- •Раздел 1: неорганическая химия
- •Закон эквивалентов. Эквивалент. Молярная масса эквивалента вещества. Эквивалентный объем.
- •Закон эквивалентов Массы (объемы) реагирующих друг с другом веществ, прямо пропорциональны их молярным массам эквивалентов (объемам эквивалентов):
- •Лабораторная работа №1 Определение молярной массы эквивалента металла методом вытеснения водорода
- •Запись данных опыта и расчеты:
- •Скорость химических реакций. Химическое равновесие.
- •Лабораторная работа № 2. Скорость химических реакций. Химическое равновесие.
- •Опыт 2. Смещение химического равновесия обратимых реакций
- •Электролитическая диссоциация
- •Лабораторная работа № 3 Электролитическая диссоциация.
- •Произведение растворимости
- •Лабораторная работа № 4 Произведение растворимости
- •Гидролиз солей
- •Лабораторная работа № 5 Гидролиз солей
- •Водородный показатель. Буферные растворы.
- •Решение. Находим концентрацию ионов водорода в растворе
- •Лабораторная работа № 6 Водородный показатель. Буферные растворы. Опыт 1. Приближенное определение рН в водных растворах при помощи индикатора.
- •Опыт 2. Определение водородного показателя (рН) в водном растворе соли с помощью универсального индикатора.
- •Окислительно-восстановительные реакции.
- •Соответственно для процесса восстановления
- •По таблице / Лурье ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.:Химия,1978.-447с./ находим значения стандартных (нормальных) электродных потенциалов электрохимических систем, участвующих в реакции:
- •Лабораторная работа № 7 Окислительно-восстановительные реакции
- •Электролиз
- •Комплексные соединения
- •Лабораторная работа №9 Комплексные соединения.
- •Способы выражения состава растворов
- •Лабораторная работа № 10 Приготовление раствора с заданной массовой долей вещества (в %).
- •Лабораторная работа № 11 Свойства азота
- •Лабораторная работа №12 Свойства серы.
- •Лабораторная работа №13 Свойства фосфора. Опыт 1. Ортофосфаты некоторых металлов.
- •Лабораторная работа №14 Свойства галогенов Опыт 1. Окислительные свойства галогенов и их сравнительная активность
- •Методы комплексообразования
- •Комплексонометрическое титрование
- •Лабораторная работа №15 Определение суммарной жесткости водопроводной воды
- •Жесткость воды и методы её устранения.
- •Рекомендуемая литература
Методы комплексообразования
В основе методов лежат реакции образования комплексных соединений, в результате которых определяемый ион количественно выводится из раствора.
-
Комплексонометрическое титрование
В основе методов комплексонометрического титрования лежат реакции образования прочных внутрикомплексных соединений. Широкое применение комлексонометрия получила с введением в практику аналитической химии аминополикарбоновых кислот и их солей, называемых комплексонами. Наибольшее распространение получила динатриевая соль этилендиамин- тетрауксусной кислоты (ЭДТА), называемая, комплексоном III или трилоном Б. Комплексон III образует растворимые внутрикомплексные соединения с различными металлами строго определенного состава, а именно отношение катионов металла к лиганду равно 1:1.
В качестве индикаторов в комплексонометрии используют металлоиндикаторы. Это органические красители, образующие с металлами окрашенные комплексы, менее прочные, чем комплексы катиона этого металла с комплексоном.
Лабораторная работа №15 Определение суммарной жесткости водопроводной воды
Рабочий раствор – 0,05 н. Na2C10H14N2O8·2H2O.(комплексон III, трилон Б, динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты).
Индикатор – хром темно-синий кислотный .
Жесткость воды и методы её устранения.
Примеси, растворенные в воде, оказывают существенное влияние на её свойства. Эти примеси весьма необходимы для жизни человека, животных и растений, но часто оказываются очень вредными для применения воды в технике, так как эти примеси при высокой температуре образуют плотный осадок на стенках котлов, осаждаются на стенках труб в системах водяного охлаждения, что приводит к выходу этих систем из строя.
4.Определение жесткости водопроводной и кипяченой воды.
В коническую колбу вместимостью 200-250 мл налить 100 мл водопроводной воды; добавить 5 мл аммиачной буферной смеси и 7-8 капель индикатора хром-темносинего. Раствор тщательно перемешать. Обратить внимание на цвет раствора, который должен стать розовым.
Бюретку промыть дистиллированной водой, затем ополоснув раствором трилона Б, установить уровень рабочего раствора в бюретке на нуле. Титруют раствор в колбе до появления сине-фиолетового окрашивания, тщательно перемешивая содержимое колбы. Раствор трилона Б приливать медленно по каплям, и при приближении к точке конца титрования перемешивать особенно тщательно.
Изменение окраски раствора означает, что трилон Б полностью связал ионы Ca2+ и Mg2+.
Записать объем трилона Б, пошедшего на титрование. Титрование проводят до трех сходящихся результатов.
5.Определение жесткости умягченной воды
Получить три сходящихся результата, взяв для определения прокипяченную воду. Подготовку кипяченой воды к титрованию и титрование её проводят аналогично водопроводной воде. Результаты определений записывают в таблицу.
Форма записи.
Титрование |
Объем воды, мл |
Объем трилона Б, мл |
VСР (трилон Б), мл |
Жесткость воды, мэкв/л |
Водопроводная вода |
||||
1. 2. 3. 4. |
100,00 100,00 100,00 100,00 |
|
|
|
Кипяченая (умягченная) вода |
||||
1 2 3 4 |
100,00 100,00 100,00 100,00 |
|
|
|
Вычисляют общую, постоянную и временную жесткость воды по формуле:
Ж = V1 · N1 · K · 1000 / VВОДЫ [мэкв/л]
Где N1- нормальность трилона Б (0,05 н);
V1 – средний объем трилона Б, пошедшего на титрование, мл;
К – поправочный коэффициент нормальности раствора трилона Б (К=1).
VВОДЫ – объем воды, мл
N1 • K – истинная нормальность раствора трилона Б.
Вопросы:
-
Какая жесткость устраняется кипячением?
-
Какие способы устранения жесткости воды вам известны?
(ответ мотивируйте, составив соответствующие химические уравнения).
Примеры решения типовых задач.
Пример 1. Сколько граммов хлорида кальция содержится в 500 л воды, если жесткость обусловленная присутствием этой соли равна 4 ммоль?
Решение. Молярная масса М(CaCl2) = 111г/моль, молярная масса эквивалента хлорида кальция МЭ(CaCl2) =fЭКВ· М(CaCl2); МЭ(CaCl2) = 1/2∙111 =55,5 г/моль.
В 500 л воды с жесткостью равной 4 ммоль/л содержится 500 · 4 = 2000 ммоль CaCl2 или 2000 · 55,5 = 111 000 мг или 111 г хлорида кальция.
ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ (рН)
Водородный показатель среды водного раствора электролита рН равен взятому с обратным знаком десятичному логарифму концентрации (активности) ионов водорода в этом растворе:
рН = - lg СМ(Н+)
Наряду с показателем рН используется показатель рОН (гидроксильный показатель). рОН = - lg СМ(ОН−)
Среда водного раствора электролита может быть кислой, нейтральной или щелочной. Носителями кислотных свойств являются ионы водорода (Н+), а основных – гидроксид ионы (ОН−). Известно, что в кислых растворах электролитов СМ(Н+)>СМ(ОН−), в нейтральных - СМ(Н+)=СМ(ОН−), а в щелочных - СМ(Н+)<СМ(ОН−).
При расчете водородного показателя среды водных растворов сильных кислот и оснований следует учитывать необратимость процесса их электролитической диссоциации (α =1). Поэтому
концентрация ионов Н+ в растворах сильных кислот и концентрация ОН− ионов в растворах сильных оснований численно равны исходной молярной концентрации раствора кислоты или основания.
Концентрация ионов Н+ в растворах слабых кислот и концентрация ОН− ионов в растворах слабых оснований численно равны концентрации продиссоциировавших молекул электролита (произведению степени диссоциации на исходную молярную концентрацию раствора электролита):
СМ(Н+) = α · СМ
СМ(ОН−) = α · СМ,
Где α – степень диссоциации электролита;
СМ – исходная молярная концентрация электролита, моль/л
Пример 1: Вычислите рН 0,01 М раствора НСl.
Решение. НС1-сильная кислота, степень диссоциации ее равна единице. Откуда
СМ(Н+)= СМ (НСl)
СМ(Н+)= 0,01М=1∙10─2моль/л;
рН = − lg СМ(Н+)
рН = − lg10−2 = 2
Пример 2: Какова концентрация гидроксид-ионов в растворе, водородный показатель которого 5,2.
Решение. Вычисляем концентрацию ионов водорода в этом растворе
рН = - lg СМ(Н+); СМ(Н+)= 10 − рН;
СМ(Н+) = 10-5,2 = 10-6· 100,8= 6,3·10-6моль/л:
Так как ионное произведение воды [Н+]·[ОН−] = 10-14, то См(ОН−) = 10-14 / См(Н+),
См(ОН−) = 10-14 / 6,3 ·10-6 = 1,6 ·10-9 моль/л.