Теоретическая часть. Потенциометрия

Тема 15

Потенциометрия

Лабораторная работа №15

Определение соляной и уксусной кислот в растворе при их совместном присутствии

План

1. Электрохимические методы анализа. Общие понятия. Классификация.

2. Потенциометрия. Принцип метода.

3. Потенциометрическое титрование. Сущность метода. Кривые потенциометрического титрования.

4. Области применения электрохимических методов анализа.

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

Потенциометрический анализ (потенциометрия) основан на измере­нии ЭДС и электродных потенциалов как функции концентрации анали­зируемого раствора.

При потенциометрических измерениях в электрохимической ячейке используют два электрода: индикаторный электрод, потенциал которого зависит от концентрации определяемого (потенциалопределяющего) ве­щества в анализируемом растворе, и электрод сравнения, потенциал ко­торого в условиях проведения анализа остается постоянным. Поэтому величину ЭДС, определяемую уравнением Нернста, можно рас­считать как разность реальных потенциалов этих двух электродов.

Потенциометрическое титрование - способ определения объема титранта, затраченного на титрование определяемого вещества в анали­зируемом растворе, путем измерения ЭДС (в процессе титрования) с по­мощью гальванической цепи, составленной из индикаторного электрода и электрода сравнения. При потенциометрическом титровании анализи­руемый раствор, находящийся в электрохимической ячейке, титруют подходящим титрантом, фиксируя конец титрования по резкому измене­нию ЭДС измеряемой цепи — потенциала индикаторного электрода, ко­торый зависит от концентрации соответствующих ионов и резко изменя­ется в" точке эквивалентности.

Измеряют изменение потенциала индикаторного электрода в про­цессе титрования в зависимости от объема прибавленного титранта. По полученным данным строят кривую потенциометрического титрования и по этой кривой определяют объем израсходованного титранта в ТЭ.

При потенциометрическом титровании не требуется использование индикаторов, изменяющих окраску вблизи ТЭ.

Электродную пару (электрод сравнения и индикаторный электрод) составляют так, чтобы потенциал индикаторного электрода зависел от концентрации ионов, участвующих или образующихся в реакции, проте­кающей при титровании. Потенциал электрода сравнения во время тит­рования должен оставаться постоянным. Оба электрода устанавливают непосредственно в электрохимической ячейке или же помещают в от­дельные сосуды с токопроводящими растворами (индикаторный электрод — в анализируемый раствор), которые соединяют электролитическим мос­тиком, заполненным индифферентным электролитом.

Титрант прибавляют равными порциями, каждый раз измеряя раз­ность потенциалов. В конце титрования (вблизи ТЭ) титрант прибавляют по каплям, также измеряя разность потенциалов после прибавления оче­редной порции титранта.

Разность потенциалов между электродами измеряют, используя высокоомные потенциометры.

Кривые потенциометрического титрования. Кривая потенцио­метрического титрования — графическое изображение изменения ЭДС электрохимической ячейки в зависимости от объема прибавленного титранта.

Кривые потенциометрического титрования строят в различных ко­ординатах:

кривые титрования в координатах Е—V(T);

дифференциальные кривые титрования - в координатах dE/dV— V(T);

кривые титрования по методу Грана — в координатах ∆V/∆Е—V(Т), где Е — ЭДС потенциометрической ячейки, V и V(Т) — объем прибав­ленного титранта, ∆Е — изменение потенциала, соответствующее при­бавлению ∆V титранта.

Применение потенциометрического титрования. Метод универ­сальный, его можно применять для индикации конца титрования во всех типах титрования. В качестве индикаторных используют стеклянный, ртутный, ион-селективные, платиновый, серебряный электроды, а в качестве электро­дов сравнения — каломельный, хлорсеребряный, стеклянный.

Метод обладает высокой точностью, большой чувствительностью: позволяет проводить титрование в мутных, окрашенных, неводных сре­дах, раздельно определять компоненты смеси в одном анализируемом растворе, например, раздельно определять хлорид- и иодид-ионы при аргентометрическом титровании.

? Вопросы для проработки темы

1. Какая зависимость лежит в основе прямых потенциометрических определений?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Приведите уравнение Нернста для окислительно-восстановительной пары и поясните смысл входящих в него величин.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Какие электроды называют индикаторными и какие – электродами сравнения?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. При каких условиях возможно потенциометрическое титрование двух веществ (ионов), находящихся в смеси? Приведите примеры.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Каковы особенности потенциометрического титрования в неводных средах? Какие требования предъявляются к неводному растворителю?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_

6. Укажите наиболее распространенные рабочие растворы и растворители для неводного титрования.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Приведите примеры потенциометрического определения в среде ледяной уксусной кислоты по способу титрования: а) прямого, б) обратного, в) замещения?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

¢ Упражнения и задачи

17.1.Навеску установочного вещества Na₂CO₃ массой 0,2792 г растворили в мерной колбе вместимостью 50,00 мл и довели раствор до метки ледяной уксусной кислотой. При потенциометрическом титровании 5,00 мл полученного раствора хлорной кислотой в безводной уксусной кислоте были найдены следующие результаты:

Дата добавления: 2015-07-26