Условия проведения и аналитические возможности метода
Условия проведения и аналитические возможности метода - раздел Химия, СБОРНИК ЗАДАЧ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ Титрование Проводят При Пониженной Или При Комнатной Температуре...
Титрование проводят при пониженной или при комнатной температуре, так как при нагревании улетучивается иод, уменьшается чувствительность индикаторной реакции. Титрование проводят в нейтральной или слабокислой среде, так как в сильнокислой среде разлагается тиосульфат, окисляются кислородом воздуха иодид-ионы, а в сильнощелочной - диспропорционирует иод. К титрованию выделившегося иода приступают через 5 мин (из-за низкой скорости реакции). Реакционную смесь ставят в темноту, так как на свету I- окисляется кислородом воздуха до I2. В результате после титрования может опять появиться синяя окраска иод-крахмального комплекса. (склянки и колбы закрывают (из-за летучести иода).
Иодометрия - весьма универсальный и очень точный метод, позволяющий проводить определение многих веществ: 1. Окислителей (Сr2О72-, Сu2+, H2O2 и др.). В иодометрии применяют растворы восстановителей Na2S2О3 и KI, но прямое титрование ими окислителей невозможно. Реакции между окислителями и Na2S2O3 идут нестехиометрично, а между окислителями и КI медленно. Поэтому для определения окислителей используют титрование заместителя: окислитель замещают эквивалентным количеством иода, затем титруют выделившийся иод раствором тиосульфата: Окислитель + I- + Н+ → Восстановитель + I2 + Н2О I2+2S2O32- → 2I- + S4O62-. Рабочий раствор - Na2S2O3; вспомогательные.растворы - КI и H2SO4: индикатор крахмал добавляют вблизи т. э. 2. Bосстановителeй (S2O32-, SO32-, NO2-, , НСОН и др.). Прямое титрование раствором I2 в нейтральной или слабокислой среде используют для достаточно сильных восстановителей. Крахмал добавляют до начала титрования. Титруют до появления окраски. Обратное титрование избытка I2 раствором Na2S2O3 используют для восстановителей, значение Е° которых близко к Е° (I2/I-) , поскольку они труднее окисляются, реакция идет недостаточно полно при прямом титровании: А(восстановитель) + I2(избыток) → А*(окисл.форма) + I2(остаток) + I- I2(остаток) + 2S2O32- → 2I- + S4O62-. 3. Bеществ, не обладающиx окислительно-восстановительными свойствами, но реагирующиx с окислителями или восстановителями (Ва2+, Zn2+, Pb2+, Ag+ и др.). Иодометрически можно определять ионы металлов, которые осаждаются в виде сульфидов или хроматов. Схемы анализа: а) Осаждают ион металла в виде сульфида, растворяют осадок в НС1 в присутствии избытка I2 и титруют остаток I2 после реакции раствором Na2S2O3: Ме2+ + S2- → MeS (осадок) MeS + 2HC1 → МеС12 + H2S H2S + I2(избыток) → 2HI + S + I2(остаток)
I2(остаток) + S2O32- → б) Осаждают ион металла в виде хромата, растворяют осадок в кислоте. Затем продукт реакции — Сг2О72- определяют иодометрически как любой другой окислитель: Ме2+ + CrO42- → МеСrO4(осадок) 2МеСrО4 + 2H+ → Cr2O72- + Н2О + 2Ме2+ 4. Oрганическиx веществ (нафтол, аскорбиновая кислота, муравьиная кислота и др.).Используют вес способы титрования: Прямое титрование раствором I2. Обратное титрование остатка I2 после реакции с органическим веществом раствором Na2S2O3 используют чаще всего: Органическое вещество + I2(избыток) + ОН- → (щелочная среда) I2(остаток) + S2O32- → (слабокислая среда) Особенность этого титрования заключается в следующем. В кислых растворах I2 не реагирует с органическими веществами или реагирует очень медленно. Поэтому сначала проводят реакцию в щелочной среде, затем раствор подкисляют и титруют. Титрование заместителя используют, если органическое вещество обладает свойствами окислителя. 5. Kислот (сильныx и слабыx с Ка > 10-6).
8.9 Решение типовых задач
1. Определить, может ли самопроизвольно протекать в стандартных условиях реакция окисления-восстановления иодид-ионов ионами Fe3+.
2Fe3+ + 2I- = Fe2+ + I2
Решение.
а) Находим разность между стандартным электродным потенциалом пары окислителя Е0Fe3+/Fe2+ и восстановителя Е0(I2/I-): ∆Е0= Е0(Fe3+/Fe2+) - Е0(I2/I-)= 0,771 - 0,536 = 0,235B.
Данная реакция может самопроизвольно протекать в прямом направлении, потому что разность потенциалов окислителя и восстановителя величина положительная (больше нуля).
б) Определим константу равновесия данной реакции в стандартных условиях по формуле:
lgK = , тогда К = 107,966
Данная реакция может протекать в прямом направлении и константа равновесия составляет восемь порядков.
2. Определить молярную массу эквивалента окислителя и восстановителя в реакции: 5H2C2O4 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2 + 8H2O Решение: Запишем уравнение полуреакции, соответствующей превращению окислителя MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O и восстановителя H2C2O4 - 2e- = 2CO2 + 2H+ Из уравнений видим, что перманганат-ион восстанавливается до Mn2+, принимая пять электронов, следовательно, одному электрону соответствует частица равная 1/5 перманганат-иона, а это и есть фактор эквивалентности fэкв.(MnO4-) = fэкв.(KMnO4) = 1/5. Так как Мэкв. = М . fэкв., то Мэкв.(KMnO4) = fэкв.(KMnO4) . M(KMnO4) = 1/5 . 119 = 24 г/моль экв. Аналогично, одному электрону соответствует 1/2 молекулы щавелевой кислоты, значит: fэкв. (H2C2O4) = 1/2, Мэкв.(H2C2O4) = fэкв. (H2C2O4) . M (H2C2O4) = 1/2 . 90 =45 г/моль экв. 3. Вычислить величину окислительно-восстановительного потенциала системы в точке эквивалентности (т.э.) при титровании 0,1 н раствора FeSO4 0,1 н раствором KMnO4 (fэкв. = 1/5) при рН =0. Решение: Уравнение реакции титрования: 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 +8H2O Так как рН равен нулю, а значит равновесная концентрация ионов водорода (Н+) равна 1 моль/л, то значение окислительно-восстановительного потенциала можно вычислить по упрощенной формуле, в которой Е не зависит от lg[H+] = -pH = lg1 =0: Eт.э. = (n1Е°1 + n2Е°2)/(n1 + n2) В этом уравнении Е°1 и Е°2 - значения стандартных окислительно-восстановительных потенциалов потенциалов пар при рН = 0; n1 и n2 - число принятых и отданных электронов в соответствующих полуреакциях: MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O; Е°1 = 1,51 B; n1 = 5 Fe2+ - e- = Fe3+; Е°2 = 0,77 B; n2 = 1 Подставляем числовые значения и получаем величину Е: Е = (5 . 1,51 + 1 . 0,77)/6 = 1,39 В.
4. Стандартизация раствора тиосульфата натрия. Стандартный раствор тиосульфата натрия является вторичным, поэтому его точную концентрацию определяют титрованием стандартным раствором с точно известной концентрацией. В качестве первичного стандартного вещества для его стандартизации используют дихромат калия. Протекание реакции Na2S2O3 c K2Cr2O7 зависит от различных факторов и не может быть описано одним определенным уравнением, поэтому для стандартизации раствора Na2S2O3 используют не прямое титрование раствором K2Cr2O7, а титрование стандартизируемым раствором Na2S2O3 иода, образовавшегося в процессе реакции K2Cr2O7 с КI в кислой среде (титрование заместителя): K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 = 3I2 + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 7H2O; I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6.
а) Вывести формулу для расчета молярной концентрации тиосульфата натрия по данной методике, если известно, что для приготовления 100 мл раствора дихромата взяли навеску массой m грамм соли, а для реакции с иодидом калия и последующего титрования раствором тиосульфата использовалась аликвота раствора дихромата объемом 10 мл.
б) Вычислить концентрацию стандартизируемого раствора тиосульфата натрия, если масса навески дихромата калия составила 0,245г, а объём раствора тиосульфата использованного для титрования выделившегося иода составил 10мл.
Решение.
а) Очевидно из уравнения реакции, что количество выделившегося иода эквивалентно количеству дихромата калия, вступившего в реакцию. Остаток иодида калия, добавленного в избытке, в реакцию с тиосульфатом не вступает. Вычислим молярную концентрацию эквивалентов, приготовленного стандартного раствора дихромата калия. Из уравнения полуреакции восстановления следует, что одна молекула дихромата принимает шесть электронов, значит его фактор эквивалентности равен 1/6 (fэкв.), а fэкв.(Na2S2O3) = 1:
Пырко А. Н.
Сборник задач и контрольные задания по аналитической химии / А. Н. Пырко. Мн. 2010. 140 с.
Сборник включает теоретические сведения основ аналитической химии
ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ
Все расчеты в химии вообще и в аналитической в частности основаны на законе эквивалентов: Вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах.
Эквивалент - это реальная или у
Способы выражения концентрации растворов
Все расчеты в аналитической химии осуществляются с использованием различных выражений концентраций веществ. Определение количества вещества в растворе – это определение его концентрации в данном ра
Связь различных способов выражения концентрации растворов
Очевидно, что значение концентрации растворенного вещества в данном растворе зависит от способа ее выражения, причем, существует определенная зависимость величин концентраций. Например, если концен
Ионная сила и рН растворов
Большинство аналитических определений осуществляется в растворах, поэтому необходимо знать их основные свойства. Важным свойством раствора является его ионная сила, которая определяется как полусум
Расчет рН растворов разных электролитов
При определении концентрации кислот и оснований важное значение имеет расчет рН растворов. Можно выделить несколько видов кислотно-основных растворов: сильной кислоты или основания, слабой кислоты
Решение типовых задач
1. Определить число эквивалентности гидроксида кальция z1 и дигидрофосфата алюминия z2 в реакции: 9 Ca(OH)2 + 2Al(H2PO4)3 = 2Al(OH)
Задачи для самостоятельного решения
1. К 100 мл 0,1 М раствора серной кислоты прибавили 100 мл 0,4 н раствора гидроксида натрия. Определить рН полученного раствора?
Ответ: рН = 13.
2. К 100 мл 0,2 н
ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ (ВЕСОВОЙ) МЕТОД АНАЛИЗА
Гравиметрический метод количественного анализа основан на точном измерении массы определяемого компонента, выделенного в свободном состоянии или в виде соединения определенного состава. Это ме
Общая характеристика метода
Гравиметрический метод широко используется для анализа различных объектов с высоким содержанием определяемого компонента. Достоинства метода: а) высокая точность (относительная погрешность
Решение типовых задач
1. При какой концентрации цианид-ионов кадмий (II) количественно осадится в виде Cd(CN)2? Решение:
равновесие Cd(CN)2 = Cd2+ + 2CN- характеризуе
Задачи для самостоятельного решения
1. Выпадет ли осадок SrSO4, если к 0,01 М раствору SrCl2 прибавить равный объем насыщенного раствора сульфата кальция? ПР(CaSO4) = 4,9 .10-5,
Задачи для самостоятельного решения
1. Сколько грамм NaОН необходимо взять чтобы приготовить 250 мл 0,1 н раствора?
Ответ: 2,0 г.
2. Сколько грамм 90%-ной серной кислоты надо взять, чтобы приготовить
Реакции в титриметрическом анализе
Реакции, лежащие в основе титриметрических методов, должны удовлетворять ряду требований. Главными из них являются следующие: 1) реакция должна протекать с большой скоростью, иначе нельзя
Общая характеристика метода
В основе метода лежит реакция передачи протона от титранта к определяемому веществу или наоборот: НА + В → НВ+ + А- кислота основание сопряженная кислота со
Выбор индикатора титрования
1-я т. э. соответствует рН = 4,5. В этой области лежит интервал перехода метилового оранжевого (DрН = 3,5 - 4,5). 2-я т. э. соответствует рН = 9,21. В этой области происходит изменение окр
Решение типовых задач
1. а) Определить молярную массу эквивалента Na3PO4 при титровании стандартным раствором HCl с индикатором метиловым оранжевым.
б) Определить молярную концентрацию экв
Задачи для самостоятельного решения
1 Рассчитать рН и степень диссоциации 0,1 М раствора HNO2. Как изменятся эти величины при добавлении к раствору нитрита калия до концентрации 0,5 моль/л? Kд(HN
МЕТОДЫ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ТИТРОВАНИЯ
Общая характеристика методов Методы окислительно-восстановительного титрования основаны на использовании окислительно-восстановительных реакций (ОВР). Аналитические возможности методов позв
Перманганатометрия
Основой метода являются реакции окисления восстановителей раствором КМnО4 Основные химические полуреакции: а) в кислой среде (рН<4): МnО4- + 8H
Задачи для самостоятельного решения
1. Определить фактор эквивалентности и молярную массу эквивалента окислителя и восстановителя в реакции:
а) I2 + 2S2O32- = 2I
Общая характеристика метода
Метод является областью метода комплексометрии и основан на реакции образования прочных комплексов ионов металлов с комплексонами (комплексонатов). Комплексоны это полиаминополикарбоновые кисло
Условия проведения комплексонометрического титрования
1. Необходимо создать оптимальное значение рН. Нижняя граница оптимального для титрования значения рН определяется тем значением рН, при котором комплексонат еще достаточно устойчив. Верхняя границ
Решение типовых задач
1. Определить молярную концентрацию, рабочего раствора ЭДТА (комплексона III), если на титрование навески металлического цинка массой 0,0131 г, растворенного предварительно в кислоте, затратили 18,
Задачи для самостоятельного решения
1. Рассчитать равновесную концентрацию ионов кадмия в 0,1 М растворе [Cd(NH3)4]2+. β([Cd(NH3)4]2+ = 4 . 106
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Электрохимические методы анализа основаны на изучении и использовании окислительно-восстановительных процессов, протекающих на поверхности электрода или в приэлектродном слое раствора электролит
Основные электрохимические методы
Потенциометрия. В потенциометрических методах измеряется разность потенциалов между индикаторным электродом и электродом сравнения в отсутствие тока в электрохимической цепи. В этих условиях
Решение типовых задач
1. Элемент состоит из водородного электрода, опущенного в кровь и каломельного электрода насыщенного раствором KCl, потенциал которо- го равен 0,25В. Определить рН и [Н+] крови п
Задачи для самостоятельного решения
1 Рассчитать окислительно-восстановительный потенциал системы Ag+/Ag0 в 0,1 М растворе AgNO3. Как изменится потенциал при прибавлении к раствору эквивалентного коли
ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Хроматография – это способ разделения смеси веществ на отдельные компоненты, основанный на явлении адсорбции и десорбции вещества на поверхности разделяющей подвижную и неподвижную фазы.
СПЕКТРОСКОПИЯ
Спектроскопические методы основаны на взаимодействии электромагнитного излучения с веществом, т.е. на определении характеристик поглощаемого, испускаемого или рассеянного излучения.
Поглощение в УФ- и видимой областях
Спектры поглощения в УФ- и видимой областях содержат как качественную, так и количественную информацию о поглощающем веществе. Последнее и позволяет использовать их в аналитической химии. Поглощени
Люминесценция
Поглотив квант энергии электромагнитного излучения частица вещества переходит из основного, самого нижнего по энергии (S0) электронного состояния, в более высокое по энер
Инфракрасная (ИК) спектроскопия
Спектры поглощения в видимой и УФ-областях, о которых шла речь выше, возникают в результате электронных переходов в атомах и молекулах. Поглощение же в ИК-области обусловлено переходами между колеб
Ядерный магнитный резонанс (ЯМР)
Метод ЯМР основан на резонансном поглощении электромагнитной энергии, обусловленном магнетизмом ядер. Это поглощение наблюдается в сильном магнитном поле, под действием которого энергетические уров
Масс-спектрометрия (МС)
Масс-спектрометрия – один из наиболее эффективных и широко применяющихся аналитических методов. Его отличают высокая селективность, чувствительность и точность.
Принцип метода состоит в то
Химические сенсоры
Химические сенсоры являются удобным аналитическим инструментом, который представляет интерес для исследователей и практиков. Постоянное развитие исследований приводит к созданию новых сенсоров, рас
Решение типовых задач
1. Рассчитать молярную концентрацию тирозина в растворе, если известно, что плотность поглощения (D) электромагнитного излучения с длиной волны λмакс. = 275 нм такого раствора в кюв
Задачи для самостоятельного решения
1. Комплекс катиона алюминия с индикатором комплексонометрического титрования ксиленовым оранжевым имеет максимум в спектре поглощения в водном растворе при λмакс. = 540 нм. Определ
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ПРОБА
Первой стадией методики анализа является отбор пробы. Погрешность, возникающую на стадии пробоотбора, часто вносят основной вклад в погрешность результата анализа.Аналитическая про
Отбор проб веществ разного агрегатного состояния
Газы: Используют вакуумные мерные колбы или бюретки с соответствующей запорной жидкостью а также контейнеры, а также контейнеры специальные, представляющие собой сосуды из нержавеющей стали, стекла
Получение лабораторной пробы
Генеральную пробу подвергают усреднению, которое подразумевает гомогенизацию и сокращение. Метод сокращения массы пробы - «квартование». Пробу высыпают на поверхность квадрата и делят по диагонали
Разложение пробы
Пробу необходимо перевести в физическую и химическую форму, приемлемую для анализа. Способы разложения пробы зависят от химического состава образца, природы определяемого образца, цели анализа и ис
Дополнение
Основные математические формулы, знание которых необходимо для решения задач по аналитической химии:
рХ = -lgX, при этом Х = 10-рХ = 10lgX; логарифм ч
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Васильев В.П. Аналитическая химия. Т.1. Титриметические и гравиметрический методы анализа. Москва: Дрофа, 2005. – 366 С.
2. Васильев В.П. Аналитическая химия. Т.2. Физико-химические мет
Аналитическая химия
(Вопросы к сдаче зачета)
1. Аналитическая химия (аналитика) и химический анализ. Классификация методов аналитической химии. Понятие о химических, физически
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
, тогда К = 107,966
= m/[(1/6М(K2Cr2O7)) . V(K2Cr2O7)] = m(K2Cr2O7)г/[1/6 . (294,185г/моль . 0,1л)] = 
Новости и инфо для студентов