В количественном химическом анализе»
1. Сущность метода комплексонометрическое титрования.
2. Какие требования предъявляют к химическим реакциям в комплексонометрии?
3. Почему именно ЭДТА преимущественно используется в комплексонометрическом анализе?
4. Выбор условий комплексонометрического титрования.
5. Условная константа комплексообразования, ее практическое значение.
6. Почему при проведении титрования следует строго поддерживать определенное значение рН?
7. Кривая комплексонометрического титрования. Факторы, влияющие на величину скачка титрования.
8. Металлоиндикаторы, их строение и принцип действия.
9. Правило подбора металлоиндикатора.
10. В каких случаях применяют способы прямого, обратного титрования и титрования по заместителю в комплексонометрии? Приведите примеры и схему расчета.
11. Как повысить селективность комплексонометрического титрования?
12. Предложите способ комплексонометрического определения:
а) ионов Mg2+ в присутствии Ca2+;
б) ионов Fe3+ в присутствии Fe3+;
в) ионов Al3+ в присутствии Ni2+.
13. На основании расчета значений условных констант устойчивости (lgbусл) определите условия комплексонометрического титрования кобальта. При расчете учитывайте только процессы протонирования ЭДТА и гидролиз ионов Co2+ в растворе. Постройте график зависимости lgbусл комплексоната кобальта от pH раствора. На графике отметьте область значений pH раствора, в которой возможно титрование (DpHраб), и оптимальное значение pH (pHопт).
14. На основании расчета значений условных констант устойчивости (lgbусл) определите условия комплексонометрического титрования железа(III) в присутствии в растворе избытка салициловой кислоты (Sal-), как дополнительного лиганда. Постройте график зависимости lgbусл комплексоната железа(III) от pH раствора. На графике отметьте область значений pH раствора, в которой возможно титрование (DpHраб), и оптимальное значение pH (pHопт).
15. Рассчитайте минимальное значение pH раствора, при котором возможно комплексонометрическое определение ионов Mg2+.
16. Рассчитайте теоретическую навеску оксида цинка для установления характеристик ~0,025М раствора ЭДТА, чтобы на ее титрование после растворения расходовалось 10,00 мл этого раствора.
17. Раствор СаСl2 оттитровали 20,50 мл раствора трилона Б с концентрацией 0,04500 моль/л. Рассчитайте массу ионов кальция в растворе.
18. К раствору соли свинца добавили 20,00 мл 0,05000 моль/л раствора комплексона III, избыток которого оттитровали 9,95 мл раствора МgSО4 с концентрацией 0,05000 моль/л. Вычислите массу свинца в растворе.
19. Навеску препарата основного карбоната магния массой 0,1022 г растворили в разбавленной соляной кислоте, а затем оттитровали раствором ЭДТА в аммиачной среде. Вычислите массовую долю МgО в препарате, если на титрование израсходовано 11,22 мл раствора титранта с титром по МgСl2, равным 0,009038 г/мл.
20. На титрование пробы, содержащей Са2+ и Мg2+, при рН = 10 израсходовано 15,00 мл 0,0250 М раствора ЭДТА; а после добавления к пробе избытка раствора гидроксида натрия – 7,50 мл этого же раствора ЭДТА. Рассчитайте содержание ионов Са2+ и Мg2+ в растворе.
21. К 50,00 мл раствора хлорида алюминия добавили 100,00 мл стандартного раствора ЭДТА с концентрацией 0,025 М. Полученный раствор нагрели в течение 20 минут и охладили. После охлаждения раствора, избыток раствора оттитровали стандартным раствором сульфата цинка с концентрацией 0,025 М, на титрование израсходовалось 15,65 мл раствора. Рассчитайте концентрацию ионов алюминия в исходном растворе хлорида алюминия.
Пояснения к заданиям 13, 14, 15
В процессе комплексонометрического титрования возможны следующие побочные реакции: гидролиз катионов металла, комплексообразование катионов металла с побочным лигандом., протонирование ЭДТА. Степень влияния побочных реакций на основную реакцию оценивается коэффициентом побочной реакции α. Устойчивость комплексоната металла при наличии побочных реакций характеризуется величиной условной константы устойчивости βуслMeY. При определении конкретного металла в титруемой системе учитывают, как правило, две побочных реакции: протонирование ЭДТА и гидролиз металла или протонирование ЭДТА и комплексообразование металла с побочным лигандом.
Т.к. ионы металлов могут образовывать устойчивые комплексы с ЭДТА только при определенных значениях рН, то прежде, чем проводить определение содержания заданного металла методом комплексонометрического титрования, необходимо определить их оптимальные условия.
Оптимальные условия характеризуют следующими величинами:
рабочей областью рН (∆рН раб.);
оптимальным значением рН (рНопт);
минимальным значением рН раствора, при котором возможно комплексонометрическое определение данного металла (рНмин).
Для нахождения значений этих величин строится график зависимости lgßуслMeY от рН.
При этом lgßусл MeY рассчитывается по формуле:
lgßуслMeY = lgßMeY ‑ lgαMe,OH (lgαMe,L) – lgαY,H,
где:
lgßMeY ‑ логарифм константы устойчивости комплекса (данные из таблицы);
lgαMe,OH ‑логарифм коэффициента побочной реакции гидролиза металла (данные из таблицы);
lgαMe,L – логарифм коэффициента побочной реакции комплексообразования металла с другим лигандом (данные из таблицы);
lgαY,H – логарифм коэффициента побочной реакции протонирования ЭДТА (данные из таблицы).
Расчет lgßуслMeY проводится в области рН от 0 до 14.
В зависимости от условий, указанных в задании, в расчете lgßусл MeY используется или lgαMe,OH, или lgαMe,L.
Например, если в задании сказано, что металл находится в среде аммиачного буферного раствора, то при расчете применяется lgαMe,L. Если среда не указана, то расчет проводится только с учетом гидролиза металла. Протонирование ЭДТА учитывают в любом случае.
По рассчитанным значениям lgßуслMeY строят график зависимости lgßуслMeY от рН. ∆рН раб. находят по точкам пересечения с горизонтальной прямой, проходящей через lgßусл MeY = 7 (минимально допустимое значение логарифма условной константы устойчивости, при котором можно определять металл) и построенного графика.
рН опт соответствует максимальной величине lgßуслMeY;
рН мин соответствует минимально допустимой lgßуслMeY (т.е. 7).
Желаем успехов!