- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Титриметрические методы анализа. Сущность титриметрии
- •Прямое титрование
- •Обратное титрование (титрование по остатку)
- •Метод замещения
- •Единицы количества вещества и разные способы выражения концентраций растворов. Формулы для расчетов
- •1. Метод кислотно–основного титрования
- •1.1 Расчёты в методе кислотно–основного титрования Закон эквивалентов. Эквиваленты веществ
- •1.2. Лабораторные работы. Метод кислотно-основного титрования Лабораторная работа № 1 Определение содержания щелочи в контрольном объеме раствора
- •Лабораторная работа № 2 Определение миллиграммового содержания NaOh и Na2co3 при совместном присутствии
- •Лабораторная работа № 4 Определение процентного содержания аммиака в солях аммония методом обратного титрования
- •Лабораторная работа № 5 Определение сильной и слабой кислот при совместном присутствии
- •1.3 Задачи и примеры решений
- •I Вычислить рН и рОн растворов, если:
- •III Вычислить рН и рОн растворов, если:
- •IV Вычислить рН и рОн растворов, если смешали:
- •0,1 М раствора NaOh и 19,0 мл 0,1 м
- •V Вычислить рН и рОн растворов, если смешали:
- •0,1 Н раствора нСl и 20 мл. 0,1 н. Nh4он.
- •VI Выбрать индикатор для титрования раствора (1) рабочим
- •VII Вычислить эквивалентную массу вещества (а), которое
- •VIII Расчеты, связанные с приготовлением рабочих растворов
- •IX. Вычисление результатов титриметрического анализа
- •X. Вычисление результатов титриметрического анализа
- •2. Метод редоксометрии (перманганатометрия и иодометрия)
- •2.1. Метод перманганатометрии
- •Метод перманганатометрии имеет следующие достоинства:
- •Недостатки метода:
- •Приготовление и хранение раствора kMnO4
- •Техника безопасности
- •2.2 Лабораторные работы Перманганатометрия Лабораторная работа №1
- •Лабораторная работа №2 Определение миллиграммового содержания железа (II) в солях, рудах и технических материалах
- •Лабораторная работа №3 Определение миллиграммового содержания хрома в бихромате калия методом обратного титрования
- •План работы
- •Метод иодометрии
- •Лабораторная работа №4 Установка нормальности рабочего раствора тиосульфата натрия
- •Лабораторная работа №5 Определение миллиграммового содержания меди в сульфате меди
- •2.3. Задачи и примеры решений
- •II. Оценка возможности протекания реакций
- •III. Расчет потенциалов
- •IV. Составление окислительно-восстановительных реакций
- •V. Определение молярных масс эквивалентов окислителей и восстановителей в реакциях
- •VI. Расчеты навесок и концентраций растворов
- •VII. Рассчитать область скачка титрования, окислительно-восстановительный потенциал в точке эквивалентности и подобрать индикатор при титровании
- •Пусть исходные данные
- •Потенциал исходного раствора
- •Расчет потенциала до точки эквивалентности
- •В растворе присутствуют Fe (III) и Сe (III) в эквивалентных количествах.
- •Расчет потенциала раствора до точки эквивалентности.
- •VIII. Расчеты по результатам прямого титрования
- •IX. Расчеты по результатам обратного и заместительного (косвенного) титрования
- •3. Метод комплексонометрии
- •3.1. Лабораторные работы (Метод комплексонометрии). Лабораторная работа № 1 Приготовление рабочего раствора трилона б илиNa2c10h14o8n2
- •Лабораторная работа №2 Определение общей жесткости воды
- •Лабораторная работа №3 Определение миллиграммового содержания ионов кальция и магния при совместном присутствии
- •Лабораторная работа №4 Определение миллиграммового содержания иона кобальта в неизвестном объеме
- •Лабораторная работа № 5 Определение миллиграммового содержания
- •3.2. Задачи и примеры решений. Определение результатов, комплексонометрических определений
- •3.3 Варианты домашних заданий.
- •4. Метод гравиметрии
- •4.1 Лабораторные работы (метод гравиметрии).
- •244,3 Г/моль – 98 г/моль – 1000 мл
- •4.2. Задачи и примеры решений.
- •I. Расчет навески
- •II. Расчёт осадителя
- •III. Определение факторов пересчёта
- •IV. Вычисление результатов весовых анализов
- •5. Приложения
Расчет потенциала раствора до точки эквивалентности.
После прибавления раствора K2Cr2O7 до ТЭ в титруемом кислом растворе присутствуют катионы Fe2+, Fe3+; Cr3+ а ионы Cr2O72- - отсутствуют. Потенциал раствора рассчитывается по уравнению Нернста для редокс-пары исходного раствора:
,
До ТЭ ОВ-процесс будет описываться уравнением:
Рассчитаем ОВ-потенциал в точке Н.С.:
Равновесные концентрации [Fe2+] и [Fe3+] будут:
=2,5·10-5моль/л;
Расчет потенциала раствора в точке эквивалентности
В растворе в ТЭ присутствуют катионы Fe3+; Cr3+ и ионы водорода, а концентрации [Fe2+] и [Cr2O72-] ничтожны и неизвестны.
При равновесии ,
тогда ;
из уравнения реакции: ; ;
Найдем [Н+] и [Cr3+] в ТЭ:
моль/л;
моль/л
Таким образом, .
Расчет потенциала раствора после точке эквивалентности
После ТЭ в растворе присутствуют ионыFe3+; Cr2O72- и Cr3+, а также ионы водорода, а [Fe2+] – ничтожна и неизвестна. Поэтому раствора считаем по формуле:
В любой из моментов титрования, после Т.Э., ОВ-процесс будет описываться сокращенным уравнением:
Рассчитаем ОВ-потенциал в точке К.С.:
Вычислим равновесные концентрации [Cr3+] и [Cr2O72-]:
=4,16·10-6моль/л;
;
Следовательно, в точке К.С.:
Скачок на кривой титрования лежит в пределах изменения потенциала от +0,947 В до +1,268 В. Следовательно, в качестве индикаторов можно применять фенилантраниловую кислоту (φо=1,00 В), ферроин (φо=1,06 В).
0,1М FeSO4 0,02М раствором KMnO4 при рН = 1.
0,1М FeSO4 0,02М раствором KMnO4 при рН = 3.
0,05М HAsO2 0,02М раствором KMnO4 при рН = 2.
0,02М Na2S2O3 0,01М раствором I2.
0,1М FeSO4 0,1М раствором Ce(SO4)2.
0,05М FeSO4 0,01М раствором KClO3 при [Н+] = 0,1 моль/л.
0,1М FeSO4 0,02М раствором KBrO3 при [Н+] = 1,0 моль/л.
0,05М H2SO3 0,02М раствором KMnO4 при pH = 1.
0,05М H2SO3 0,02М раствором KMnO4 при [H+] = 1,0 моль/л.
0,05М FeSO4 0,01М раствором K2Cr2O7 при [Н+] = 0,1 моль/л.
0,05М HNO2 0,02М раствором KMnO4 при [Н+] = 0,1 моль/л.
0,05М HNO2 0,02М раствором KClO3 при [Н+] = 0,1 моль/л.
0,06М SnCl2 0,02М раствором KBrO4 при pH = 1.
0,01M H2SO3 0,01M раствором I2 при рН = 0,0.
0,03М HAsO2 0,01М раствором KIO3 при [Н+] = 3,0 моль/л.
0,03М HAsO2 0,01М раствором NaClO3 при pH = 0,0.
0,03М SbCl3 0,05М раствором KBrO3 при pH= 1.
0,02М H2SO3 0,05М раствором I2 при pH= 2.
0,1М FeSO4 0,05М раствором NH4VO3 при [Н+] = 1,0 моль/л.
0,05М SnCl2 0,05М раствором NH4VO3 при [Н+] = 0,1 моль/л.
VIII. Расчеты по результатам прямого титрования
Пример: При иодометрическом определении содержания анальгина в препарате приготовили 25,00 мл раствора, содержащего массу растворенного препарата анальгина, равную mнавески= 0,2015 г. На титрование этого раствора израсходовано V=12,00 мл раствора иода с Т(I2/анальгин) = 0,01667 г/мл. Определите массу анальгина в исходной навеске и массовую долю ω анальгина в препарате.
Решение: Титриметрический фактор пересчета или титр по определяемому веществу – это масса определяемого вещества (анальгина), реагирующая с 1 мл титранта, тогда общая масса анальгина равна:
mанальгин= Т(I2/анальгин) · V = 0,01667 · 12,00 = 0,2000 г.
Массовая доля анальгина:
ωанальгин = (mанальгин/mнавески)·100 = (0,2000/0,2015)·100 = 99,26%
Рассчитать массу иода в анализируемом растворе, если на его титрование затрачено 19,30 мл 0,1120М Na2S2O3.
Ответ: 274,3 мг
При титровании 25,00 мл раствора иода израсходовано 22,15 мл раствора Na2S2O3 c молярностью 0,1313М. Рассчитать молярную и массовую концентрации раствора иода.
Ответ: С(I) = 0,1163 моль/л; Т(I) = 14,76 г/л.
На титрование 50,00 мл раствора щавелевой кислоты расходуется 21,16 мл раствора КОН с Т(КОН) = 0,01220 г/мл. 20,00 мл того же раствора кислоты оттитровано 19,34 мл раствора KMnO4. Вычислить титр раствора перманганата по кислороду.
Ответ: 0,000761 г/мл
Рассчитать массу Mn2+ в растворе, если на его титрование до MnO2 в слабощелочной среде затрачено 21,20 мл рабочего раствора KMnO4, нормальная концентрация которого при использовании в кислой среде 0,1010 моль/л.
Ответ: 35,29 мг
Навеску 0,2213 г железной руды перевели в раствор, восстановили железо до Fe2+ и оттитровали 16,90 мл 0,1120 раствора KMnO4. Вычислить массовую долю железа в руде.
Ответ: 1,75%
Для определения содержания серы в стали ее навеску 4,00 г выжигали в трубчатой печи в токе кислорода. Выделяющийся SO2 поглощали водным раствором крахмала и сразу титровали раствором иода. При этом затрачено 1,60 мл раствора иода с титром 0,00660 г/мл. Вычислить массовую долю серы в стали.
Ответ: 0,33%
На титрование Fe2+ в растворе, полученом из 0,2115 г руды, содержащей железо, пошло 21,56 мл раствора KMnO4 с титром по кислороду 0,000835 г/мл. Вычислить массовую долю Fe2O3 в руде.
Ответ 85,0%
При анализе пробы хлорной извести навеска 3,60 г её растерта с водой и разбавлена до 250,0 мл в мерной колбе. На титрование 25,00 мл этого раствора пошло 36,5 мл 0,0260М раствора As2O3. Рассчитать массовую долю активного хлора в пробе хлорной извести.
Ответ 37,4%
При сожжении навески 0,220 г угля сера переведена в SO2, который поглотили раствором крахмала и оттитровали 18,5 мл раствора иода. Концентрация иода установлена с помощью 0,0110М раствора Na2S2O3, причем V(Na2S2O3)/V(I2) = 1,01.
Ответ: 0,81%
С целью идентификации оксида железа неизвестного состава его навеску 0,1000 г перевели в раствор, восстановили до Fe2+ и оттитровали 14,50 мл 0,0894н раствора K2Cr2O7. Из оксидов FeO, Fe2O3 и Fe3O4 выбрать подходящую формулу.
Ответ: Fe3O4
При кислотно-основном титровании навески 1,200г вещества, состоящего из смеси Н2С2О4·2Н2О, КНС2О4·Н2О и индифирентных примесей, израсходовано 18,90 мл 0,500М раствора NaOH. На титрование другой навески 0,400 г того же вещества затрачено 21,55 мл 0,25н раствора KMnO4. Вычислить массовую долю основных компонентов вещества.
Ответ: ω(Н2С2О4·2Н2О) = 14,4%; ω(КНС2О4·Н2О) = 81,7%
На титрование 20,00 мл Н2С2О4 (Т(Н2С2О4·2Н2О) = 0,006900 г/мл) израсходовали 25,00 мл раствора KMnO4. Рассчитать нормальность и титр раствора KMnO4.
Ответ: 0,08656н; 0,002768 г/мл.
На титрование 25,00 мл раствора FeSO4 в H2SO4 израсходовали 31,25 мл 0,1000н K2Cr2O7. Сколько воды нужно добавить к 200,00 мл раствора соли железа, чтобы сделать раствор точно 0,05000н.
Ответ: 300,0 мл
Рассчитать навеску Н2С2О4·2Н2О, которую следует взять в мерную колбу емкостью 500,00 мл, чтобы на титрование 25,00 мл этого раствора израсходовать 30,25 мл раствора, содержащего 1,5800 г/мл KMnO4.
Ответ: 19,06 г.
Вычислить нормальность I2, если на титрование 0,3002 г As2O3 израсходовано 40 мл этого раствора.
Ответ: 0,1517н
Вычислить процентное содержание Н2С2О4 в техническом препарате щавелевой кислоты, если 0,2003 г ее оттитровали 29,30 мл раствора KMnO4, 1,00 мл которого эквивалентен 0,006023 г Fe?
Ответ: 99,45%
Из 1,4500 г технического Na2SO3 приготовили 200,00 мл раствора. На титрование 20,00 мл раствора израсходовали 16,20 мл раствора I2, титр которого по As2O3 равен 0,002473 г/мл. Определить процентное содержание Na2SO3 в образце.
Ответ: 35,30%
Чему равен титр раствора I2 по As2O3, если 1,00 мл его эквивалентен 0,03000 г Na2S2O3?
Ответ: 0,009385 г/мл
Какую навеску руды, содержащей около 60% Fe2O3, взяли для анализа, если после соответствующей обработки на титрование полученной соли железа (II) израсходовали 20,00 мл 0,1н KMnO4?
Ответ: 0,27 г
Рассчитать навеску вещества (г), содержащего 0,3% серы, чтобы на титрование полученного из нее H2S потребовалось 10,00 мл 0,05000н I2.
Ответ: 2,672 г
Навеску образца 0,1000 г. содержащего 99,98% Fe растворили в H2SO4 без доступа воздуха и оттитровали 0,1000н KMnO4. Сколько миллилитров KMnO4 израсходовали на титрование?
Ответ: 17,90 мл.
Вычислить процентное содержание железа в руде. Если после растворения 0,7100 г руды и восстановления железа до Fe2+ на титрование израсходовали 48,06 мл KMnO4 (1,00 мл KMnO4 эквивалентен 0,0067 г Н2С2О4). Сколько граммов KMnO4 содержится в 1 мл раствора?
Ответ: 37,80 г.
Железо в навеске 0,5000 г руды восстановили до Fe2+ и оттитровали 35,15 мл раствора K2Cr2O7, 15,000 мл которого по окисляющей способности эквивалентны 25,00 мл KMnO4, а 1,00 мл KMnO4 эквивалентен 0,004750 г Fe. Рассчитать процентное содержание Fe2O3 в образце руды.
Ответ: 79,57%
Определить процентное содержание Sn в бронзе, если на титрование раствора, полученного из 0,9122 г бронзы, израсходовано 15,73 мл 0,03523н I2.
Ответ: 3,605%
После растворения навески 0,1000 г неизвестного оксида железа и восстановления металла до Fe2+ на титрование израсходовано 12,61 мл 0,09930н K2Cr2O7. Определить, какую формулу имел анализируемый оксид: FeO, Fe2O3 или Fe3O4?
Ответ: Fe2O3
Навеску 0,2250 г пробы, состоящей только из Fe и Fe2O3, растворили, восстановили железо до Fe2+ и оттитровали 37,50 мл 0,09910н KMnO4. Вычислить процентное содержание Fe и Fe2O3 в пробе.
Ответ: Fe – 74,20%; Fe2O3 – 25,80%
Навеску 1,7950 г руды перевели в раствор, восстановили железо до Fe2+ и довели до 250,00 мл. На титрование 20,00 мл раствора израсходовали 18,65 мл K2Cr2O7 с титром 0, 002857 г/мл. Вычислить процентное содержание Fe в образце.
Ответ: 42, 27%
Для определения титра раствора арсенита натрия взяли 0,3125 г образца стали, содержащего 1,05% марганца. Последний соответствующей обработкой переведен в MnO4-, который затем оттитровали 22,50 мл раствора Na3AsO3. Рассчитать титр Na3AsO3 по марганцу.
Ответ: 0,0001458 г/мл
На 50,00 мл раствора H2C2O4 при титровании расходуется 21,16 мл раствора КОН (Т = 0,01234 г/мл). С другой стороны, на 20,00 мл того же раствора H2C2O4 требуется 19,67 мл раствора KMnO4. Определить титр KMnO4 по кислороду.
Ответ: 0,0007570 г/мл
Какой объем 0,1н раствора KMnO4 достаточен для окисления: а) 0,2 г Na2C2O4; б) Fe2+ из навески 0,40 г руды, содержащей около 50% железа?
Ответ: а) 29,8 мл; б) 35,7 мл
Рассчитать нормальность и количество KI в растворе, если при титровании 20,00 мл этого раствора 0,02000М раствором KIO3 (в присутствии H2SO4) пошло 21,10 мл раствора KIO3 (при титровании получается ион I+ (ICl)).
Ответ: 0,0844н; 142 мг
Навеску 0,2133 г руды растворили в соляной кислоте; содержащееся в пробе железо восстановили до Fe2+ и затем оттитровали 0,1117н раствором KMnO4, которого потребовалось 17,20 мл. Найти процентное содержание железа в руде.
Ответ: 50,4%
Какую навеску руды, содержащей около 70 % Fe2O3, надо взять для анализа, чтобы после соответствующей ее обработки, при титровании Fe2+ шло 20 – 30 мл 0,1 н раствора KMnO4?
Ответ: 230 – 240 мг
После ряда операций из навески стали в 1,021 г содержащийся в ней марганец был переведен в раствор в виде MnO4-, на титрование которого пошло 12,40 мл 0,03000н раствора смеси Na3AsO3 и NaNO2. Найти процентное содержание марганца в стали.
Ответ: 0,40%
Определить процентное содержание Na2SO3 в техническом сульфите натрия, если на навеску ее в количестве 0,1450 г израсходовано при титровании 20,2 мл 0,1н раствора I2.
Ответ 87,76%
Из технического сульфита натрия массой 0,5600 г приготовили 200,00 мл раствора. На титрование 20,00 мл этого раствора израсходовали 16,20 мл раствора иода, имеющего Т(I2/As2O3) = 0,002473 г/мл. Определить массовую долю (%) Na2SO3 в образце.
Ответ: 91,15%
На титрование 20,00 мл FeSO4 в сернокислой среде израсходовали 22,50 мл 0,1000н K2Cr2O7 (fэкв.=1/6). Cколько воды нужно добавить к 200,00 мл раствора сульфата железа, чтобы сделать раствор точно 0,05000н (fэкв.=1)?
Ответ: 250,00 мл
Мышьяк (III) встречается в природе в виде минерала клаудетита. На титрование 0,210 г неочищенного минерала израсходовано 29,3 мл 0,0520н раствора иода. Рассчитайте содержание As2O3 в образце (%).
Ответ: 35,9%
На титрование 20.00 мл раствора Na2C2O4 с С(Na2C2O4) = 0,025 моль/л. затрачено 22,50 мл раствора KMnO4. Рассчитайте молярную, нормальную концентрации и титр KMnO4.
Ответ: 0,0089 моль/л; 0,0444н; 0,001403 г/мл.
До какого объема следует разбавить 10,000 мл раствора KBrO3 с молярной концентрацией 0,1000 моль/л, чтобы получить раствор с Т(BrO3-/As3+) = 0,000375 г/мл.
Ответ: до 600 мл.