Заняття № 8.

1. ТЕМА. Основи титриметричного аналізу.

2. ОБҐРУНТУВАННЯ TЕМИ. У практиці клінічних і науково-дослідних лабораторій широко застосовуються титриметричні методи аналізу, які грунтуються на реакції комплексоутворення катіонів металів з комплексонами.

Комплексони застосовують у лабо­раторіях для визначення мікроелементів в біологічних рідинах, при аналізі лікарської сировини, у санітарно-гігієнічному аналізі, наприклад, для визначення твердості питної води та промислових вод. Знання особливостей будови ком­плексних сполук та можливостей комплексонометричного методу необ­хідні для вивчення біохімії, фармакології, гігієни, дисциплін медичного профілю.

3. МЕТА. Сформувати уявлення про комплексонометричний метод титриметричного аналізу та особливості його застосування, навчитися проводити комплексонометричне визначення загальної твердості води,

Студент повинен знати:

- суть методу комплексонометрії, особливості застосування трилону Б та індикаторів;

- види твердості води та методи її усунення;

вміти:

- проводити титрування досліджуваної рідини розчином трилону Б;

- виконувати розрахунки в комлексонометричному аналізі;

оволодіти навичками:

- визначення загальної твердості води методом комплексонометрії.

4. Основні базові знання, вміння і навички, необхідні для засвоєння теми.

1) Поняття про комплексні сполуки.

2) Загальні уявлення про твердість води.

3) Теорія розчинів, види концентрації розчинів.

4) Суть та техніка виконання титриметричного аналізу.

5) Проведення розрахунків у титриметричному аналізі.

(Матеріал шкільної програми та попередніх занять з хімії)

5. Граф логічної структури

Комплексні сполуки

Комплексони

Індикатори методу Комплексонометрія

комплексонометрії

Визначення загальної Твердість води та

твердості води методи її усунення

6. Орієнтовна картка для самопідготовки до заняття

(самостійна позааудиторна робота студентів)

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. Суть методу комплексонометрії.	1.1. Реакції, що лежать в основі методу. 1.2. Поняття про комплексони. 1.3. Індикатори методу комплексоно­метрії. 1.4. Застосування комплексонометрич­ного аналізу.
2. Визначення загальної твердості води.	2.1. Загальна, тимчасова, постійна твердість води. 2.2. Методи усунення твердості води. 2.3. Визначення загальної твердості води методом комплексонометрії.

7. Питання для самостійного опрацювання

(самостійна позааудиторна робота студентів)

1) При комплексонометричному визначенні загальної твердості води відбувається утворення двох комплексних сполук. Пояснити, яка сполука буде більш стійкою.

а) сполука іонів кальцію з трилоном Б;

б) сполука іонів кальцію з індикатором;

в) сполука іонів кальцію з буфером;

г) сполука індикатора з трилоном Б.

2) Пояснити, які речовини застосовуються для пом’якшення води.

а) сода, гідроксид натрію, ортофосфат натрію;

б) сода, гашене вапно, ортофосфат натрію;

в) гідроксид натрію, гашене вапно, розчин аміаку;

г) хлороводнева кислота, ортофосфорна кислота, сірчана кислота.

3) Вказати, у якому середовищі проводять комплексонометричне визначення твердості води

а) у нейтральному; б) у кислому; в) у лужному.

4) Визначити загальну твердість води (ммоль-екв./дм³), якщо на титрування 50 см³ водопровідної води витрачено 5,6 см³ розчину трилону Б з молярною концентрацією еквівалента 0,05 моль/дм³.

а) 5; б) 50; в) 0,5; г) 5,5.

ПРАВИЛЬНІ ВІДПОВІДІ

1) Правильна відповідь а).

При комплексонометричному визначенні загальної твердості води послідовно утворюються дві комплексні сполуки. Спочатку катіони кальцію (магнію) утворюють комплекс з індикатором винно-червоного кольору. При титруванні трилоном Б катіони кальцію (магнію) пере­ходять у більш стійкий комплекс з трилоном, який забарвлення не має. Індикатор, що вивільняється при цьому, завдяки лужному середовищу, яке створюється буферним розчином, забарвлює розчин у синій колір.

2) Правильна відповідь б).

Сода, гашене вапно, ортофосфат натрію з катіонами кальцію та магнію твердої води утворюють нерозчинні сполуки і тим самим зменшують твердість води:

Ca²⁺ + CO₃^2- = CaCO₃ ↓; 3Ca²⁺ + 2PO₄^3- = Ca₃(PO₄)₂↓

(сода) (ортофосфат)

усунення постійної твердості;

Са²⁺ + 2 НСО₃^- + Са²⁺ + 2 ОН^- = 2СаСО₃↓ + 2Н₂О

(вапно)

Mg²⁺ + 2 HCO₃^- + 2 Ca²⁺ + 4OH^- = Mg(OH)₂↓ + 2 CaCO₃↓ + 2H₂O

( в а п н о )

усунення тимчасової твердості;

Всі інші відповіді містять частково або повністю речовини, не здатні усунути твердість води.

3) Правильна відповідь в).

Правильна відповідь б).

Загальну твердість води (Т_води, ммоль-екв./дм³) обчислюють за формулою:

V _Тр.Б – середнє арифметичне значення об’єму трилону Б, мл;

V_води – об’єм води, що титрувався, мл;

С_{(1/2 Тр. Б)} – молярна концентрація еквівалента трилону Б, моль/дм³ .

8. ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ СТУДЕНТІВ НА ЗАНЯТТІ.

8.1. Визначення загальної твердості води методом комплексонометрії.

Кожний студент одержує у викладача пробу води та визначає її твердість (індивідуальна робота).

Для цього відібрати піпеткою 25,0 (або 20,0) мл води, твердість якої визначається, перенести у колбу для титрування. Додати 10 мл аміачного буферного розчину з рН 10 та 20-30 мг (на кінці шпателя) сухої суміші індикатора хромогену чорного (еріохром чорний Т) з хлоридом натрію. Розчин у колбі набуває винно-червоного кольору. Бюретку заповнити робочим розчином грилону Б і титрувати до пере­ходу забарвлення розчину в колбі у синє. Титрування повторити ще мінімум двічі. Для розрахунків взяти середнє арифметичне значення об’єму трилону Б.

Загальну твердість води розрахувати за формулою:

V _Тр.Б – середнє арифметичне значення об’єму трилону Б, мл;

V_води – об’єм води, що титрувався, мл;

С_{(1/2 Тр. Б)} – молярна концентрація еквівалента трилону Б, моль/дм³ .

8.2. Оформлення протоколу лабораторної роботи.

Записуючи у зошит результати експериментального визначення твердості води, обов'язково вказати номер проби води, виданої викладачем.

9. ЛІТЕРАТУРА

1. Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. –В: НОВА КНИГА, 2006, с. 20-с. 359-363.

2. Медицинская химия: учеб. / В.А. Калибабчук, Л.И. Грищенко, В.И. Галинская и др.; под ред. В.А. Калибабчук. – К.: Медицина, 2008.

3. Селезнев К.А. Аналитическая химия. М., Химия, 1973. с. 222-228.

4. Бабков А.В. и др. Практикум по общей химии с элементами количественного анализа. М., Высшая школа, 1978, с. 151-157.

ЗАНЯТТЯ № 9.