Ацидиметрическое определение карбонатов




Цель работы: определить массу (г) солей в анализируемом растворе:

проба А – Na2СО3;

проба Б – NaHСO3;

проба В – Na2СО3 и NaHСO3.

Сущность работы. Угольная кислота является слабой двухосновной кислотой, имеющей рKа , 1 = 6,75 и рKа , 2 = 10,32. Согласно теории Бренстеда-Лоури ее анион – карбонат – является слабым двухкислотным основанием. Значения рKb , 1 и рKb , 2 для него рассчитываются по формулам:

Поскольку рKb , 2рKb , 1 » 4, то Na2СО3 титруется ступенчато. Судя по значениям рKb , 1 и рKb , 2, на кривой титрования Na2СО3 будут наблюдаться два скачка, которые соответствуют последовательному протеканию реакций:

Na2СО3 + HCl = NaHСO3 + NaCl

NaHСO3 + HCl = H2O + СO2 + NaCl

Карбонат натрия можно определять, титруя его либо по первой ступени (до NaHСO3), либо по двум сразу (до угольной кислоты). При этом используются разные индикаторы, различными оказываются и факторы эквивалентности Na2СО3.

С фенолфталеином карбонат титруется по первой ступени:

Na2СО3 + HCl = NaHСO3 + NaCl Þ f экв(Na2СО3) = 1

а в присутствии метилового оранжевого – по двум ступеням сразу:

Na2СО3 + 2HCl = H2O + СO2↑ + 2NaCl Þ f экв(Na2СО3) = .

Переход окраски при титровании с метиловым оранжевым из щелочной среды в кислую (желтый → оранжевый) лучше воспринимается человеческим глазом, чем обесцвечивание малинового раствора при титровании с фенолфталеином.

Гидрокарбонат натрия является амфолитом. Если титровать его кислотой, то он выступает в роли слабого основания, имеющего При титровании протекает реакция

NaHСO3 + HCl = H2O + СO2 + NaCl

Конечную точку титрования (к. т. т.) фиксируют с помощью индикатора метилового оранжевого.

Смесь Na2СО3 и NaHСO3. Раздельное определение компонентов этой смеси основано на титровании щелочью с применением двух индикаторов при одном титровании (метод с фиксированием двух к. т. т.).

Сначала анализируемый раствор титруют кислотой в присутствии фенолфталеина, при этом Na2СО3 оттитровывается до NaНСО3:

Na2СО3 + HCl = NaHСO3* + NaCl

и раствор обесцвечивается.

В бесцветный раствор добавляют метиловый оранжевый и продолжают титровать кислотой. В этом случае титруются NaHСO3*, который образовался из Na2СО3, и NaHСO3, который первоначально содержался в растворе:

NaHСO3* + HCl = H2O + СO2 + NaCl

NaHСO3 + HCl = H2O + СO2 + NaCl

Оборудование и реактивы: мерная колба, пипетка, бюретка, конические колбы, стандартный раствор HCl, индикаторы фенолфталеин, метиловый оранжевый.

Выполнение работы. В мерную колбу получают у лаборантов анализируемый раствор, доводят объем до метки дистиллированной водой, тщательно перемешивают и переносят аликвоту раствора в коническую колбу.

Проба А. Na2СО3. Добавляют в колбу для титрования 1–2 капли выбранного индикатора – метилового оранжевого или фенолфталеина и проводят титрование стандартным раствором кислоты. Титрование с метиловым оранжевым прекращают, как только произойдет резкое изменение окраски раствора, а с фенолфталеином – как исчезнет розовая окраска. Титрование повторяют не менее 3 раз при условии, что D V ≤ 0,1 мл. По результатам титрования рассчитывают массу Na2СО3 в пробе (г).

Проба Б. NaНСО3. Добавляют в колбу для титрования 1–2 капли индикатора метилового оранжевого и проводят титрование стандартным раствором кислоты. Титрование прекращают, как только произойдет резкое изменение окраски раствора. Титрование повторяют не менее 3 раз при условии, что D V ≤ 0,1 мл. По результатам титрования рассчитывают массу NaНСО3 в пробе (г).

Проба В. Смесь Na2СО3 и NaHСO3. Добавляют в колбу для титрования 1–2 капли фенолфталеина и титруют HCl до исчезновения окраски индикатора. Делают отсчет по бюретке (V 1). В этот же раствор добавляют 1–2 капли метилового оранжевого и, не доливая рабочий раствор до нулевой отметки, продолжают титрование до изменения окраски раствора. Делают отсчет по бюретке (V 2).

Титрование повторяют не менее 3 раз при условии, что D V ≤ 0,1 мл. По полученным результатам рассчитывают массу Na2СО3 и NaHСO3 в растворе (г).

& М (Na2CO3) = 105,989 г/моль М (NaHСO3) = 84,007 г/моль
: 1. С использованием ПО «Расчет кривых кислотно-основного титрования » провести компьютерный расчет кривых титрования: · Na2СО3 кислотой (при анализе пробы А); · NaHСO3 кислотой (при анализе пробы Б), используя кнопку Основание и введя значение рKb иона ; · Na2СО3 и NaHСO3 кислотой (при анализе пробы В) с использованием кнопки Добавить для сравнения и переходом к сводному графику на листе Моделирование. Объяснить вид полученных кривых и обосновать использование индикаторов метилового оранжевого и фенолфталеина, в т. ч. при титровании смеси карбонатов. 2. С использованием ПО «Практикум по АХ и ФХМА »: – оценить неопределенность измерений; – провести Q -тест и статистическую обработку результатов анализа, если имеется 4 и более результатов параллельных измерений.


Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-15 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: