Metoda neutralizacji w miareczkowej metodzie analizy. Rodzaje miareczkowania Miareczkowanie w skrócie

Analiza miareczkowa to metoda określania ilości substancji poprzez dokładny pomiar objętości roztworów substancji, które ze sobą reagują.

Miano– ilość g substancji zawarta w 1 ml. roztwór lub odpowiednik oznaczanej substancji. Na przykład, jeśli miano H2SO4 wynosi 0,0049 g/ml, oznacza to, że każdy ml roztworu zawiera 0,0049 g kwasu siarkowego.

Roztwór, którego miano jest znane, nazywa się miareczkowanym. Miareczkowanie- proces dodawania równoważnej ilości miareczkowanego roztworu do roztworu badanego lub jego podwielokrotności. W tym przypadku stosowane są standardowe rozwiązania - stałe kanały– roztwory z dokładnym stężeniem substancji (Na 2 CO 3, HCl).

Reakcja miareczkowania musi spełniać następujące wymagania:

wysoka szybkość reakcji;

reakcja musi przebiegać do końca;

reakcja musi być wysoce stechiometryczna;

mają dogodną metodę rejestrowania końca reakcji.

HCl + NaOH → NaCl + H2O

Głównym zadaniem analizy miareczkowej jest nie tylko zastosowanie roztworu o dokładnie znanym stężeniu (fiksanalu), ale także prawidłowe określenie punktu równoważności.

Istnieje kilka sposobów ustalenia punktu równoważności:

Na podstawie wewnętrznej barwy jonów oznaczanego pierwiastka, np. manganu w postaci anionuMnO 4 -

Zgodnie z treścią zeznań świadka

Przykład: Ag + + Cl - " AgCl $

Ag + + CrO 4 " Ag 2 CrO 4 $ (jasnopomarańczowy kolor)

Do kolby, w której ma zostać oznaczony jon chlorowy, dodaje się niewielką ilość soli K 2 CrO 4 (świadek). Następnie z biurety stopniowo dodawana jest substancja badana, najpierw reagują jony chloru i powstaje biały osad (AgCl), czyli AgCl PR<< ПР Ag2Cr O4.

Zatem dodatkowa kropla azotanu srebra nada jasnopomarańczowy kolor, ponieważ cały chlor już przereagował.

III. Korzystanie ze wskaźników: na przykład podczas reakcji neutralizacji stosuje się wskaźniki kwasowo-zasadowe: lakmus, fenoloftaleinę, oranż metylowy - związki organiczne, które zmieniają kolor po przejściu ze środowiska kwaśnego do zasadowego.

Wskaźniki– barwniki organiczne zmieniające kolor pod wpływem zmiany kwasowości środowiska.

Schematycznie (pomijając formy pośrednie) równowagę wskaźnika można przedstawić jako reakcję kwasowo-zasadową

HIn +H 2 O In - + H 3 O +

H2O
H + + OH -

H++H2O
H3O+

Na obszar przejścia barwy wskaźnika (położenie i odstęp) wpływają wszystkie czynniki, od których zależy stała równowagi (siła jonowa, temperatura, substancje obce, rozpuszczalnik), a także sam wskaźnik.

Klasyfikacja metod analizy miareczkowej.

miareczkowanie kwasowo-zasadowe (neutralizacja): metodą tą określa się ilość kwasu lub zasady w analizowanym roztworze;

wytrącanie i kompleksowanie (argentometria)

Ag + + Cl - " AgCl $

miareczkowanie redoks (redoksymetria):

a) permanganatometria (KMnO 4);

b) jodometria (Y 2);

c) bromatometria (KBrO3);

d) dichromatometria (K 2 Cr 2 O 7);

e) cerymetria (Ce(SO 4) 2);

e) wanadometria (NH4VO3);

g) tytanometria (TiCl 3) itp.

Miareczkowa metoda analizy (miareczkowanie) pozwala na wolumetryczną analizę ilościową i jest szeroko stosowana w chemii. Jego główną zaletą jest różnorodność metod i metod, dzięki czemu można go wykorzystać do rozwiązywania różnorodnych problemów analitycznych.

Zasada analizy

Miareczkowa metoda analizy polega na pomiarze objętości roztworu o znanym stężeniu (titranta), który przereagował z badaną substancją.

Do analizy potrzebny będzie specjalny sprzęt, a mianowicie biureta – cienka szklana rurka z naniesioną podziałką. Górny koniec tej rurki jest otwarty, a na dolnym końcu znajduje się zawór odcinający. Za pomocą lejka skalibrowaną biuretę napełnia się titrantem do poziomu zerowego. Analizę przeprowadza się do końcowego punktu miareczkowania (ETP) poprzez dodanie niewielkiej ilości roztworu z biurety do substancji badanej. Punkt końcowy miareczkowania można rozpoznać po zmianie koloru wskaźnika lub jakiejś właściwości fizykochemicznej.

Wynik końcowy wyliczany jest na podstawie objętości zużytego titranta i wyrażany w mianie (T) – masie substancji na 1 ml roztworu (g/ml).

Uzasadnienie procesu

Miareczkowa metoda analizy ilościowej daje dokładne wyniki, ponieważ substancje reagują ze sobą w równoważnych ilościach. Oznacza to, że iloczyn ich objętości i ilości jest identyczny: C 1 V 1 = C 2 V 2. Z tego równania łatwo jest znaleźć nieznaną wartość C 2, jeśli pozostałe parametry zostaną ustawione niezależnie (C 1, V 2) i ustalone podczas analizy (V 1).

Wykrywanie punktu końcowego miareczkowania

Ponieważ terminowe zarejestrowanie zakończenia miareczkowania jest najważniejszą częścią analizy, konieczne jest wybranie odpowiednich metod. Najwygodniej jest stosować wskaźniki kolorowe lub fluorescencyjne, ale można też zastosować metody instrumentalne – potencjometrię, amperometrię, fotometrię.

Ostateczny wybór metody wykrywania CFT zależy od wymaganej dokładności i selektywności oznaczenia, a także jego szybkości i możliwości automatyzacji. Dotyczy to szczególnie roztworów mętnych i kolorowych, a także środowisk agresywnych.

Wymagania dotyczące reakcji miareczkowania

Aby miareczkowa metoda analizy dała prawidłowy wynik, musisz poprawnie wybrać reakcję, która będzie jej podstawą. Wymagania dla niego są następujące:

• stechiometria;
• wysokie natężenie przepływu;
• wysoka stała równowagi;
• obecność niezawodnej metody rejestrowania eksperymentalnego końca miareczkowania.

Odpowiednie reakcje mogą być dowolnego typu.

Rodzaje analiz

Klasyfikacja metod analizy miareczkowej opiera się na rodzaju reakcji. W oparciu o tę cechę wyróżnia się następujące metody miareczkowania:

• kwasowo-zasadowa;
• redoks;
• kompleksometryczny;
• wytrącający.

Każdy typ opiera się na własnym typie reakcji, dobiera się konkretne titranty w zależności od tego, które podgrupy metod zostaną wyróżnione w analizie.

Miareczkowanie kwasowo-zasadowe

Miareczkowa metoda analizy wykorzystująca reakcję hydronu z jonem wodorotlenkowym (H 3 O + + OH - = H 2 O) nazywa się kwasowo-zasadową. Jeżeli znana substancja w roztworze tworzy proton, co jest typowe dla kwasów, metoda należy do podgrupy kwasymetrii. Tutaj jako titrant zwykle stosuje się stabilny kwas solny HCl.

Jeśli titrant wytwarza jon wodorotlenkowy, metodę tę nazywa się alkalimetrią. Stosowanymi substancjami są zasady, takie jak NaOH, lub sole otrzymane w wyniku reakcji mocnej zasady ze słabym kwasem, takim jak Na2CO3.

W tym przypadku stosowane są kolorowe wskaźniki. Są to słabe związki organiczne – kwasy i zasady, które mają różną budowę i barwę w formie protonowanej i niesprotonowanej. Najczęściej stosowanymi wskaźnikami w miareczkowaniu kwasowo-zasadowym są jednobarwna fenoloftaleina (klarowny roztwór zmienia kolor na karmazynowy w roztworze zasadowym) i dwukolorowy oranż metylowy (czerwona substancja zmienia kolor na żółty w kwaśnym roztworze).

Ich szerokie zastosowanie wynika z dużej absorpcji światła, dzięki czemu ich kolor jest wyraźnie widoczny gołym okiem, a także kontrastu i wąskiego obszaru przejścia barwnego.

Miareczkowanie redoks

Analiza miareczkowa redoks jest metodą analizy ilościowej polegającą na zmianie stosunku stężeń formy utlenionej i zredukowanej: aOx 1 + bRed 2 = aRed 1 + bOx 2.

Metodę dzieli się na następujące podgrupy:

• permanganatometria (titrat - KMnO 4);
• jodometria (I 2);
• dichromatometria (K2Cr2O7);
• bromatometria (KBrO3);
• jodometria (KIO 3);
• cerymetria (Ce(SO 4) 2);
• wanadometrii (NH4VO3);
• tytanometria (TiCl3);
• chromometria (CrCl2);
• askorbinometria (C6H8OH).

W niektórych przypadkach rolę wskaźnika może pełnić odczynnik biorący udział w reakcji i zmieniający swoją barwę do postaci utlenionej lub zredukowanej. Ale stosowane są również określone wskaźniki, na przykład:

• do oznaczania jodu stosuje się skrobię, która tworzy ciemnoniebieski związek z jonami I 3 -;
• Do miareczkowania żelaza żelazowego stosuje się jony tiocyjanianowe, które tworzą kompleksy z metalem o barwie jaskrawoczerwonej.

Ponadto istnieją specjalne wskaźniki redoks - związki organiczne, które w postaci utlenionej i zredukowanej mają różne kolory.

Miareczkowanie kompleksometryczne

Krótko mówiąc, miareczkowa metoda analizy, zwana kompleksometryczną, opiera się na oddziaływaniu dwóch substancji w celu utworzenia kompleksu: M + L = ML. Jeśli stosuje się sole rtęci, na przykład Hg(NO 3) 2, metodę tę nazywa się rtęciometrią, jeśli kwas etylenodiaminotetraoctowy (EDTA) nazywa się kompleksometrią. W szczególności przy pomocy tej drugiej metody do analizy wody wykorzystuje się metodę miareczkową, czyli jej twardość.

W kompleksometrii stosuje się przezroczyste wskaźniki metali, które nabierają koloru, gdy tworzą kompleksy z jonami metali. Na przykład podczas miareczkowania soli żelaza za pomocą EDTA jako wskaźnik stosuje się klarowny kwas sulfosalicylowy. Zmienia kolor roztworu na czerwony, gdy tworzy kompleks z żelazem.

Częściej jednak wskaźniki metali mają swój własny kolor, który zmienia się w zależności od stężenia jonu metalu. Jako takie wskaźniki stosuje się kwasy wielozasadowe, tworząc dość stabilne kompleksy z metalami, które szybko ulegają zniszczeniu pod wpływem EDTA z kontrastową zmianą koloru.

Miareczkowanie wytrącające

Miareczkowa metoda analizy, która opiera się na reakcji oddziaływania dwóch substancji z utworzeniem stałego związku, który wytrąca się (M + X = MX↓), polega na wytrącaniu. Ma to ograniczone znaczenie, gdyż procesy osadzania mają zazwyczaj charakter nieilościowy i niestechiometryczny. Ale czasami jest nadal używany i ma dwie podgrupy. Jeśli w metodzie wykorzystuje się sole srebra, na przykład AgNO 3, nazywa się to argentometrią, jeśli sole rtęci, Hg 2 (NO 3) 2, to rtęcią.

Do wykrywania punktu końcowego miareczkowania stosuje się następujące metody:

• metodę Mohra, w której wskaźnikiem jest jon chromianowy, który ze srebrem tworzy ceglasty osad;
• metoda Volharda polegająca na miareczkowaniu roztworu jonów srebra tiocyjanianem potasu w obecności żelaza(III), które w środowisku kwaśnym tworzy z titrantem czerwony kompleks;
• Metoda fajansowa polegająca na miareczkowaniu wskaźnikami adsorpcji;
• Metoda Gay-Lussaca, w której CTT określa się na podstawie klarowności lub zmętnienia roztworu.

Ta ostatnia metoda jest ostatnio rzadko stosowana.

Metody miareczkowania

Miareczkowanie jest klasyfikowane nie tylko ze względu na reakcję podstawową, ale także ze względu na metodę wykonania. Na podstawie tej cechy wyróżnia się następujące typy:

• bezpośredni;
• odwracać;
• miareczkowanie podstawnika.

Pierwszy przypadek stosuje się tylko w idealnych warunkach reakcji. Titrant dodaje się bezpośrednio do oznaczanej substancji. Zatem magnez, wapń, miedź, żelazo i około 25 innych metali oznacza się za pomocą EDTA. Ale w innych przypadkach często stosuje się bardziej złożone metody.

Miareczkowanie wsteczne

Nie zawsze można znaleźć idealną reakcję. Najczęściej przebiega ono powoli, lub trudno jest znaleźć sposób na ustalenie punktu końcowego miareczkowania, bądź też wśród produktów tworzą się związki lotne, przez co następuje częściowa utrata analitu. Wady te można przezwyciężyć stosując metodę miareczkowania wstecznego. W tym celu do oznaczanej substancji dodaje się dużą ilość titranta, tak aby reakcja przebiegała do końca, a następnie określa się, jaka część roztworu pozostaje nieprzereagowana. W tym celu pozostały titrant z pierwszej reakcji (T 1) miareczkuje się innym roztworem (T 2), a jego ilość określa się na podstawie różnicy iloczynów objętości i stężeń w dwóch reakcjach: C T1 V T 1 -C T 2 V T 2.

Podstawą oznaczania dwutlenku manganu jest zastosowanie metody analizy odwrotnej miareczkowej. Jego reakcja z siarczanem żelazawym przebiega bardzo powoli, dlatego sól pobiera się w nadmiarze i reakcję przyspiesza się przez ogrzewanie. Nieprzereagowaną ilość jonu żelaza miareczkuje się dwuchromianem potasu.

Miareczkowanie podstawnika

Miareczkowanie podstawnikowe stosuje się w przypadku reakcji niestechiometrycznych lub wolnych. Jej istota polega na tym, że do oznaczanej substancji dobiera się reakcję stechiometryczną ze związkiem pomocniczym, po czym produkt reakcji poddaje się miareczkowaniu.

Dokładnie to się robi przy oznaczaniu dichromianu. Dodaje się do niego jodek potasu, co powoduje uwolnienie ilości jodu odpowiadającej oznaczanej substancji, którą następnie miareczkuje się tiosiarczanem sodu.

Zatem analiza miareczkowa umożliwia określenie ilościowej zawartości szerokiej gamy substancji. Znając ich właściwości i charakterystykę reakcji, można wybrać optymalną metodę i metodę miareczkowania, która da wyniki z dużą dokładnością.

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

Plan

1. Istota miareczkowania strąceniowego

2. Miareczkowanie argentometryczne

3. Miareczkowanie tiocyjanatometryczne

4. Zastosowanie miareczkowania strącającego

4.1 Przygotowanie standaryzowanego roztworu azotanu srebra

4.2 Przygotowanie standaryzowanego roztworu tiocyjanianu amonu

4.3 Oznaczanie zawartości chloru w próbce według Volharda

4.4 Oznaczanie zawartości trichlorooctanu sodu w preparacie technicznym

1. Istota opadówmiareczkowanie

Metoda łączy oznaczenia miareczkowe w oparciu o reakcje tworzenia słabo rozpuszczalnych związków. Do tych celów nadają się tylko niektóre reakcje spełniające określone warunki. Reakcja musi przebiegać ściśle według równania i bez procesów ubocznych. Powstały osad musi być praktycznie nierozpuszczalny i wypadać dość szybko, bez tworzenia roztworów przesyconych. Ponadto konieczna jest możliwość określenia punktu końcowego miareczkowania za pomocą wskaźnika. Wreszcie zjawisko adsorpcji (współstrącania) musi być wyrażone podczas miareczkowania na tyle słabo, aby wynik oznaczenia nie został zniekształcony.

Nazwy poszczególnych metod strącania pochodzą od nazw stosowanych roztworów. Metoda wykorzystująca roztwór azotanu srebra nazywana jest argentometrią. Metodą tą określa się zawartość jonów C1~ i Br~ w środowisku obojętnym lub lekko zasadowym. Tiocyjanatometria polega na zastosowaniu roztworu tiocyjanianu amonu NH 4 SCN (lub potasu KSCN) i służy do oznaczania śladowych ilości C1- i Br~, ale w roztworach silnie zasadowych i kwaśnych. Służy również do oznaczania zawartości srebra w rudach lub stopach.

Kosztowna metoda argentometryczna do oznaczania halogenów jest stopniowo zastępowana metodą merkurometryczną. W tym ostatnim stosuje się roztwór azotanu rtęci (I) Hg 2 (NO 3) 2.

Rozważmy bardziej szczegółowo miareczkowanie argentometryczne i tiocyjanatometryczne.

2. Miareczkowanie argentometryczne

Metoda opiera się na reakcji wytrącania jonów C1~ i Br~ przez kationy srebra z utworzeniem słabo rozpuszczalnych halogenków:

Cl-+Ag+=AgClb Br^- + Ag+= AgBr

W tym przypadku stosuje się roztwór azotanu srebra. Jeśli substancję bada się pod kątem zawartości srebra, stosuje się roztwór chlorku sodu (lub potasu). roztwór miareczkujący leku

Krzywe miareczkowania mają ogromne znaczenie dla zrozumienia metody argentometrii. Jako przykład rozważmy przypadek miareczkowania 10,00 ml 0,1 N. roztwór chlorku sodu 0,1 N. roztwór azotynu srebra (bez uwzględnienia zmian objętości roztworu).

Przed rozpoczęciem miareczkowania stężenie jonów chlorkowych w roztworze jest równe całkowitemu stężeniu chlorku sodu, tj. 0,1 mol/l lub = --lg lO-i = 1.

Gdy do miareczkowanego roztworu chlorku sodu doda się 9,00 ml roztworu azotanu srebra i wytrąci się 90% jonów chlorkowych, ich stężenie w roztworze spadnie 10-krotnie i wyniesie N0 ~ 2 mol/l, a pCl będzie równe do 2. Ponieważ wartość nPAgci= IQ- 10, stężenie jonów srebra będzie wynosić:

10-yu/[C1-] = Yu-Yu/10-2 = 10-8 M ol/l, OR pAg= -- lg = -- IglO-s = 8.

Wszystkie pozostałe punkty służące do skonstruowania krzywej miareczkowania oblicza się w podobny sposób. W punkcie równoważności pCl=pAg= = 5 (patrz tabela).

Tabela Zmiany pC\ i pAg podczas miareczkowania 10,00 ml 0,1 N. roztwór chlorku sodu 0,1 N. roztwór azotanu srebra

dodano roztwór AgNO 3,
9,99 10,00 (punkt równoważny) 10.01	ju-4 ju-5 ju-6.	yu- 6 yu- 5 yu-*

Przedział skoku podczas miareczkowania argentometrycznego zależy od stężenia roztworów i wartości iloczynu rozpuszczalności osadu. Im mniejsza wartość PR związku uzyskana w wyniku miareczkowania, tym szerszy jest odstęp skoków na krzywej miareczkowania i tym łatwiej jest zarejestrować punkt końcowy miareczkowania za pomocą wskaźnika.

Najbardziej powszechnym argentometrycznym oznaczaniem chloru jest metoda Mohra. Jego istota polega na bezpośrednim miareczkowaniu cieczy roztworem azotanu srebra ze wskaźnikiem chromianu potasu, aż biały osad zmieni kolor na brązowy.

Wskaźnik metody Mohra - roztwór K2CrO 4 z azotanem srebra daje czerwony osad chromianu srebra Ag 2 CrO 4, ale rozpuszczalność osadu (0,65-10 ~ 4 E/l) jest znacznie większa niż rozpuszczalność srebra chlorek (1,25X_X10 ~ 5 E/l). Dlatego też podczas miareczkowania roztworem azotanu srebra w obecności chromianu potasu czerwony osad chromianu srebra pojawia się dopiero po dodaniu nadmiaru jonów Ag+, gdy wszystkie jony chlorkowe zostały już wytrącone. W takim przypadku do analizowanej cieczy zawsze dodaje się roztwór azotanu srebra, a nie odwrotnie.

Możliwości zastosowania argentometrii są dość ograniczone. Stosuje się go tylko przy miareczkowaniu roztworów obojętnych lub lekko zasadowych (pH od 7 do 10). W środowisku kwaśnym osad chromianu srebra rozpuszcza się.

W roztworach silnie zasadowych azotan srebra rozkłada się z wydzieleniem nierozpuszczalnego tlenku Ag 2 O. Metoda nie nadaje się również do analizy roztworów zawierających jon NH^, ponieważ w tym przypadku tworzy się kompleks amoniaku + z kationem Ag + - analizowany roztwór nie powinien zawierać Ba 2 +, Sr 2+, Pb 2+, Bi 2+ i innych jonów wytrącających się z chromianem potasu. Niemniej jednak argentometria jest dogodna do analizy bezbarwnych roztworów zawierających jony C1~ i Br_.

3. Miareczkowanie tiocyjanatometryczne

Miareczkowanie tiocyjanatometryczne opiera się na wytrącaniu jonów Ag+ (lub Hgl+) tiocyjanianami:

Ag+ + SCN- = AgSCN|

Do oznaczenia wymagany jest roztwór NH4SCN (lub KSCN). Oznaczyć Ag+ lub Hgi+ metodą bezpośredniego miareczkowania roztworem tiocyjanianu.

Tiocyjanatometryczne oznaczanie halogenów wykonuje się tzw. metodą Volharda. Jego istotę można wyrazić na diagramach:

CI- + Ag+ (nadmiar) -* AgCI + Ag+ (pozostałość), Ag+ (pozostałość) + SCN~-> AgSCN

Innymi słowy, do cieczy zawierającej C1~ dodaje się nadmiar miareczkowanego roztworu azotanu srebra. Następnie pozostałość AgNO3 ponownie miareczkuje się roztworem tiocyjanianu i oblicza się wynik.

Wskaźnikiem metody Volharda jest nasycony roztwór NH 4 Fe(SO 4) 2 - 12H 2 O. O ile w miareczkowanej cieczy znajdują się jony Ag+, to dodane aniony SCN~ wiążą się z uwolnieniem osadu AgSCN, ale nie nie oddziałują z jonami Fe 3+. Natomiast po punkcie równoważności najmniejszy nadmiar NH4SCN (lub KSCN) powoduje powstawanie krwistoczerwonych jonów 2+ i +. Dzięki temu możliwe jest wyznaczenie punktu równoważnego.

Częściej niż argentometryczne stosuje się oznaczenia tiocyjanatometryczne. Obecność kwasów nie zakłóca miareczkowania metodą Volharda, a nawet przyczynia się do uzyskania dokładniejszych wyników, gdyż kwaśne środowisko hamuje hydrolizę soli Fe**. Metoda umożliwia oznaczenie jonu C1~ nie tylko w zasadach, ale także w kwasach. Oznaczenia nie utrudnia obecność Ba 2 +, Pb 2 +, Bi 3 + i niektórych innych jonów. Jeśli jednak analizowany roztwór zawiera utleniacze lub sole rtęci, wówczas zastosowanie metody Volharda staje się niemożliwe: utleniacze niszczą jon SCN, a kation rtęci go wytrąca.

Zasadowy roztwór testowy przed miareczkowaniem zobojętnia się kwasem azotowym, w przeciwnym razie jony Fe 3 + zawarte we wskaźniku wytrącą wodorotlenek żelaza (III).

4. Zastosowania miareczkowania strąceniowego

4.1 Przygotowanie standaryzowanego roztworu azotanu srebra

Podstawowymi wzorcami standaryzacji roztworu azotanu srebra są chlorki sodu lub potasu. Przygotuj mianowany roztwór chlorku sodu i około 0,02 N. roztworem azotanu srebra, standaryzować drugi roztwór do pierwszego.

Przygotowanie mianowanego roztworu chlorku sodu. Z chemicznie czystej soli przygotowuje się roztwór chlorku sodu (lub chlorku potasu). Równoważna masa chlorku sodu jest równa jego masie molowej (58,45 g/mol). Teoretycznie przygotować 0,1 l 0,02 n. roztwór wymaga 58,45-0,02-0,1 = 0,1169 g NaCl.

Pobrać na wagę analityczną próbkę chlorku sodu o masie około 0,12 g, przenieść do kolby miarowej o pojemności 100 ml, rozpuścić, uzupełnić wodą do kreski i dobrze wymieszać. Oblicz miano i normalne stężenie pierwotnego roztworu chlorku sodu.

Przygotowanie: 100 ml około 0,02 N. roztwór azotanu srebra. Azotan srebra jest odczynnikiem rzadkim i zwykle jego roztwory mają stężenie nie wyższe niż 0,05 N. 0,02 n jest całkiem odpowiednie do tej pracy. rozwiązanie.

Podczas miareczkowania argentometrycznego masa równoważna AgN0 3 jest równa masie molowej, tj. 169,9 g/mol. Dlatego 0,1 l 0,02 n. roztwór powinien zawierać 169,9-0,02-0,1 = 0,3398 g AgNO 3. Jednak pobieranie dokładnie tej próbki nie ma sensu, ponieważ dostępny w handlu azotan srebra zawsze zawiera zanieczyszczenia. Odważyć w skali technochemicznej około 0,34 - 0,35 g azotanu srebra; Roztwór z niewielką ilością wody odważyć do kolby miarowej o pojemności 100 ml i uzupełnić wodą, roztwór przechowywać w kolbie, owinąć w czarny papier i przelać do kolby z ciemnego szkła, srebrnej i przygotować do miareczkowania. Przepłukać pipetę roztworem chlorku sodu i przenieść 10,00 ml roztworu do kolby stożkowej. Dodać 2 krople nasyconego roztworu chromianu potasu i ostrożnie, kropla po kropli, miareczkować roztworem azotanu srebra, cały czas mieszając. Upewnij się, że kolor mieszaniny zmienił się z żółtego na czerwonawy pod wpływem jednej nadmiarowej kropli azotanu srebra. Po 2-3 krotnym powtórzeniu miareczkowania należy wyciągnąć średnią ze zbieżnych odczytów i obliczyć normalne stężenie roztworu azotanu srebra.

Załóżmy, że dla miareczkowania 10,00 ml 0,02097 n. roztworu chlorku sodu, stosowano średnio 10,26 ml roztworu azotanu srebra. Następnie

A^ AgNOj. 10,26 = 0,02097. 10,00, przy AgNO = 0,02097- 10,00/10,26 = 0,02043

Jeżeli zamierza się oznaczyć zawartość C1~ w próbce, należy dodatkowo obliczyć miano roztworu azotanu srebra w stosunku do chloru: T, - = 35,46-0,02043/1000 = 0,0007244 g/ml, „l oznacza to, że 1 ml roztworu azotanu srebra odpowiada 0,0007244 g miareczkowanego chloru.

4.2 Przygotowanie standaryzowanego roztworu tiocyjanianu amonuI

Roztworu NH 4 SCN lub KSCN o dokładnie znanym mianie nie można przygotować poprzez rozpuszczenie próbki, gdyż sole te są bardzo higroskopijne. Dlatego przygotowuje się roztwór o przybliżonym normalnym stężeniu i dostosowuje go do standaryzowanego roztworu azotanu srebra. Wskaźnikiem jest nasycony roztwór NH 4 Fe(SO 4) 2 - 12H 2 O. Aby zapobiec hydrolizie soli Fe, do samego wskaźnika i do analizowanego roztworu przed miareczkowaniem dodaje się 6 N. kwas azotowy.

Przygotowanie: 100 ml około 0,05 N. roztwór tiocyjanianu amonu. Masa równoważna NH4SCN jest równa jego masie molowej, tj. 76,12 g/mol. Dlatego 0,1 l 0,05 n. roztwór powinien zawierać 76,12,0,05-0,1=0,3806 g NH4SCN.

Pobrać na wagę analityczną próbkę o masie około 0,3-0,4 g, przenieść do kolby o pojemności 100 ml, rozpuścić, uzupełnić wodą do kreski i wymieszać.

Standaryzacja roztworu tiocyjanianu amonu azotanem srebra. Przygotuj biuretę do miareczkowania roztworem NH 4 SCN. Opłucz pipetę roztworem azotanu srebra i odmierz jego 10,00 ml do kolby stożkowej. Dodać 1 ml roztworu NH 4 Fe(SO 4)2 (wskaźnik) i 3 ml. 6 rz. kwas azotowy. Powoli, ciągle wstrząsając, wlać z biurety roztwór NH 4 SCN. Zakończyć miareczkowanie po pojawieniu się brązowo-różowego zabarwienia 2+, które nie znika przy energicznym wstrząsaniu.

Powtórz miareczkowanie 2-3 razy, weź średnią ze zbieżnych odczytów i oblicz normalne stężenie NH4SCN.

Załóżmy, że dla miareczkowania 10,00 ml 0,02043 n. roztworu azotanu srebra, stosowano średnio 4,10 ml roztworu NH4SCN.

4.3 Definicjatreśćchloru w próbce według Volharda

Halogeny Volharda oznacza się przez miareczkowanie pozostałości azotanu srebra roztworem NH4SCN. Jednakże dokładne miareczkowanie jest w tym przypadku możliwe tylko wtedy, gdy zostaną podjęte środki zapobiegające (lub spowalniające) reakcji pomiędzy chlorkiem srebra i nadmiarem tiocyjanianu żelaza:

3AgCI + Fe (SCN) 3 = SAgSCNJ + FeCl 3

w którym kolor pojawiający się jako pierwszy stopniowo zanika. Najlepiej odfiltrować osad AgCl przed miareczkowaniem nadmiaru azotanu srebra roztworem NH4SCN. Czasami jednak zamiast tego do roztworu dodaje się trochę cieczy organicznej, która nie miesza się z wodą i niejako izoluje osad ApCl od nadmiaru azotanów.

Metoda oznaczania. Weź probówkę z roztworem analitu zawierającym chlorek sodu. Próbkę substancji rozpuścić w kolbie miarowej o pojemności 100 ml i za pomocą wody uzupełnić objętość roztworu do kreski (stężenie chlorków w roztworze nie powinno przekraczać 0,05 N).

Odpipetować 10,00 ml roztworu badawczego do kolby stożkowej, dodać 3 ml 6 N. kwasu azotowego i wlać z biurety znany nadmiar roztworu AgNO 3, np. 18,00 ml. Następnie odfiltrować osad chlorku srebra. Miareczkować pozostały azotan srebra roztworem NH4SCN, jak opisano w poprzednim akapicie. Po powtórzeniu oznaczenia 2-3 razy należy przyjąć średnią. Jeżeli osad chlorku srebra został odfiltrowany, należy go przemyć, a do przesączu dodać wodę z przemywania.

Załóżmy, że masa próbki wynosiła 0,2254 g. Do 10,00 ml analizowanego roztworu dodano 18,00 ml 0,02043 N. roztwór azotanu srebra. Do miareczkowania nadmiaru użyto 5,78 ml * 0,04982 N. Roztwór NH4SCN.

Najpierw obliczmy, jaka objętość wynosi 0,02043 n. roztwór azotanu srebra odpowiada 5,78 ml 0,04982 N zużytego na miareczkowanie. Roztwór NH4SCN:

dlatego do wytrącenia jonu C1~ użyto 18,00 - 14,09 = 3,91 ml 0,2043 N. roztwór azotanu srebra. Stąd łatwo jest znaleźć normalne stężenie roztworu chlorku sodu.

Ponieważ równoważna masa chloru wynosi 35,46 g/mol*, całkowita masa chloru w próbce wynosi:

772=0,007988-35,46-0,1=0,02832 g.

0,2254 g C1-- 100%

x = 0,02832-100/0,2254 = 12,56%.:

0,02832 > C1 -- x%

Metodę Volharda stosuje się także do oznaczania zawartości jonów Br~ i I-. W tym przypadku nie jest konieczne odfiltrowywanie wydzieleń bromku lub jodku srebra. Należy jednak wziąć pod uwagę, że jon Fe 3 + utlenia jodki do wolnego jodu. Dlatego wskaźnik dodaje się po wytrąceniu wszystkich jonów I- przez azotan srebra.

4.4 Oznaczanie zawartości trichluOracetan sodu| w przygotowaniu technicznym (dla chloru)

Techniczny trichlorooctan sodu (TCA) to herbicyd przeznaczony do zabijania chwastów zbóż. Jest to biała lub jasnobrązowa substancja krystaliczna, dobrze rozpuszczalna w wodzie. Według Volharda najpierw określa się udział masowy organicznych związków chlorkowych, a następnie po zniszczeniu chloru. Z różnicy wynika ułamek masowy (%) chloru trichlorooctanu sodu.

Oznaczanie udziału masowego (%) nieorganicznych związków chloru. Dokładnie odważoną porcję leku (2-2,5 g) umieścić w kolbie miarowej o pojemności 250 ml, rozpuścić, doprowadzić roztwór do kreski wodą i wymieszać. Odpipetować 10 ml roztworu do kolby stożkowej i dodać 5-10 ml stężonego kwasu azotowego.

Dodać z biurety 5 lub 10 ml 0,05 N. roztworem azotanu srebra i miareczkować nadmiar 0,05 N. roztwór NH 4 SCN w obecności NH 4 Fe(SO 4) 2 (wskaźnik).

Oblicz udział masowy (%) chloru (x) związków nieorganicznych, korzystając ze wzoru

(V-l/i) 0,001773-250x100

gdzie V jest objętością dokładnie 0,05 N. Roztwór AgNO 3 pobrany do analizy; Vi -- objętość dokładnie 0,05 N. Roztwór NH 4 SCN, stosowany do miareczkowania nadmiaru AgNO 3; t – próbka trichlorooctanu sodu; 0,001773 - masa chloru odpowiadająca 1 ml 0,05 N. Roztwór AgNO. Oznaczanie udziału masowego (%) chloru całkowitego. Do kolby stożkowej pobrać 10 ml wcześniej przygotowanego roztworu, dodać 10 ml roztworu o udziale masowym NaOH 30% i 50 ml wody. Kolbę podłączyć do chłodnicy zwrotnej i gotować jej zawartość przez 2 h. Pozostawić ciecz do ostygnięcia, przepłukać chłodnicę wodą, zbierając do tej samej kolby wodę płuczącą. Do roztworu dodać 20 ml rozcieńczonego (1:1) kwasu azotowego i dodać z biurety 30 ml 0,05 N. roztwór azotanu srebra. Miareczkować nadmiar azotanu srebra do 0,05 N. roztwór NH4SCN w obecności NH4Fe(SO4)2. Obliczyć ułamek masowy (%) całkowitego chloru (xi), korzystając z powyższego wzoru. Znajdź udział masowy (%) trichlorooctanu sodu w preparacie (x^), korzystając ze wzoru

x2 = (x1 - x) (185,5/106,5),

gdzie 185,5 to masa molowa trichlorooctanu sodu; 106,5 - masa chloru zawarta w masie molowej trichlorooctanu sodu.

Opublikowano na Allbest.ru

...

Podobne dokumenty

Istota i klasyfikacja metod miareczkowania kwasowo-zasadowego, zastosowanie wskaźników. Cechy miareczkowania kompleksometrycznego. Analiza metod miareczkowania strąceniowego. Wykrywanie punktu końcowego miareczkowania. Pojęcie argenometrii i ticyjanometrii.

test, dodano 23.02.2011


Kolejność obliczania krzywej miareczkowania roztworu kwasu solnego roztworem słabej zasady wodorotlenku amonu. Konstrukcja krzywej miareczkowania, wyznaczanie punktu równoważności i bezpośredniej neutralności. Wybór wskaźnika i obliczenie jego błędu.

test, dodano 01.03.2016


Oznaczanie zawartości nośników zasadowości w roztworze węglanu sodu metodą bezpośredniego miareczkowania kwasowo-zasadowego. Matematyczne wyrażenie prawa ekwiwalentów. Konstrukcja całkowych i różnicowych krzywych miareczkowania potencjometrycznego.

praca laboratoryjna, dodano 15.02.2012


Pojęcie i rodzaje analizy miareczkowej. Charakterystyka czynników kompleksujących i wskaźników. Przygotowanie miareczkowanego roztworu do miareczkowania kompleksometrycznego. Metody badania glinu, bizmutu, ołowiu, magnezu, cynku.

praca na kursie, dodano 13.01.2013


Metoda miareczkowania potencjometrycznego. Miareczkowanie kwasowo-zasadowe. Wyznaczanie punktu końcowego miareczkowania. Metodyka prowadzenia miareczkowania potencjometrycznego. Miareczkowanie potencjometryczne, stosowane instrumenty i przetwarzanie wyników analiz.

praca na kursie, dodano 24.06.2008


Klasyfikacja metod miareczkowania redoks. Czynniki wpływające na szybkość reakcji. Wskaźniki specyficzne i redoks. Istota permanganatometrii, jodometrii, dichromatometrii. Przygotowanie roztworu dwuchromianu potasu.

prezentacja, dodano 19.03.2015


Obliczanie błędów wskaźników dla wybranych wskaźników, krzywa miareczkowania 25 ml 0,05 M roztworu CH3COOH za pomocą 0,05 M roztworu KOH. Wskaźniki kwasowo-zasadowe. Etapy miareczkowania: punkt początkowy, obszar przed punktem i obszar za punktem równoważności.

test, dodano 18.12.2013


Cechy metod miareczkowania redoks. Podstawowe wymagania dotyczące reakcji, stała równowagi. Charakterystyka rodzajów miareczkowania redoks, jego wskaźników i krzywych. Przygotowywanie i standaryzacja rozwiązań.

praca na kursie, dodano 25.12.2014


Pojęcie analizy miareczkowej. Miareczkowanie redoks, jego rodzaje i warunki reakcji. Obliczanie punktów krzywej miareczkowania, potencjałów, konstrukcja krzywej miareczkowania. Dobór wskaźnika, obliczenie błędów miareczkowania wskaźnika.

praca na kursie, dodano 06.10.2012


Klasyfikacja metod analizy miareczkowej. Istota metody „neutralizacji”. Przygotowanie roztworów roboczych. Obliczanie punktów i konstrukcja krzywych miareczkowania kwasowo-zasadowego i redoks. Zalety i wady jodometrii.

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

Wstęp

Miareczkowanie polega na stopniowym dodawaniu miareczkowanego roztworu odczynnika (titranta) do analizowanego roztworu w celu określenia punktu równoważności. Miareczkowa metoda analizy polega na pomiarze objętości odczynnika o dokładnie znanym stężeniu, wydanego na reakcję oddziaływania z oznaczaną substancją. Punkt równoważności to punkt miareczkowania, w którym zostaje osiągnięty równoważny stosunek reagentów.

Do reakcji stosowanych w ilościowej analizie wolumetrycznej mają zastosowanie następujące wymagania:

1. Reakcja musi przebiegać zgodnie ze stechiometrycznym równaniem reakcji i musi być praktycznie nieodwracalna. Wynik reakcji powinien odzwierciedlać ilość analitu. Stała równowagi reakcji musi być wystarczająco duża.

2. Reakcja musi przebiegać bez reakcji ubocznych, w przeciwnym razie nie można zastosować prawa równoważności.

3. Reakcja musi przebiegać z odpowiednio dużą szybkością, tj. w ciągu 1-3 sekund. Jest to główna zaleta analizy miareczkowej.

4. Musi istnieć sposób ustalenia punktu równoważności. Koniec reakcji należy określić dość łatwo i prosto.

Jeśli reakcja nie spełnia przynajmniej jednego z tych wymagań, nie można jej zastosować w analizie miareczkowej.

1. systemy

Charakterystyczną cechą reakcji redoks jest przenoszenie elektronów pomiędzy reagującymi cząstkami - jonami, atomami, cząsteczkami i kompleksami, w wyniku czego zmienia się stopień utlenienia tych cząstek, np.

Ponieważ elektrony nie mogą gromadzić się w roztworze, muszą zachodzić jednocześnie dwa procesy - straty i przejęcia, czyli proces utleniania jednych cząstek i redukcji innych cząstek. Zatem każdą reakcję redoks można zawsze przedstawić w postaci dwóch reakcji połówkowych:

aOx1 + bRed2 = aRed1 + bOx2

Cząstka macierzysta i produkt każdej półreakcji tworzą parę lub układ redoks. W powyższych reakcjach połówkowych Red1 jest sprzężony z Ox1, a Ox2 jest sprzężony z Red1.

Potencjał dowolnego układu redoks, mierzony w standardowych warunkach względem elektrody wodorowej, nazywany jest potencjałem standardowym (E0) tego układu. Potencjał standardowy uważa się za dodatni, jeśli układ działa jako środek utleniający, a na elektrodzie wodorowej zachodzi półreakcja utleniania:

lub ujemny, jeśli układ pełni rolę środka redukującego, a na elektrodzie wodorowej zachodzi połowiczna reakcja redukcji:

Wartość bezwzględna potencjału standardowego charakteryzuje „moc” środka utleniającego lub redukującego.

Potencjał standardowy – termodynamiczna wartość standaryzowana – jest bardzo ważnym parametrem fizykochemicznym i analitycznym, który pozwala ocenić kierunek odpowiedniej reakcji i obliczyć aktywność reagujących cząstek w warunkach równowagi.

Do scharakteryzowania układu redoks w określonych warunkach wykorzystuje się pojęcie rzeczywistego (formalnego) potencjału E0, który odpowiada potencjałowi ustalonemu na elektrodzie w danym konkretnym roztworze, gdy początkowe stężenia utlenionych i zredukowanych form jonów wyznaczających potencjał są równe 1 mol/l i ustalonemu stężeniu wszystkich pozostałych składników roztworu.

Z analitycznego punktu widzenia potencjały rzeczywiste są cenniejsze od potencjałów standardowych, gdyż o prawdziwym zachowaniu systemu decyduje nie standard, ale potencjał rzeczywisty i to właśnie ten ostatni pozwala przewidzieć wystąpienie reakcja redoks w określonych warunkach. Rzeczywisty potencjał układu zależy od kwasowości, obecności obcych jonów w roztworze i może zmieniać się w szerokim zakresie.

2. Krzywemiareczkowanie

W metodach miareczkowych obliczenie i konstrukcja krzywej miareczkowania pozwala ocenić skuteczność miareczkowania i pozwala na wybór wskaźnika. Podczas konstruowania krzywej miareczkowania redoks potencjał układu jest wykreślany wzdłuż osi rzędnych, a objętość titranta lub procent miareczkowania jest wykreślany wzdłuż osi odciętych.

2.1 WpływwarunkimiareczkowanieNAprzenosićKrzywe

Krzywa miareczkowania jest konstruowana w oparciu o wartości potencjałów redoks, więc wszystkie czynniki wpływające na potencjał będą miały wpływ na kształt krzywej miareczkowania i skok na nią. Do takich czynników zaliczają się wartości potencjału standardowego układów analitu i titranta, liczba elektronów biorących udział w reakcjach półreakcyjnych, pH roztworu, obecność odczynników kompleksujących lub strącających oraz charakter kwasu. Im większa liczba elektronów biorących udział w reakcji redoks, tym bardziej płaska jest krzywa charakteryzująca to miareczkowanie. Im większa różnica potencjałów redoks środka utleniającego i reduktora, tym większy skok miareczkowania. Jeżeli różnica w ich potencjałach redoks jest bardzo mała, miareczkowanie jest niemożliwe. Zatem miareczkowanie jonów Cl- (E = 1,36V) nadmanganianem (E = 1,51) jest praktycznie niemożliwe. Często konieczne jest rozszerzenie potencjalnego przedziału, w którym znajduje się skok, jeśli jest on mały. W takich przypadkach uciekają się do regulacji skoków.

Na wielkość skoku znacząco wpływa zmniejszenie stężenia jednego ze składników pary redoks (na przykład za pomocą odczynnika kompleksującego). Załóżmy, że do roztworu wprowadza się kwas fosforowy, fluorki lub szczawiany, tworząc kompleksy z żelazem (III) i nie oddziałując z żelazem (II), a potencjał pary Fe3+/Fe2+ maleje. Jeśli np. w wyniku reakcji kompleksowania konkurencyjnego stężenie jonów Fe3+ w roztworze zmniejszy się 10 000 razy, skok potencjału na krzywej miareczkowania nie będzie się już rozpoczynał przy E = 0,95 V, ale przy E = 0,71 V. Zakończy się jak poprzednio na E=1,48V. Tym samym obszar skoku krzywej miareczkowania zostanie znacznie poszerzony.

Odpowiednie zwiększenie temperatury zwiększa potencjał układu titranta i analitu.

Zatem przy wyborze optymalnych warunków miareczkowania redoks należy przede wszystkim wziąć pod uwagę ich wpływ na stan układu redoks, a co za tym idzie na rzeczywisty potencjał redoks.

2.2 Definicjazwrotnicarównorzędność

W metodach miareczkowania redoks, a także w metodach kwasowo-zasadowych możliwe są różne metody wyznaczania punktu równoważności.

1. Metody niewskaźnikowe stosuje się przy stosowaniu kolorowych titrantów (roztworów KMnO4, I2), których niewielki nadmiar nadaje roztworowi wizualnie wykrywalną barwę.

2. Metody wskaźnikowe mogą być chemiczne, jeśli jako wskaźniki wykorzystują związki chemiczne, które gwałtownie zmieniają kolor w pobliżu punktu równoważności (w obrębie skoku na krzywej miareczkowania).

Czasami w metodach miareczkowania redoks stosuje się wskaźniki kwasowo-zasadowe: oranż metylowy, czerwień metylowa, czerwień Kongo itp. Wskaźniki te w końcowym punkcie miareczkowania ulegają nieodwracalnemu utlenieniu pod wpływem nadmiaru środka utleniającego i jednocześnie zmieniają swoją barwę.

Podczas miareczkowania środków redukujących silnymi utleniaczami można stosować wskaźniki fluorescencyjne i chemiluminescencyjne. Wskaźniki fluorescencyjne obejmują wiele substancji (akrydynę, euchryzynę itp.), Które emitują w obszarze widzialnym przy określonych wartościach pH roztworu po napromieniowaniu promieniowaniem ultrafioletowym. Wskaźniki chemiluminescencyjne to substancje (luminol, lucygenina, siloksen itp.), które w końcowym punkcie miareczkowania emitują w widzialnym obszarze widma w wyniku egzotermicznych procesów chemicznych. Chemiluminescencję obserwuje się głównie podczas reakcji utleniania z nadtlenkiem wodoru, podchlorynami i niektórymi innymi utleniaczami. Zaletą wskaźników fluorescencyjnych i chemiluminescencyjnych jest to, że można je stosować do miareczkowania nie tylko roztworów przezroczystych i bezbarwnych, ale także mętnych lub kolorowych, do miareczkowania których konwencjonalne wskaźniki redoks nie nadają się.

Metody wskaźnikowe mogą być również fizykochemiczne: potencjometryczne, amperometryczne, konduktometryczne itp.

2.3 Redokswskaźniki

Aby określić punkt równoważności w redoksymetrii, stosuje się różne wskaźniki:

1. Wskaźniki Redox (wskaźniki redox), które zmieniają kolor, gdy zmienia się potencjał redox układu.

2. Specyficzne wskaźniki zmieniające kolor w przypadku pojawienia się nadmiaru titranta lub zaniku oznaczanej substancji. W niektórych przypadkach stosuje się specjalne wskaźniki. Skrobia jest więc wskaźnikiem obecności wolnego jodu, a raczej jonów trójjodkowych. W obecności skrobi zmienia kolor na niebieski w temperaturze pokojowej. Pojawienie się niebieskiego koloru w skrobi jest związane z adsorpcją na amylazie, która jest częścią skrobi.

Czasami tiocyjanian amonu stosuje się jako wskaźnik podczas miareczkowania soli żelaza(III); kationy i jony tworzą czerwony związek. W punkcie równoważności wszystkie jony ulegają redukcji, a miareczkowany roztwór zmienia kolor z czerwonego na bezbarwny.

Podczas miareczkowania roztworem nadmanganianu potasu sam titrant pełni rolę wskaźnika. Przy najmniejszym nadmiarze KMnO4 roztwór zmienia kolor na różowy.

Wskaźniki Redox dzielą się na: odwracalne i nieodwracalne.

Wskaźniki odwracalne - odwracalnie zmieniają kolor w przypadku zmiany potencjału systemu. Wskaźniki nieodwracalne - ulegają nieodwracalnemu utlenianiu lub redukcji, w wyniku czego kolor wskaźnika zmienia się nieodwracalnie.

Wskaźniki Redox występują w dwóch postaciach, utlenionej i zredukowanej, a kolor jednej formy różni się od koloru drugiej.

Przejście wskaźnika z jednej postaci w drugą i zmiana jego koloru następuje przy pewnym potencjale układu (potencjale przejściowym). Potencjał wskaźnikowy jest określony równaniem Nernsta:

Gdy stężenia utlenionej i zredukowanej formy wskaźnika są równe. W tym przypadku połowa cząsteczek wskaźnikowych występuje w formie utlenionej, połowa w formie zredukowanej. Przedział przejścia wskaźnika (IT) mieści się w stosunkach stężeń obu form wskaźnika od 1/10 do 10/1.

Wykonując miareczkowania redoks należy tak dobrać wskaźnik, aby potencjał wskaźnika mieścił się w zakresie skoku potencjału na krzywej miareczkowania. Wiele wskaźników miareczkowania redoks ma właściwości kwasowe lub zasadowe i może zmieniać swoje zachowanie w zależności od pH środowiska.

Jednym z najbardziej znanych i stosowanych wskaźników redoks jest difenyloamina:

Zredukowana postać wskaźnika jest bezbarwna. Pod wpływem środków utleniających difenyloamina najpierw nieodwracalnie przekształca się w bezbarwną difenylobenzydynę, która następnie odwracalnie utlenia się do niebieskofioletowego fioletu difenylobenzydynowego.

Dwubarwnym wskaźnikiem jest ferroina, która jest kompleksem Fe2+ z o-fenantroliną

Miareczkowanie metodą wskaźnikową jest możliwe, jeśli dla danej reakcji SEM? 0,4 V. Gdy pole elektromagnetyczne = 0,4-0,2 V, stosowane są wskaźniki instrumentalne.

3. Klasyfikacjametodyredoksmiareczkowanie

Jeżeli reakcja redoks przebiega niestechiometrycznie lub niewystarczająco szybko, stosuje się metody miareczkowania pośredniego: miareczkowanie odwrotne i miareczkowanie substytucyjne. Na przykład w cerymetrycznym oznaczaniu Fe3+ stosuje się metodę miareczkowania substytucyjnego:

Fe3+ +Ti3+ = TiIV + Fe2+ + + CeIV = Fe3+ + Ce3+.3+ nie zakłóca miareczkowania.

Miareczkowanie redoks jest możliwe, jeśli roztwór zawiera jeden odpowiedni stopień utlenienia oznaczanego składnika. W przeciwnym razie przed rozpoczęciem miareczkowania należy przeprowadzić wstępną redukcję (utlenianie) do odpowiedniego stopnia utlenienia, tak jak ma to miejsce na przykład podczas analizy mieszaniny Fe2+ i Fe3+ metodą permanganatometryczną. Wstępna redukcja (utlenianie) powinna zapewnić ilościową konwersję oznaczanego pierwiastka do pożądanego stopnia utlenienia.

Wprowadzany w tym celu odczynnik musi być związkiem, którego nadmiar można łatwo usunąć przed rozpoczęciem miareczkowania (poprzez gotowanie, filtrowanie itp.). W niektórych przypadkach do określenia związków, które nie zmieniają stopnia utlenienia, stosuje się redoksymetrię.

Zatem poprzez miareczkowanie przez podstawienie jony wapnia, cynku, niklu, kobaltu i ołowiu oznacza się w permanganatometrii, mocne kwasy - w jodometrii.

Tabela 1

Metody miareczkowania redoks

Nazwa metody	Roztwór wzorcowy (titranta)	Równania reakcji połowicznych układu titranta		Cechy metody
Roztwór standardowy - utleniacz
Permanganatometria		MnO4?+ 8H+ + 5e? = Mn2++ 4H2O MnO4?+ 4H+ + 3e? = MnO2 + 2H2O MnO4?+ 2H2O + 3e? = MnO2+ 4OH?		Metoda bezwskaźnikowa, stosowana w szerokim zakresie pH
Bromatometria		BrO3?+ 6H+ + 6e? = Br8+ 3H2O		Wskaźnik - oranż metylowy. Środowisko - silnie kwaśne
Cerymetria		Ce4+ + e? = Ce3+		Wskaźnikiem jest ferroina. Środowisko - silnie kwaśne
Chromatometria		Сr2O72?+ 14H+ + 6e? = 2Cr3++2H2O		Wskaźnikiem jest difenyloamina. Środa? silnie kwaśny
Nitrytometria		NO2- + 2H+ + e? = NIE + H2O		Wskaźnik zewnętrzny - papier jodkowo-skrobiowy. Środa? lekko kwaśny
Jodymetria				Wskaźnik - skrobia
Roztwór standardowy - środek redukujący
Askorbinometria		С6H6O6 +2H+ +2 e? = C6H8O6		Wskaźniki - błękit wariaminowy lub do oznaczania jonów Fe3+, tiocyjanian potasu. Środowisko - kwaśne
Tytanometria		TiO2+ + 2H+ + e? =Ti3+ + H2O		Wskaźnikiem jest błękit metylenowy. Środowisko - kwaśne
Jodometria		S4O62?+ 2e? = 2S2O32?		Wskaźnik - Crash-mały. Odczynnik pomocniczy - KI. Średnio - lekko kwaśny lub neutralny

4. Permanganatometria

Permanganatometria jest jedną z najczęściej stosowanych metod miareczkowania redoks. Jako titrant stosuje się roztwór nadmanganianu potasu, którego właściwości utleniające można regulować w zależności od kwasowości roztworu.

4.1 Osobliwościmetoda

Najbardziej rozpowszechniona w praktyce analitycznej jest permanganatometryczna metoda oznaczania w środowisku kwaśnym: redukcja MnO4- do Mn2+ zachodzi szybko i stechiometrycznie:

Cechą metody jest silny wpływ stężenia jonów wodorowych na potencjał standardowy układu MnO4-/Mn2+. Podczas miareczkowania w środowisku silnie kwaśnym najczęściej stosuje się kwas siarkowy. Nie należy stosować kwasów solnego i azotowego, ponieważ w ich obecności mogą zachodzić konkurencyjne reakcje redoks. Redukcja jonu nadmanganianu w środowisku zasadowym przebiega sekwencyjnie: najpierw do jonu manganianowego MnO42-, a następnie do dwutlenku manganu MnO2:

Ilościowa redukcja nadmanganianu w środowisku zasadowym do manganianu następuje w obecności soli baru. Ba(MnO4)2 jest rozpuszczalny w wodzie, natomiast BaMnO4 jest nierozpuszczalny, więc dalsza redukcja MnVI z osadu nie następuje.

Permanganatometrycznie w środowisku zasadowym z reguły oznacza się związki organiczne: mrówczan, formaldehyd, mrówkowy, cynamonowy, winowy, cytrynowy, hydrazynę, aceton itp.

Zakończenie miareczkowania sygnalizowane jest bladoróżowym zabarwieniem nadmiaru titranta KMnO4 (jedna kropla 0,004 M roztworu titranta nadaje zauważalne zabarwienie 100 ml roztworu). Dlatego też, jeśli miareczkowany roztwór jest bezbarwny, osiągnięcie punktu równoważności można ocenić na podstawie pojawienia się jasnoróżowego zabarwienia nadmiaru titranta KMnO4 podczas miareczkowania bezpośredniego lub zaniku koloru podczas miareczkowania odwrotnego. Do analizy roztworów barwnych zaleca się stosowanie ferroiny wskaźnikowej.

Do zalet metody permanganatometrycznej zalicza się:

1. Możliwość miareczkowania roztworem KMnO4 w dowolnym środowisku (kwaśnym, obojętnym, zasadowym).

2. Możliwość zastosowania roztworu nadmanganianu potasu w środowisku kwaśnym do oznaczania wielu substancji niereagujących ze słabszymi utleniaczami.

Oprócz wymienionych zalet metoda permanganatometrii ma wiele wad:

1. Titrant KMnO4 przygotowuje się jako wzorzec wtórny, gdyż odczynnik wyjściowy – nadmanganian potasu – jest trudny do uzyskania w stanie chemicznie czystym.

2. Reakcje z udziałem MnO4- są możliwe w ściśle określonych warunkach (pH, temperatura itp.).

4.2 Aplikacjametoda

1. Definicja środków redukujących. Jeżeli reakcja redoks pomiędzy oznaczonym środkiem redukującym i MnO4- przebiega szybko, miareczkowanie przeprowadza się w sposób bezpośredni. W ten sposób określa się szczawiany, azotyny, nadtlenek wodoru, żelazo (II), żelazocyjanki, kwas arsenawy itp.:

H2O2 + 2MnO4- + 6H+ = 5O2 + 2Mn2+ + 8H2O

54- + MnO4- + 8H+ = 53- + 2Mn2+ + 4H2O

AsIII + 2MnO4- + 16H+ = 5AsV + 2 Mn2+ + 8H2O

5Fe2+ + MnO4- +8H+ = 5Fe3+ + 2Mn2+ + 4H2O

2. Oznaczanie utleniaczy. Dodać nadmiar standardowego roztworu środka redukującego, a następnie miareczkować pozostałość roztworem KMnO4 (metoda miareczkowania wstecznego). Na przykład chromiany, nadsiarczany, chloryny, chlorany i inne utleniacze można oznaczyć metodą permanganometryczną, najpierw traktując nadmiar mianowanego roztworu Fe2+, a następnie miareczkując nieprzereagowaną ilość Fe2+ roztworem KMnO4:

Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O + (Fe2+) - nadmiar-

Fe2+ ​​​​+ MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O - reszta

3. Oznaczanie substancji, które nie mają właściwości redoks, przeprowadza się pośrednio, np. poprzez miareczkowanie podstawieniowe. W tym celu oznaczany składnik przekształca się w postać związku o właściwościach redukujących lub utleniających, a następnie przeprowadza się miareczkowanie. Na przykład jony wapnia, cynku, kadmu, niklu, kobaltu wytrącają się w postaci słabo rozpuszczalnych szczawianów:

M2+ + C2O4- = vMC2O4

Osad oddziela się od roztworu, przemywa i rozpuszcza w H2SO4:

MC2O4 + H2SO4 = H2C2O4 + MSO4

Następnie H2C2O4 (podstawnik) miareczkuje się roztworem KMnO4:

2MnO4- + 5С2O42- + 16H+ = 2Mn2+ +10CO2 + 8H2O

4. Oznaczanie związków organicznych. Charakterystyczną cechą reakcji związków organicznych z MnO4- jest ich niska szybkość. Oznaczenie jest możliwe, jeśli zastosuje się metodę pośrednią: analizowany związek wstępnie zadaje się nadmiarem silnie zasadowego roztworu nadmanganianu i pozostawia reakcję przez wymagany czas. Pozostałość nadmanganianu miareczkuje się roztworem szczawianu sodu:

C3H5(OH)3 + 14MnO4- + 20OH- = 3CO32- + 14MnO42- + 14H2O +

(MnO4-), nadmiar pozostałości

2MnO4- + 5С2O42- + 16H+ = 2Mn2+ +10CO2 + 8H2O reszta

miareczkowa redukcja oksydacyjna

5. EsencjaIKlasyfikacjawytrącającymetody

Metody miareczkowania wytrącającego to metody analizy miareczkowej, w których wykorzystuje się titranty tworzące osad z oznaczanymi substancjami.

Wymagania dotyczące reakcji i analitów:

1. Oznaczana substancja musi być dobrze rozpuszczalna w wodzie i tworzyć jony aktywne w reakcjach strącania.

2. Powstały w reakcji osad musi być praktycznie nierozpuszczalny (PR< 10 -8 ? - 10 , S < 10 -5).

3. Wyniki miareczkowania nie powinny być zniekształcane przez zjawiska adsorpcji (współstrącanie).

4. Opady powinny nastąpić dość szybko (tj. nie powinny tworzyć się roztwory przesycone).

5. Musi istnieć możliwość ustalenia punktu równoważności.

Klasyfikacja metod miareczkowania strącającego w zależności od stosowanych titrantów:

Argentometria (titrant AgNO 3);

Merkurometria (titrant Hg 2 (NO 3) 2);

Tiocyjanatometria (titrant NH4SCN);

Sulfatometria (mianowniki H 2 SO 4, BaCl 2);

Chromatometria (titrat K 2 CrO 4);

Heksacyjanoferratometria (titrant K 4).

6. KrzywemiareczkowanieIichanaliza

Konstrukcję krzywych miareczkowania przeprowadza się na podstawie obliczeń zgodnie z zasadą iloczynu rozpuszczalności i odpowiednio.

Krzywą miareczkowania wykreśla się we współrzędnych, które pokazują zmianę stężenia oznaczanego jonu w zależności od objętości dodanego titranta.

Im większy skok miareczkowania na krzywej, tym większe możliwości wyboru odpowiedniego wskaźnika.

Czynniki wpływające na wielkość skoku krzywych miareczkowania opadów:

1. Stężenie oznaczanych roztworów titranta i jonu Im wyższe stężenie, tym większy skok krzywej miareczkowania.

2. Rozpuszczalność osadu powstającego w procesie miareczkowania (im niższa rozpuszczalność, tym większy skok miareczkowania).

Zależność wielkości skoku miareczkowania od rozpuszczalności trudno rozpuszczalnego elektrolitu.

3. Temperatura

Im wyższa temperatura, tym większa rozpuszczalność osadu i mniejszy skok krzywej miareczkowania. Miareczkowanie przeprowadza się w temperaturze pokojowej.

4. Siła jonowa roztworu

Efekt jest stosunkowo niewielki, ponieważ siła jonowa roztworu w porównaniu z innymi czynnikami nie zmienia tak bardzo rozpuszczalności osadu; jednak im wyższa siła jonowa roztworu, tym wyższa rozpuszczalność i mniejszy skok miareczkowania.

7. Argentometria

Argentometria to metoda miareczkowania wytrącającego, która opiera się na reakcjach tworzenia słabo rozpuszczalnych soli Argentum:

X - + Ag + = AgX,

gdzie X - = Cl - , Br - , I - , CN - , SCN - itd.

Titrant: AgNO 3 - roztwór wzorca wtórnego.

Standaryzacja: dla pierwszorzędowego roztworu mianowanego chlorku sodu NaCl:

Wskaźnikiem standaryzacji jest 5% chromian potasu K 2 CrO 4 . Miareczkowanie prowadzi się do pojawienia się brązowo-czerwonego osadu chromianu argentu:

W zależności od metody miareczkowania i użytego wskaźnika metody argentometryczne dzieli się na:

Bezwskaźnik: - Metoda Gay-Lussaca (metoda równego zmętnienia)

Metoda aż do oświecenia

Wskaźnik: - Metoda Mohra

Fajans – metoda Fischera – Khodakowa

Metoda Volharda

Metoda Mohra

Titrant: AgNO 3 - sek. st. rozwiązanie.

AgNO3 + NaCl = AgCl? + NaNO3

Wskaźnikiem jest 5% chromian potasu K 2 CrO 4 (do pojawienia się brązowo-czerwonego chromianu argentum):

2AgNO 3 + K 2 CrO 4 = Ag 2 CrO 4 + 2KNO 3

Oznaczone substancje: Cl – chlorki, Br – bromki.

Środowisko: pH~ 6,5-10,3.

Zastosowanie: ilościowe oznaczanie chlorku sodu, chlorku potasu, bromku sodu, bromku potasu w substancji substancji leczniczych.

Ograniczenia użytkowania:

1. Nie można miareczkować roztworów kwasowych:

2CrO 4 2- + 2H + = Cr 2 O 7 2- + H 2 O

2. Niemożliwe jest miareczkowanie w obecności amoniaku i innych jonów, cząsteczek, które mogą działać jako ligandy jonów argentu w reakcjach kompleksowania.

3. Nie można miareczkować w obecności wielu kationów (Ba 2+, Pb 2+ itp.), które tworzą kolorowe osady z jonami chromianowymi CrO 4 2-.

4. Nie można miareczkować w obecności środków redukujących, które reagują z jonami chromianowymi CrO 4 2-, przekształcając je w jony Cr 3+.

5. Niemożliwe jest miareczkowanie w obecności wielu anionów (PO 4 3-, AsO 4 3-, AsO 3 3-, S 2- itp.), które tworzą zabarwione argentowe osady z jonami argentu.

Metoda Fajansa-Fisher-Khodakowa

Titrant: AgNO 3 - sek. st. rozwiązanie

Standaryzacja na pierwszym miejscu st. roztwór chlorku sodu NaCl metodą pipetowania:

AgNO3 + NaCl = AgCl? + NaNO3

Wskaźnikiem standaryzacji jest 5% roztwór chromianu potasu K 2 CrO 4 (do pojawienia się brązowo-czerwonego osadu chromianu argentu):

2AgNO 3 + K 2 CrO 4 = Ag 2 CrO 4 + 2KNO 3

Medium: pH ~ 6,5-10,3 przy oznaczaniu chlorków i pH ~ 2,0-10,3 przy oznaczaniu bromków i jodków.

Wskaźniki metody:

Fluoresceina w oznaczaniu chlorków;

Eozyna w oznaczaniu bromków i jodków.

Mechanizm działania wskaźników: adsorpcja. Wskaźniki adsorpcji to wskaźniki, których adsorpcji lub desorpcji przez osad towarzyszy zmiana koloru T.E. lub w jego pobliżu.

AgNO3 + NaCl = AgCl? + NaNO3

HInd x H + + Ind - .

Warunki miareczkowania:

1. Kwasowość roztworów

2. Stężenie reagujących roztworów

3. Uwzględnienie zdolności adsorpcyjnej wskaźników i jonów obecnych w roztworze.

4. Miareczkowanie w pobliżu t.e. należy robić powoli

5. Miareczkowanie wskaźnikami adsorpcji przeprowadza się w świetle rozproszonym.

Zastosowanie: ilościowe oznaczanie chlorków, bromków, jodków, tiocyjanianów, cyjanków.

Metoda Volharda

Titranty: AgNO 3, tiocyjanian amonu lub potasu NH 4 SCN, KSCN - roztwory wzorcowe wtórne.

Standaryzacja AgNO 3 w pierwszej kolejności st. Roztwór NaCl metodą pipetowania:

AgNO3 + NaCl = AgCl? + NaNO3

Wskaźnikiem standaryzacji AgNO 3 jest 5% roztwór chromianu potasu K 2 CrO 4 (do pojawienia się brązowo-czerwonego osadu chromianu argentu):

2AgNO 3 + K 2 CrO 4 = Ag 2 CrO 4 + 2KNO 3

Standaryzacja NH 4 SCN, KSCN na roztwór mianowany AgNO 3:

AgNO 3 + NH 4 SCN = AgSCN + NH 4 NO 3

Wskaźnikiem standaryzacji tiocyjanianu amonu lub potasu są sole żelaza (III) (na przykład NH 4 Fe(SO 4) 2 · 12H 2 O w obecności kwasu azotanowego):

Fe 3+ + SCN - = 2+

Miareczkować do momentu pojawienia się słabo różowego zabarwienia.

Medium: kwas azotanowy.

Wskaźniki metody: sole żelaza (III) NH 4 Fe(SO 4) 2 - 12H 2 O w obecności kwasu azotanowego.

Oznaczone substancje: jony halogenkowe, cyjanki, tiocyjaniany, siarczki, węglany, chromiany, szczawiany, arseniany itp.

Hal - + Ag + (nadmiar) = AgHal

Ag + (pozostałość) + SCN - = AgSCN,

i po punkcie równoważności:

Fe 3+ + SCN - = 2+

(kolor różowo-czerwony)

Przy oznaczaniu jodków wskaźnik dodaje się na koniec miareczkowania, aby uniknąć reakcji równoległych:

2Fe 3+ + 2I - = 2Fe 2+ + Ja 2

Zalety metody Volharda – możliwość miareczkowania:

W bardzo kwaśnych roztworach;

W obecności wielu kationów zakłócających oznaczenie metodą Mohra (kationy baru, ołowiu itp., które tworzyły barwne osady chromianów).

8. Merkurometria

Merkurometria to metoda miareczkowania strącania, która opiera się na wykorzystaniu reakcji tworzenia soli rtęci (I) Hg 2 2+, które są trudno rozpuszczalne przez osad:

2Cl - + Hg 2 2+ = Hg 2 Cl 2 Ї PR = 1,3H10 -18

2I - + Hg 2 2+ = Hg 2 I 2 Ї PR = 4,5 H10 -29

Titrant: drugi. st. Roztwór Hg 2 (NO 3) 2.

Standaryzacja: dla standardowego roztworu NaCl:

Hg 2 (NO 3) 2 + 2NaCl = Hg 2 Cl 2 Ї + 2NaNO 3

Wskaźniki: 1) roztwór tiocyjanianu żelaza(III) (czerwony do przebarwionego)

2Fe(SCN) 2+ + Hg 2 2+ = Hg 2 (SCN) 2 Ї + 2Fe 3+ ;

1-2% alkoholowy roztwór difenylokarbazonu (aż pojawi się niebieski kolor).

Aby uwzględnić objętość titranta zużytą na miareczkowanie wskaźnika, należy miareczkować „ślepą próbkę”:

2) Wskaźnik dodaje się przed końcem miareczkowania, gdyż jeśli zostanie dodany jako pierwszy, może nastąpić znacznie przed końcem miareczkowania. Tworzy się difenylokarbazyd rtęci (II), który daje niebieskie zabarwienie wcześniej niż miareczkowanie halogenku.

Substancje oznaczane: chlorki i jodki.

Medium: bardzo kwaśne (może wynosić do 5 mol/l H + jonów).

Wada: Sole rtęci (I) są bardzo toksyczne.

9. Sulfatometria

Sulfatometria jest metodą miareczkowania wytrącającego, która opiera się na wykorzystaniu reakcji tworzenia trudno rozpuszczalnych soli – siarczanów.

Czasami wyróżnia się barymetrię - metodę miareczkowania wytrącającego, która opiera się na wykorzystaniu reakcji tworzenia nierozpuszczalnych soli baru.

Metoda opiera się na reakcji powstawania osadu siarczanu baru:

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 Ї

zdefiniowany substancja titrantowa

Titranty: drugie. st. roztwory H 2 SO 4, Ba(NO 3) 2, BaCl 2.

Standaryzacja: roztwór H 2 SO 4 w Na 2 B 4 O 7 lub Na 2 CO 3 z oranżem metylowym; Ba(NO 3) 2 i BaCl 2 przez H 2 SO 4 z nitrchromazo lub ortanylem A.

Wskaźniki: stosuje się wskaźniki metalochromowe (zmieniają kolor w obecności jonów metali) - nitrchromazo (ortanyl C), ortanyl A. Wskaźniki te w roztworze zabarwiają się na różowo, a w obecności kationów baru na fioletowo.

Substancje oznaczone w miareczkowaniu bezpośrednim:

kwas siarczanowy - zawartość baru;

chlorek baru lub azotan baru - zawartość siarczanów.

Wniosek

Spośród miareczkowych metod analizy szeroko rozpowszechnione jest miareczkowanie redoks, którego zakres stosowania jest szerszy niż metod kwasowo-zasadowych czy kompleksometrycznych. Dzięki dużej różnorodności reakcji redoks metoda ta pozwala na oznaczenie dużej liczby różnych substancji, w tym także tych, które nie wykazują bezpośrednio właściwości redoks.

Permanganatometria służy do określenia całkowitej utlenialności wody i gleby. W tym przypadku wszystkie składniki organiczne (w tym kwasy huminowe gleb i wód naturalnych) reagują z jonem MnO4 w środowisku kwaśnym. Liczba milimolowych równoważników KMnO4 zastosowana do miareczkowania jest cechą charakterystyczną utleniania (w przypadku nadmanganianu).

Permanganatometria wykorzystywana jest także do analizy łatwo utlenionych związków organicznych (aldehydów, ketonów, alkoholi, kwasów karboksylowych: szczawiowego, winowego, cytrynowego, jabłkowego, a także grup hydrazowych). W przemyśle spożywczym permanganatometria może być stosowana do oznaczania zawartości cukru w ​​produktach i surowcach spożywczych oraz zawartości azotynów w kiełbasach.

W przemyśle metalurgicznym metoda permanganatometrii stosowana jest do oznaczania zawartości żelaza w solach, stopach, metalach, rudach i krzemianach.

Listaliteratura

1. Chemia analityczna. Chemiczne metody analizy / wyd. O.M. Petrukina. M.: Chemia, 1992, 400 s.

2. Wasiliew V.P. Chemia analityczna. Za 2 godziny Część 1. Metody analizy grawimetryczne i miareczkowe. M.: Szkoła wyższa, 1989, 320 s.

3. Podstawy chemii analitycznej. W 2 książkach. Książka 2. Metody analizy chemicznej / wyd. Yu.A. Zołotowa. M.: Szkoła Wyższa, 2000, 494 s.

Opublikowano na Allbest.ru

...

Podobne dokumenty

Charakterystyczne cechy reakcji redoks. Schemat standardowej elektrody wodorowej. Równanie Nernsta. Teoretyczne krzywe miareczkowania. Wyznaczanie punktu równoważności. Wskaźniki redoks, permanganatometria.

praca na kursie, dodano 05.06.2011


Klasyfikacja metod miareczkowania redoks. Wskaźniki miareczkowania Redox. Permanganatometria, jodometria i dichromatometria. Barwienie form utlenionych i zredukowanych. Ustalanie punktu równoważności.

streszczenie, dodano 23.02.2011


Cechy metod miareczkowania redoks. Podstawowe wymagania dotyczące reakcji, stała równowagi. Charakterystyka rodzajów miareczkowania redoks, jego wskaźników i krzywych. Przygotowywanie i standaryzacja rozwiązań.

praca na kursie, dodano 25.12.2014


Klasyfikacja metod analizy miareczkowej. Istota metody „neutralizacji”. Przygotowanie roztworów roboczych. Obliczanie punktów i konstrukcja krzywych miareczkowania kwasowo-zasadowego i redoks. Zalety i wady jodometrii.

praca na kursie, dodano 17.11.2013


Klasyfikacja metod miareczkowania redoks. Czynniki wpływające na szybkość reakcji. Wskaźniki specyficzne i redoks. Istota permanganatometrii, jodometrii, dichromatometrii. Przygotowanie roztworu dwuchromianu potasu.

prezentacja, dodano 19.03.2015


Metoda miareczkowania kwasowo-zasadowego: koncepcja i treść, główne etapy i zasady realizacji, wymagania, główne warunki i możliwości zastosowania. Obliczanie pH roztworów. Konstrukcja krzywych miareczkowania. Wybór wskaźnika i jego uzasadnienie.

prezentacja, dodano 16.05.2014


Pojęcie analizy miareczkowej. Miareczkowanie redoks, jego rodzaje i warunki reakcji. Obliczanie punktów krzywej miareczkowania, potencjałów, konstrukcja krzywej miareczkowania. Dobór wskaźnika, obliczenie błędów miareczkowania wskaźnika.

praca na kursie, dodano 06.10.2012


Miareczkowa metoda analizy. Teoria bromatometrycznej metody analizy. Technika miareczkowania. Zalety i wady metody bromatometrycznej. Fenole. Oznaczanie fenolu. Reakcje chemiczne stosowane w metodach miareczkowych.

praca na kursie, dodano 26.03.2007


Klasyfikacja miareczkowania redoks; jego zastosowanie w analizie farmaceutycznej, w określaniu utlenialności wody i związków organicznych. Rozważenie miareczkowania redoks na przykładzie cerymetrii. Miareczkowanie soli żelaza siarczanem ceru.

praca na kursie, dodano 12.09.2012


Oznaczanie wody krystalizacyjnej w chlorku baru. Ustalanie miana roztworu roboczego kwasu solnego. Metoda miareczkowania kwasowo-zasadowego i redoks. Oznaczanie zawartości jonów w roztworze metodą analizy jakościowej.

Metody analizy miareczkowej dzielimy ze względu na możliwość miareczkowania oraz ze względu na reakcje chemiczne wybrane w celu oznaczenia substancji (składnika). We współczesnej chemii istnieją ilościowe i

Rodzaje klasyfikacji

Metody analizy miareczkowej dobiera się do konkretnej reakcji chemicznej. W zależności od rodzaju oddziaływania, oznaczanie miareczkowe dzieli się na odrębne typy.

Metody analizy:

• miareczkowanie redoks; Metoda polega na zmianie stopnia utlenienia pierwiastków w substancji.
• Kompleksowanie to złożona reakcja chemiczna.
• Miareczkowanie kwasowo-zasadowe polega na całkowitym zobojętnieniu reagujących substancji.

Neutralizacja

Miareczkowanie kwasowo-zasadowe pozwala określić ilość kwasów nieorganicznych (alkalimetria), a także obliczyć zasady (kwasymetria) w żądanym roztworze. Metodą tą określa się substancje reagujące z solami. Stosując rozpuszczalniki organiczne (aceton, alkohol) możliwe stało się oznaczenie większej liczby substancji.

Kompleksowanie

Na czym polega istota metody analizy miareczkowej? Przyjmuje się, że substancje wyznacza się poprzez wytrącenie pożądanego jonu w postaci słabo rozpuszczalnego związku lub jego związanie w lekko zdysocjowany kompleks.

Redoksymetria

Miareczkowanie redoks opiera się na reakcjach redukcji i utleniania. W zależności od miareczkowanego roztworu odczynnika stosowanego w chemii analitycznej wyróżnia się:

• permanganatometria, która opiera się na zastosowaniu nadmanganianu potasu;
• jodometria, która opiera się na utlenianiu jodem, a także redukcji jonami jodkowymi;
• bichromatometria, która wykorzystuje utlenianie dwuchromianem potasu;
• bromatometria oparta na utlenianiu bromianu potasu.

Metody redoks analizy miareczkowej obejmują również procesy takie jak cerymetria, tytanometria i wanadometria. Polegają na utlenianiu lub redukcji jonów odpowiedniego metalu.

Metodą miareczkową

Istnieje klasyfikacja metod analizy miareczkowej w zależności od metody miareczkowania. W wersji bezpośredniej oznaczany jon miareczkuje się wybranym roztworem odczynnika. Proces miareczkowania w metodzie substytucyjnej polega na wyznaczeniu punktu równoważności w obecności niestabilnych związków chemicznych. Miareczkowanie pozostałością (metoda odwrotna) stosuje się, gdy dobór wskaźnika jest utrudniony, a także gdy reakcja chemiczna przebiega powoli. Na przykład przy oznaczaniu węglanu wapnia próbkę substancji poddaje się działaniu nadmiaru miareczkowanej ilości

Wartość analizy

Wszystkie metody analizy miareczkowej zakładają:

• dokładne określenie objętości jednej lub każdej z reagujących substancji chemicznych;
• obecność miareczkowanego roztworu, dzięki któremu przeprowadzana jest procedura miareczkowania;
• identyfikacja wyników analiz.

Miareczkowanie roztworów jest podstawą chemii analitycznej, dlatego ważne jest, aby podczas przeprowadzania eksperymentu wziąć pod uwagę podstawowe operacje wykonywane. Ta część jest ściśle powiązana z codzienną praktyką. Nie mając pojęcia o obecności głównych składników i zanieczyszczeń w surowcu lub produkcie, trudno jest zaplanować łańcuch technologiczny w przemyśle farmaceutycznym, chemicznym czy metalurgicznym. Podstawy chemii analitycznej stosuje się do złożonych zagadnień ekonomicznych.

Metody badawcze w chemii analitycznej

Ta gałąź chemii jest nauką o określaniu składnika lub substancji. Podstawy analizy miareczkowej - metody stosowane w przeprowadzaniu doświadczenia. Za ich pomocą badacz wyciąga wnioski na temat składu substancji i ilościowej zawartości poszczególnych jej części. W trakcie analizy analitycznej możliwa jest także identyfikacja stopnia utlenienia, na którym znajduje się składnik badanej substancji. Klasyfikując chemię, biorą pod uwagę dokładnie to, jakie działanie ma zostać wykonane. Aby zmierzyć masę powstałego osadu, stosuje się grawimetryczną metodę badań. Analizując intensywność roztworu konieczna jest analiza fotometryczna. Na podstawie wartości pola elektromagnetycznego składniki badanego leku określa się metodą potencjometryczną. Krzywe miareczkowania wyraźnie pokazują przeprowadzany eksperyment.

Zakład Metod Analitycznych

W razie potrzeby chemia analityczna wykorzystuje metody fizykochemiczne, klasyczne (chemiczne) i fizyczne. Przez metody chemiczne rozumie się zazwyczaj analizę miareczkową i grawimetryczną. Obie metody są klasyczne, sprawdzone i szeroko stosowane w chemii analitycznej. polega na określeniu masy pożądanej substancji lub jej składników, które wyodrębnia się w stanie czystym, a także w postaci związków nierozpuszczalnych. Wolumetryczna (miareczkowa) metoda analizy polega na określeniu objętości odczynnika zużytego w reakcji chemicznej, przyjętej w znanym stężeniu. Istnieje podział metod chemicznych i fizycznych na odrębne grupy:

• optyczny (spektralny);
• elektrochemiczny;
• radiometryczny;
• chromatograficzny;
• spektrometria mas.

Specyfika badań miareczkowych

Ta gałąź chemii analitycznej polega na pomiarze ilości odczynnika potrzebnego do przeprowadzenia pełnej reakcji chemicznej ze znaną ilością pożądanej substancji. Istota tej techniki polega na tym, że do roztworu substancji badanej wkrapla się odczynnik o znanym stężeniu. Jego dodawanie prowadzi się do momentu, gdy jego ilość zrówna się z ilością analitu, który z nim reaguje. Metoda ta pozwala na szybkie obliczenia ilościowe w chemii analitycznej.

Za twórcę tej techniki uważany jest francuski naukowiec Gay-Lusac. Substancję lub pierwiastek określony w tej próbce nazywa się oznaczaną substancją. Mogą one obejmować jony, atomy, grupy funkcyjne i związane wolne rodniki. Odczynniki to substancje gazowe lub ciekłe, które reagują z określoną substancją chemiczną. Proces miareczkowania polega na dodawaniu jednego roztworu do drugiego przy ciągłym mieszaniu. Warunkiem pomyślnej realizacji procesu miareczkowania jest zastosowanie roztworu o określonym stężeniu (titranta). Do obliczeń wykorzystują liczbę gramowych odpowiedników substancji zawartej w 1 litrze roztworu. Krzywe miareczkowania konstruuje się po obliczeniach.

Związki lub pierwiastki chemiczne oddziałują ze sobą w wyraźnie określonych ilościach wagowych odpowiadających ich gramowym odpowiednikom.

Opcje przygotowania miareczkowanego roztworu przy użyciu odważonej porcji substancji wyjściowej

Jako pierwszą metodę przygotowania roztworu o zadanym stężeniu (określonym mianie) można rozważyć rozpuszczenie próbki o dokładnej masie w wodzie lub innym rozpuszczalniku i rozcieńczenie przygotowanego roztworu do wymaganej objętości. Miano powstałego odczynnika można określić na podstawie znanej masy czystego związku i objętości gotowego roztworu. Technikę tę stosuje się do przygotowania miareczkowanych roztworów tych substancji chemicznych, które można otrzymać w czystej postaci, których skład nie zmienia się podczas długotrwałego przechowywania. Do ważenia stosowanych substancji stosuje się butelki z zamkniętymi pokrywkami. Ta metoda przygotowania roztworów nie jest odpowiednia dla substancji silnie higroskopijnych, a także dla związków reagujących chemicznie z tlenkiem węgla (4).

Druga technologia przygotowania roztworów miareczkowanych stosowana jest w wyspecjalizowanych zakładach chemicznych oraz w specjalnych laboratoriach. Polega na wykorzystaniu stałych, czystych związków odważonych w dokładnych ilościach, a także na zastosowaniu roztworów o określonej normalności. Substancje umieszcza się w szklanych ampułkach, a następnie zamyka. Substancje znajdujące się w szklanych ampułkach nazywane są utrwalaczami. Podczas samego eksperymentu ampułka z odczynnikiem jest rozbijana przez lejek wyposażony w urządzenie przebijające. Następnie cały składnik przenosi się do kolby miarowej, następnie przez dodanie wody uzyskuje się wymaganą objętość roztworu roboczego.

Do miareczkowania stosuje się również pewien algorytm działania. Biuretę napełnia się przygotowanym roztworem roboczym do zera, tak aby w jej dolnej części nie pozostały pęcherzyki powietrza. Następnie analizowany roztwór odmierza się pipetą i umieszcza w kolbie stożkowej. Dodaj do niego kilka kropli wskaźnika. Stopniowo dodawaj kropla po kropli roztwór roboczy z biurety do przygotowanego roztworu i monitoruj zmianę koloru. Gdy pojawi się stabilny kolor, który nie znika po 5-10 sekundach, proces miareczkowania uznaje się za zakończony. Następnie przystępują do obliczeń, obliczają objętość roztworu zużytego przy danym stężeniu i wyciągają wnioski na podstawie przeprowadzonego doświadczenia.

Wniosek

Analiza miareczkowa pozwala określić skład ilościowy i jakościowy analizowanej substancji. Ta metoda chemii analitycznej jest niezbędna w różnych gałęziach przemysłu, jest stosowana w medycynie i farmacji. Wybierając roztwór roboczy, należy wziąć pod uwagę jego właściwości chemiczne, a także zdolność do tworzenia nierozpuszczalnych związków z badaną substancją.