Нужна помощь в написании работы?

Метод нейтрализации применяют для количественного определения кислот, основания, а также солей, имеющих кислотно-основную среду (карбонат и гидрокарбонат натрия, хлорид аммония).

В основе метода лежит реакция нейтрализации: Н+ + ОН- = Н2О

Различают:

  • Алкалиметрию, для определения кислот, титрант – щелочь

Установочные вещества:

- Фиксанальная солная кислота

- Щавелевая кислота Н2С2О4*2Н2О

- Янтарная кислота Н2С4Н4О4 (реже)

  • Ацидометрию, для определения основания, титрант – кислота

Установочные вещества:

- Бура Na2B4O7*10H2O

- Фиксанальный раствор карбоната натрия

Для определения точки эквивалентности используют кислотно-основные индикаторы, которые приводятся в справочниках. Чаще всего используют фенолфталеин, метилоранж, лакмус

Индикаторы – вещества, которые меняют свое строение и физические свойства при изменении свойст среды.

Изменение окраски индикаторы объясняют двумя теориями: Оствальда (ионная теория) и Ганча (хромофорная).

Теория Оствальда.

Согласно ей индикаторы представляют собой слабые органические кислоты или основания. Согласно теории при изменении рН среды равновесие при диссоциации индикатора сдвигается влево и вправо согласно принципу Ле-Шателье. При этом изменяется концентрация окрашенной или бесцветной формы индикатора и мы фиксируем изменения окраски индикатора

Внимание!
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Теория не объясняет изменение окраски индикатора в не процесса титрования. Для уточнения этого момента сформулирована хромофорная теория.

Теория Ганча.

Согласно этой теории окраску придают специальные группы – хромофоры, которые имеют в своем составе сопряженные связи. Установлено, что в состав органических соединений входят группы, которые усиливают окраску, сами при этом остаются бесцветными, это ауксохромы.

Для точного количественно определения необходимо знать интервал перехода индикатора, т.е. рН в диапазоне которого происходит изменение окраски индикатора.

Однако более точной характеристикой чем интервал перехода окраски является рТ индикатора – это рН, при котором заканчивается титрование с помощью данного индикатора.

Как правило рТ лежит в середине интервала перехода индикатора и условно его принимают равным рК индикатора.

Допустимая погрешность с использованием конкретного индикатора в данной системе 0,2%.

Виды индикаторных погрешности:

Н+ - погрешность, в растворе избыток сильной кислоты

ОН- - погрешность, в растворе избыток сильного основания

НА – погрешность, избыток слабой кислоты

МеОН – погрешность, избыток слабого основания

Кривые титрования.

Кривая титрования – это зависимость рН от объема добавленного титранта.

рН=f(Vт)

Рассчет кривых титрования необходим для отбора индикатора и уменьшения погрешности титрования.

Скачок титрования рассчитывают для точек, когда раствор не достигает на 0,1мл и когда он перетитрован на 0,1мл.

Применение метода нейтрализации:

  • Определение карбонатной жесткости воды. Обуславливается наличием солей карбонатов и гидрокарбонатов кальция и магния.

Ж = Ст*Vт*100 / Vводы

= моль/дм3

  • Определяют временную жесткость воды и постоянную.

Временная жесткость удаляется кипячением.

Определив постоянную жесткость и зная карбонатную можно определить временную жесткость.

Постоянная жесткость определяется методом обратного титрования. Суть: к анализируемой пробе воды добавляют избыток стандартного растора Na2O3, раствор упаривают, далее к полученному сухому остатку добавляют дистиллированную воду, и раствор титруют соляной кислотой.

Ж = (Сст*Vст – Ст*Vт)*1000 / Vводы

  • Определяют кислотность хлеба и молока (молочная и уксусная кислоты).

Кислотность молока определяют в градусах Тернера.

Осадительное титрование

  • Классификация методов осаждения:

 

Аргентометрия – в этом методе используют ра-р нитрата серебра (вторичный стандарт). Установочные в-ва – химически чистые NaCl или KCl.

Аргентометрию подразделяют на:  

 

Метод просветления - суть метода в том, что т.э. фиксируется, когда при добавлении титранта титруемый ра-р просветляется.

Метод равного помутнения – т.э. в методе определяется отбором 2-х небольших проб анализируемого ра-ра. В 1 пробу добавляют нитрат серебра, в другую хлорид натрия. В случае равного помутнения титрование заканчивают. Метод без индикаторный.

Метод Мора – прямое титрование, индикатор K2CrO4. Этим методом определяют хлориды, бромиды. Для определения йодидов не применяют, т.к. йодид ион сорбируется на поверхности хромата калия и т.э. установить сложно.

Химизм процесса:

Cl- + Ag+  => AgCl (белый осадок)

т.э. CrO4 2- + 2Ag+ => Ag2CrO4 (кирпичный осадок)

Химизм основан на разных значениях ПР. Согласно ПР и условию образования осадка в начале выпадает галогенид серебра, а в т.э. когда весь галогенид выпал в осадок происходит достижение условия образования осадка хромата серебра.

Условия применимости:

Применяют только в нейтральных и слабощелочных средах. В щелочной среде титрование невозможно, т.к. разрушается титрант:

Ag+  + OH- =>AgOH

2AgOH => Ag2O + H2O

В кислых средах происходит растворение осадка Ag.

Определению мешают катионы: Ba, Pd, Bi  анионы: CO3 2- ; PO4 2- .

Метод Фольгорда – обратное титрование.

Химизм:

Cl-  + избыток AgNO3 => AgCl (осадок) + AgNO3 (ост.)

(ост.) AgNO3 + KSCN => AgSCN (белый осадок) +KNO3

т.э.  Fe3+ (индикатор) + SCN-  =>Fe(SCN)3 (красный)

в качестве индикатора используют железаамонильные квасцы NH4Fe(SO4)4x12H2O

Условия применимости:

Нужно применять в кислой среде – квасцы будут гидролизоваться (подкислять необходимо для подавления железа в квасцах).

Определению мешают соли ртути и сильные окислители.

Меркуриметрия – используют стандартный ра-р Hg(NO3)2 – вторичный стандарт. Установочные в-ва – химически чистые NaCl и NaBr. Индикатор – нитропрусид натрия   Na2 x 2H2O.

Этим методом определяют Hal, цианид ионы, роданид ионы.

В т.э. наблюдают выпадение белого осадка нитропрусида ртути

Na x 2H2O =>  Hg x 2H2O (белый осадок).

Меркурометрия – используют стандартный ра-р Hg2 (NO3)2. Установочные в-ва – те же, что и в Меркуриметрии.

В качестве индикатора используют роданид железа III(ра-р красного цвета – в т.э. обесцвечивание ра-ра) => образование роданида ртути I.

Fe (SCN)3 красн. =>  Hg2 (SCN)2

Метод адсорбционных индикаторов (метод фаянса).

Суть – все процессы проходят на поверхности осадка, в этом методе стандартным ра-ром является  нитрат серебра, в качестве индикаторов используют специальные адсорбционные индикаторы: эозин, дихлорфлуоресцеин.

Переход окраски зависит от кол-ва адсорбированного индикатора и площади поверхности осадка. Титрование ведут без нагревания и без встряхивания.

Химизм:

вначале титрования:

X- (определяющий ион)  +  Ag+  => AgX (осадок)

AgX (ядро) x   X- ( потенциал определяющие ионы) => Отталкивают Ind-

в ра-ре присутствует индикатор:

 HInd => H+  Ind-

в т.э. происходит перезарядка коллоидной частици, т.к. появляется небольшой избыток титранта

AgX (ядро) x  Ag+ (потенциал определяющий ион) <= притягивает  Ind- следовательно появляется окраска.

Необходимо соблюдать рекомендуемое значение рН.

 

  • Кривые титрования

Крив. осадит. титрования строят в координатах рХ = f  (Vт).

 

  • Применение осадительного титрования в химическом анализе

Метод Мора применяется в анализе пищевых продуктов, определения NaCl в колбасе, сырах, рыбе.

Метод Фольгорда используют в клинических исследованиях при определении хлоридов в крови.

Метод адсорбционных индикаторов используют для определения иодидов в присутствии хлоридов.

Комплексонометрическое титрование

  • Характеристика метода, комплексоны, их строение

В основу метода положены реакции образования комплексов, катионов с комплексонами. В качестве комплексов используют производные аминокарбоновых кислот. Эти комплексоны – это полидентатные хилаты, дентатность зависит от строения комплексонов.

По мере развития метода различают:

 

Комплексон I:

:N(CH2COOH)3  может давать 4 связи, 1-по донорно-акцепторному механизму, 3-по обменному.

Комплексон II:

(CH2COOH)2-N-CH2-CH2-N-(CH2COOH)2  ЭДТА (этилендиаминтетраацетат)

Комплексон III:

Na2ЭДТА (трилон Б)

(CH2COOH / Na)2-N-CH2-CH2-N-(CH2COOH / Na)2

Комплексоны при взаимодействии с Ме дают устойчивые хилатные соединения, при этом выделяются протоны H+. Этот факт необходимо  учитывать при выполнении хим. анализа и поддерживать определенное значение рН с помощью буферных систем.     Мэ (ЭДТА) = 186 г/моль х экв.

Для стандартизации ра-ра трилона Б используют установочное вещество – фиксанальный ра-р MgSO4  или р-р металлического Zn в серной кислоте.

 

  • Способы фиксирования т.э. и индикаторы комплексонометрического титрования, механизм действия индикаторов
    1. использование кислотно-основных индикаторов
    2. использование физико-химических методов анализа (потенциометрия, кондуктометрия)
    3. использование специфических индикаторов, направленных для определения Fe3+, в качестве индикаторов используют роданид калия или сульфосалициловую кислоту. До начала титрования ра-р красный или желтый, в процессе титрования по мере добавления ЭДТА образовался комплекс Fe3+ с ЭДТА (б/цв.). В т.э. ра-р обесцвечивается, т.к. полностью разрушены комплексы Fe3+ с роданидом или салициловой кислотой.
    4. применение спец. металохромных индикаторов (слабые органические соединения).

Рассмотрим механизм действия Ме-хромного индикатора на примере индикатора эриохрома черного Т.

Он собой представляет слабую 3-х основную кис-ту H3Ind.

В зависимости от рН   Ind  по-разному диссоциирует и диссоциированная форма имеет определенную окраску.

H3Ind <=>H+  + H2Ind- <=> H+  + HInd2- <=> H+  + Ind3-

pH 0-2                  2-7                         7-11,5                    >11,5

б/цв.                     красн.                    синий                   оранжевый

механизм действия эриохрома черного Т (рН 8-10)

Me2+  + HInd2- (синий) => MeInd- (красный) + H+

MeInd-   +  H2I2-   +   OH-  => MeI2- (б/цв.)  +  Hind2-  (синий)  + H2O

 

  • Классификация методов и условия комплексонометрического титрования

 

Прямое титрование – используют, когда имеются в наличии подходящие индикаторы и комплексообразование определяемого иона с трилоном Б происходит быстро. Обязательно используют буферный ра-р.

Обратное титрование – выполняют, когда медленно устанавливается равновесие, большое кол-во параллельно протекающих реакций (гидролиз), нет подходящего Ме-индикатора.

Химический анализ выполняют следующим образом: к исследуемому ра-ру добавляют избыток ЭДТА и кипятят, охлаждают и избыток ЭДТА титруют сульфатом магния в присутствии специфического индикатора магнезона (так определяют Al в ра-ре).

Титрование заместителя – в основу метода положена особенность комплекса трилона Б с Mg: самый неустойчивый комплекс.

Методом косвенного титрования определяют редко земельные металлы

Mg2+   +  H2I2-  => (pH=10) MgI2-   +   2H+

Кислотно-основное титрование – выделившееся эквивалентное кол-во H+ при комплексообразовании оттитровывают с помощью кислотно-основных индикаторов.

  • Применение комплексонометрии в химическом анализе

Применяют для определения общей жесткости воды (моль/дм3) и  для определения Ca и Mg в растворе при совместном присутствии.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Узнать стоимость
Поделись с друзьями