- •В.И. Вершинин, т.В. Антонова, с.В. Усова
- •По аналитической химии
- •Часть 1
- •Издание ОмГу Омск 1998
- •1. Введение для преподавателей
- •2. Правила безопасной работы в лаборатории аналитической химии
- •3. Правила взвешивания на двухчашечных демпферных аналитических весах 2
- •4. Оформление отчетов по лабораторным работам
- •5. Лабораторные работы по химическим методам анализа
- •5.1. Гравиметрическое определение железа Методические указания к лабораторной работе № 1
- •5.2. Аргентометрическое определение галогенидов Методические указания к лабораторной работе № 2
- •А. Стандартизация раствора AgNOз
- •Б. Титрование по методу Мора
- •В. Титрование по методу Фаянса
- •Г. Титрование по методу Фольгарда
- •Д. Выполнение контрольной задачи
- •5.3. Кислотно-основное титрование сильных электролитов Методические указания к лабораторной работе № 3
- •А. Приготовление раствора нCl и его стандартизация методом пипетирования
- •Б. Приготовление раствора NаOh, стандартизация его методом отдельных навесок
- •В. Проверка правильности стандартизации растворов нСl и NaOh
- •5.4. Кислотно - основное титрование слабых электролитов Методические указания к лабораторной работе № 4
- •А. Определение концентрации ледяной уксусной кислоты
- •Б. Определение концентрации водного раствора аммиака
- •В. Определение содержаний карбоната и бикарбоната натрия в их смеси
- •Г. Раздельное определение соляной и борной кислот в смеси. Метод замещения
- •Д. Определение содержания аммонийного азота в солях аммония
- •5.5. Кислотно - основное титрование в неводных средах Методические указания к лабораторной работе № 5
- •Краткие теоретические сведения
- •А. Стандартизация раствора нСlO4в сн3соон
- •Б. Определение концентрации анилина
- •В. Определение состава смеси ацетата и хлорида натрия
- •5.6. Комплексонометрическое титрование Методические указания к лабораторной работе № 6
- •А. Стандартизация рабочего раствора комплексона III по фиксаналу MgSo4
- •Б. Способы установления конечной точки титрования
- •В. Определение общей и кальциевой жесткости воды
- •Г. Способы проведения комплексонометрических титрований
- •Сравнение результатов при титровании разными способами
- •Д. Комплексонометрическое титрование многокомпонентных систем
- •5.7. Перманганатометрическое титрование Методические указания к лабораторной работе № 7
- •А. Стандартизация раствора kMnO4
- •Б. Определение содержания Fe (II) в соли Мора
- •5.8. Хроматометрическое титрование Методические указания к лабораторной работе № 8
- •А. Приготовление рабочего раствора. Прямое титрование восстановителей
- •Б. Определение неустойчивых восстановителей (SnCi2) по методу замещения
- •В. Определение окислителей по методу обратного титрования
- •5.9. Иодометрия Методические указания к лабораторной работе № 9
- •А. Стандартизация рабочего раствора иода
- •Б. Определение концентрации раствора Na2so3методом обратного титрования
- •В. Определение концентрации ионов меди (II) по способу замещения
- •Г. Иодометрическое определение кислот
- •Д. Определение концентрации перекиси водорода по методу замещения
- •6. Материалы для подготовки к практическим занятиям
- •6.1. Правила записи исходных данных и расчет результатов. Использование констант
- •Практическое занятие № 1
- •Оценка погрешности результатов расчета и правила их записи.
- •Примеры решения типовых задач
- •Контрольные вопросы
- •6.2. Расчет гетерогенного равновесия “осадок - раствор” Практическое занятие № 2 Теоретические сведения
- •Расчет возможности осаждения при добавлении реагента-осадителя.
- •Примеры решения типовых задач
- •Контрольные вопросы
- •6.3. Расчеты протолитических равновесий Практическое занятие № 3
- •Теоретические сведения
- •Примеры расчетов
- •Контрольные вопросы
- •6.4. Расчеты равновесий комплексообразования Практическое занятие № 4 Теоретические сведения
- •Расчет концентрации свободных ионов металла в отсутствие избытка лиганда
- •Расчеты закомплексованности и маскирования при введении избытка лиганда
- •Определение степени образования различных комплексов в их смеси
- •Примеры решения типовых задач
- •Контрольные вопросы
- •6.5. Расчет результатов титриметрического анализа Практическое занятие № 5 Теоретические сведения
- •Расчет результатов прямого или заместительного титрования
- •Расчет результатов обратного титрования
- •Другие способы расчета
- •Точность результатов титриметрического анализа
- •Примеры решения типовых задач
- •Контрольные вопросы
- •6.6. Статистическая обработка данных. Вычисление и использование доверительных интервалов Практическое занятие № 6 Теоретические сведения
- •Примеры типовых расчетов
- •Контрольные вопросы
- •7. Задачи для самостоятельного решения
- •7.1. Типовые задачи Запись и оценка точности исходных данных
- •Расчеты, связанные с растворимостью осадков
- •Расчеты, связанные с процессом протолиза
- •Расчеты, связанные с равновесием комплексообразования
- •Расчет результатов в титриметрическом анализе
- •Статистическая обработка результатов
- •7.2. Нетрадиционные задачи
- •8. Методические указания для самостоятельной работы на пэвм с применением расчетных программ
- •Справочные материалы (приложения)
- •Коэффициенты активности ионов [8]
- •Свойства некоторых протолитических растворителей
- •Константы кислотности некоторых кислотно-основных пар (кислотные константы)
- •Мольная доля наиболее депротонированных форм вещества HnR (например, анионов Rn-)
- •Закомплексованность металлов с некоторыми маскирующими реагентами-лигандами при разной концентрации l (без учета рН)
- •Критерии отбраковки грубых промахов а) значения q-теста для разных уровней значимости
- •Б) критические значения максимального относительного отклонения [16]
- •Коэффициенты Стьюдента для некоторых уровней значимости
- •Значения критерия Фишера а) для уровня значимости 0,05:
- •Литература
- •Содержание
- •Часть 1
- •В.И. Вершинин, т.В. Антонова, с.В. Усова
- •По аналитической химии
- •Часть 1
Расчет результатов прямого или заместительного титрования
Масса (в мг) оттитрованного компонента X равна:
mx= NT·VT·Эx, (26)
где Эx - молярная масса эквивалента Х, соответствующая одному протону (в кислотно-основных реакциях), одному электрону (в окислительно-восстановительных реакциях), одному монодентатному лиганду (в комплексометрии) и т. п. Для расчета Эх молярную массу Х умножают на фактор эквивалентности, меньший или равный единице (см. [2, с.182]). Так, в методе нейтрализации Эх= Мх/ nH,где nH- число протонов, которое молекула Х принимает (отдает) в ходе данной реакции. В методе редоксметрии Эх = Мх / ne, где в знаменателе стоит число электронов, которое молекула Х принимает (отдает) в ходе данной реакции. Аналогично рассчитывается Эх в других методах.
Из (26) следует, что массовая доля Х в навеске пробы равна:
%X = NT·VT·Эx·100 % / m, (26а)
где m - масса навески в мг (пример2). Если титруют не всю навеску, а некоторую ее часть (аликвоту), то в расчетах используется дополнительный коэффициент К, равный отношению объема аликвоты к объему раствора, в который перевели навеску и из которого отбирали аликвоты для титрования (пример3): К = V0/Valiq.
При определении концентрации раствора по способу прямого (или заместительного) титрования применяется общеизвестная формула:
Nх · Vх= NT· VT. (27)
Расчет результатов обратного титрования
В этом случае, кроме титранта, используется вспомогательный реагент R, который вводят в избытке, в виде раствора с точно известной нормальной концентрацией NR, причем объем этого раствора (VR) точно измерен. Непрореагировавший с Х избыток вспомогательного реагента оттитровывают. Поскольку реагент R реагирует и с определяемым компонентом Х, и с титрантом Т, то в соответствии с законом эквивалентов: nR= nX+ nT.
Отсюда для расчета массы Х и массовой доли Х в пробе можно вывести достаточно удобные формулы:
mX = Эx (NR · VR - NT ·VT). (28)
%Х = Эx · (NR · VR - NT · VT) · 100% / m. (28а)
Как и в предыдущих случаях, считаем, что все массы выражены в миллиграммах, а объемы - в миллилитрах. При определении концентрации раствора Х по способу обратного титрования (пример 4) следует использовать соотношение:
Nx = (NR · VR - NT · VT) / Vx. (29)
Другие способы расчета
Приведенных формул вполне достаточно для расчета результатов анализа, однако в заводских лабораториях часто пользуются другими способами расчета, в частности, применяют поправочные коэффициенты к нормальным концентрациям (см. [2, c.184]), рассчитывают титры (с.185) и т. п. Особенно распространен и действительно удобен способ расчета, в котором применяют условный титр рабочего раствора («титр по определяемому веществу»). Он показывает6, какая масса определяемого вещества Х соответствует одному миллилитру раствора титранта
mx = Tусл· VT= ТТ/ Х· VT. (30)
Титр по определяемому веществу можно рассчитать теоретически:
Т Т/ Х= NT· ЭХ, (30а)
однако на практике его устанавливают эмпирически, не применяя нормальных концентраций. Для этого после приготовления рабочего раствора титруют им несколько различных навесок вещества Х (или стандартных образцов с известным содержанием Х); зная mxи Vx, рассчитывают ТТ/Хпо формуле (30) и усредняют полученные значения. Затем при анализе проб с неизвестным содержанием Х подставляют найденную (усредненную) величину ТТ/ Хв формулу (30) и рассчитывают mx, как это иллюстрируется в примере 5.
Не рекомендуется проводить расчеты методом пропорций, рассчитывая массу веществ по уравнению реакции («школьный способ»). Такой путь решения расчетных задач нерационален и обычно не дает требуемой точности.
Иногда студенты пытаются решать задачи на обратное титрование поэтапно, т.е. вначале рассчитывают, сколько миллилитров вспомогательного реагента пошло на реакцию с титрантом, сколько осталось на реакцию с определяемым компонентом, а уже затем подсчитывают массу этого компонента. Этот путь решения нерационален.