Комплексонометрическим титрованием (комплексонометрией) называют титриметрический метод количественного анализа, основанный на аналитическом использовании реакций комплексообразования ионов металла с полидентантными хелатообразующими органическими реагентами – комплексонами. В аналитической химии наиболее часто применяют комплексон (III), двунатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА), Na2H2Y,
Далее для краткости обозначим анион ЭДТА как Y4–, тогда уравнение реакции комплексообразования, например с двухзарядными ионами металлов будет иметь вид
.
Вне зависимости от заряда иона металла комплексообразователя всегда образуются комплексы состава 1:1. 1 Моль эквивалентов ЭДТА всегда взаимодействует с 1 моль эквивалентов металла. Отсюда следует, что 1 моль эквивалентов ЭДТА в реакциях комплексообразования равен его молярной массе, а 1 моль эквивалентов металла должен быть численно равен атомной массе металла, вступающего в реакцию с 1 молем ЭДТА.
Жесткость воды это совокупность свойств, обусловленная наличием в ней катионов кальция Са2+ и магния Mg2+. Сумму концентраций Са2+ и Mg2+ называют общей жесткостью. Величину жесткости выражают в ммоль экв/дм3 или в моль экв/м3.
Обычно общую жесткость определяют титрованием стандартным раствором ЭДТА. В этом случае жесткость рассчитывают по уравнению
моль экв/м3.
Реактивы и оборудование. Титрант – стандартный раствор ЭДТА c концентрацией C(ЭДТА) = 0,025 моль/дм3; коническая колба для титрования объемом 250 см3; пипетка на 10,00 см3; бюретка объемом 25 см3; индикатор эриохромовый черный Т; аммиачный буфер рН = 10.
Выполнение работы. Определяют общую жесткость водопроводной воды. Техника титрования описана в разделе 3. Готовят бюретку для титрования и заполняют ее стандартным раствором ЭДТА. Мерным цилиндром отбирают 50,0 см3 водопроводной воды и переносят ее в колбу для титрования и приливают 1 см3 аммиачного буфера рН = 10. Добавляют на кончике шпателя кристаллы индикатора и начинают титрование. Последние порции ЭДТА приливают по каплям. Титрование останавливают в тот момент, когда произойдет резкий переход окраски от фиолетовой к синей. Записывают объем раствора ЭДТА, пошедший на титрование. Повторяют титрование еще 3 раза. Перед каждым титрованием коническую колбу моют и ополаскивают дистиллированной водой.
Примечания
1. Буферный раствор приливают обязательно перед добавлением индикатора.
2. Индикатора не следует добавлять слишком много, иначе окраска изменяется медленно и раствор оказывается перетированым.
Запись данных опыта и расчеты. Данные записать по приведенной ниже форме.
Концентрация титранта CМ(ЭДТА) = 0,025 моль/дм3
Индикатор – эриохромовый черный Т
№ п/п | Объем воды V(Н2О), см3 | Эквивалентный объем титранта V(ЭДТА), см3 |
По результатам титрования найти средний объем титранта =
Рассчитать общую жесткость воды по уравнению
=
Контрольные вопросы
1. Дайте определение понятию «массовая доля растворенного вещества».
2. Дайте определение молярной концентрации и молярной концентрации эквивалента.
3. Вычислите молярные массы эквивалентов и факторы эквивалентности в реакциях полной нейтрализации следующих веществ: HNO3; NH3; H2SO4; KHSO4; Na2CO3.
4. Рассчитайте количество HNO3 для нейтрализации 5,3 г Na2CO3.
5. Что такое жесткость воды, способы ее расчета.
6. В чем сущность метода определения жесткости воды титрованием?
7. Рассчитайте общую жесткость воды, если в 100 дм3 содержится 4 г ионов Са2+ и 2,4 г ионов Mg2+.
Литература
1.Глинка Н.Л. Общая химия: Учеб. Пособие для вузов. – 23-е изд. Л.: Химия, 1984. – 704 с.
2. Фролов В.В. Химия: Учеб. Пособие для машиностроит. спец. вузов. -3-е изд. – М.:Высш. шк., 1986. – 543 с.
3. Васильева З.Г. Грановская А.А., Таперова А.А. Лабораторные работы по общей и неорганической химии: Учеб. Пособие для вузов. – 2-е изд. – Л.:Химия, 1986. – 288 с.
Юрий Валентинович Чурсанов
ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРА С ЗАДАННОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ РАСТВОРЁННОГО ВЕЩЕСТВА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЁСТКОСТИ ВОДЫ
Методические указания
Издание первое
Технический редактор
Подписано в печать
Формат 64´80/16 Бумага писчая
Физ. Печ. л. 1,0 Усл. Печ. л. 1,0 Уч.-изд. л. 1,0
Редакционно-издательский центр
Тверского государственного технического университета
170026 г. Тверь., наб. А. Никитина, 22