Учебное пособие для студентов II курса гапоу со «ннхт»
|
Скачать 1.21 Mb.
|
|
Хромофорная теория индикаторов Согласно этой теории, изменение окраски индикаторов связано с изменением структуры их молекул, внутримолекулярной перегруппировкой под действием H+ и ОН- ионов. монооксим хинона (желтый) нитрозофенол (зеленый) 2 различные таутомерные формы одного соединения  Цветность органических соединений обусловлена наличием хромофорных групп: -N = N-, -NO2, -NO, = C=C=, =C=O и др. Т.о., изменение окраски индикатора происходит в том случае, если появляются или исчезают хромофорные группы, а также, когда появляются вместо одних хромофорных групп другие. Если хромофорные группы превращаются в нехромофорные, окраска исчезает. Существует комбинированный вариант этих двух теорий : ионно-хромофорная теория индикаторов. Пример.  При рН < 8,0 - фенолфталеин бесцветный при рН = 8-10 - фенолфталеин красный при рН = 13-14 – фенолфталеин бесцветныйИнтервал перехода индикаторов рТ – показатель титрования – это опытное значение рН титруемого раствора, при котором наблюдается наиболее резкое изменение окраски индикатора, свидетельствующее об окончании титрования. Цвет водного раствора индикатора определяется соотношением его молекулярной и ионной форм, отличающихся различной окраской и зависит от [Н+]. Существуют индивидуальные, универсальные и смешанные индикаторы. Универсальные индикаторы изменяют окраску при различных значениях рН на всем протяжении шкалы рН. Примерами смешанных индикаторов являются: метиловый красный + бромкрезоловый зеленый, рТ = 4,3, переход окраски из оранжевого в сине-зеленый; фенолфталеин + тимоловый синий, рТ = 9,0, изменение окраски из жёлтой в красно-фиолетовую; тимолфталеин+ ализариновый желтый, рТ = 10,2, изменение окраски из желтой в фиолетовую. Таблица3. Интервалы перехода окраски индикаторов
Выбор индикатора Сначала вычисляют область рН раствора, в которой наблюдается скачок рН, а затем подбирают такой индикатор, у которого интервал перехода окраски совпадал бы с вычисленным значением рН. Пример. Если рН = 6 в точке эквивалентности, то подходящими индикаторами являются метиловый красный (4,4 – 6,2) и лакмус (5,0 – 8,0). Выбор индикатора проводят в зависимости от типа титрования: а) титрование сильной кислоты сильным основанием или сильного основания сильной кислотой. HCl + NaOH = NaCl + H2O Н+ + ОН- = H2O [Н+] = [ОН-] в точке эквивалентности Лакмус (5,0 – 8,0) при рН < 7,0 - красный, при рН > 7.0 - синий. Из анализа кривых титрования скачок рН = 4,3 – 9.7. Предпочтение отдается таким индикаторам, как метиловый оранжевый, лакмус, метиловый красный, фенолфталеин. б) титрование слабой кислоты сильным основанием, скачок рН = 7,74 – 10.0. CH3COOH + NaOH ↔ CH3COONa + H2O CH3COOH + OH-↔ CH3COO- + H2O Из-за гидролиза CH3COONa равновесие сдвигается влево. CH3COONa + НОН → CH3COOH + NaOH CH3COO- + НОН → CH3COOH + ОН- В т.э. [CH3COO-] = [ОН-] Фенолфталеин (8,0 – 10,0) при рН < 7,0 – бесцветный, рН > 7,0 – красный. В этом интервале можно использовать феноловый красный, фенолфталеин, тимолфталеин. Нельзя использовать метилоранж с интервалом перехода в кислой области. в) титрование слабого основания сильной кислотой, скачок рН = 6,26 – 4,0. Нельзя использовать индикаторы типа фенолфталеина, работающие в щелочной области перехода окраски. Предпочтение отдается метиловому красному, метиловому оранжевому. г) титрование многоосновных кислот или многокислотных оснований. Нейтрализация происходит в несколько ступеней. Для выбора индикатора рассчитывают рН для каждой точки эквивалентности. Пример. Титрование фосфорной кислоты H3PO4 происходит в три ступени: рН1 = 4,33 титрование до NaH2PO4, индикатор - метиловый оранжевый рНII = 9,57 титрование до Na2HPO4, индикатор – фенолфталеин рНIII = 12,72 титрование до Na3PO4, индикатор – тимоловый голубой е) титрование соды (карбоната натрия) Na2CO3 + HCl ↔ NaCl + NaHCO3 CO32- + H+ ↔ HCO3- В точке эквивалентности [CO32] = [H+] Метиловый красный (4,4 – 6.2) при рН < 7.0 – красный, рН > 7,0 - желтый NaHCO3 + HCl ↔ NaCl + H2CO3 HCO3- + Н+ ↔ H2CO3 В точке эквивалентности [НCO3-] = [H+] Метиловый оранжевый (3,1 – 4,4) при рН < 7.0 – красный, рН > 7,0 - желтый Требования к реакциям, лежащим в основе титриметрических методов анализа Взаимодействие титранта с определяемым веществом должно соответствовать стехиометрическому уравнению реакции. Титрант должен расходоваться только на реакцию с определяемым веществом. В свою очередь, определяемое вещество должно реагировать только с титрантом и не взаимодействовать, например, с кислородом воздуха. Реакция должна протекать количественно, т.е. константа равновесия реакции титрования должна быть велика. Реакция должна протекать с большой скоростью. Должен быть способ определения конца титрования. Раствор титранта должен быть стандартизован. NB! Т.о., наиболее важными являются выбор индикатора и стандартизация раствора титранта. Стандартизация раствора титранта Под стандартизацией раствора титранта имеют в виду установление его точной концентрации с относительной погрешностью, обычно не превышающей ± 0,1 %. Обязательным условием этой процедуры является высокая точность определения концентрации титранта. Различают: приготовленные установленные растворы титрантов. Приготовленные растворы получают путем растворения точной навески тщательно очищенного исходного вещества в определенном объеме воды или другого растворителя (например, раствор NaCl, K2Cr2O7). Однако многие растворы таким путем приготовить нельзя, в том числе, NaOH, KMnO4. В таких случаях готовят раствор титранта приблизительной концентрации, а потом его стандартизуют, т. е. устанавливают концентрацию с необходимой точностью. Такие растворы называют установленными. Для стандартизации титрантов применяют специальные установочные вещества, так называемые первичные стандарты. Первичные стандарты – вещества, имеющие состав, точно отвечающий химической формуле. Они должны удовлетворять следующим требованиям: быть устойчивы на воздухе и иметь, по возможности, большую молярную массу эквивалента; быть доступными, легко очищаться от примесей; реакция вещества титранта с установочным веществом должна протекать быстро, количественно и стехиометрически. Растворы NaOH и КОН часто стандартизуют по дифталату калия КНС8Н4О4 или дигидрату щавелевой кислоты Н2С2О4 · 2Н2О. Растворы HCl и H2SO4 стандартизуют по карбонату натрия Na2СО3 или декагидрату тетрабората натрия Na2В4О7 ·10 Н2О. Растворы КMnO4 – по оксалату натрия Na2С2О4. Иногда для стандартизации используют вторичные стандарты. В качестве вторичных стандартов выступают титрованные растворы веществ, способных взаимодействовать с титрантом. Например, стандартизацию раствора HCl можно сделать по титрованному раствору NaOH. Основное правило, которое необходимо помнить: стандартизация титранта и последующее выполнение анализа необходимо проводить в одних и тех же условиях, а для стандартизации использовать то же вещество, которое будет анализироваться в дальнейшем. Стандартные растворы готовят в мерных колбах из фиксаналов, которые содержат точно фиксированное количество вещества, обычно 0,1 моль эквивалента. При стандартизации растворов используют: 1) метод отдельных навесок; 2) метод пипетирования. Метод отдельных навесок Рассчитывают массу навески стандартного вещества при условии, что расход титранта на её титрование составляет не более 20 мл. На аналитических весах взвешивают в бюксах три навески, которые могут отличаться от рассчитанной на ± 10 %. Затем их переносят точно в конические колбы для титрования, добавляют индикатор и титруют. Рассчитывают молярную концентрацию титранта для каждой навески стандартного вещества и расхождение между наибольшим и наименьшим результатами. Если расхождение не превышает 0.2 – 0.3 %, то берут среднее значение из всех трех результатов. В случае большего расхождения взвешивают еще одну навеску стандартного вещества, титруют её, находят четвертый результат и снова проверяют сходимость значений молярной концентрации Метод пипетирования При стандартизации растворов этим методом рассчитывают навеску стандартного вещества, необходимую для приготовления заданного объема раствора первичного стандарта с концентрацией, как правило. близкой к молярной концентрации титранта. Взвешенную на аналитических весах навеску твердого вещества количественно переносят в мерную колбу, растворяют, тщательно перемешивая. Аликвоту полученного раствора отбирают пипеткой, предварительно промытой этим раствором, в коническую колбу для титрования и титруют стандартизуемым раствором. Аликвота – порция вещества, содержащаяся в растворе, отобранном с помощью пипетки. При стандартизации раствора титрование проводят не менее трех раз. Если объемы, затраченные на титрование, совпадают между собой в пределах 0,2 – 0,3 %, то берут из них среднее значение и рассчитывают молярную концентрацию титранта. В случае большего расхождения проводят повторное титрование. Для приготовления стандартных растворов используют также «фиксаналы» (стандарт-титры). Фиксанал представляет собой стеклянную или пластиковую ампулу, содержащую точную навеску стандартного твердого вещества (или определенный объем титрованного раствора), необходимую для приготовления 1 литра точно 0.1 N раствора. Кривые титрования Кривые титрования являются важной характеристикой титриметрического метода. Они показывают графическую зависимость логарифма концентрации участника реакции, протекающей при титровании, или какого-то свойства раствора от объема добавленного титранта (или от степени оттитрованности). Например, для реакции кислотно-основного титрования: рН – V (объем титранта). Кривая титрования служит для подбора индикатора, который позволит определить т.э. и т.к.т. Рис 1. Кривая титрования 100,0 мл 0,1М НСl 0,1М раствором NaOH Рис 2. Кривая титрования 100,0 мл 0,1М СН3СООН 0,1М раствором NaOH Рис 3. Кривая титрования смеси 0,1М НСl и 0,1М СН3СООН 0.1М раствором NaOH Рис 4. Кривая титрования 100,0 мл 0,1М NН3 0,1М раствором НСl Рис 5. Кривая титрования 100,0мл 0,1М Н3РО4 0,1М раствором NaOH Рис 6. Кривая титрования 100,0мл 0,1М Na2СО3 0,1М раствором НСl Основные приемы титриметрических определений Различают: Прямое титрование Обратное титрование (титрование по остатку, титрование избытка) Титрование по замещению или титрование заиестителя. При прямом титровании определяемое вещество непосредственно реагирует с титрантом. Например, титрование кислоты основанием. NaОН + HCl ↔ NaCl + H2O Na2CO3 + HCl ↔ NaCl + NaHCO3 В случае обратного титрования используют 2 титрованных рабочих раствора: основной и вспомогательный. Сначала к анализируемому раствору добавляют заведомо известный избыток одного титрованного раствора, а затем не вступивший в реакцию остаток этого раствора оттитровывают другим стандартным раствором. Метод используется когда: прямое титрование невозможно; анализируемое вещество малорастворимо; анализируемое вещество неустойчиво. Пример 1. Определение хлорид-ионов в растворах. Cl- + AgNO3 → AgCl↓ + NO3- рабочий 1-ый титрант раствор (c избытком) V,мл AgNO3 + (NH4)CNS → Ag CNS + NH4 NO3 избыток 2-ой титрант V1,мл (V - V1) – количество мл AgNO3, пошедшее на титрование Cl- Пример 2. Определение ионов CO32- в известняке CaCO3. CaCO3 + HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑ твердый с избытком, V,мл HCl + NaOH → Na Cl + H2O избыток V1,мл (V - V1) – количество мл HCl, пошедшей на титрование CaCO3 Пример 3. Титрование солей аммония NH4+ щелочью в водном растворе практически не проводят из-за трудности установления т.э.. В этом случае к анализируемому раствору соли NH4+ добавляют избыток раствора NaOH. Остаточное количество гидроксида натрия оттитровывают кислотой. При титровании заместителя или титровании по замещению к определяемому веществу добавляют специальный реагент, вступающий с ним в реакцию. Один из продуктов взаимодействия оттитровывают рабочим раствором. Например, при иодометрическом определении меди к анализируемому раствору добавляют избыток KJ. Происходит реакция: 2Cu2+ + 4J- = 2CuJ + J2 Выделившийся иод оттитровывают тиосульфатом натрия. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
Presidency of the United States of America Учебное пособие для студентов четвертого курса Учебное пособие предназначено для студентов 4 курса специальности 032301. 65- регионоведение |
 |
Учебное пособие по английскому языку часть I для I курса Данное учебное пособие прнедназначено для студентов 1 курса миу и является первой частью пособия по общему языку |
|
Учебное пособие к курсу “Upstream” Уровни А2―В1 Издательство «мгимо-университет» Учебное пособие предназначено для студентов 2 курса факультета мэо, которые изучают английский как второй иностранный язык |
|
Учебное пособие представляет собой часть учебного комплекса, предназначенного... Е-30 English for Specialists in Adapted Physical Education: учеб пособие для студентов первого курса Института медицины, экологии... |
|
Учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения Допущено... Учебное пособие предназначено для студентов, аспирантов и преподавателей вузов |
|
Учебное пособие "Архитектуры графических систем" машинная графика... Назначение курса обучение машинной графике студентов физико-технического профиля. Курс ориентирован на две основные категории будущих... |
|
Учебное пособие к практическим занятиям для студентов специальности 050715 «Логопедия» Учебное пособие составлено в соответствии с требованиями действующего Государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
|
Учебное пособие для студентов специальности 090800 «Бурение нефтяных и газовых скважин» Учебное пособие предназначено для студентов технических вузов, обучающихся по направлению “Нефтегазовое дело” |
|
Учебное пособие «Русский язык и деловая документация» подготовлено... Пособие содержит теоретический материал по темам курса, вопросы для проверки знаний, упражнения для практической отработки навыков... |
|
Кредитный анализ в коммерческом банке учебное пособие Учебное пособие предназначено для студентов магистерских программ направления «Финансы и кредит» ивыпускного курса бакалавриата направления... |
|
Учебное пособие к лабораторным занятиям по фармацевтической химии... Методическое пособие «Анализ органических лекарственных веществ» предназначено для проведения лабораторно-практических занятий у... |
|
Учебное пособие для подготовки студентов Учебное пособие для подготовки студентов к итоговой государственной аттестации (подготовке выпускной квалификационной работы) по... |
|
Учебное пособие для подготовки студентов Учебное пособие для подготовки студентов к итоговой государственной аттестации (подготовке выпускной квалификационной работы) по... |
|
Учебное пособие для студентов по дисциплине «общие аспекты сестринского ухода» Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Сестринское дело», «Акушерское дело» |
|
Учебное пособие предназначено для студентов дневной формы обучения... Пособие рекомендовано для обеспечения базового курса дневного обучения в техническом вузе |
|
Учебное пособие Тольятти 2011 г. Авторы: Савкин С. А., Рынгач В.... Учебное пособие предназначено для студентов, изучающих предмет «Артиллерийская разведка». Он составлен в соответствии с программой... |