6) Основные понятия титраметрического анализа

титрование- это контролируемое добавление раствора реагента известной концентрации к анализируемой системе с целью установления количественного содержания определяемого вещества.

определяемое вещество- хим. элемент, простое или сложное вещество, содержание которого определяют в данном образце.

рабочий ( первичный и вторичный) раствор

1)(первичный/исходный)-это раствор, приготовленный из стандартного (установочного) вещества, концентрация которого известна по массе этого вещества в определяемом объеме раствора.

2)(вторичный стандартный)-это раствор, концентрация которого установлена стандартизацией.

точка эквивалентности-точка пересечения кривой титрования с линией эквивалентности.

установочное вещество-это устойчивые, химически чистые соединения точно известного состава.

7)Что называют титрантом (стандартным раствором). Указать основные способы приготовления титранта. Можно ли приготовить стандартный раствор NaOH по точной массе?

Титрант (стандартный раствор) - раствор аналитического реагента с точно известной концентрацией, применяемый для нахождения количественного содержания определяемого вещества в растворе.

Способы приготовления:

а) Первичный стандартный раствор (исходный) – это раствор, приготовленный из стандартного (установочного) вещества, концентрация которого известная по массе этого вещества в определенном объеме раствора. С помощью этих растворов устанавливают концентрацию рабочих растворов.

б) Рабочий раствор (вторичный стандартный раствор) – это раствор, концентрация которого установлена стандартизацией.  С помощью рабочих растворов проводят титриметрические определения

а)По точной навеске можно приготовить только растворы таких веществ, которые удовлетворяют требованиям, предъявляемым к установочным веществам. Установочные вещества - это устойчивые, химически чистые соединения точно известного состава, вещества, которые устойчивы при хранении и в твердом виде, и в растворе.

NaOH и KOH - едкие щелочи, которые поглощают из воздуха влагу и диоксид углерода и изменяют свой состав даже в процессе взвешивания, то есть они не отвечают требованиям, предъявляемым к установочным веществам и приготовить их стандартный раствор будет невозможно.

Титрант этих растворов готовят приблизительной концентрации, разбавляя водой 50%-ный раствор (растворимость карбоната натрия в концентрированном растворе NaOH мала), а затем стандартизируют его по дигидрату щавелевой кислоты.

б)Нельзя приготовить. Если вещество, используемое для приготовления стандартного раствора, содержит примеси, нестойкое, гигроскопично или поглощает СО2 из воздуха как например NaOH, KOH, то концентрация раствора, приготовленного из такого вещества, будет приблизительной. Точную концентрацию его устанавливают титрованием другим стандартным раствором известной концентрации.

8)Объясните, как готовится рабочий раствор HCl. Какие установочные вещества применяются для стандартизации раствора и почему? Напишите уравнения соответствующих реакций. 1) Измерить плотность исходного (концентрированного) раствора HCl  при помощи ареометра и по справочной таблице найти массовую долю кислоты в растворе . 2) Рассчитать молярную концентрацию кислоты в исходном (концентрированном) растворе по формуле: C конц(HCl)=W(HCl)*p(HCl)*10/M(HCl). 3) Рассчитайте объем исходного (концентрированного) раствора HCl, необходимый для приготовления р-ра заданной концентрации: Vконц=Vразб*C(НCl)/Cконц(HCl)

4) В мерную колбу на 250 мл налить дистиллированной воды, отмерьте при помощи мерного цилиндра рассчитанный объем концентрированного раствора и осторожно вылить его в мерную колбу, ополоснуть мерный цилиндр 2-3 раза дистиллированной водой, сливая промывную жидкость в ту же колбу, затем довести объем раствора до 250 мл дистиллированной водой. Полученный раствор тщательно перемешайте и определяют точную концентрацию HCl в полученном растворе. Установка концентрации соляной кислоты по тетраборату натрия, образованным сильным основанием и слабой кислотой:

В основе метода стандартизации рабочего раствора HCl лежат следующие реакции:

а) гидролиз тетрабората натрия (бура): Na2B4O7 + 7H2O = 2NaOH + 4H3BO3 с образованием эквивалентного количества щелочи, которую и оттитровывают раствором HCl в присутствии индикатора метилрота;

б) взаимодействие образованной щелочи с хлороводородной кислотой: HCl + NaOH = NaCl + H2O. Суммарно уравнение реакции имеет вид: Na2B4O7 + 2HCl + 5H2O = 2NaCl + 4H3BO3.

9)Классификация методов титриметрического анализа. Приведите примеры.

1.Метод кислотно - основного титрования. Это метод определения кислот, оснований, солей, основанный на реакции взаимодействия между протолитами - кислотой и основанием. В водных растворах - это реакция нейтрализации. Эти реакции являются реакциями передачи протона от титранта к определяемому веществу и наоборот. Титранты: растворы сильных кислот при определении оснований, растворы щелочей при определении кислот. Индикаторы: кислотно-основные индикаторы - метилрот, метилоранж, фенолфталеин. Определяемые вещества: кислоты, основания и соли, подвергающиеся гидролизу.

2.Метод оксидиметрии (окислит.- восстановит. Титрование. В основе метода лежат ОВР.)по характеру титранта:

а)оксидиметрия- методы определения восстановителей с использованием титранта - окислителя                            б)редуктометрия - методы определения окислителей с применением титранта восст-ля По природе реагента: перманганометрию, дихроматометрию, йодиометрию, йодометрию, йодатометрию

Титранты: растворы KMnO4,K2Cr2O7,I2,Na2S2O3 Определяемые вещества: окислители и восстановители.

3.Метод комплексометрия. В основе метода лежит реакция комплексообразования Например: Если в качестве титранта используются комплексоны (трилон Б), то такой метод называется комплексонометрия. Определяющие вещества: катионы металлов.

4.Метод осаждения. Основу метода состовляет реакция с образованием осадка. Наибольшее практическое значение имеют методы, основанные на осаждении нитратом серебра и нитратом ртути.

Титранты: раствор AgNO3 - аргентометрия, р-р Hg2(NO3)2- меркурометрия, р-р КSCN или NH4SCN-роданометрия. Индикаторы: растворы Fe(NO3)3, K2CrO4, дифенилкарбозон. Определяемые вещества: анионы галогенов.

10)Укажите основные способы титрования .Объясните суть прямого титрования.

В титриметрическом анализе используют следующие способы титрования: а) прямое; б) обратное; в) заместительное (титрование заместителя).

Прямое титрование – титрование, при котором к раствору определяемого вещества непосредственно прибавляют из бюретки раствор титранта до состояния эквивалентности (резкое изменение цвета раствора или выпадение осадка). В этом случае расчет концентрации определяемого вещества в растворе проводят по формуле: c( fэкв A)*V(A) = c( fэкв В)*V(В)

Обратное титрование (титрование по остатку) – титрование непрореагировавшего вещества, которое прибавлено в избытке к анализируемому раствору в виде стандартного раствора.

Обратное титрование используют в том случае, если определяемое вещество летучее или неустойчивое, и поэтому при прямом титровании возможна потеря определяемого вещества, либо реакция протекает медленно, либо отсутствует подходящий индикатор.

Заместительное титрование (косвенное титрование) – титрование, при котором определяемое вещество не реагирует с титрантом непосредственно или реагирует, но не в стехиометрическом соотношении, а определяется косвенно в результате использования стехиометрически протекающей реакции с образованием другого вещества, количественно реагирующего с титрантом.

11)Какие вещества называют установочными? Каким требованиям они должны отвечать? Приведите примеры.

Установочные вещества - это устойчивые, химически чистые соединения точно известного состава. Требования: 1.Вещество должно быть химически чистым. 2.Состав вещества должен строго соответствовать формуле. 3.Вещество должно быть устойчивым при хранении и в твердом виду, и в растворе. 4.Желательно возможно большая величина молярной массы эквивалента вещества.

Примеры:

Для метода нейтрализации используют декагидрат тетрабора натрия (бура) - дигидрат щавелевой кислоты; Для метода оксидиметрии – дигидрат щавелевой кислоты и дихромат калия, а в методе осаждения - хлорид натрия.

12)Метод кислотно-основного титрования

Кислотно-основный метод (метод нейтрализации) – это метод определения кислот, оснований, солей, основанный на реакции взаимодействия между протолитами – кислотой НА и основанием В:

Реакции кислотно-основного характеризуются высокой скоростью и протекают строго стехиометрически.

Титранты: растворы сильных кислот при определении оснований,

растворы щелочей при определении кислот.

Индикаторы: кислотно-основные индикаторы – метилрот, метилоранж, фенолфталеин и др.

Определяемые вещества: кислоты (сильные и слабые), основания (сильные и слабые), а также соли, подвергающиеся гидролизу.

медико-биологическое значение: Метод кислотно-основного титрования позволяет определять количественно в исследуемых объектах кислые и основные продукты.

Так, в санитарно-гигиенической практике этим методом определяют кислотность и щелочность многих пищевых продуктов, питьевых и сточных вод.В клинической практике кислотно-основное титрование используют для определения кислотности желудочного сока, буферной емкости крови, спинно-мозговой жидкости, мочи и других биологических жидкостей.Этот метод широко используется в фармацевтической химии при анализе лекарственных веществ, установления доброкачественных продуктов питания (например,молока).Большое значение имеет рассматриваемый метод и при санитарно гигиенической оценке объектов окружающей среды. Промышленные стоки могут содержать или кислые, или щелочные продукты. Закисление или защелачивание природных водоемов и почвы приводит порой к необратимым последствиям, в связи с чем контроль кислотно-основного баланса весьма важен.