2020-06-12
240
Использование реакций комплексообразования в объемном анализе является сравнительно новым и быстро развивающимся разделом аналитической химии. Комплексонометрия не успела найти достаточного отражения в учебниках.
Лабораторная работа включает в себя следующие части: стандартизация рабочего раствора комплексона (А); знакомство с различными способами установления конечной точки титрования в комплексонометрии (Б); сравнение различных способов выполнения титрования: прямого, обратного и по методу замещения (В); пример важнейшего комплексонометрического определения - определение общей и кальциевой жесткости воды (Г); знакомство с использованием комплексонометрии в анализе многокомпонентных систем (Д). Одна из частей является контрольной задачей. Работа может выполняться по вариантам.
Для всех реакций, протекающих при титровании металлов комплексоном III, необходимо рассчитать условные константы устойчивости образующихся комплексонатов. В ходе расчета используйте табличные значения lg Куст соответствующих комплексонатов и вводите поправки на величину рН раствора и на процесс маскирования металла, например, связывания цинка в аммиачный комплекс:
lg К усл = lg К уст - paR - paM.
В этой формулеaR - мольная доля анионов ЭДТА при данном рН (см. приложение 4); aM - мольная доля незакомплексованных катионов М при заданной концентрации маскирующего вещества (например, аммиака) и заданном значении рН. Поправки можно рассчитать по известным формулам самостоятельно или найти для конкретных условий в приложениях 5 и 6 к настоящему пособию.
А. Стандартизация рабочего раствора комплексона III по фиксаналу MgSO4
1. Приготовьте 0,0500 М раствор MgSO4 из фиксанала.
2. В конические колбы внесите по 10,00 мл раствора MgSO4, по 5-10 мл аммиачного буфера с рН 10, немного (на конце шпателя) сухой индикаторной смеси. В этой смеси содержатся индикатор эриохром черный Т и хлорид натрия в соотношении 1:100. Разбавьте дистиллированной водой и оттитруйте до перехода окраски. При рН 10 свободный индикатор имеет синюю окраску, а его комплекс с ионами магния - винно-красную. Точка перехода ЭХЧ-Т при рН 10 соответствует рMg - 5,5. Попадает ли это значение в границы скачка на кривой титрования?
3. Чтобы учесть индикаторную ошибку и возможные примеси в воде, буферном растворе и т.п., проведите холостую пробу (титрование без MgSO4).
4. С учетом объема титранта, израсходованного в холостой пробе, вычислите молярную концентрацию раствора комплексона III по формуле С1·V1 = C2·V2.
Обратите внимание на количество значащих цифр в итоге.
5. Рассчитайте титр раствора комплексона III, а также его рабочий титр по различным определяемым веществам: а) ионам Mg2+; б) MgO; в) MgSO4; г) СаО. Помните, что титр по определяемому веществу - это масса вещества, которая реагирует с 1 мл титранта.
Б. Определение общей и кальциевой жесткости воды
1. Цилиндром отмерьте 200 мл водопроводной воды, перелейте в большую коническую колбу, добавьте 5-7 мл аммиачного буфера, 2-3 мл 1 М раствора Na2S, немного сухой индикаторной смеси с ЭХЧ-Т и оттитруйте до чисто синей окраски.
2. Рассчитайте по результатам трех параллельных титрований общую молярную концентрацию солей жесткости в анализируемой воде. Принято жесткость выражать числом мг-экв щелочноземельных металлов в 1 л воды. Сделайте пересчет на эту единицу концентрации и решите, мягкой (до 2 мг-экв/л) или жесткой (более 10 мг-экв/л) является анализируемая вода.
3. Возьмите еще одну пробу водопроводной воды (200 мл) и оттитруйте в ней только ионы Са2+ с мурексидом. Для устранения ионов магния надо ввести столько щелочи, чтобы Mg(OH)2 перевести в осадок. Для этого создайте рН > 12, добавив в колбу 5-7 гранул сухого КОН. Через несколько минут оттитруйте в присутствии мурексида при интенсивном перемешивании до перехода от розового к лилово-фиолетовому окрашиванию раствора.
Полезно провести холостую пробу, так как в щелочи тоже могут содержаться соли кальция. Результат холостого опыта следует вычесть.
4. Рассчитайте молярную концентрацию солей кальция в растворе, а затем и кальциевую жесткость в мг-экв/л. Каких ионов - кальция или магния - больше в исследуемой воде?
В. Определение концентрации раствора соли цинка методом прямого титрования
1. Установите точную молярную концентрацию раствора соли цинка с индикатором ЭХЧ-Т.
2. В конические колбы внесите по 10,00 мл раствора соли цинка, по 5-10 мл аммиачного буфера с рН 10, немного (на конце шпателя) сухой индикаторной смеси. Разбавьте дистиллированной водой и оттитруйте до перехода окраски. При рН 10 свободный индикатор имеет синюю окраску, а его комплекс с ионами магния - винно-красную.
3. Чтобы учесть индикаторную ошибку и возможные примеси в воде, буферном растворе и т.п., проведите холостую пробу (титрование без пробы).
4. С учетом объема титранта, израсходованного в холостой пробе, вычислите молярную концентрацию соли цинка.
Обратите внимание на количество значащих цифр в итоге.
Г. Определение концентрации раствора соли свинца методом обратного титрования
1. Установите точную молярную концентрацию раствора соли Pb(NO3)2 с индикатором ЭХЧ-Т.
2. В конические колбы внесите по 5,00 мл раствора соли цинка, прибавьте к анализируемой пробе по 20,00 мл раствора ЭДТА, 5-10 мл аммиачного буфера с рН 10, немного (на конце шпателя) сухой индикаторной смеси. Разбавьте дистиллированной водой и оттитруйте до перехода окраски раствором MgSO4.
3. Чтобы учесть индикаторную ошибку и возможные примеси в воде, буферном растворе и т.п., проведите холостую пробу (титрование без пробы).
4. С учетом объема титранта, израсходованного в холостой пробе, вычислите молярную концентрацию соли свинца по формуле: СхVx= CЭДТАVЭДТА-CMgSO4V MgSO4.
Обратите внимание на количество значащих цифр в итоге.
Методы окисления-восстановления (оксидиметрия).
