Расчёты, связанные с титрованием

В основе всех количественных расчётов в титриметрических ме­тодах анализа лежит закономерность: количество эквивалента оп­ределяемого вещества равно количеству эквивалента титранта

^n(fэкв₁^В1⁾ _ ^n(fэкв₂ ^B2 ⁾

Все остальные расчётные формулы получают в зависимости от того, что хотят рассчитать - массу или массовую долю; каким методом проводят титрование - методом отдельных навесок или методом пипе­тирования и, наконец, как характеризуется количественный состав стандартного раствора титранта - с помощью молярной концентрации вещества, титра раствора, титра соответствия и т.д.

Согласно ИЮПАК эквивалентом называется реальная или ус­ловная частица, которая в конкретной кислотно-основной реакции эквивалентна тем или иным образом одному протону или в конкрет­ной окислительно-восстановительной реакции одному электрону.

Таким образом, эквивалент - это не масса и не количество вещест­ва.

Эквивалент - это частица!

Понятие «эквивалент» можно применять только к конкрет­ной реакции. Нельзя говорить об эквиваленте вещества вообще.

эквивалент

©

1 протон

H₂SO₄ + NaOH ^ NaHSO₄ + H₂O

h2SQJ = □

2 протона

H₂SO₄ + 2NaOH ^ Na₂SO₄ + 2H₂O

H₂SOJ = ^

эквивалент = 1/2 H2SO4

Коэффициент, показывающий какая часть участвующей в ре­акции частицы эквивалентна одному протону или одному электрону, называется фактором эквивалентности (f^). Величина обратная фактору эквивалентности называется эквивалентным числом (z). Для реакции О f^ = z = 1, для реакции © f^ = У2, а z = 2.

Аналогично понятиям «количество вещества» и «молярная мас­са» существуют понятия «количество эквивалента вещества» и «молярная масса эквивалента вещества». Например, в реакции © i моль молекул серной кислоты соответствует 2 моль «половинок моле­кул» серной кислоты, а M(1/2 H₂SO₄) = 49 г/моль.

Понятие «эквивалент» отнюдь не является «священной коровой» в химии, а используется всего лишь для облегчения расчётов, так как позволяет прово­дить их без использования стехиометрических коэффициентов в уравнении со­ответствующей реакции. Для веществ, у которых формульная единица и эквива­лент равны между собой (например, HCl или NaOH при кислотно-основном взаи­модействии), лучше вообще не пользоваться понятием эквивалента.

Пусть нам необходимо найти массовую долю вещества ю(В),% имеющего молярную массу М(В), г/моль, в некотором анализируемом объекте, имеющем массу g, г. Для титрования используют раствор с молярной концентрацией эквивалента титранта C(f_эквтВ_т). Для тит­рования израсходовано V', мл этого раствора.

_m=mffi. 100% ^g

эквивалента

m(B) = n(f экв В) • f экв • М(В) n(f экв В) = C(f экв_т В т) • V' • 10 ^-3

С помощью полученной формулы можно рассчитать массовую долю вещества в анализируемом объекте в случае использования пря­мого титрования (либо титрования заместителя или косвенного) по методу отдельных навесок. Если используют метод обратного титро­вания, то вместо С(Гз_квт В t)Vt берут разность таких произведений

для двух титрантов /ОД_квтВТ) • VT - ОД'_квтВТ) • VT /. При прове­дении анализа методом пипетирования в расчётную формулу вводят множитель, называемый фактором разбавления (V / V). Он пока­зывает, какая часть раствора, приготовленного из навески, использу­ется для титрования (т.е. составляет аликвоту). Если заранее рассчи­тана величина титра соответствия, представляющая собой произведе-

_—з

ние C(f_эквт В т) • ^_кв • М(В) • 10, то расчётная формула будет иметь следующий вид:

Пример 12.2. Навеску массой 1,9500 г образца глазной мази, со­держащей HgO, поместили в делительную воронку и растворили ма­зевую основу в 10 мл диэтилового эфира. К образовавшейся смеси прибавили раствор KI, а затем 10,00 мл 0,1045 М HCl. Для титрова­ния избытка кислоты потребовалось 7,00 мл 0,0998 М NaOH. Рас­считайте массовую долю HgO в анализируемом образце.

Методика определения HgO в глазной мази сочетает в себе титрование заместителя и обратное титрование. При взаимодействии HgO и KI выделяются OH^- ионы, которые затем определяют обрат­ным титрованием. Реакция между HgO и KI протекает следующим образом:

HgO + 4KI + H₂O ^ K₂[HgI₄] + 2KOH

,_тт ^ (10,00 • 0,1045 — 7,00 • 0,0998) • 10 ^—3 • 216,6 • 1/2 • 100

ra(HgO) = —--------------------------------- ------------------------------ = 1,92%

1,9500

Дата добавления: 2015-09-07