Стандартизация рабочего раствора тиосульфата натрия (вторичного стандарта).

Важнейшими факторами, определяющими устойчивость раствора тиосульфата, являются значения , присутствие микроорганизмов, концентрация раствора, присутствие атмосферного кислорода, примесей ионов тяжелых металлов (катализаторов окисления тиосульфата кислородом воздуха), воздействие прямого солнечного света.

Первичными стандартами для растворов могут быть окислители: , выделяющие при взаимодействии с избытком иодид-ионов эквивалентное количество иода, который титруют стандартизируемым раствором тиосульфата. Способ стандартизации бихроматом калия основан на реакциях:

Ход работы:

1. В коническую колбу для титрования переносят пипеткой аликвотную часть раствора установочного вещества , добавляют 10 см³ раствора и 1 г кристаллического (или соответствующий объем его концентрированного раствора).

2. Колбы закрывают стеклянными пробками, содержимое перемешивают, дают постоять 5—10 мин в темном месте пока не завершится реакция.

3. Выделившийся титруют раствором до тех пор, пока окраска не станет слабо-желтой.

4. Затем титруемый раствор разбавляют водой приблизительно в 2 раза, добавляют индикатор крахмал и продолжают титрование до перехода окраски раствора из синей в светло-зеленую (ионы ).

5. Проводят 3-5 титрований. Результаты заносят в таблицу 6.1:

Результаты стандартизации раствора тиосульфата натрия.

Таблица 6.1.

№ п/п	V(K2Сr2О7), См3	С(1/6K2Сr2О7), моль/дм3	V(Na2S2О3), см3	С(1/1Na2S2О3), моль/дм3	Т(Na2S2О3), г/см3

Используя средний объем титранта, затраченного на титрование, рассчитывают характеристики раствора . При расчете учитывают, что в точке эквивалентности число молей эквивалента титруемого вещества и титранта равны: .

Контрольная задача:Определение меди (II).

Определение основано на взаимодействии ионов и и последующем титровании образовавшегося в эквивалентном количестве стандартным раствором

Ход определения:

1. Исследуемый раствор, содержащий ионы , в мерной колбе разбавляют дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.

2. Аликвотные части анализируемого раствора пипеткой переносят в 3 конические колбы для титрования, добавляют по 2—3 г твердого и 5 см³ раствора .

3. Колбы закрывают стеклянными пробками, которые перед титрованием обмывают дистиллированной водой и оставляют на 10-15 мин в темном месте.

4. Выделившийся после завершения реакции титруют стандартным раствором в присутствии крахмала.

5. Результаты заносят в таблицу 6.2:

Результаты титрования раствора, содержащего ионы ,
раствором тиосульфата натрия.

Таблица 6.2.

№ п/п	V(Na2S2О3), см3	С(1/1Na2S2О3), моль/дм3	V(Cu2+), см3	С(1/1 Cu2+), моль/дм3	Т(Cu2+), г/см3

6. Используя средний объем титранта, израсходованного на титрование, рассчитывают содержание меди (II), учитывая, что в точке эквивалентности . Содержание (в г) вычисляют по формулам:

где , — вместимость колбы и пипетки соответственно.

Вопросы для самоподготовки.

1. Почему иодид калия нельзя использовать для прямого титрования меди?

2. Напишите реакции, протекающие при титриметрическом определении:
а) белильной извести, нитратов, железа (III), пероксида водорода, брома, хлора, хрома (VI), хрома (III), сульфидов, сульфитов иодометрически; б) пероксида водорода, нитратов, диоксида марганца, кальция (II), марганца (II) перманганатометрически.

3. Каковы особенности приготовления стандартного раствора и условия его хранения?

4. Почему фактор эквивалентности различен при проведении реакций в кислой, щелочной или нейтральной средах? Рассчитайте его значение в этих средах.

5. Какие вещества применяют для установки характеристик раствора ? Какие требования к ним предъявляют?

6. Как определить перманганатометрическим методом вещества, не обладающие окислительно-восстановительными свойствами, например ?

7. Как определить окислители перманганатометрическим методом: ?

8. Вычислите молярную концентрацию эквивалентов раствора с Т= 0,005815 г/мл при использовании его в качестве титра в кислой и нейтральной средах.

9. В каких условиях проводят определение ионов при отсутствии хлорид-ионов перманганатометрическим методом?

10. В мерной колбе вместимостью 100 мл приготовлен раствор, содержащий 0,6384 г . Какой объём 0,09349 раствора будет израсходован на титрование 10,00 мл раствора оксалата натрия? Рассчитайте константу равновесия окислительно-восстановительной реакции, пользуясь таблицей окислительно-восстановительных потенциалов.

11. На титрование раствора израсходовано 17,25 мл раствора с Сколько граммов железа содержится в пробе?

12. Сравните достоинства и недостатки бихроматометрии с другими методами титриметрического анализа с использованием окислительно-восстано-вительных реакций.

13. Почему титрование растворов бихромата проводят в кислой среде?

14. Напишите окислительно-восстановительные реакции для дифениламина.

15. Рассчитайте погрешность титрования железа (II) бихроматом: а) в присутствии фосфорной кислоты; б) в отсутствии фосфорной кислоты.

16. Как устанавливают конец титрования при броматометрическом титровании сурьмы (III)?

Комплексонометрия.

Цель и задачи работы.

Закрепление знаний теории реакций комплексообразования и комплексометрического титрования на примере комплексонометрии. Получение навыков комплексонометрического титрования, использования металлоиндикаторов, проведения расчетов результатов анализа и их обработки.

Контрольная задача — определение ионов металлов в растворах неизвестной концентрации.

Оборудование и реактивы:

1. Бюретка вместимостью 25 см³;

2. Мерные колбы вместимостью 100, 250 и 500 см³;

3. Колбы для титрования вместимостью 250 см³;

4. Пипетки Мора на 5, 10, 15, 25 см³;

5. Аналитические весы с разновесами;

6. Набор ареометров;

7. ЭДТА, раствор = 0,025 моль/дм³;

8. Хлорид кальция, раствор = 0,025 моль/дм³;

9. Хлорид железа (III), раствор = 0,025 моль/дм³;

10. Аммиачный буферный раствор с =10;

11. Ацетатный буферный раствор, = 4,5;

12. Комплексонат магния, = 0,025 моль/дм³;

13. Эриохромовый черный Т, смесь с хлоридом натрия в отношении 1:100;

14. Сульфосалициловая кислота, раствор = 5%-й раствор.

Программа работы

Определение кальция

Комплексонометрическое определение кальция основано на прямом титровании его раствором двунатриевой соли - этилендиаминтетрауксусной кислоты - (ЭДТА) в присутствии мурексида, эриохромового черного Т или другого индикатора.

Реакция протекает по следующему уравнению:

Образующийся хелат обладает невысокой устойчивостью, Ионы водорода, выделяющиеся в процессе титрования, приводят к смещению равновесия данной реакции в сторону разрушения комплекса.

Оптимальным для определения ионов кальция будет =11.

При титровании с эриохромовым черным Т изменение окраски в конечной точке титрования недостаточно четкое, что можно объяснить незначительной устойчивостью образующегося металлоиндикаторного комплекса. Для получения более резкого изменения окраски индикатора в конечной точке титрования к анализируемому раствору перед титрованием можно добавить небольшое количество комплексоната магния. Переход окраски индикатора в конечной точке титрования становится очень четким. При этом протекает реакция:

Исчезает окраска комплекса магния с эриохромовым черным Т, и появляется окраска свободного индикатора.

Ход работы:

1. Анализируемый раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³ доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают.

2. В коническую колбу для титрования переносят аликвотную часть раствора (10 см³), добавляют 5 см³ аммиачного буферного раствора, 1 см³ раствора комплексоната магния, индикатора эриохромового черного Т на кончике шпателя и после полного растворения индикатора титруют раствором ЭДТА до изменения окраски индикатора от красно-фиолетовой к синей.

3. Титрование повторяют 3-5 раз до получения не менее трех сходящихся результатов титрования. Результаты заносят в таблицу 7.1:

Результаты титрования раствора кальция раствором ЭДТА.

Таблица 7.1.

№ п/п	V(Na2H2Y), см3	С(1/1 Na2H2Y), моль/дм3	V(Са), см3	С(1/1 Са), моль/дм3	Т(Са), г/см3

4. Используя средний объем титранта, израсходованного на титрование, рассчитывают содержание кальция в растворе и количество определяемого вещества, учитывая что в точке эквивалентности образуется комплекс состава 1:1.

Определение железа

Определение железа (III) основано на прямом титровании его раствором ЭДТА в присутствии салициловой или сульфосалициловой кислот, тайрона, роданидов, хромазурола S, бензогидроксамовой кислоты. Реакция протекает по уравнению

Железо (III) образует с ЭДТА один из самых устойчивых комплексов, . Высокое значение константы устойчивости комплексоната железа позволяет проводить титрование в кислых средах при <3. Наиболее удобно проводить титрование при =2,5, при данной кислотности раствора логарифм условной константы устойчивости комплексоната железа равен . Титрование железа возможно и при более низких значениях раствора, но при этом значительно возрастает коэффициент побочных реакций ЭДТА, что приводит к уменьшению условной константы устойчивости комплексоната железа, следовательно, к увеличению погрешности определения.

Железо (II) также образует с ЭДТА комплекс, но устойчивость этого комплекса () значительно меньше устойчивости комплексоната железа (III). При =2,5 железо (II) с ЭДТА не взаимодействует, поэтому перед титрованием его необходимо окислить до железа (III) нагреванием с или добавлением пероксида водорода. Определение в кислых средах более избирательно. Определению железа (III) не мешают , , , , , , .

Ход работы

1. Анализируемый раствор в мерной колбе вместимостью 100 мл доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают.

2. В коническую колбу для титрования переносят аликвотную часть раствора (10 см³), добавляют 5 см³ ацетатного буферного раствора, нагревают до 60 °С, добавляют 1 см³ раствора сульфосалициловой кислоты и титруют раствором ЭДТА до изменения окраски раствора от красно-фиолетовой к желтой.

3. Титрование повторяют 3-5 раз до получения не менее трех сходящихся результатов титрования. Результаты заносят в таблицу 7.2:

Результаты титрования раствора железа (III) раствором ЭДТА.

Таблица 7.2.

№ п/п	V(Na2H2Y), См3	С(1/1 Na2H2Y), моль/дм3	V(Fe(III), см3	С(1/1Fe(III), моль/дм3	Т(Fe(III), г/см3

Используя средний объем титранта, израсходованного на титрование, рассчитывают содержание железа (III) в растворе и количество определяемого вещества, учитывая, что в точке эквивалентности образуется комплекс состава 1:1.

Вопросы для самоподготовки

1. Перечислите основные требования к реакциям, применяемым в методе комплексометрического титрования?

2. Какие факторы влияют на величину титрования?

3. Чем объясняется ограниченность применения неорганических реагентов в комплексометрическом титровании?

4. Назовите способы обнаружения конечной точки титрования.

5. Объясните сущность прямого, обратного, вытеснительного и косвенного приёмов комплексометрического титрования. В каких случаях применяется каждый из названных приёмов?

6. Что такое металлохромные индикаторы?

7. Напишите равновесие в растворе металлохромного индикатора.

8. Приведите графическую формулу ЭДТА. Какова дентатность ЭДТА?

9. Какова стехиометрия компонентов ЭДТА? Приведите графическую формулу комплексов двух- и трёхзарядных ионов металлов с ЭДТА.

10. Напишите уравнения реакций образования протонированных, нормальных и гидроксокомплексов ЭДТА.

11. Как готовят раствор ЭДТА?

12. Какие вещества могут быть использованы для стандартизации раствора ЭДТА?

13. В каких условиях проводят титрование ионов кальция раствором ЭДТА?

14. Как проводят комплексометрическое определение кальция и магния при совместном присутствии?

15. Почему следует удалить аммонийные соли при титровании кальция в присутствии магния?

16. В каких условиях проводят титрование железа (III) раствором ЭДТА? Укажите состав комплекса железа с сульфосалициловой кислотой в условиях проведения титрования.

17. Почему ионы трёхвалентных металлов титруют раствором ЭДТА в кислой среде, а щёлочноземельных — в щелочной?

18. Как можно предотвратить образование гидроксидов ионов металлов при их титровании раствором ЭДТА в щелочной среде?

19. Предложите способ комплексометрического определения ионов в присутствии , ионов в присутствии , ионов в присутствии .

20. Рассчитайте навеску металлического цинка для установления характеристик ЭДТА методом отдельных навесок, чтобы на её титрование после растворения расходовалось 10,00 мл 0,0505 М раствора ЭДТА.
Ответ: 0,0330 г.

21. Из навески 1,200 г образца, содержащего хромат калия, приготовлен раствор в мерной колбе вместимостью 100 мл. К 25,00 мл полученного раствора прилит избыток раствора нитрата свинца. Полученный осадок отфильтровали, промыли, перевели в раствор и обработали 10,00 мл 0,1000 М раствора ЭДТА, избыток которого оттитровали 8,00 мл 0,05105 М раствора . Рассчитайте процентное содержание хромат-ионов в образце.
Ответ: 23,27%.

22. Вычислите процентное содержание и в известняке, если после растворения 1,0000 г пробы и соответствующей обработки раствора довели водой до 100 мл, на титрование 20 мл для определения суммы и затратили 19,25 мл 0,05140 М раствора ЭДТА, а на титрование израсходовали 6,26 мл раствора ЭДТА.
Ответ: — 16,0 %; — 28,1 %.

 

Инструментальные методы анализа

	Часть II. Инструментальные методы анализа