Лабораторна робота визначення вмісту аніліну в досліджуваному зразку

Мета: визначити вміст аніліну в досліджуваному зразку методом кислотно-основного титрування в неводному середовищі.

Сутність методу: розраховану точну наважку досліджуваного зразку аніліну розчиняють у 50 см³ безводної ацетатної кислоти і титрують стандартним розчином хлоратної(VII) кислоти в присутності індикатору метилового фіолетового.

Аналітичні прийоми: метод окремих наважок, пряме титрування.

Хімізм процесу

М(C₆H₅NH₂) = 93,14 г/моль

План експерименту

1. Розрахунок наважки досліджуваного зразку аніліну:

За законом еквівалентів:

,

Вихідні дані: V(HClO₄) = V_min = 15 см³; с(HClO₄)=0,1моль/дм³.

2. Взяття наважки аніліну на аналітичних терезах:

Результати зважування занести в лабораторний журнал.

mб з н.	=
mб.	=
mн.	=

3. Приготування розчину.

Наважку кількісно перенести у колбу для титрування, розчинити у 50 см³ безводної ацетатної кислоти, додати 2-3 краплі розчину метилового фіолетового.

4. Процес титрування.

Приготований розчин титрувати стандартним розчином хлоратної(VII) кислоти до переходу забарвлення розчину від фіолетового до синього. Титрування проводять до одержання відтворюваних результатів.

У вага! Титрування необхідно проводити в ретельно закритих склянках або в атмосфері інертного газу. Якщо температура розчину хлоратної(VII) кислоти при титруванні відрізнялась від температури її стандартизації, то необхідно температуру одержаного об’єму розчину довести до температури стандартизації.

5. Результати титрування записати в таблицю:

	1	2	3
m(C6H5NH2), г
V(HClO4), см3

6.Розрахунки результатів аналізу.

1. Розрахунок титру відповідності:

6.2. Розрахунок масової частки аніліну в досліджуваному зразку:

( формула у загальному вигляді наведена на ст. 37)

6.3. Розрахунок середнього результату:

6. Висновок.

Глава 5. Методи окисно-відновного титрування

5.1. Теоретичні основи методу

Методи окисно-відновного титрування основані на використанні реакцій, які пов’язані з переносом електронів, тобто окисно-відновних процесів.

Ці методи дозволяють визначати всі неорганічні речовини та багато органічних сполук (у тому числі і фармацевтичні препарати, переважна більшість яких, є відновниками).

Окисно-відновних реакцій відомо багато (біля 100 000). В кількісному аналізі використовують тільки ті реакції, які відповідають загальним вимогам, які висувають до реакцій в титриметричному аналізі:

1. Реакції повинні перебігати практично до кінця. Окисно-відновна реакція проходить тим повніше, чим більше константа окисно-відновної рівноваги. Чим більше різниця в значеннях стандартних окисно-відновних потенціалах редокс-пар, що беруть участь в процесі ΔЕ°= Е₁° – Е₂°, тим більше К рівноваги, тим повніше проходить реакція.

В кількісному аналізі використовують реакції з константами рівноваги К_р > 1·10⁸, вони є стехіометричними. ЕРС (ΔЕ°) при хімічних способах встановлення кінця титрування повинна бути не менш, ніж 0,4-0,5 В, при інструментальних – не менш, ніж 0,2 В. В протилежному випадку реакція проходить або не до кінця, або при титруванні відсутній різкий стрибок потенціалу поблизу точки еквівалентності.

2. Реакція повинна перебігати достатньо швидко, щоб рівновага, за якої реальні редокс-потенціали були рівними, встановлювалась практично миттєво. Якщо реакція перебігає повільно, її прискорюють, підвищуючи температуру розчинів або додаючи каталізатори. Іноді каталізаторами є самі продукти реакції. Так, наприклад, при перманганатометричному титруванні оксалатів в кислому середовищі

5C₂O₄^2– + 2MnO₄^– + 16H⁺ → 2Mn²⁺ + 10CO₂ + 8H₂O

каталізатором є катіони Мангану(ІІ) – продукти реакції. Тому спочатку реакція перебігає повільно, з накопиченням Mn²⁺ прискорюється. Такі реакції називаються автокаталітичними.

3. Реакція повинна перебігати стехіометрично, побічні процеси виключені.

4. Кінцева точка титрування повинна визначатись точно й однозначно .

В якості стандартних речовин використовують розчини окисників або відновників.

У залежності від властивостей титранту, що використовують, розрізняють:

оксидиметрію – метод визначення відновників шляхом титрування їх стандартними розчинами окисників. Наприклад, в якості титрантів використовують стандартні розчини калій бромату, калій перманганату, калій дихромату тощо;

редуктометрію – метод визначення окисників шляхом титрування їх стандартними розчинами відновників. Наприклад, в якості титрантів використовують стандартні розчини аскорбінової кислоти, розчини солей Ферум(ІІ)-катіона.

Розроблено більш, ніж 50 методів окисно-відновного титрування (редокс-методів). Їх класифікують за типом титранту. Найбільш поширене використання отримали наступні методи:

• перманганатометрія (титрант – розчин KMnO₄);

• йодометрія (титранти – розчини І₂ та Na₂S₂O₃);

• броматометрія (титрант – розчин KBrO₃);

• нітритометрія (титрант – розчин NaNO₂);

• хроматометрія (титрант – розчин K₂Cr₂O₇);

• цериметрія (титрант – розчин Се(IV));

• аскорбінометрія (титрант – розчин аскорбінової кислоти);

• йодохлориметрія (титрант – розчин ICl) та ін.

В редокс-методах використовують пряме, зворотнє, замісникове титрування.

Пряме титрування використовують у тих випадках, коли швидкість реакції значна, а ЕРС ≥ 0,4 В, що забезпечує повноту її перебігу.

Прямим титруванням визначають, наприклад, дийод (титрант-відновник Na₂S₂O₃, ЕРС ≥ 0,42 В, К_р = 10¹²), солі Феруму(ІІ) (титрант – розчин KMnO₄, ЕРС ≥ 0,74 В, К_р = 10^6,4) та ін.

Зворотне титрування використовують, якщо реакція перебігає повільно, а також для визначення летких сполук та тих, що прямо не реагують з титрантом.

Наприклад, при визначенні сульфід-іонів, до їх розчину додають точно відомий надлишок стандартного розчину дийоду, залишок якого відтитровують стандартним розчином натрій тіосульфату:

Na₂S + І₂ + 2HCl → S + 2NaCl + 2HI

I₂ + 2Na₂S₂O₃ → 2NaI + Na₂S₄O₆

Титрування замісника використовують у тих випадках, коли досліджувана речовина не вступає в окисно-відновну реакцію з титрантом або реакція проходить не стехіометрично.

Наприклад, при йодометричному визначенні сильних окисників у кислому середовищі до їх розчину додають надлишок розчину КІ. Дийод, який виділився при цьому, відтитровують стандартним розчином Na₂S₂O₃.

K₂Cr₂O₇ + 6KI + 7H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 3I₂ + 4K₂SO₄ + 7H₂O

I₂ + 2Na₂S₂O₃ → 2NaI + Na₂S₄O₆