта, необходимой для достижения второй точки эквивалентности:

V_т.э.2 = V₃ + (k + n/2) V_капли2

где k – число капель, прибавленных до второго скачка титрования, n = 8.

Расчет массы фосфорной кислоты:

Вывод:

Лабораторная работа 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИТРАТ-ИОНОВ МЕТОДОМ ПРЯМОЙ ПОТЕНЦИОМЕТРИИ

Метод прямой потенциометрии основан на установлении концентрации или активности определяемого иона по градуировочной кривой, построенной в координатах Е(мВ) – рNO₃, где рNO₃ – отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации нитрат–ионов.

Цель работы состоит в определении содержания нитрат-ионов в контрольном растворе или в растениях методом прямой потенциометрии.

Приборы и оборудование: в качестве индикаторного электрода используют ионоселективный нитратный электрод типа ЭМ – NO₃ – 01, в качестве электрода сравнения – хлоридсеребряный электрод, измерения проводят при помощи рН-метра – иономера «Экотест-2000». Для подготовки образцов растительного материла нужны: ножи, терки, шпатели, гомогенизатор, технические весы, фарфоровые ступки и пестики,

Методика определения. 1. Приготовить 1%-й раствор додекагидрата сульфата калия-алюминия (алюмокалиевых квасцов, KAl(SO₄)₂12H₂O. Для этого нужно взвесить 10 г квасцов на технических весах и растворить их в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1 л.

2. Приготовить основной стандартный 0,1М раствор нитрата калия KNO₃. Для этого взвесить на аналитических весах 10,11 г нитрата калия классификации ч.д.а. (чистый для анализа) и растворить в 1%-м растворе алюмокалиевых квасцов в мерной колбе вместимостью 1 л.

3. Для построения градуировочного графика приготовить стандартные растворы. Для этого прилить из бюретки в мерную колбу вместимостью 100 мл 10 мл 0,1 М раствора нитрата калия, довести объем до метки 1%-м раствором алюмокалиевых квасцов и тщательно перемешать. Из полученного 0,01 М раствора отобрать пипеткой 10 мл, перенести в следующую колбу вместимостью 100 мл, довести до метки 1%-м раствором алюмокалиевых квасцов и тщательно перемешать. Полученный раствор имеет концентрацию 0,001 М или 10^–3 моль/л. Аналогично последовательным разбавлением в десять раз приготовить растворы нитрата калия с концентрацией 10^-4 и 10^-5 моль/л.

4. Подготовить растительный материал к анализу. Образцы овощей, картофеля, корнеплодов, тыквенных и плодовых культур разрезать ножом вдоль оси на четыре или восемь частей в зависимости от размера. Четвертую или восьмую часть образца нарезать на мелкие кусочки, путем квартования отобрать аналитическую пробу массой примерно 12,5 г (взвесить на технических весах с точностью до 0,1 г). Отобранную аналитическую пробу поместить в стакан гомогенизатора, добавить 50 мл 1%-го раствора алюмокалиевых квасцов и гомогенизировать в течение 3 минут. Часть полученной суспензии перелить в стеклянный стакан вместимостью 100 мл для измерения э.д.с.

2. Измерить э.д.с. стандартных растворов, а также исследуемого раствора. Для этого перевести рН-метр – иономер «Экотест-2000» в режим " Вольтметр". Налить в стеклянный стакан вместимостью 100 мл самый разбавленный из приготовленных растворов и измерить при помощи иономера соответствующее ему значение электродного потенциала. Вылить раствор, стаканчик ополоснуть дистиллированной водой и протереть фильтровальной бумагой. Налить стандартный раствор со следующей в порядке возрастания концентрацией, измерить потенциал электрода. Аналогично определить числовые значения потенциала ионселективного электрода, соответствующие всем приготовленным стандартным растворам и исследуемому раствору.

3. Построить график Е - рNO₃ (рис. 7) , определить концентрацию и массу нитрат–ионов в анализируемых пробах.

Рис. 7. Градуировочная кривая

Расчет массы нитрат-ионов в анализируемой пробе:

Вывод:

Контрольные вопросы для обсуждения по теме «Потенциометрический анализ»

1. На какой зависимости основан потенциометрический метод анализа?

2. Как называются в зависимости от их функции электроды, входящие в состав гальванического элемента, используемого для потенциометрических измерений?

3. Какие индикаторные электроды используют в потенциометрическом анализе?

4. Какое уравнение описывает зависимость потенциала электрода от активности потенциалопределяющих частиц?

5. Какой электрод сравнения чаще всего используют в потенциометрическом анализе в настоящее время?

6. Какой индикаторный электрод используют для измерения рН и кислотно-основного титрования?

7. Какие ионоселективные электроды используют для анализа сельскохозяйственных объектов?

8. В каких координатах строят кривые потенциометрического титрования?

9. Какие сельскохозяйственные объекты можно исследовать с использованием метода потенциометрического анализа?