- •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
1.1 Расчёты в методе кислотно–основного титрования Закон эквивалентов. Эквиваленты веществ
Объемный анализ основан на законе эквивалентов: "Все вещества взаимодействуют между собой в соотношениях масс, пропорциональных их эквивалентам. Один эквивалент одного вещества всегда реагирует с одним эквивалентом другого вещества". Величина эквивалента вещества зависит от химической реакции, в которой он участвует. В реакциях нейтрализации эквивалентом называют такую часть молекулы (иона), на которую приходится один принимаемый или отдаваемый ион водорода (или гидроксид-ион).Формула эквивалента вещества "А" имеет вид 1/ZА, гдеI/Zназывается фактором эквивалентности, а «Z» - числом эквивалентности (Zпоказывает, во сколько раз величина массы моля эквивалента вещества меньше его молярной массы). Например, в реакции:
NaOH + H2SO4 = NaHSO4 + H2O
числа эквивалентности и для NaОН и дляH2SO4равны единице, так как в реакции участвует только один ион водорода (один гидроксид-ион) и серная кислота выступает как одноосновная. Формула эквивалента её 1/1 (H2SO4),молярная масса, эквивалентаM(1/1H2SO4) =1/1M(H2SO4) = 98г/моль. В реакции:
H2SO4+ 2NaOH=Na2SO4+ 2H2O(1)
два эквивалента NаОН взаимодействуют с двумя эквивалентамиH2SO4(кислота в этой реакции двухосновная). Число эквивалентности для неёZ = 2;формула эквивалента 1/2M(H2SO4);молярная масса эквивалентаM(1/2H2SO4) = 1/2M(H2SO4) = 49 г/моль.
В реакции взаимодействия буры (Na2B4O7· 10H2O)cсоляной кислотой:
Na2B4O7 + 2HCl + 5H2O = 4H3BO3 + 2NaCl (2)
Молекула Na2B4O7, взаимодействует с двумя ионами водорода, поэтому число эквивалентности бурыZ= 2,а величина молярной массы эквивалента её:
М(1/2Na2B4O7·10H2O) = 1/2М(Na2B4O7·10H2O) = ½ • 381,4 = 190,7г/моль.
Математически закон эквивалентов записывается формулами:
а) С (1/Z1·A)·V(A) = C(1/Z2·B) ·V(B);
б) m(A)/M(1/Z1·A) = C(1/Z2·B) ·V(B)/1000;
где С (1/Z1·A) иC(1/Z2·B) - нормальности растворов веществ А и В
соответственно, моль/л;
V(А) иV(B) - объемы растворов веществ А и В соответственно, мл;
m(А) -масса вещества А, г;
M(I/Z1A) - молярная масса эквивалента вещества А, г/моль;
m(A)/M(I/Z1A) и С(1/Z2В) •V(B)/1000 - число эквивалентов вещества
А и В соответственно.
Когда титрование проводится по методу пипетирования, то для расчетов применяют формулу (а), а при титровании по методу отдельных навесок -формулу (б).
Для нахождения концентраций ионов водорода и величины рН в различных точках на кривых титрования следует пользоваться следующими формулами:
6) [H+]=(C(1/Zк-ты)·Vк-ты-С(1/Zосн.)·Vосн./(Vк-ты+Vосн.);
рН=-lg[H+](в растворе избыток сильной кислоты);
7) [OH-]=(C(1/Zосн.)·Vосн.-С(1/Zк-ты)·Vк-ты)/(Vк-ты+Vосн.);
рН=14+lg[ОН-] (в растворе избыток сильной щелочи);
8) рН=½рК(к-ты)-½lgC(к-ты), где рК(к-ты)=-lgK(к-ты)
(в растворе слабая кислота);
9) рН=14-½рК(осн.)+½lgC(осн), где рК(осн.)=-lgK(осн.);
(в растворе слабое основание);
10) рН=рК(к-ты)-lg(C(к-ты)/С(соли))
(в растворе кислотная буферная смесь);
11) рН=14-рК(осн.)+lg(C(осн.)/С(соли))
(в растворе щелочная буферная смесь);
12) рН=7+½рК(к-ты)+½lgС(соли)
(в растворе соль, подвергающаяся гидролизу по аниону);
13) рН=7-½рК(осн.)-½lgC(соли)
(в растворе соль, подвергающаяся гидролизу по катиону);
14) рН=(рК1+рК2)/2
(в растворе кислая соль)
.