Теоретическая часть

Читайте также:

Тема 4

Кислотно-основное титрование (протолитометрия)

Лабораторная работа 4

Приготовление рабочих растворов

Стандартизация соляной кислоты по раствору тетрабората натрия

План

1. Сущность и классификация методов кислотно-основного титрования. Область их применения.

2. Индикаторы метода.

3. Теории индикаторов.

4. Области перехода окраски индикатора. Показатель индикатора.

5. Способы приготовления титрованных растворах.

6. Способы титрования.

7. Вычисления в титриметрическом анализе.

Литература

1. Основы аналитической химии. В 2-х кн. Методы химического анализа / Ю.А. Золотов, Е.Н. Дорохова, В.И. Фадеева и др.; Под. ред. Ю.А. Золотова. – М.: Высшая школа, 1999.

2. Логинов Н.Я., Воскресенский А.Г., Солодкин И.С. Аналитическая химия – М., Просвещение, 1979.

3. Васильев В.П. Аналитическая химия Ч. 2. – М., Высшая школа, 1989.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Кислотно-основное титрование — это метод определения кислот, оснований, солей, основанный на реакции взаимодействия между протолитами — кислотой НА и основанием В:

НА + В = А^- + НВ⁺

В водных растворах — это реакция нейтрализации, поэтому метод кислотно-основного титрования называют методом нейтрализации.

Титрантами метода являются растворы сильных кислот и оснований: НС1, H₂SO₄, NaOH, КОН. Эти вещества не соответствуют требованиям, предъявляемым к стандартным веществам, поэтому концентрацию титрантов устанавливают стандартизацией их растворов. В качестве первичных стандартов чаще всего используют буру Na₂B₄O₇•10Н₂О, безводный карбонат натрия Na₂CО₃, дигидрат щавелевой кислоты Н₂С₂О₄•2Н₂О и некоторые другие.

Типы кислотно-основного титрования

Ацидиметрическое титрование (ацидиметрия) — метод определения сильных и слабых оснований, солей слабых кислот, основных солей и других соединений, обладающих основными свойствами, путем титрования стандартным раствором сильной кислоты.

При кислотно-основных реакциях изменяется рН растворов, и на этом основано определение точки эквивалентности. Величина рН в точке эквивалентности зависит от силы определяемых кислот и оснований.

При титровании сильных оснований протекает реакция:

ОН^- + Н₃О⁺ = 2Н₂О

Среда в ТЭ — нейтральная.

При титровании слабых оснований, например, аммиака, образуются катионы слабого основания, подвергающиеся гидролизу:

NH₄⁺ + Н₂О ↔ NH₃ + Н₃О⁺

поэтому среда в ТЭ — слабокислая, рН < 7.

При титровании солей слабых одноосновных кислот, например ацетатов,

СН₃СОО^-+ Н₃О⁺ = СН₃СООН + Н₂О

в ТЭ в растворе присутствует слабая кислота, вследствие диссоциации которой раствор имеет слабокислую реакцию, рН < 7.

При титровании солей слабых двухосновных кислот, например карбонатов, после присоединения к аниону кислоты одного протона образуется кислый анион слабой кислоты

СО₃^2- + Н₃О⁺ = HCO₃^- + Н₂О

подвергающийся гидролизу:

HCO₃^-+ Н₂О = Н₂СО₃ + ОН^-

вследствие чего реакция среды в первой ТЭ — слабощелочная, рН > 7.

При продолжении титрования кислого аниона слабой двухосновной кислоты во второй ТЭ присутствует эта слабая кислота:

HCO₃^- + Н₃О⁺ = Н₂СО₃+ Н₂О

вследствие частичной диссоциации которой среда во второй ТЭ — слабокислая, рН < 7.

Таким образом, при ацидиметрическом титровании среда в ТЭ может быть нейтральной, слабо щелочной или слабокислой в зависимости от природы титруемого вещества.

Алкалиметрическое титрование (алкалиметрия) — метод определения сильных и слабых кислот, кислых солей, солей слабых оснований путем титрования стандартным раствором сильного основания.

При титровании сильных кислот реакция среды в ТЭ — нейтральная.

При титровании слабых одноосновных кислот реакция среды в ТЭ слабощелочная вследствие гидролиза образующихся анионов слабой кислоты, например:

СН₃СООН + ОН^- = СН₃СОО^- + Н₂О (титрование)

СН₃СОО^- + Н₂О = СН₃СООН + ОН^- (гидролиз)

В тех случаях, когда в точке эквивалентности имеется кислая или щелочная среда, конкретное значение рН определяется реальной силой слабой кислоты или основания. Это связано с константами кислотности К_а и основности К_b, вместо которых удобно использовать силовые показатели p К_а и p К_b. Чем меньше значения К_а и К_b, тем больше отличается рН в точке эквивалентности от 7. Этим определяется выбор индикатора для титрования.

Показатель титрования рТ — значение рН, при котором наблюдатель отчетливо отмечает изменение окраски индикатора и признает титрование законченным.

? Вопросы для проработки темы

1. Какова сущность метода кислотно-основного титрования?

2. Как обнаружить конечную точку титрования в кислотно-основном титровании?

3. Каким способом подбирают индикаторы при кислотно-основном титровании?

4. Приведите примеры первичных и вторичных стандартных растворов, используемых в кислотно-основном титровании. Напишите уравнения реакций, укажите факторы эквивалентности.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Привести примеры титрований: а) прямого, б) обратного, в) по замещению.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

¢ Упражнения и задачи

4.1. Рассчитайте молярную массу эквивалента тетрабората натрия Na₂B₄O₇ в протолитической реакции с НС1 по схеме:

Na₂B₄O₇ + 2HCI +5Н₂О = 4Н₃ВО₃ + 2NaCl

4.2. Какую массу (г) навески буры Na₂B₄O₇•10Н₂О необходимо взять для приготовления 250 мл раствора, используемого для стандартизации раствора HCI, с молярной концентрацией эквивалента c(1/2Na₂B₄O₇•10H₂O)=0,1 моль/л?

Решение:

4.3. На реакцию смеси, состоящей из карбонатов натрия и калия, массой 0,4000 г израсходовали 22,00 мл 0,3000 М раствора НСI. Вычислите массовую долю (%) карбоната натрия и карбоната калия в смеси.

Решение:

Ответ:

4.4. Навеску мрамора массой 0,2834 г растворили в 30,00 мл 0,03933 М раствора НСI. На титрование избытка соляной кислоты пошло 14,10 мл 0,4400 М раствора NaOH. Найдите массовую долю примесей в образце.

Решение:

Ответ:

Лабораторная работа 4

Приготовление рабочих растворов

Стандартизация соляной кислоты по раствору тетрабората натрия

Цель. Получить навыки приготовления рабочего раствора, проведения титрования и обработки результатов анализа. Установить точную концентрацию приготовленной соляной кислоты по стандартному раствору тетрабората натрия.

Задание.

Приготовить 250 мл раствора хлороводорода с молярной концентрацией 0,1 моль/л и провести ацидиметрическое титрование раствора тетрабората натрия.

Оборудование	Реактивы
Мерная колба (200, 250 мл) - 2 Бюретка - 1 Воронка - 1 Пипетка (5 мл) - 1 Коническая колба (250 мл) - 5 Мерный цилиндр (50, 100 мл) - 2 Шпатель - 1 Ареометр - 1 Склянка с пробкой - 2 Аналитические весы - 1	Соляная кислота, HCI, конц. Вода дистиллированная Na₂B₄О₇·10H₂O (х.ч.) Раствор метилового оранжевого

Соблюдайте правила техники безопасности!

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 141 | Нарушение авторских прав

<== предыдущая страница	\|	следующая страница ==>
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ	\|	Неинерциальные системы отсчета

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.011 сек.)