3. Расчет массы и массовой доли определяемого вещества в анализируемом растворе или образце

Перманганатометрия применяется для анализа ряда химических соединений и лекарственных препаратов, обладающих восстановительными свойствами – H₂O₂, MgO₂, NaNO₂, Fe²⁺ и др.

Иодиметрия применяется при анализе восстановителей. Прямым титрованием раствором иода определяют Na₂S₂O₃, As(III), Sn(II), Sb(III), анальгин. Обратное титрование используют, если реакция иода с восстановителем идет медленно. К анализируемому раствору добавляют избыток иода, который реагирует с восстановителем. Непрореагировавший иод титруют тиосульфатом натрия. Так анализируют Hg₂Cl₂, сульфиды, сульфиты, формальдегид, антипирин

Иодометрическим (заместительным) титрованием определяют окислители, например, KMnO₄, К₂Сr₂О₇, Na₃AsO₄, CuSO₄, H₂O₂. К анализируемому раствору добавляют избыток иодида калия, который реагирует с окислителем. Образовавшийся иод титруют тиосульфатом натрия.

В кислой среде NaNO₂ вступает в реакцию с органическими ароматическими аминами, образуя диазосоединения:

RNH₂ + NaNO₂ + 2HCl  + 2H₂O + NaCl.

Реакция диазотирования органических соединений проходит количественно и широко используется в анализе органических соединений и лекарственных препаратов, имеющих аминогруппу,  стрептоцида, сульфацила, норсульфазола, новокаина и др.

Примеры решения типовых задач Прямое титрование

Пример 1. Вычислите массовую долю (%) Н₂О₂ в растворе, если на титрование 2,522 г его в сернокислой среде было затрачено 18,95 мл раствора КМnО₄ с молярной концентрацией С(КМnО₄) = 0,01070 моль/л.

Дано: m*= 2,522 г

V(КМnО₄) = 18,95 мл

С(КМnО₄) = 0,01070 моль/л

Найти: w%( Н₂О₂)

Решение. Уравнение реакции титрования пероксида водорода перманганатом калия:

5 Н₂О₂ + 2 МnО₄^– + 6 H⁺ → 2 Мn²⁺ + 10 О₂ + 8 H₂O,

Х Т

Полуреакции:

МnО₄^– + 8 H⁺ + 5 ē → 2 Мn²⁺ + 4 H₂O, f_экв.( КМnО₄) = ¹/₅

Н₂О₂ – 2ē → 2 О₂ + 2 H⁺ f_экв.( Н₂О₂) = ¹/₂

Используется прямое перманганатометрическое титрование, метод отдельных навесок. Определяем массу пероксида водорода:

Определяем массовую долю (%) Н₂О₂ в растворе:

Ответ: 0,6840%

Заместительное титрование

Пример 2. Навеску кристаллогидрата хлорида бария массой 0,2793 г растворили в мерной колбе вместимостью 100,0 мл. К аликвотной доле объемом 25,00 мл добавили избыток хромата калия. Образовавшийся осадок промыли, растворили в хлорной кислоте и обработали избытком иодида калия. Выделившийся иод оттитровали раствором тиосульфата натрия с молярной концентрацией 0,05009 моль/л. Определите массовую долю бария в кристаллогидрате, если на титрование затрачено 17,12 мл титранта.

Дано: m*= 0,2793 г

Vк = 100,0 мл

Vпип = 25,00 мл

V(Nа₂S₂О₃) = 17,12 мл

C(Na₂S₂O₃) = 0,05009 моль/л

Найти: w%(Ва)

Решение. При титровании проходят следующие реакции:

Ва²⁺ + СrО₄^2-  ВаСrО₄

3 экв. 3 экв.

X

2 ВаСrО₄ + 2 H⁺ → 2 Ва²⁺ + Сr₂О₇^2– + H₂O

6 экв. 6 экв.

Сr₂О₇^2– + 6 I^– + 14 H⁺ → 2 Cr³⁺ + 3 I₂ + 7 H₂O.

6 экв. 6 экв.

I₂ + 2 S₂O₃^2– → 2 I^– + S₄O₆^2–.

2 экв. 2 экв.

T

Полуреакция окисления тиосульфат-ионов имеет вид:

2 S₂O₃^2– – 2ē → S₄O₆^2- f_экв.(Nа₂S₂О₃) = 1.

Титрование иодометрическое заместительное, из цепочки реакций следует, что f_экв.( Ва²⁺) = ¹/₃. Используется метод пипетирования. Рассчитываем массу ионов бария:

Рассчитываем массовую долю бария в образце:

Ответ: 0,5621