Титриметрический анализ (Методические указания и практикум)

Взвесить на техно-х~~мических весах в бюксе эту навеску и перенести

заранее ПРИГОТОЕ!ЛЭННУЮ коническую колбу через сухую ворон,,), с короткой

широкой трубкой. Затем добэеить туда же отмеренны й цилиндром объЕ3 ДИt.:тиллированноЙ ВОДЫ, равный объему V(ЭДТА) и тщательно перемеша

полученный раствор.

3.1.2. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ПРИГОТОВЛЕННОГО РАСТВОРА ТРИЛОНА Б

(по способу пипетирования)

а) r!Q твердому стандартному веществу.

1. Рассчитать нзвеr.J.:У MgS0487H20, необходимую ДЛЯ приготовления

200-250 мл мерной колбе 0,025 м его раствора. Взвесить на технохимически весах е бюк~е рассчитанную навеску соли. Затем взвесить бюкс со взято

навеской на аналитических весах (т1). Осторожно пересыпать взвешенну

соль в мерную колбу 5юкс 1."; оставшимися частицами кислоты взвесить еще ра

на аналитических весах (1112).. По разности двух взвешиваний вычислит

величину навески, высыпанной 6 колбу (т1-т2). Струей дистиллированно

воды из промывалки смыть остатки кислоты с воронки в колбу. Добавить ещ

.дистиллированной воды приблиэительно до 2/3 объема и вращательным

круговы ии движениями перемешать содержимое колбы до полног

растворения. После полного растворения добавить дистиллированной воды Д метки (последние капли воды обязательно добавлять пипеткой), закрыв колб пробкой и тщательно перемешать раствор, опрокидывая колбу 10-15 раз веер

дном. Рассчитать точную концентрацию приготовленl'IОГО раствора.

шпателя) металлоиндикатора эриохромового чёрного Т И после полного ег растворения провести титрование стандартиэируемым раствором трилона 5

изменения ОlqJаски индикатора с красновэто-фиолетовой (винно-красной) н

голубуюЗ. Следует избегать добавления большого количества индикатора, т.

это приводит К возникновению излишне интенсивной окраски, на фоне КОТОРО

трудно заметить её переход.

. З. Титрование повторить несколько раз до получения не менее з­

сходящихся результатов.

4. Рассчитать точную концентрацию стандартизуемого раствора ЭДТА.

С(ЭДТА)= C(MgS04)- Vnun , М

Vср(ЭДТА)

3 Изменение окраски в KТf зависит от выбранного индикатора. При использован

мур~кеида она изменяется е розовой на фиолетовую; флуорексона - с желто-зел!н.оЙ бесцветную Р.JIИ розовую с резким уменьшением интенсивности флуоресце

кальциона - е бледно-жёлтой на оранжевую. В последнем случае щелочную ере создают добавлением 2М раствора КОН.

http://mitht.ru/e-library

б) по заранее приrотовnенному стандартному раствору сопи, который

вдует получить У преПОД8sателя.

FЛ 1. В 3-4 кОНИOisскиs колбы ДЛЯ титрования перенести по пипетке получен •

ого стандартного раствора CuS04, добавить цилиндром или дозатором 20 мл

истиллированной воды, 5 мл ацетатного буферного раствора с рН 6, 20-30 мг

на кончике шпателя) металлоиндикатора мурексида2 и после полного его

аствОрения провести титрование стандартизируемым раствором трилона Б до

эменения окраски титруемого раствора с зеленовато-желтой на чисто­

иолетовую. Измерить об~м трилона 51 ввести дополнительно 1-2 мл u[ 'и[i) буферного раствора (или 1 каплю 2М раствора NНз). Если окраска

ста&тея фиолетовой, то титрование следует прекратить; если же изменяется в

тую или желто-зеленую, то титposание следует продолжить до получения

ойчивой фиолетовой окраски.

2. Титрование повторить несколько раз до получения не менее З-х

ОДЯЩИХСЯ результатов. Найти Vср(ЭДТА).

З. Рассчитать точную концентрацию стандартизуемого раствора ЭДТА

С(ЭДТА) = С(СиSО4)·Уnиn М

Vср(ЭДТА)

3.2.0предеnение каnьция и маrния при совместном,присутствии

Комплексонометрическое определение общей концентрации катионов мв •

ов В растворе возможно, если различие в значениях условных констант

. " 3

йчивости их комплексов с ЭДТА мало. В этом случаеfЗм: f3 М'У < 1О .

При рН =1О ДЛЯ коммексов кальция и магния указанное соотношение

ься совместно. В качестве индикатора исполЬ.зуют эриохромовый ~рный Т.

= 1,58.10-4, а P'Mglnd = 4е10-8. В конечной точке титрования

текает реакция Mglnd + у4- = Mgy2- + Ind, приводящая к появлению

аеки. характерной ДЛЯ несвязанной (свободной) формы индикатора Ind.

При добавлении NaOH до рН > 12 магний осаждается из раствора в виде

роксида. Не отфильтровывая осадка, оставшийся s растворе кальций титру -

комплексоном в присутствии индикатора мурексида. Магний определяют по

ности. n{Mg) =n(rcMg+Ca» - п(Са) =п(У)эриохр. - П(У)МУР.

Метод применим для определения ж~сткости воды. Следы тяжёлых

81JЛов, титруемые совместно с кальцием и магнием, можно замаскировать с

ОЩЬЮ KCN е устойчивые цианидные комплексы или полностью удалить из

Ора в виде осадка сульфидом или диэтилдитиокарбаминатом натрия.

КТически все катионы за исключением щелочных металлов, кальция и маг -

, ПРИсутствующие в воде, можно замаCt<Ировать KCN и триэтаноламином.

1,00 мл 0.0100 М раствора ЭДТА эквивалентен содержанию 0,408 мг Са

0.561 мг СаО; 0,243 мг Mg или 0,403 мг MgO.

http://mitht.ru/e-library

Задание. Определить содержание кальция и магния при совместном

присутствии в растворе

PeareHTt>1 1. ЭДТА, стандартный рэспюр, 0,025 М

2.Аммиачный буферный раствор с рН 10.

3.Раствор NaOH или КОН, 2М

4.Металлоиндикаторы - зриохромовый чёрный, мурексид

(смеси с NaCI в соотношении 1: 100).

Методика определения.

1. Определение суммарного содержания кальция м маrния. Анализируемую

пробу пипеткой количественно перенести в коническую колбу для титрования, добавить равны й объем дистиллированной воды. 5 мл аммиачного буферного

раствора с рН 1О , смеси эриохромового черного Т с NaCi на кончике шпателя.

Перемешать до полного растворения индикаторной смеси и затем оттитровать

сrандарТНI:>IМ раствором трилона Б до изменения окраски раствора с КРдСНОflэто-фиолетовой на голубую от одной капли титоэнта. Следует иметь

ВВИДУ, что после первого изменения окраски (достижения т.3.) дальнейшее

добавление трилона Б не приводит к e~ новому изменению. Повторить

титрование до получения сходящихея результатов (V1) и рассчитать общее

содержание кальция и магния.

2. Определение кальция. Анапизируемую пробу пипеткой количественно перенести в коническую колбу для титрования, добавить равный объем дистиллированной воды, 2-3 мл - 2М раствора NaOH или КОН, смеси

мурексида с NaCI на кончике шпателя. Перемешать до полного растворения

индикаторной смеси и затем оттитposать стандартным раствором трилона Б до изменения окраски раствора с розовой на фиолетовую от одной кем",

титранта. Повторить титрование до получения сходящихея результатов (V2) и

рассчитать содержание кальция.

Определение магния. Объём титранта, затраченный на титрование магния, вычисляют по разности оБЪёМОВ трилона 51 пошедшей на титрование при рН

10 и при рН 12. Таким образом, VЗ = V1 - V2. PaC~T проводят по той же

формуле, что и при расчете содержания К8J1ЬЦИЯ.

3.3. Определение меди(lI}

Определение Cu(2+) основано на прямом титровании ее раствором трилона

Бв слабокислой (pH=5-6) или слабощелочной (pH=8-9) среде. Условия

титрования определяются используемым металлоиндикатором.

конечной точке титрования, находящейся вблизи Т3., раствор приобретает фиолетовую окраску, вследствие образования свободной формы индикатора по

следующей реакции:

http://mitht.ru/e-library

В присутствии Ч2-пиридилазо)-2-нафтола (ПАН), образующего комплекс с

окраску как результат наложения желтой окраски свободных молекул ПАН на голубую окраску комплексо'ната меди.

Задание. Определить массовую долю меди в сухой смеси солей. Реагенты: 1. ЭДТА, стандартнb.lЙ растеор; 0,025 М

2. Аммиачный буферный раствор (рН =8) или 1 М раствор NНЗ.Н20.

З. МетаЛЛОИНДИК8ТОР - мурексид (смесь !nd'NaCI= 1: 100).

Методика определения

1. Получить от преподавателя указания по приблизительному содержанию

меди в анализируемой смеси (roCu) и рассчитать величину её навески (тем),

которую следует взять ДЛЯ приготовления необходимого объема титруемого

2. Взять рассчитанную навеску смеси вначале на технохимич8CI<ИХ весах, а

затем на аналитических.

3. Перенести ко.,ичественно навеску в стеклянный стакан на 100-150 мл,

добавить 20-25 мл дистиллированной воды и 2·3мл 0,2 М H2S04 . После этого

B~ содержимое тщательно перемешать вращательными движениями,

д06иваясь полного растворения навески4 .

4.Полученный раствор и промывные воды после З-х кратного ополаски - вания стакана количественно перенести в выбранную мерную колбу, добавить дистиллированной воды до метки и тщательно BC~ перемешать.

5.Оттитровать приготовленный раствор так же как и при стандартизации rрилона Б по заранее приготовленному раствору соли меди (4 1.2., б).

6.По найденному значению объ~ма стандартного раствора трилона Б

V{ЭДТА» рассчитать массовую долю меди (%) в ана.,изируемоЙ смеси.

7. Провести статистическую обработку результатов определения, используя

10 указанию преподавателя данные других определений.

Если навеска не растворяется полностью после 5-6 минут перемешивания, то раствору ают отстояться Ii затем переносят количественно в мерную колбу. К оставшейся ерастворенной части навески добавить 10-15 мл ДИСТИJL1ИРОван.ноЙ воды и 2-3 мл

аствора серной кислоты. Получ~нный раствор также количественно перенести в

ерную колбу.

http://mitht.ru/e-library

ГЛАВА 5.

ОКИСЛИТЕЛЬНО·ВО~СТАновиrЕЛЬНОЕТИТРОВА~~Е

(РЕДОКСИМЕТРИЯ)

в оенове метода лежат реакции переноеа электронов от восстановителя к

В общем 'виде реакцию окисления-восстановления 'можно представить следующим образом:

Этим методом можно определить катионы металлов, ряд анионов, а таюке

многие органические соединения различных классов.

Если рабочим раствором является раствор окислителя, то метод называют

оксидиметрией, а если раствор восстановитеЛf4, то - рeiJyциметриеЙ.

перманганатометрия, дихроматометрия, титанометрия, аскор6инометрия и Т.д.

В указанных методах титрантами являются 12, КМпО4, K2Cr207, Тi(З+), аскорбиновая кислота С6НвО6.

1. ИОДОМЕТРИЯ

Методы rитрованиS4, связанные с применением иода, основаны на

окиелительно-восстановительных реакциях, протекающих или, с окиcnением Г

ДО 12 ИЛИ С восстановлением 12 до ", т.е. на OД~OM из рsвновесий:

/3 +2e~3/- . ЕОUз /3/-) =0,545 В.

/2 +2e~2I- E°(I2 12/-) =0,5368.

СтандаРТНblЙ окислителЬНО-90сстановительный потеНЦИЭJ1 многих восста -

новителей (Soj- ,S20j- ,S2- ,As02 ,CN- ,SCN- ,аскорбиновой кислоты,

тиомочевины (NH2)2CS,) меныие Е()(/3 /3/-), а многих окиcnителей

(Cl2,Br2,MnO'i ,МnО2'С/Оз, NOi ,S20i- ,Fe[(CN)6]3-, H202,AsV.

sьV ,се4+,FеЗ+) - больше, вcnедствие чего систему /2/2/-, точнее

/3 /3/- , можно использовать как ДЛЯ определения одних, так и других.

http://mitht.ru/e-library

Восстановители определяют методом прямого или обратного титрования.

Прямым титрованием стаидартны M раствором иода (К1з) определяют вещества (например, тиосульфаты ' As111), которые легко окисляются им.

НзАsОз +/3 +Н20 =НзАS04 +31- +2Н+

2S20;- + 1з =S4 0 i- + 31-

Обратным титрованием определяют вещества (сульфиты), которые трудно

окисляются элементным иодом (их потенциал близок к Ео(I3" /31 -) в этом

случае вещество обрабатывают избытком раствора иода и затем

оттитровывают непрореагировавшую его часть стандартным раствором

остаток

Окислители определяют способом титрования по замещению. Для этого

вещество с окислительными свойствами обрабатывают иодидом калия (натрия); выдenившийся в результате реакции иод оттитровывают

стандартным раствором подходящего сильного восстановителя. Обычно

используют раствор тиосулЬфата натрия Nа2S20з.

О'2,О?- + 61- + 14Н+ =2Cr 3+ + 312 + 7Н20

С/Оз + 61- + 6Н+ = сг + 312 + 3Н20

Brz + 2/- = 2Вг- + 12 2Ре3+ + 21- = 2Fe 2+ + 12

Во всех случаях количество прореагировавшеro или выделившегося ПР~1

реакции 12 эквивалентно количеству анализируемого вещества.

В качестве индикатора применяют свежеприготовленный 1%-ный раствор крахмала Последний в результате комплексообразования и адсорбции

образует с иодом соединение синего цвета. Поэтому при титровании иодом в

присутствии крахмала ктт устанавливают по появлению синей окраски1. При

титровании же иода тиосульфатом наблюдается исчезновение этой окраски

(обесцвечивание) от одной капли титранта В этом случае t<.рCtхмал следует прибаsлять в конце титрования, когда иода ост~тся мало и титруемый раствор имеет соломенно-ж~лтый цвет. Добавление крахмала в раствор при большом

содержании иода в нем приводит к образованию им большого количества

прочного соединения с иодом, ДЛЯ разрушения которого требуется избыток

тиосульфата в растворе и, как следствие, ведёт к neретитровыванию раствора. Чувствительность реакции иода с крахмалом велика, но она сильно зависит от

температуры.

Условия проведения иодометрических реакций:

1Сла60ЩелочнSJI, нейтральная или слабокислая среда (5 s рН ~ 9).

Впротивном случае будут протекать неконтролируемые побочные реакции.

1ОнаПОявляется, если концентрация иода в растворе достигает 0,00001 М.

http://mitht.ru/e-library

Высокая кислотность раствора приводит к разложению Nа2S20з и образованию

Н230з, !{Q""'Срэя реагирует ~ 12 е соотношеl-lИИ j'1,в то время как тиосульфат

взэимодействуе1' с "!ИМ S COOTHOLLlel-lИИ i: 0,5.

S20~- + 2Н+ = Н2S0з +S

Н2SОз + [2 + Н20=SOl- +4Н+ +21- Nа2S20з""" Н2S0з ....,,12

Кроме того, при 8ЫСОl(ОЙ КИСЛОТI-/ОСТИ ,. ОКИСГl~ется кислородом воздуха

4[- + 4Н+ + О: =- 212 + 2Н20

В сиnьнощелоо.;ноЙ среде (рН > 11) '2 диспропорционирует с образо - ванием гипоиодид-иона Ю·, который легко дa~T побочные реакции, как,

S20~- +4/0- +20Н- =41- +2S0f- +2Н20

2. Необходимо применять избыток Ю.

Присутствие избытка КI позволяет увеличить растворимость, уменьшить

летучесть 12 и изменять равновесный потенциал пары Е(Jз /31-).

3. Принимать мерь, для nредотвращениR потерь иода.

Необходимо закры ать и не нагренать реакционную смесь в колбе при

выдер>кивании.

4. Выдерживать реакционную смесь в темноте в течение времени (-5 мин), обеСl1эчивающем полноту протекания реакции окисления иодид­

иона.

Смесь необходимо вы ерживать в темноте, т.к. окисление Г кислородом

воздуха протекает более интенсивно.

5. Не допускать nрuсутствие в растворе nоверхностно-акти8НЫХ веществ и образоваНUR осадкое, способных адсорбировать молекулы

'2- Титруемый раствор следует тщательно nеремешиввть.

Несоблюдение указанных условий приводит к значительным

ПQгрешностям.

1.1. Приготовление стандартного раствора тиосуnьфата натрия

Раствор тиосульфата на.трия является вторичным стандартом. Его готовят

из кристаллического Nа2S20З.SН20, который при хранении достаточно легко

теряет молекулы воды. Раствор неустойчив вследствие окисления и разложения. Скорость разложения возрастает с уменьшением его концентрации. Если в растворе появляется Myrb, то им пользоваться при титровании нельзя. Наилучшие результаты получаются, если стандартизация и

Титрование им проводят в один день.

http://mitht.ru/e-library

1.1.1. ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРА ТИОСУЛЬФАТА НАТРИЯ

ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО НЕОБХОдИМОЙ КОНUЕНТРАUИИ

" "

1. Рассчитать навеску Nа2S20з-SН20, необходимую для приготовления

,00-350 мл 0,02-0,03 М раствора.

2. Взвесить на технохимических весах в бюксе эту навеску и перенести в JapaHee приготовленную коническую колбу через сухую BOPOHt<y с короткой И JJИРОКОЙ трубкой. Затем добавить туда же отмеренный цилиндром ~еобходимый объём О)(J1ажденной дистиллированной воды и тщательно

1еремешать все содержимое до получения гомогенного раствора.

1 1.2. ПРИГОТОВЛЕНИЕ СТАНДАРТНОГО РАСТВОРА ДИХРОМАТА КАЛИЯ

1. Рассчитать навескуК2С1"2 OJ, необходимую для приготовления 200-250

\IIЛ мерной колбе 0,02-0,03 н раствора.

2. Взвесить на технохимических весах в бюксе рассчитанную навеску буры.

Затем взвесить бюкс со взятой навеской на аналитических весах (m1). Перенести взятую навеску соли в 200-250 МЛ мерную колбу ПУТ~М осторожного постепенного пересыпания навески небольшими порциями через сухую коническую воронку с коротким широким горлышком. Не следует высыпать всю навеску сразУ. Бюкс с оставшимися частицами соли взвесить еще раз на

аналитических весах (т2). По разности двух взвешиваний (т1-m2) вычислить величину навески соли, высыпанной в колбу.

З. Струей дистиллированной воды из промывалки тщательно CМblTb всю

соль из воронки в колбу. Добавить еще воды (не более 2/3 ОТ общего объема

мерной колбы), вынуть воронку и добиться полного растворения её

содержимого путём перемешивания вращательными круговыми движениями.

Добавить ещ! дистиллированной водой до метки (последние капли обяза - тельно добавлять капиляром), заКРblТЬ колбу пробкой и тщательно перемешать раствор, опрокидывая 10-15 раз колбу вверх дном.

4. Рассчитать точную концентрацию приготовленного раствора.

1.-1.3. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ПРИГОТОВЛЕННОГО РАСТВОРА

ТИОСУЛЬФАТА НАТРИЯ (по способу пипетироsания)

Стандартизацию раствора Nа2S20з проsодят на основании общего прин -

ципа иодометрического определения окислителей. Т.е по методу замещения.

Сначала действуют на смесь КI и H2S04 точно известным объёмом

стандартного раствора окислителя. При этом последний замещается

http://mitht.ru/e-library

эквивалентным количеством иoдs. который оттитровывают стандартизируемым раствора rиОСУ.l1ьфета. В качестве стандарТНЬfХ ee~secTB обычно ИCnСЛЬЗ'/ЮТ-

К2С1207, КlОз,КН~I(3)2,КВrОз, КзFе{СN)6' Непосредственное тит­ poBaHиe тиосульфата сильным окислителем. включая К2С'2 о-, ,невозможно

из-за нестехиометричности их взаимодействия..

К2СГ207 +6Кl+ 7H2S04 =312 +Сr:2(SО4)з+4К2S04 +7Н20

Cr:20?- + 6/- + 14Н+ =312 + 2Cr 3+ + 7Н20

Реагенты:

•Раствор Nа2S20з приблизительно известной концентрации (-D.025M);

•Стандартныйраствордихроматакалия. С(~к2С1207 ).

6

•Хлороводородная кислота. HCI, 2М раствор;

•Серная кислота, H2S04, 1М раствор;

•Иодид калия, KI, 5% и 10% - ный раствор;

•Крахмал. свежеприготовленный 1%-ный раствор.

Методика определения

1. Приготовить сразу 3-4 раствора ДЛЯ титроваНИЯ. Для этого в каждую

<оническую колбу для титрования перенести пипетку стандартного раствора

К2С120-" добавить мерным цилиндром или дозатором 5 мл 5%-го раствора

<1 и 5 мл 2М раствора HCI или 1М раствора H2S04. Полученный раствор

lеремешать и оставить стоять 3-5 мин в T~MHOM месте, прикрыв часовым

:теклом или фарфоровой крышечкой. Вынимая по очереди колбочки,

)ттитровать выделившийся иод раствором тиосулЬфата натрия до бледно­

кtmтой окраски, добавить 1-2 мл раствора крахмала и продолжить титрование

'ри энергичном перемешивании до исчезновения синей окраски раствора.

2. Повторить титрование до получения близких результатов. Из них взять

реднее арифметическое Vер.

З. Приготовить раствор "свидетеля" и определить объ6м раствора

Jа2S20з , затрачиваемой на его титрование, Vса.

http://mitht.ru/e-library

1

С(-К2С'207)· Vnun

стандартизуемом растворе: С(Na2S2 О:з) =_6~______

V(Nа2S2О:з)

1.2. Определение меди (11)

Определение основано на взаимодеиствии~ ионов Сu2+ и ,- и последующем

титровании обраэовавшегося в эквивалентном количестве 12 стандартным

растворимое соединение Cul, Это приводит ктому, что E"(Cu2+, Г/Сul)=0,86 в

становится больше е°(Iз /31-) =0,545 в.

Титрование следует проводить в слабокислой среде (рН;: ~-4) и достаточно

большом избытке КI. В растворах с более высоким значение рН образуются

:растворе или сухой смеси солей).

Реагенты:

•Стандартный раствор тиосульфата натрия, С(Nа2S20з).

•Серная кислота, H2S04, 1М раствор;

•Иодид калия, КI, 10% раствор;

•Крахмал. свежеприготовленный 1% раствор.

Методика определения:

1. При анализе: а) сухой смеси солей первоначально следует взять ее

зналитическую навеску m1, перенести в мерную колбу и растворить в

~истиллированной воде с добавлением сер~ой кислоты (см. 4.1.3., пп 3 и 4);

5) раствора, содержащего Meдb(II), полученную жидкую пробу следует с

:облюдением всех предосторожностей количественно перенести в мерную iолбу. Для этого надо весь раствор И3 полученной колбочки перелить в мерную

iслбу необходимого объ~ма, предварительно вставив в ~ горлышко с зазором

<оническую воронку. Затем сполоснуть колбочку 2-3 раза небольшим

<Оличеством дистиллированной воды и полученные .промывные растворы

http://mitht.ru/e-library