Титриметрический анализ (Методические указания и практикум)

Задание. Определить содержание железз(/II) и меди(II) в растворе.

Реагенты:

•Стандартный раствор тиосульфата натрия, С(Nа2S2Оз) ,

•Пирофосфат натрия, Na2P207810H20, 5% раствор;

-Хлороводородная кислота, HC/, 1М раствор;

•Серная кислота~ H2S04, 1М раствор;

•Иодид калия, КI, 20% раствор;

•Крахмал, свежеприготовленный 1% раствор.

Методика определения

1. При анализе раствора, содержащего железо (III) и медь(II), полученную

жидкую пробу следует с соблюдением всех предосторожностей количественно

перенести в мерную колбу. Полученный раствор следует разбавить до метки и

тщательно перемешать. Сразу приготовить 3-4 раствора для титрования.

2. При определении суммарной концентрации обеих катионов в каждую коническую колбу для титрования следует перенести пипеткой аликвотную часть анализируемого раствора, добавить цилиндром или дозатором 2-3 мл 1М раствора НСI и 10 мл 20% раствора. Полученный раствор перемешать и выдержить в T~MHOM месте 3-5 мин, прикрыв часовым стеклом или фарфоровой крышечкой. Опитровать выделившийся иод стандартным раствором тиосуль - фата натрия до бледно-ж~лтой окраски, добавить.1мл раствора крахмала и

продолжить медленно титровать при энергичном перемешивании до исчезно -

вения синей окраски раствора, Т.е. до тех пор, пока суспензия не станет белой. .

3. При определении меди (11) в каждую коническую колбу для титрования ..

следует перенести пипеткой аликвотную часть анализируемого раствора,

добавить цилиндром или дозатором 20 мл 5% раствора Na2P207, 7 мл 1М

раствора НСI и 10 мл 20% раствора КI. Далее провести все операции как описано выше в п. 2.

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

среднее арифметическое.

5.Рассчитать концентрацию и содержание железа (111) и меди(lI) в растворе.

1.4. Определение аскорбиновой кислоты

Для определения аскорбиновой киc.nоты применяют метод обратного титрования. Добавляют точно известное избыточное количество иода. При этом

http://mitht.ru/e-library

кислота окисляется им до дегидроаскорбиновой кислоты С6НвО6. Непрореа -

ГoliрО!.<8sшая его часть титруется стандартным раствором тиосульфата "атРИii.

С6Н806 +12 =2Н! +С6Н606 12 +2Nа2S20з =Na2S406 +2Nal

2 2

Задание. Определить содержание аскорбиновой кислоты в анализируемом

объекте (таблетках витамина С, фруктовом концентрате или соке).

Реагенты:

•Стандартный раствор иода, 12, С{1/2 12);

•Стандартный раствор тиосульфата натрия, С(Nа2S20з);

•Серная кислота, H2S04, ем раствор;

•Крахмал, свежеприготовленный 1% раствор.

Методика определения

1. При анализе таблеток витамина С или сухого фруктового концентрата, выяснив ориентировочное содержание аскорбиновой кислоты, следует сначало

исходный твердый продукт не растворяется полностью, то полученный pacтsop

следует отфильтровать непосредственно в мерную колбу, осадок промыть на фильтре 2-3 раза 10·15 мл воды, каждый раз присоединяя промывные воды к основному фильтрату. После чего фильтр с осадком отбросить, а полученный раствор в мерной·колбе разбавить до метки и тщательно перемешать.

2. Сразу приготовить 3-4 раствора'ДЛЯ титрования. Для этого в каждую

коническую колбу ДЛЯ титрования ввести, пользуясь пипеткой или бюреткой, аликвотную часть анализируемого раствора (25-40 мл), а таюке стандартного раствора (20 мл) иода, добавить цилиндром или дозатором 4 мл 6М раствора

H2S04. Полученный раствор перемешать и оставить стоять -5 мин в тёмном

месте, прикрыв часовым стеклом или фарфоровой крышечкой. Вынимая по

очереди колбочки, оттитровать остаток иода стандартным раствором тиосульфата натрия. Для этого следует вначале провести титрование до

бледно-жёлтой окраски, затем добавить.2-З мл раствора крахмала, после чего

продолжить титровать, но уже медленно, при энергичном перемеwивании до

тех пор, пока суспензия не станет бел~Й. При указанных условиях другие

восстановители (например. глюкоза) не реагируют с иадом.

З. Рассчитать содержание аскорбиновой кислоты в анализируемом

продукте. Обычно его выражают в виде массовой доли или числом граммов в

http://mitht.ru/e-library

83

где C(hI2) и С(Nа2S20з) - моль-эквивалентная концентрация раствора

иода и тиосульфата натрия; V(I2) и V(Nа2S20з) - 06ЪёМ растворов иода и

тиосульфата, используемых в процессе определения; Vnun - объ~м

анализируемого раствора.

1.5. Анаnиз высокотемпературного поnупроводниковоrо материала

З~ание. Установить точный состав высокотемпературного материала типа

УВа2СUЗОХ.

Реагенты:

•Стандартный раствор тиосульфата натрия, С(Nа2S20з);

•Хлорная или хлороводородная кислота, НСJ04 или HCI,1M раствор;

•Твёрдый иодид калия, KI.

•Крахмал, свежеприготовленный 1% раствор.

Методика определения.

1. Взять аналитическую навеску (rn1) анализируемого полупроводникового

материала, равную 0,150-0,200 г, перенести в колбу для титрования, добавить 1О мл 1,0 М раствора хлорной или соляной кислоты и перемешивая раствор добиться поnного ~ растворения. Полученный раствор выдержать 10 мин при температуре кипения смеси и затем охладить, пропуская газообразный азот.

Растворить 1,0-1,5 г КI. в 10 мл дистиллированной воды и сразу же добавить к

ранее охлажденному раствору. Провести быстрое титрование также как при

Провести дополнительно ещ~ 2 раза титрование и затем найти среднее

значение отношения V(Nа2S20З)1! т1 .

2. Взять аналитическую навеску (rn1) анализируемого полупроводникового

материала, равную 0,150-0,200 г, перенести в колбу для титрования под током азотом, добавить 10 мл 1,0 М раствора хлорной или соляной кислоты, в

котором предварительно необходимо растворить 1,0-1,5 г КI. Добавить 1О мл

дистиллированной воды и провести титрование как в предыдущем пункте.

Провести дополнительно ещ~ 2 раза титрование и затем найти среднее

значение отношения V(Nа2S20З)2! т2.

З. Рассчитать число атомов О в формуле полупроводникового материала

УВа2СUЗОх .

2.ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЯ

Перманганатометрией называют метод титриметрического анализа, в кото - ром рабочим раствором, Т.е. титрантом, служит раствор перманганата калия

http://mitht.ru/e-library

КМпО4. Этот метод основан нв реакциях окисления восстановителей ионом

Аl'пО'4 Его окислительны 6 свойства в значительной мере зависят от среды . В

достаточно кислых растворах Мn04 восстанавливается до мn2+, в слабо -

кислых, нейтральных и слабощелочны x - до МnО2, а в сильнощелочных - ДО

Mnol-. Фактор эквивалентности КМпО4соответственно равен 1/5, 1/3 и 1.

Наиболее распространено титрование в кислых растворах, как правило,

содержащих H2~04. Кислоту берут в большом избытке, Т.К. она расходуется

как на создание среды, так и на протекание реакции. При малом подкислении

т.э. фиксируется недостаточно чётко.. Кроме того, возможно образование

NOi, AsOj- 'С20;-,[Fe(CN)6]4-и др). Обычно ИХ определяют прямым

титрованием. Обратное титрование проводят в случае замедленных реакций, протекающих, например, при окислении муравьиной, поли- и оксикарбоновых

кислот, альдегидов и других органических веществ.

O-О;-,S20i-,СIОз,С1Оi,МnО2 и т.п.), используя способ обратного

тирования - к анализируемому раствору окислителя добавляют избыток

стандартного раствор восстановителя и остаток последнего после окончания

реакции оттитровывают раствором КМпО4.

Cr20i- + 6Fe 2+ +14Н+ =2Cr 3+ +6Fe3+ +7Н20

избыток

5Fe2+ + МnО4 + 8Н+ =5Fe3+ + мn2+ + 4Н20

остаток

http://mitht.ru/e-library

Определение веществ, не обладающих окислительно-восстановительным~

свойствами, можно проsоДить данным методом по способу зг.м~щения ИЛИ

обратного П1трования. В случае способа замещения определяемый КОмпонент

переводят 8 форму, У'..ке обладающую окилительно-востановительными

свойствами, которая и оттитровывается. Например, многие катионы металлов

со степенью окисления 2+ ('Са2+, Zn2+, Cd2+, NI.2+, Со2+) переводят в малорастворимые оксалаты МС204, которые после растворения в КИслоте,

превращаются в Н2С204, титруемую раствором КМпО4. Таким образом,

определение катиона превращается Е! определение щавелевой кислоты.

м2+ +C2 0 l- =МС204 МС204 +H2 S04 =Н2С204 + MS04 SC20J- +2МnО"4 +16Н+ =lОСО2 +2мn2+ +8Н20

2.1. Приготовление стандартного раствора перманганата калия

Обычно используют 0,02 -0,1 мол-экв. растворы КМпО4. Стандартные растворы КМпО4 ПРИГОТО8ИТЬ непосредственно растворением точной навески

восстановления, как например, МnО2' Кроме того, концентрация КМпО4 в

растворе заметно понижается в первое время после приготовления при

окислении органических веществ из воды, воздуха, посуды . По этой причине

стандартизацию раствора КМпО4 следует проводить через 7-10 дней с

момента приготовления после предварительного отделения осадка МпО(ОН).

Стандартные растворы КМпО4 следует хранить в темном месте 8 темных

склянках со стеклянными пробками в условиях, исключающих попадание и

контакт с какими-либо органическими веществами и материалами. Разложение

раствора КМпО4 ускоряется на свету, при нагревании, ПОд действием кислот и

оснований, а таюке ионов мn2+ и Мn02'

. hv

4Мn04" +2Н20 = 4МnО2 +40Н- +302

2МnО4" +змn2+ +2Н20=МnО2 +4Н+

Правильно приготовленный раствор КМпО4, сохраняющийся в указанных

условиях, устойчив в течение нескольких месяцев. Появление коричневых

пятен Мn02 на стенках склянки указывает на протекание процеса разложения

КМпО4 и необходимость дополнительной стандартизации. В обычных

лабораторных условиях такая необходимость возникает приблизительно

каждые 1-2 недели.

Для стандартизации раствора КМпО4 пригодны свежеперекристал -

лизованная щавелевая кислота Н2С204.2Н20, оксалат натрия NЗ2С204 или

(NH4)2C204.H20, оксид мышьяка (111) АS20з, чистое металлическое железо,

двойной сульфат железа (11) и аммония (соль Мора)

(NH4)2S04.FeS04.6H20 или железа (11) и этилендиаммония

http://mitht.ru/e-library

гексацианоферрат калия

!<-4[Fе(СN)s] .ЗНzО и Ю, Первичными СТ&kА~ртами из них являются только

NЭ2С204, АS20з, Fe.

АS20з +20Н- =2AsOi +Н20

5AsOi +2МnО4 + 6Н+ + 2Н20= 5H2As04 + 2М712+

Fe + 2Н+ = Fe2+ + Н2

5Fe 2+ +МnО4 + 8Н+ = 5FеЗ+ +мn2+ + 4Н20

12 +2S20J- =21- +S40;-

Конечную точку устанавливают по появлению бледно-розовой окраски, не

~езающей ЗО сек. Чтобы e~ заметить достаточно добавить 1-2 капли - О,02М

аствора КМпО4 к 100 мл титруемого раствора. При использовании очень

ззбавленных растворов КМпО4 ктт. можно фиксировать с помощью окисли-

Iльно-восстановительных индикаторов с EgK/soccm= 0,84-1,08 В., например,

1фемиламиносульфоновой КИСЛОТЫ или комплекса 1,1 О-фенантролина с ~лезом (11) (ферроин). Для первого индикатора наблюдается переход окраски

, красно-фиолетовой к бесцветной (ЕО=О.85в). для втоporо - от бледно­ пубой к красной (ЕО=1.06 в).

2.1.1. ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРА ПЕРМАНГАНАТА КАЛИЯ

ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО НЕОБХОДИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ

1. Получить от преподавателя УI<Ззание по объему (1) и концентрации

'(ХКМnО4) ) приготовляемого раствора КМпО4.

2. Рассчитать объем, имеющегося в лаборатории заранее приготовленного

щентрированного раствора КМпО4 (V(КМn04)конц)' который следует

,ть ДЛЯ приготовления необходимого объема (У1) раствора заданной

lцентрации.

С(ИКМn04)·Vl

У(КМnО4) =--.:.--=-----

1СОНЦ 5. С(КМn04)

З. Рассчитать оБЪЕ!М дистиллированной воды необходимый ДЛЯ

готовления раствора. VH20 = Уl - V(КМnО4)конц

4: В заранее приготовленную 1-литровую коническую колбу отмерить индром VH20 мл дистиллированной воды, добавить туда же другим

http://mitht.ru/e-library

цилиндром рассчитанный объем концентрированного раствора КМпО4 и затем

тщательно перемешать полученный раствор, не ДОП~/СI'.эя ero KOHiai,TEi (;

2.1.2.ПРИГОТОВЛЕНИЕ СТАНДАРТНОГО РАСТВОРА ЩАВЕЛЕВОЙ КИСЛОТЫ

1.Рассчитать навеску Н2С204е2Н20, необходимую для приготoвneния в

200-250 мл мерной колбе 0,02-0,03 н его раствора.

222

2. Взвесить на технохимических весах в бюксе, рассчитанную навеску диги­ драта кислоты. Затем взвесить бюкс с взятой навеской на аналитических весах

(т1). Перенести взятую навеску в 200·250 МЛ мерную колбу, осторожно пересыпая ее небольшими порциями через сухую коническую воронку с коротким широким горлышком. Бюкс С оставшимися частицами соли взвесить

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

3. Струей дистиллированной воды из промывалки тщательно смыть всю навеску из воронки в колбу, добавить до 2/3 ~ объема воды и добиться

полного растворения содержимого путАм перемеwивания вращательными

круговыми движениями. Добавить дистиллированной водой до метки, закрыть колбу пробкой и тщательно перемешать раствор.

4. Рассчитать точную концентрацию приготовленного paCiBopa кислоты.

2.1.3.СТАНДАРТИЗАЦИЯ ПРИГОТОВЛЕННОГО РАСТВОРА

ПЕРМАНГАНАТА КАЛИЯ (по способу пипетирования)

КМпО4 реагирует со щавелевой кислотой по уравнению:

2KMn04+SH2C204+3H2S04=2MnS04 +lОСО2 +K2S04 + 8Н20

2Мl1О4 75C'20I- +16H+ =IОС02 +2мn2+ +8Н20

Реагенты:

http://mitht.ru/e-library

•Раствор КМпО4 приблизительно известной концентрации;

1.

•Стандартный раствор щавелевой КИСЛОТЫ,С(-Н2С204);

• Серная кислота, H2S04, 1М раствор.

Методика определения

1. Приготовить раствор "свидетеля' и определить объём раствора кислоты,

затрачиваемой на его титрование, VCB'

2. Приготовить раствор ДЛЯ титрования. Для этого Б каждую коническую колбу для титрования перенести пипетку стандартного раствора, добавить

цилиндром или дозатором 1О мл 1М раствора H2S04. Полученный раствор

нагреть до 80-850С (рукой становится деРЖЕ2ТЬ горячо) и сразу же опитровать.

З. При титровании раствор КМпО4 из бюретки следует приливать по

каплям. Каждую последующую каплю необходимо прибавлять после того, как исчезнет окраска раствора. Первые капли обесцвечиваются медленно. Но как

только образуется немного ионов Mn2+, катализирующего эту реакцию,

дальнейшее обесцвечивание происходит практически мгновенно. Появление

бледно-розовой окраски свидетельствует о достижении т.3..

4. Повторить титрование до получения близких результатов. Вычислить

объем раствора KMn04, пошедший на титрование аликвотной части раствора

5. Рас~итать точную концентрацию KMn04 в стандар1изуемом растворе:

5 у(к.мnО4)

2.2. Определение железа (11)

Анализ проводят прямым титрованием стандартным раствором КМпО4.

При этом протекает реакция:

10(NH4)2Fe(S04)2 +2КМnО4 + 8Н2Б04 = =SFе2(SО4)З +2МпS04 +K2S04 +10(NH4)2S04 + 8Н20

1ОFеSО4+2КМпО4+8Н2S04=5Fе2(SО4)З +2MnS04 + K2S04+8H20

5Fe2+ + МnО"4 +8Н+ =SFe3++Mn 2+ +4Н20

Титровать можно в серно- И солянокислых растворах. В первом случае

никаких осложнений не происходит. При титровании же 8 присутствии ионов сг

http://mitht.ru/e-library

имеет место перерасход КМпО4 и неч~ткий конец титрования. Это связано с

протеканием индуцированной ~еаIЩViИ между СГ и Мnй4.

10СГ +2МnО4" +16Н+ =5C12 +2мn2+ + 8Н20

Указанные явления не возникают, если в титруемом растворе присутствуют

в достаточных количествах НзРО4 и Мп2+. Поэтому перед титрованием в

раствор следует добавить «защитную смесь», известную под названием смеси

Циммермана-Рейнгарда и состоящую ИЗ Н2в04, НзРО4 и MnS04.

Задание. Определить содержание железа (11) в растворе.

Реагенты;

• Стандартный раствор КМпО4, С(ИКМnО4):

•Серная кислота, H2S04, 1М раствор;

•Фосфорная кислота, НзРО4, 2 М раствор;

•Смесь Циммермана-РеЙнгарда.

Методика определения.

1. Полученную жидкую пробу следует с соблюдением всех

предосторожностей количественно перенести в мерную колбу.

2. В коническую колбу для титрования перенести пипетку анализируемого

раствора, добавить цилиндром или дозатором 10 мл 1М раствора Н2ВО", и ~.~

мл 2М раствора НзРО4 (8 отсутствии СГ) или 2-3 мл смеси Циммерман':

Рейнгарда (в присутствии СГ).

3. Медленно оттитровать приготовленный раствор. при интенсивном

перемеwивании стандартным раствором КМпО4 до появления бледно.

розовой окраски, устойчивой 30 со

4. Используя средний об~м титранта, затраченный на титрование, рассчитать концентрацию и содержание железа (11):

а) при непосредственном титровании анализируемого раствора

б} при разбавлении аликвотной части анализируемого раствора в мерной колбе

Vnun е Vnun

где V:un - объ~м анализируемого раствора, перен~нный в мерную колбу;

http://mitht.ru/e-library