ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Химический факультет

Кафедра аналитической химии

Расчетно-графическое задание

1.Титрование 0,1 М раствора HCl 0,1 M раствором KОН

2.Титрование 0,05М раствора соли Zn 0,05 М раствором ЭДТА

Выполнил: студент II курса гр. В

Бикжанов Р.Ф.

Проверил: к.х.н., доцент

Боголюк Г.Б.

Уфа-2005

Содержание:

I. Титриметрический метод анализа…………………………………...3

2. Кислотно-основное титрование…………………………………...4

1. Вывод формул рН кривой титрования 0,1 М НСl 0,1 М раствором KOH…………………………………………………………………….4

2. Кривая титрования …………………………………………………....7

3. Выбор индикатора…………………………………………………......8

4. Погрешности титрования……………………………………………..8

5. Выводы……………………………………………………………..…..9

III. Комплексонометрическое титрование 0,05 М раствора

Zn²⁺ 0,05 М раствором ЭДТА ..………………………………………10

1. Основные понятия ..……………………….…………………………..10

2. ЭДТА..……………………………..……………………………………11

3. Комплексы ионов металлов с комплексонами - состав,

структура и устойчивость.………………………...……………………...11

4. Металлохромные индикаторы. Принцип действия. Основные требования………..…………….…………………………………………13

5. Расчеты…………………………...…………………………………….14

6.Ошибка титрования при комплексонометрических определениях ...15

7. Кривая титрования……………………………………………………..17

Список литературы ...…………………………………………………. ….18

I. Титриметрический метод анализа.

Титриметрия основана на измерении объема титранта пошедшего на реакцию с определяемым веществом. Титрант должен иметь точно известную концентрацию. Зная его объем и концентрацию, рассчитывают содержание определяемого вещества. Реагент вводится в эквивалентном количестве по отношению к определяемому компоненту. Момент, когда реагент прибавлен в химически эквивалентном количестве, называется точкой эквивалентности или теоретической точкой конца титрования. Для фиксирования ТЭ применяют визуальные и инструментальные методы. В частности применение различных индикаторов. Вследствие этого возникает индикаторная погрешность титрования, когда ТЭ не совпадает с точкой конца титрования.

Кривая титрования – графическое изображение зависимости изменения концентрации c(X) определяемого вещества X или некоторого связанного с ним свойства системы (раствора) от объёма V(T) прибавленного титранта Т.

Требования, предъявляемые к реакциям в титриметрическом анализе

Реакции, используемые в титриметрическом анализе, должны отвечать следующим основным требованиям.

1. Реакция должна протекать по строго определённому стехиометрическому уравнению. Побочные реакции должны быть исключены.

2. Реакция должна протекать количественно, т. е. практически до конца. Равновесие в системе должно быть полностью смещено в сторону продуктов реакции. Степень превращения исходных веществ в продукты реакции в ТЭ должна быть не менее 99,90 – 99,99%. Константа равновесия должна быть достаточно большой. Для реакции типа А + В = С, в которой участвуют два исходных реагента А и В, значение константы равновесия К должно быть К 10⁸, в этих условиях реакция протекает не менее чем на 99,99%. Для реакций с участием большего числа реагентов величина константы равновесия должна быть ещё больше.

2. Кислотно-основное титрование.

В основе метода лежит протолитическая реакция:

SH + S 2SH

В частности в водных растворах

HO + OH 2HO

В процессе кислотно-основного титрования изменяется pH раствора , поэтому кривые титрования строят в координатах pH-f (логарифмические кривые), где f-степень оттитрованности, т.е. отношение количества оттитрованного в данный момент вещества (n) к исходному количеству определяемого вещества (n):

ƒ = = ==

а при С=С

ƒ =

V- объем титранта, добавленный к данному моменту титрования, V- исходный объем титруемого вещества, V- объем титранта добавленный к моменту эквивалентности, С и С молярные концентрации эквивалентов титруемого вещества и титранта.

Кривые кислотно-основного титрования имеет S- образную форму т.е на них имеются области плавного изменения, резкого изменения pH скачок титрования.

1. Вывод формул рН при титровании сильной кислоты (HCl) сильным основанием(KОН)

а) Формула рН до точки эквивалентности (ТЭ)

В любой момент титрования до ТЭ концентрацию титруемого НСl можно представить

[HCl] = = C(1-ƒ)

Концентрация титранта KОН в растворе до ТЭ ничтожно мала , поскольку при высоком значении константы реакции титрант практически весь тратится на взаимодействие с HCl

Так как С С и при этом пренебрегаем изменением объема при титровании, то получаем

[HCl] = C(1-ƒ)

НСl- сильная кислота, диссоциирует полностью и протолитическое равновесие полностью смещено в вправо, поэтому , без учета автопротолиза (C(HCl)>10M)

[H] = [HCl]

До ТЭ значение рН определяется только ионами Нза счет неоттитрованной НСl, поскольку другими источниками можно пренебречь:

[H] = [HCl] = C(1-ƒ)

pH = -lg[H] = -lgC-lg(1-ƒ)

б) формула рН за ТЭ

За ТЭ концентрация HCl ничтожно мала поэтому за ходом титрования следят по изменению равновесной концентрации титранта –KОН

[КOH] =

[КOH] = C(f-1)

За ТЭ значение рН определяется избытком добавленного KОН. Т.к KОН- сильное основание, диссоциирует в растворе полностью и протолитическое равновесие смещено полностью вправо. Поэтому без учета автопротолиза (C(KOH)>10M)

[OH] = [KOH]

pOH = -lg[OH] = -lg[KOH]

т.к [H][OH] = K, то [Н] =

pH = -lg(f-1)

в) Формула рН ТЭ

В этот момент в растворе нет ни избытка HCl ,ни избытка KОН и рН определяется диссоциацией воды :

[H] = [OH] =

pH = -lg[H] = pK

Изменение рН при титровании сильной кислоты сильным основанием.

этап	f	Состав раствора	рН-определяющий компонент	Формула расчета рН	Значе-ние рН
I	0 0.5 0.90 0.99 0.999	HCl, HO HCl, HO HCl, HO HCl, HO HCl, HO	HCl	рН=-lgC-lg(1-f)	1 1.3 2 3 4
II	1	HO	HO	pH=1/2pK	7
III	1.001 1.01 1.10 1.5 2	KOH, HO KOH, HO KOH, HO KOH, HO KOH, HO	KOH	pH=pK+lgC+ +lg(f-1)	10 11 12 12.7 13

2. Кривая титрования 0,1 М раствора НСl 0.1 М раствором KOH.