Литература:

1. Алексеев В.Н. Количественный анализ. – М.: Химия, 1972. – С. 261-270, 280-287, 308-311.

2. Васильев В.П. Аналитическая химия. В 2 кн. Кн. 1. Титриметрические и гравиметрические методы анализа. – М.: Дрофа, 2002. – С. 136-142.

3. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1979. – 480 с.

4. Пономарев В.Д. Аналитическая химия. В 2 кн. Кн. 2. – М.: Высшая школа, 1982. – С. 52-66, 69-77.

5. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). В 2 кн. Кн. 2. Количественный анализ. Физико-химические (инструментальные) методы анализа. – М.: Высшая школа, 2001. – С. 81-117.

6. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

1. Определение массовой доли (в %) уксусной кислоты в растворе.

Способ титрования – прямой.

Метод титрования – пипетирование.

Химизм реакции:

CH₃COOH + NaOH ↔ CH₃COONa + H₂O

CH₃COOH + OH^- ↔ CH₃COO^- + H₂O

Предварительные расчеты:

М(CH₃COOH) = 60,06 г/моль;

fэ(CH₃COOH) = 1;

Мэ(CH₃COOH) = fэ(CH₃COOH) ∙ М(CH₃COOH);

Мэ(CH₃COOH) = 1 · 60,06 = 60,06 г/моль.

Методика работы. В мерную колбу вместимостью 50,00 мл переносят пипеткой 5,00 мл анализируемого раствора, доводят дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают. Из полученного разведения отмеривают пипеткой 10,00 мл, переносят в колбу для титрования, прибавляют 1-2 капли индикатора фенолфталеина и титруют 0,1000 М раствором гидроксида натрия до появления слабо розового окрашивания, не исчезающего в течение 30 с. Титрование повторяют до получения трех воспроизводимых результатов.

По среднему значению объема титранта рассчитывают массовую долю (в %) уксусной кислоты по формуле:

.

Вывод:

2. Определение граммового содержания аммиака в водном растворе аммиака.

Способ титрования – обратный (по избытку).

Метод титрования – пипетирование.

Химизм реакции:

NH₃·H₂O + HCl ↔ NH₄Cl + H₂O

NH₃·H₂O + H⁺ ↔ NH₄ + H₂O

HCl_(ост.) + NaOH ↔ NaCl + H₂O

H⁺ _(ост.) + OH^- ↔ H₂O

Предварительные расчеты:

М(NH₃) = 17,03 г/моль;

fэ(NH₃) = 1;

Мэ(NH₃) = fэ(NH₃) ∙ М(NH₃) = 17,03 г/моль.

Методика работы. Полученную задачу количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50,00 мл, доводят дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают. Из разведения отбирают пипеткой 10,00 мл, переносят в колбу для титрования, куда предварительно отмеряют пипеткой 20,00 мл 0,1000 М раствора хлороводородной кислоты, добавляют 1-2 капли индикатора метилового оранжевого и титруют 0,1000 М раствором натрия гидроксида до перехода розовой окраски раствора в оранжевую. Титрование повторяют до получения трех воспроизводимых результатов.

По среднему значению объема титранта рассчитывают граммовое содержание аммиака в водном растворе аммиака по формуле:

.

Вывод:

7. НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ, ТС обучения и контроля

7.1. Табличный фонд по теме занятия.

7.2. Учебные пособия:

– справочник по аналитической химии.

7.3. ТС обучения и контроля:

– карточки для выявления исходного уровня знаний-умений.

Титрование многоосновных кислот, многокислотных оснований, смесей кислот или оснований

Многоосновные кислоты диссоциируют последовательно, ступенчато. Константа диссоциации по первой ступени больше константы диссоциации по второй ступени и т.д. Диссоциация кислоты по первой ступени подавляет диссоциацию по последующим ступеням, по­этому при титровании растворов многоосновных кислот растворами сильных оснований вначале оттитровываются ионы водорода, соот­ветствующие первой ступени диссоциации кислоты, затем ионы во­дорода, отвечающие второй ступе­ни диссоциации. В соответствии с этим на кривой титрования могут проявляться скачки для каждой последо­вательной ступени. Разделение и отчетливое прояв­ление этих скачков на кривой титрования зависят от величин констант по­следовательной ступенчатой ионизации кислоты К_а.

Если величина К_а очень мала (рК_а>5-6), то скачок на кривой тит­рования проявляется нечетко, в форме перегиба или вообще не проявляется. Поэтому подобрать соответствующий индикатор затруднительно, проводить раздельное тит­рование в таких случаях нельзя.

Если показатели рК_а констант последовательной ступенчатой ионизации кислоты различаются не менее чем на 4 единицы, т.е. сами кон­станты К_а отличаются не менее чем в 10000 раз, то скачки на кривой титрования могут разделяться.

Для определения возможности титрования пользуются понятием «константы титрования» – К_т, которая представляет собой отношение соседних констант ионизации, или «показатель константы титрования», который представляет собой разность соседних показателей констант ионизации. Например, у четырехосновной лимонной кислоты:

К_а1 = 7,4 ∙ 10^-4, рК₁ = 3,13;

К_а2 = 2,2 ∙ 10^-5, рК₂ = 4,66;

К_а3 = 4,0 ∙ 10^-7, рК₃ = 6,40;

К_а4 = 1 ∙ 10^-16, рК₄ = 16,00.

;

= рК_а2 – рК_а1 = 4,66 – 3,13 = 1,53;

;

= рК_а3 – рК_а2 = 6,40 – 4,66 = 1,74;

;

= рК_а4 – рК_а3 = 16,00 – 6,40 = 9,60.

Константы ионизации лимонной кислоты по первой, второй и третьей ступеням различаются меньше, чем в 10 000 раз (показатели констант ионизации кислоты различаются менее чем на 4 единицы), поэтому на кривой титрования лимонной кислоты обнаруживается только один (третий) скачок титрования. Константа ионизации по четвертой ступени К₄ очень мала (меньше 10^-7), поэтому четвертый скачок тоже не появляется. Следовательно, лимонную кислоту можно титровать только как трехосновную кислоту.

Возможность титрования по ступеням многокислотных оснований определяется согласно величинам констант последовательной ступенчатой ионизации оснований К_b и значениям рК_b. Скачки на кривой титрова­ния разделяются, если различия в значениях рК_b последовательных сту­пеней диссоциации основания составляют не менее 4 единиц, как и в случае титрования растворов многоосновных кислот раствором сильного основания.

Смеси сильных кислот, каждая из кото­рых в водном растворе диссоциирует полностью, при титровании раство­ром сильного основания дают один общий скачок на кривой титрования и оттитровываются совместно как сумма сильных кислот.

Смесь сильной и слабой кислот титруется раствором сильного осно­вания последовательно. Сильная кислота подавляет диссоциацию слабой кислоты и поэтому оттитровывается первой. После того как сильная ки­слота будет полностью оттитрована, титруется слабая кислота.

Смеси слабых или средней силы кислот или оснований можно раздельно (дифференцированно) титровать, если различия в рК_а или рК_b составляет не менее 4 единиц (как и для многоосновных кислот и многокислотных оснований).