Титриметрический анализ (Методические указания и практикум)

аммиаком, затратили 11,50 мл 0,09500 М раствора КОН. Чему равно содержание аммиака в объ~ме анализируемого раствора?'

Солянея кислоrё!, ссдержэщзяся в поглощающем растворе, взеимодей -

ствует с NНз, выделившимся из анализируемого раствора, и КОН,

содержащемся в растворе титранта. по уравнениям

NH4CI + NaOH = NaCI + Н20 + Nнзt.

NНз + НСI = NH4CI и НСI + КОН = KCI + Н20.

Составим уравнение материалt:.НОГО баланса, принимая во внимание закон

эквивалентов; n(HCI) :: п(NНз) + п(NаОН)

C(HCI)eVHCI = С(NНз)еVNНз + C(KOH)eVKOH.

Концентрация аммиака в анализируемом растворе:

С(NНз,= C(HCI). ТlИСI - С(КОН). VKOH =

' . Т/NНз

= 0,1 OOO~1,044. 25,00- 0,09500-11,50 =0,07587 М 20,00

Масса NНз в 06~Me анализируемого раствора: m(NНз) =

= С(NНз)· VNНз • М(NНз) =0,07567.20,00.17,03 =002582г

Способ отдельных навесок. Навеска анаЛизируемого вещества тх

растворена в VTl мл первого CTaHAapTHofo раствора с. концентрацией

С(.fэкв(ТI )Тl). избыточный объ~м которого оттитрован Vr мл второго стандартного раствора (; концентрацией С(.fэкв(Т2)Т2).

jС(!экв(Тl)Т1)·VТl -С(!экв(Т2)Т2 .VТ2)·М(!экв(Х)Х)=

i 1000

растворения его навески массой 0,1280 г в 50,00 мл 0,1000 М раствора НСI на титрование избытка кислоты было затрачено 19,50 мл 0,1300 М раствора КОН?

http://mitht.ru/e-library

41

=(C(HC1). VЯСl - С(КОН).VKOH). М(;;СаСОз)=

1000

4.3. Представление результатов вычислений

Конечный результат вычислений, представляющий результат анализа, является числом, содержащим несколько цифр. Обычно количество цифр

определяется целями анализа. В OДH~1X случаях достаточно указать целы e

проценты, а в ДРУП-1Х - важны и сотые доли процента и Т.д. Если точность

анализа заранее не оговорена,' то следует руководствоваться следующим:

концентрация вычисляется до чеmвёрmой ilначащей цифры после

запятой, масса· да чеmвёрmого знака после запятой, массовая доля· до сотых долей процента.

Значащими цифрами являются все цифры, кроме нуля. Последний тоже

является значащим, если он расположен ме"<Цу значащими цифрами или после

них. Например, в числах 5.0235 и 9,9970 - нули значащие, а числах 0,2541 и

0,0042 - не значащие. В расчётах с числами, имеющими не значащие нули,

в

используют форму записи е виде а-10 . Например, 0,0042 следует записать как

-~

4,2-10 -.

Результат не может быть точнее, чем это позволяют применяемые из -

мерительные приборы. В титриметрии роль таковых вы олняютT анаЛ~lтические

весы, пипетка, бюретка и мерные колбы. Математическими вычислениями

точность анализа повысить невозможно. Лишние цифры следует округлять по

правилам известным из математики.

В этой связи не следует записывать средний объем раствора, затраченный на титрование, более чем с двумя цифрами, если цена деления бюретки не менее 0,02 мл. Обычно в 10-50 мл бюретках она не превышает 0,05 мл.

ГЛАВА 2.

ПРИБОРЫ. ТЕХНИКА ОПЕРАЦИЙ. ФИКСИРОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Качество и скорость ТИТРl1метрических определений в значительной мере зависит от правильности выполнения ряда практических операций, а TalOl<e

http://mitht.ru/e-library

выбора и использования аппаратуры. По этой причине необходимо иметь

4~7КИI? пред~тэвлеНI~1'! о мерной nОСУДЭ, ПРЭ6илах раб'ЛЬi С; Heiii rI! ()бщей технике вы олнекияя операций при ТИТ!>ОВЗНИИ.

1 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ПОСУДА И РАБОТА С ней

l1ля точного измо~ения Qбъемов растворов~меняют специальную

мерную по(:уду • пипетки, бюретки и мерные КQлбы. Как правило, на их стенках

указаны марка завода-изготовителя, объ~м, температура калибрования, класс точности, ГОСТ. Обычно пипеТК\If и бюретки калиброваны на выливание, а

мерные колбы - на вливание.

Пипетки (рис.1} - узкие стеклянные трубки с цилиндрическим или шаровым

расширениемd е средней части, оттянутые с одного конца. На верхнем

неОТiЯIiУТОМ конце имеется КОJ"!ьцееая метка. В некоторых градуированных г,ипетках (пипетки Мора) такая же метка имеется в нижней e~ части.

Предназначены ДЛЯ отмеривания и переноса определенного объема жидкости из одного сосуда s другой. Пипетки на один cтporo фиксированный оБЪ6М (с одной меткой) имеют ~M 1,2,5,10,1520,25,50,100 и 200 мл. Пипетки ДЛЯ

отбора объ~мов в опредеЛ6ННОМ интервале (со шкалой на стенке) бывают на

0,1; 0,2; 0,5~ 1; 2; 5 и 10 МЛ. Цена деления в них может быть 0,01; 0,05; 0,1; 0,5 и

целые МЛ. К таким пипеткам относятся пипетки Мора и серологические. Существуют специальные пипетки ДЛЯ отбора микрообъ!мов (пипетки Эппендорфа, лямбда). Погрешности некоторых мерных пипеток показаны ниже.

Для заполнения (рис.2) пипетки ОТiянутый ее конец следует погрузить в жидкость,.набрать последнюю грушей выше градуироsoчной метки на 10-15 мм, быстро з8кры ьb хказательнь,м пальцем правой РУКИ верхнее отверстие и вынуть ИЗ ЖИДКОСТИ. Наклонив пипеТI<У, вытереть кусочком фильтровальной

бумаги все капли снаружи, затем прикоснувшись к стенке сосуда (например,

колбы ДЛЯ титрования, держа ее вертикально, а сосуд слегка наклонно (рис.2б), очень медленно спускаТЬ жидкость, ослабляя давление пальца до тех пор,

Микропипетка Эппендорфа

http://mitht.ru/e-library

43

паЛl:oца до тех пор, пока нижний край мениска не коснется черты·... В этот

MOIii>~i'I! нмо 3ажаТf:) отверстие более плотно, ПОС.'lе чего перенести ее в друrой, заранее приготовленный сосуд. Держа пипетку вертикально, даТЬ

жидкости вытечь (рис.2). Для этого надо лрикоснуться кончиком пипетки к

стенке наклоненного сосуда (например, колбы для титрования) и слегка

вращая пипетку слева направо, подождать 10 - 15 сек. Вынуть пипетку из

сосуда. Небольшой объем, оставшийся ВНУТРИ КQнчика, не НУЖНО выдувать,

вытряхивать или смывать в сосуд.

ОтБОр аликвотных объ~мов пипеткой должен быть отработан до автоматизма. Тольке в этом случае может быть достигнута необходимая

правильнасть и воспроизводимость отбора аликвоты.

Бюретки (рис.3) - узкие длинные градуированные стеклянные трубки с

запорным устройством (краном, зажимом, шариком) ДЛЯ контроля потока

жидкости, вытекающей из кончика. Предназначены для отбора любой части от их максимального объема, в т.Ч. при титровании. Калиброваны на выливание. Наиболее простое запорное устройство представляет собой резиновую трубку со стеклянным шариком 6 качестве затвора. Сдавливание со сдвигом в сторону резиновой трубки в месте расположения шарика ведёт r. образованию щели между ним и стенкой трубки и вытеканию раствора из бюретки.

•Бюретки изготавливают на 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5; 10; 25; 50 и 100 мл. Бюретки объёмом 5 мл И менее называют микробюретками. Некоторые характеристики

Перед заполнением бюретку следует укре:1ИТЬ s штативе строго вертИКВnЬ-­

но (рис.4). Заполнять бюретку следует так, чтобы в носике не оставалось пузырьков воздуха. Это легко достигается, если погрузить бюретку нижним концом в раствор, открыть клапанное устройство И, засосав жидкость грушей 8ы е его уровня, закрыть. Это необходимо делать, чтобы в носике не

оставалось пузырьков воздуха. Остальная часть жидкости доливается сверху

через воронку, которую всегда надо убирать перед доведением уровня до

нулевой отметки. Последняя операция совершается непосредственно перед

титрованием или отбором жидкости. В бюретках с запорным устройством в

виде шарика пузырек воздуха можно удалить вытеснением его раствором,

предварительно загнув резиновую трубку с капилляром слегка вверх (и в

(открывать - закрывать), а правой - непрерывно перемешивать раствор в колбе

энергичными вращательными движениями (рис. 5).

Мерные колбы (рис. 6) - тонкостенные плоскодонные колбы с длинными и

узкими горлышками с тонкой кольцевой меткой. Предназначены ДЛЯ

приготовления растворов точной концентрации и д.rIЯ разбавления

анализируемой пробы до известного точного объема перед отбором

определенного объема пипеткой (аликваты). В большинстве случаев они

каЛИброваны на вливание. В случае, еали они калlltброваны на выливание, то

на горлышке имеется две метки и верхняя из них соответствует e~y.

Соответствие между оБЪЕ§мОМ колбы и погрешностью его измерения известны.

• ПОСлеэтогонеследуетвытератьпипетку, особеннокончик, фильтровальной бумагой

http://mitht.ru/e-library

Известную массу вещества или раствора следует ВНОСИТЬ в колбу через

воронку, вставляемую с некоторым зазором В горлышко. С воронки вещесrво смывается струей воды из промывалки, затем еще добавляется вода до 1/2 -213

.объема колбы и все содержимое перемешивается ДО полного растворения.

После этого доводится уровень ЖИДКОСТИ до метки, последние ~ 0,5 мл жидкости надо добавлять по каплям из капилляра. Перед перемешиванием

необходимо убрать фильтровальной бумагой все капли воды с внутренних

стенок горлышка. При перемешивании колбу следует плотно закрыть пробкой и

.перевернуть 10-15 раз вверх дном, добиваясь кажды й раз стекания жидкости из верхней части колбы в нижнюю (из горлышка в расширенную часть и наоборот).

Мерные цилиндры (рис. 7) не могут заменять указанную мерную посуду, Т.К.

OHIo1 не обеспечивают необходимую точность измерения объемов. Их следует использовать при отмеривании вспомогательных растворов, объемы которых

не учитываются при вычислениях.

2.Калибрование мерной посуды

При проведении точнь,х аналитических работ, использовании мерной посуды, объём которой В силу разных обстоятельств мог измениться (например, после ремонта), необходимо проводить проверку её номинальной емкости.

При калИбровании и проверке мерной посуды вывод о ее емкости делают

по массе вмещаемой ею или выливаемой из Неё воды. При этом следует

делать поправку на изменение плотности воды, а таюке емкости посуды с

изменением температуры. Изменение температуры на 100С вызывает изменение объема приблизительно на 0,01%.

Учет указанных обстоятельств приводит к следующим значениям nЛОТНQСТИ воды в условиях измерения (табл.2).

Калибрование пипетки

1. Выбрать, тщательно вымыть и высушить коническую колбочку объ!мом

http://mitht.ru/e-library

Рис.1. Пипетки

http://mitht.ru/e-library

п

l'

http://mitht.ru/e-library

зо 10

РИС.в.

а) ПФЛожение глаза при отсчете на бюретке ДЛЯ цветных

и окрашенных раствороВ

б) Влияние положения глаза на отсчет ( 2 - прави.nbнoe положение)

8) отсчет по бtopeткe с nonocoй цвeтнoro cтeкna

пузырек

воздуха

Рис.9. место скомения пуЭЫРЫ<ОВ воздуха

http://mitht.ru/e-library

- 70-75 мл из тонкого стекла и покроаное CTeкnO к ней. Обратить особое

изменяться.

2. Взвесить подготовленную колбочку с ПОКРОВI-:ЫМ стеклом на аналитиче -

СКИХ вес..ах.

З. С соблюдением всех 'правил l'1ипетирования набрать а калибруемую

пипеТI<У до метки воды и затем вылить её в ранее взвешенную колбочку.

4. Накрыть колбочJIY с ВОДОЙ ПОКРО8НЫМ стеклом и взвесить на

ЭН~J1итических вес.ах.

5. Пипетирование lIi взвешивание колбочки с очередным объ.§мом ВОДЫ из

Пl.1nетки следует повторять ДО получения сходящихея результатов, но не менее

3-х раз. При каждом последующем калибровании объем воды из пипетки можно выливать е колбочку с ВОДОЙ от предыдущего взвешивания. Эту операцию

можно повторять ДО тех r10P, пока досrэто'-iНО свободного оБЬёма колбы. РаСХО>I\Цение в резулыспэх взвешивания массы воды из пипетки не должно f5bIib БОf1f~ШЕ- 0,005 '. Рt::ЭУ;lь-rэты в;?эешиsаНИ:;i J1учше фиксировать в виде

уэбпицы.

6. РаСt..'Читать массу вода .6 пипеТКе для каждоrо взвешивания как разность

между массами поспедующеrо tmn) и предыдущего (mn-1) взвешивания

масс, признанных правильными.

8. Принимая во внимания плотность или удельный объiaм воды при темпе - ратуре l{алиброваН~1Я t рассчитать объем пипетки и затем полученное значе -

d Нt 20

Пример. При калuброваюш пипеТ!Си после ремонта (оттягивания нового носика)

получили знаqения масс, приведенные в следующей таблице. ТемпераТjpа ВОДЫ при

калибровании бьmа равна 17"C.

http://mitht.ru/e-library

Значение 9,8390>1< является ошибочным, Т.К при его получении была соверш(

погреmностъ; при переносе аJШКВОТЫ в коническую колбу было потер"..но веском

.воды. OI6расываем его и расс'iитыаемM по ocrавmимся значениям среднее.

принимая во внимание значения ПЛОТНОСТИ и удельный объ~м ВОДЫ при темпера'fY] калибрования t ос, рассчитаем обы!M шшетки.

.3. Общие правиnа работы при титриметрических опредеnениях

1. Перед применением мерную посуду и колбы ДЛЯ титрования следуеl тщательно вымыть моющими растворами ("хромовой смесью", содой и т.д.),

хорошо сполоснуть водопроводной водой, а затем - дистиллированной.

Пипетки и бюретки, кроме того, необходимо сполоснуть заполняемыми растворами. Моющий раствор следует. сливать в посуду, в которой он

хранится, его нелla3Я выnиватl:t в раковину.

2. Перед начanомработы с бюреткой следует убедиться 8 отсутствии

утечки ЖИДКОСТИ.

З. Бюретху следует зanолняТl:> через не6олыuyю коническую воронку так,

чтобы вначале уровень жидкости был немного выше нулевого деления шкалы.

Затем убрав воронку, слить ·лишний· раствор до установления нижнего

мениска (для неокрашенныхрастворов) на нулевом делении. Последнюю

операцию следует делать непосредственно перед титрованием

4.Дnя титрования всегда надо сразу приготавливатl:t H8CKOnI:tKO проб

анализируемого раствора (не менее З-х).

5.При титроваl1t1и раствор из бюретки следует прилиеать не струей, а

быстро падающими каплями при быстром вращательном движении колбы. В

непосредственной близости от конечной точки титрования (например, точки эквивалентности) он должен добавляться по r;аплям.

6. Каждое титрование должно начинаться с нулевого деления бюретки.

ТиТР.ование следует считать законченным, если окраска титруемого раствора

не изменяется в течение 30 сек.

7. Первое титрование следует проводить без особой тщательности и

быстро. С его помощью надо приблизительно (до 1 мл) определять объем

раствора, ПОLUeдший на титрование пробы.

8. Рпулыатl:tl титрования получаются более ТОЧНЫМИ, если оно

проводится со "свидетелем". Последний можно ПРИiОТОВИТЬ, добавив в колбу

для титрования все компоненты титруемого раствора, за исключением

определяемого, соответствующее количество индикатора и раствор титранта из

бюретки до достижения желаемой окраски.

9. На титрование доnжно затрачиваться от 40 до 80 % объема бюретки,

поскольку в этой ЧаСТИ она калибрована наиболее точно. Это означает, что при

http://mitht.ru/e-library