Контрольное задание №47

1).

Кислотно-основное титрование (метод нейтрализации)

Приведите письменные ответы на вопросы.

1). Какие химические процессы лежат в основе кислотно-основного титрования? Какие вещества могут быть определены данным методом? Что такое ацидиметрия и алкалиметрия? Назовите рабочие растворы и стандартные вещества, используемые в кислотно-основном титровании. Что такое кривая титрования?

Сущность метода состоит в реакции передачи протона от титранта титруемому веществу или от титруемого вещества титранту.

В большинстве случаев основным продуктом реакции является вода, образующаяся по схемам:

· Н₃О⁺ + ОН^- ® 2Н₂О (нейтрализация сильных кислот и оснований)

· RH + OH^- ® H₂O (нейтрализация слабых кислот)

· ROH + H₃O⁺ ® R⁺+ 2H₂O (нейтрализация слабых оснований)

Поэтому другое название кислотно-основного титрования – метод нейтрализации.

Ацидиметрия – определение содержания аналита путем титрования раствором кислоты (порядок титрования: «от щелочи к кислоте»).

Алкалиметрия - определение содержания аналита путем титрования раствором щелочи (порядок титрования: «от кислоты к щелочи»).

Рабочими растворами являются растворы сильных кислот (HCl, H₂SO₄, HNO₃, и др.) и сильных оснований (NaOH, KOH, Ba(OH)₂ и др.) с концентрацией от 0,05 до 1,0 н.

Стандартизацию растворов кислот проводят по стандартным растворам карбоната натрия или тетрабората натрия (Na₂B₄O₇ × 10H₂O).

Кривые титрования в методе нейтрализации - это зависимости рН титруемого раствора от объема добавленного титранта V(т-та) или степени оттитрованности ¦ = V(т-та) / V_Э

2). Приведите примеры кислотно-основных индикаторов. Как правильно выбрать индикатор для кислотно-основного титрования? Что называют областью перехода окраски индикатора, показателем титрования?

Кислотно-основные индикаторы – это вещества которые представляют собой слабые органические кислоты или основания, у которых молекулярная и диссоциированная (ионизированная) формы имеют различную окраску (окраска зависит от рНраствора):

H Ind + OH^- Ind^- + H₂O

Ind OH + H₃O⁺ Ind⁺ + 2H₂O

Различают одноцветные и двухцветные кислотно-основные индикаторы. У двухцветных обе формы окрашены, а у одноцветных – только одна.

Индикатор пригоден для данного титрования, если его показатель титрования лежит в пределах скачка титрования. В широком смысле пригодными считают индикаторы, интервал перехода которых полностью или частично находится в области скачка титрования. При этом рТ может немного выходить за пределы скачка.

Интервал (область) перехода индикатора – это диапазон значений рН, в пределах которого изменяется окраска индикатора.

№ задачи	Формулировка задачи
25	В растворе объемом 1 л растворили 6,304 г H₂C₂O₄ • H₂O. Чему равны нормальность и титр этого раствора? Опишите процедуру растворения навески. Какая мерная посуда используется при приготовлении стандартных растворов?

Показатель титрования индикатора (рТ) – это значение рН, при котором наблюдается наиболее заметное изменение окраски данного индикатора.

Контрольное задание № 25

Для своего задания в соответствии с таблицей 5 решите задачу и ответьте на вопрос.

Таблица 5

Выполнение задания:

Комплексонометрическое титрование (хелатометрия)

Приведите письменные ответы на вопросы.

В чем сущность комплексонометрического титрования? Какие ионы можно определять методом комплексонометрии? Какова роль рН в комплексонометрическом определении? Что такое металл-индикаторы? Назовите важнейшие металл-индикаторы. Что такое жёсткость воды и каковы её разновидности?

Сущность метода заключается в реакции образования прочного комплекса между реагентом и определяемым компонентом.

Объектами определения служат катионы металлов или анионы, способные к комплексообразованию с металлами.

Комплексометрическое титрование с использованием комплексонов называется комплексонометрией (или хелатометрией).

Главное достоинство комплексонометрии – возможность определения катионов большинства металлов (более 60 различных катионов), часто при совместном присутствии без предварительного разделения.

На точность титрования влияет выбор индикатора и рН среды. Определяемый ион не должен образовывать слишком прочный комплекс с индикатором, так как в этом случае раствор будет перетитрован. С другой стороны, если этот комплекс недостаточно прочен, титрование завершится преждевременно.

Для фиксации конечной точки титрования в комплексонометрии используют несколько способов:

1. Алкалиметрический – титрование щелочью катионов водорода, выделяющихся при образовании комплекса.

2. Физико-химический например, потенциометрический, кондуктометрический, фотометрический и т.д.

3. Индикаторный – основан на использовании индикаторов, образующих окрашенные комплексы с определяемыми катионами (так называемых металлоиндикаторов).

Чаще всего используют индикаторы хромоген черный и мурексид.

Хромоген черный специальный ЕТ-00 (или эриохром черный Т). Анионная форма этого вещества имеет в щелоной среде синюю окраску.

Мурексид. Анион этого индикатора также взаимодействует с двухзарядными катионами в щелочной среде.

Жесткость воды – совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержании ем в ней растворенных солей щёлочноземельных металлов, главным образом кальция и магния.

Вода с большим содержанием солей называется - жёсткой

Вода с малым содержанием солей называется – мягкой.

Контрольное задание № 38

Для своего задания в соответствии с таблицей 6 решите задачу и ответьте на вопрос.

№ задачи	Формулировка задачи
38	Рассчитайте молярную концентрацию эквивалента трилона Б, если на титрование 100 мл природной воды израсходовано 10,86 мл раствора трилона Б и определена общая жёсткость воды, равная 5,7 ммоль/л.

Таблица 6

Выполнение задания:

Окислительно-восстановительное титрование

(редоксметрия)

Приведите письменные ответы на вопросы.

Какая величина является количественной характеристикой окислительно-восстановительной способности окислителя и восстановителя и как её рассчитывают? Перечислите методы окислительно-восстановительного титрования. Для определения каких веществ используют перманганатометрическое и иодометрическое титрования?

Количественной характеристикой активности редокс-пары является величина так называемого окислительно-восстановительного потенциала (или редокс-потенциала).

Редокс-потенциал (Е) равен электродвижущей силе (ЭДС) гальванического элемента, составленного из некоторого электрода сравнения и соответствующей редокс-пары. Потенциал редокс-пары в стандартном состоянии, измеренный по отношению к стандартному водородному электроду, называют стандартным окислительно-восстановительным потенциалом (Е°). Потенциал стандартного водородного электрода принимают равным 0 В.

Различают два варианта окислительно-восстановительного титрования – оксидиметрию и редуктометрию.

Оксидиметрия – определение содержания аналита путем титрования раствором окислителя.

Редуктометрия - определение содержания аналита путем титрования раствором восстановителя.

Перганатометрия. Данный вариант редоксиметрического титрования основан на реакции перманганата калия с восстановителями.

В кислой среде перманганат-анион восстанавливается до катиона Mn²⁺.

В слабокислой, нейтральной и щелочной среде восстановление происходит до оксида марганца (IV).

В сильнощелочной среде возможно также восстановление перманганат-иона до неустойчивого манганат-иона, который затем диспропорционирует с образованием MnO₂.

Иодометрия. Иод, выделяющийся при окислении иодид-ионов, обычно титруют раствором тиосульфата натрия. Этаже реакция используется для стандартизации растворов иода.

Контрольное задание №47

В соответствии с таблицей 7 решить задачу и ответить на вопрос.

Таблица 7

№ задачи

Формулировка задачи

На титрование 23,00 мл раствора щавелевой кислоты H₂C₂O₄, молярная концентрация эквивалента которого 0,1200 моль/л, израсходовано 20,00 мл раствора перманганата калия KMnO₄. Определите молярную концентрацию эквивалента и титр раствора KMnO₄.

Выполнение задания:

Рекомендуемая литература

1. Основы аналитической химии: учебник для студентов вузов, обучающихся по химическим направлениям: в 2 томах. Т. 1 / под ред. Ю.А. Золотова - 5-е изд., стер. - Москва: Академия, 2012. - 384 с.

2. Васильев В. П. Аналитическая химия: учебник для студентов вузов, обучающихся по химико-технологическим специальностям: Кн. 1[в 2 кн.] / В. П. Васильев. - 7-е изд., стер. - М.: Дрофа, 2009

3. Цитович И. К Курс аналитической химии: учебник / И.К. Цитович. - Изд. 10-е, стер. - Санкт-Петербург; Москва; Краснодар: Лань, 2009. - 496 с.

4. Ткаченко С. В. Аналитическая химия. Химические методы анализа: [учебное пособие]: для студентов биологического профиля / С. В. Ткаченко, С. А. Соколова. - Воронеж: Воронежский государственный аграрный университет, 2015. - 189 с. <URL:http://catalog.vsau.ru/elib/books/b107265.pdf

Базы данных и интернет-источники информации

http: //www.xumuk.ru/encykl opedia http: //ru.wikipedia.org/wiki http://chemistry.vsau.ru

Содержание

ОСНОВЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Предмет и цели аналитической химии

ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА

Основы количественного анализа

Обработка результатов измерений

Титриметрический анализ. Основные понятия

Кислотно-основное титрование (метод нейтрализации)

Комплексонометрическое титрование (хелатометрия)

Окислительно-восстановительное титрование (редоксметрия)