Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Марта 2014 в 18:13, шпаргалка
Работа содержит ответы на экзаменационные вопросы по аналитической химии.
Количество израсходованного титранта (раствора тиосульфата натрия) эквивалентно количеству образовавшегося иода и, следовательно, количеству определяемого окислителя Ох, провзаимодействовавшего с иодид-ионами. Титрантом метода является стандартный раствор тиосульфата натрия, чаще всего с молярной концентрацией 0,1; 0,02; 0,01 моль/л. Стандартные растворы тиосульфата натрия нельзя готовить по точной навеске, т. к. кристаллический пентагидрат Na2S2O3•5H2O при хранении частично обезвоживается. Поэтому вначале готовят раствор с приблизительной концентрацией тиосульфата натрия, а затем его стандартизуют. Индикатор в иодометрии - свежеприготовленный 1%-ный раствор крахмала, который прибавляют в титруемый раствор тогда, когда основная часть иода уже оттитрована раствором тиосульфата натрия и титруемый раствор приобрел зеленовато-желтую окраску. После введения крахмала раствор становится синим; продолжают его титрование до перехода синей окраски в светло-зеленую.
Иодометрию применяют для определения таких окислителей, как пероксид водорода Н2O2, пероксиды натрия Na2O2, магния MgO2, бария ВаO2, медь(II), дихромат калия, перманганат калия, арсенат натрия, иод и т.д.
39. Иодатометрия. Хлориодиметрия. Приготовление и стандартизация титранта.
Определение различных восстановителей титрованием раствором иодатом калия: KIO3. Метод фармакопейный. В основе лежит полуреакция: IO3- +6е +6Н+=I-+3H2О. Фактор эквивалентности для иодат иона равен 1/6, отсюда М(1/6 К IO3) =М(К IO3)/6, С(1/6 К IO3)=6С(К IO3). Иодат ион способен в кислой среде восстанавливаться до йода: IO3-+5е+6Н+=0,5I2 +3 Н2О. Титрант метода: водный раствор КIO3 0,1моль/л. Можно готовить по точной навеске химически чистого КIO3. При необходимости стандартизуют стандартным раствором тиосульфата натрия в присутствии индикатора крахмала. Стандартные растворы иодата калия хранят в сосудах из темного стекла с притертыми пробками в темном месте. Индикатор метода либо свежеприготовленный р-р крахмала, либо несмешивающиеся с водой органические экстрагенты (хлороформ, тетрахлорид углерода), способные экстрагировать Йод из водной фазы, окрашиваясь при этом в фиолетовый цвет. Применение: определяют различные вещества обладающие восстановительными свойствами (Sn(II) Sb(III) As(III) Hg22+ Fe(II) иодиды, сульфиты, тиосульфаты, тиоцианаты, аскорб кис-ту, гидразин).
Хлориодиметрия. Определение восстановителей с применением раствора монохлорида иода (ICl) Фармакопейный. В основе полуреакция 1) ICl+2е= I- +Cl-. ICl может также восстанавливаться по схеме: 2) 2 ICl+2е= I2+2 Cl-. При тировании восстановителя х с учетом полуреакции 1 выделяются иодид ионы. После того как все количество восстановителя прореагирует с ICl, прибавляемый избыточной ICl окисляет иодид ионы. 3) ICl+ I-= I2+ Cl-. Суммарно полуреакция 1 и 3 дают полуреакцию 2. Как окислитель ICl более эффективен чем I и более устойчив. Титрант метода –раствор монохлорида иода 0,1 моль/л. По навеске не готовят, а получают непосредственно в сильно кислом растворе между иодидом и иодатом калия в солянокислых растворах на основе реакции: 2КI+КIO3+6HCl=3 ICl+3КCl+3Н2О. Раствор монохлорида иода имеет лимонно-желтый цвет. Стандартизацию проводят по стандартному раствору тиосульфата натрия в присутствии крахмала. Стандартные растворы монохлорида иода хранят в сосудах из темного стекла с притертыми пробками в темном месте. Поскольку он при хранении способен изменять свой титр, то перед применением заново определяют титр по стандартному р-ру тиосульфата натрия. Индикатор – крахмал, окрашивает р-р в синий цвет в точке эквивалентности. Применение: для определения ряда органических лекарственных препаратов (сульфамидных производных, барбитуратов, новокаина, риванола и др. Sn(II) Sb(III) As(III) Hg22+ Fe(II) иодиды, сульфиты, тиосульфаты, тиоцианаты, аскорб кис-ту, гидразин).
Приготовление и стандартизация титранта. Титрант – р-р содержащий активный реагент с помощью которого проводят титрование. Для приготовления титранта используют стандартные в-ва: первичный стандарт – в-во высокой чистоты (обладает устойчивостью на воздухе, с отсутствием гигроскопической влаги, с большой молярной массой эквивалента для уменьшения ошибок, доступен, отсутствует токсичность), стандартные раст-ры – с известной концентрацией активного вещества (часто готовят из фиксаналов). Для установления концентрации активного реагента существует стандартизация по первичному стандарту.
40. Расчеты при обратном титровании. Нитритометрия.
Обратное титрование – это титрование непрореагировавшего вещ-ва, которое прибавлено в избытке к анализируемому р-ру в виде стандартного р-ра. К аликвотной доле анализируемого р-ра объемом V(х)n прибавляют в избытке точно известный V(Т1) стандартного раствора вещества Т1 с молярной концентрацией эквивалента С( 1/z Т1). Определяемое в-во (х) реагирует с Т1 нацело. Затем непрореагировавший избыток в-ва Т1 оттитровывают стандартным р-ром титранта Т2. Схема реакций при обратном титровании: 1) Х+ Т1=продукты реакции.
Т1+ Т2=продукты реакции (Т1 избыток). Расчет концентрации С(1/zХ)
определяемого в-ва Х: в-во Т1 реагирует с Х и Т2, поэтому n(1/z Т1)=n(1/zX)+n(1/z Т2); С(1/z Т1)*V(Т1)= С(1/z Х)*V(X)+C(1/z T2)*V(T2); С(1/ZX)=[C(1/z T1)*V(T1)-C(1/zT2)*V(T2)]/V(X)
Нитритометрия – метод количественного определения в-в с использованием титранта р-ра нитрита натрия NaNO2 (фармакопейный). В основе полуреакция: NO2-+1е+2Н+=NO+Н2О протекает в кислой среде. Поскольку в реакции участвует 1 электрон, то и фактор эквивалентность =1. Титрант – водный р-р нитрита натрия. В начале его готовят с приблизительной концентрацией, затем стандартизуют по стандартному раствору перманганата калия методом обратного титрования с иодометрическим окончанием (выделившийся иод оттитровывают стандартным р-ром тиосульфата натрия в присутствии крахмала). При нитритометрии раствор нитрита натрия прибавляют к кислому титруемому р-ру (сам нитрит натрия не подкисляют – он разлагается). Конец титрования фиксируют потенциометрически. При визуальной индикаторной фиксации конечной точки титрования применяют 2группы индикаторов: внутренние и внешние. В качестве внутренних используют red-ox индикаторы (тропеолин, нейтральный красный, кислотный синий), которые в конечной точке тирования изменяют цвет р-ра. В качестве внешних индикаторов применяют иодидкрахмальную бумагу (фильтровальная бумага пропитанная р-ром крахмала и иодида калия и высушенная). До достижения ТЭ в титруемом р-ре нет окислителя (нитрит ионов), поэтому при нанесении капли такого р-ра на иодидкрахмальную бумагу иодид ионы не окисляются, иод не образуется и бумага не синеет. После достижения ТЭ образующийся иод в присутствии крахмала окрашивает бумагу в синий цвет. Применение: для определения неорганических в-в (олово2, мышьяк3, железо2, гидразин и его производные) и органических соединений, для фарм преп: анестезин, дикаин, левомицетин, новокаин, норсульфазол, парацетамол, стрептоцид, сульфадимезин ит.д.
41.Виды окислительно-
В ОВ титровании, как и в кислотно-основном титрование, применяют прямое, обратное и заместительное титрование. Наиболее точные результаты получают, при прочих равных условиях, при прямом титровании.
В расчетах результатов ОВ титрования молярную массу эквивалента реагирующего вещества А (окислителя или восстановителя) М (1/zА) и молярную концентрацию эквивалента с (1/zА) вычисляют, исходя из того, что в ОВ реакции величина z равна числу электронов n, принимающих участие в реакции, т.е. разности степеней окисления окисленной и восстановленной форм данного вещества А: М(1/zA) =М(А)/z; с(1/zА)=zc(A), где М(А) и с(А)- соответственно молярная масса и молярная концентрация вещества А.
Пример: железо (2) прямым перманганатометрическим титрованием по схеме:
5Fe2++ MnO4-+8H+= Mn2++ 5Fe3++4H2O
Аликвоту анализируемого раствора, содержащего железо(2), титруют стандартным раствором перманганата К.
Полуреакции:
Fe2+- e= Fe3+
MnO4-+ 5e+ 8H+=Mn2++4H2O
В реакции участвуют 5 электронов.
В соответствии с законом эквивалентов n(Fe2+)= n(1/5MnO-4). Количество эквивалентов можно, как обычно, представить в виде произведения молярной концентрации эквивалента на объем соответствующего раствора:
с(Fe2+)V(Fe2+)=c(1/5MnO4-)V(
c(Fe2+)= c(1/5MnO4-)V(MnO4-)/VFe2+
Зная объемы аликвоты анализируемого раствора V(Fe2+) и титранта V(MnO4-), а также концентрацию раствора титранта с(1/5MnO4-), рассчитывают концентрацию с (Fe2+) определяемого вещества в исходном анализируемом растворе. Массу m железо(2) во всем объеме V(в литрах) исходного анализиуемого раствора рассчитывают обычным путем:
m=c(Fe2+)M(Fe2+)V.
Обратное титрование проводится, когда прямое нецелесообразно.
К аликвоте анализируемого раствора, содержащего определяемый компонент Х, прибавляют точно известное кол-во вещ-ва А, взятого в избытке по сравнению с его стехиометрическим кол-вом, и выдерживают раствор некоторое время для обеспечения полноты протекания реакции между Х и А. Непрореагировавший избыток вещ-ва А оттитровывают стандартным раствором титранта Т.
Например, при йодиметрическом определении судьфид-иона к аликвоте анализируемого ратвора, содердащего сульфид-ионы, прибавляют в избытке точно известное кол-во раствора йода. S2- + I2= S+2I-
Непрореагировавший избыток йода оттитровывают стандартным раствором тиосульфата Na: 2Na2S2O3+ I2=Na2S4O6+ 2NaI
Расчеты проводят исходя из закона эквивалентов с учетом полуреакций:
S2-2e=S; (z=n=2)
I2+2e=2I-; (z=n=2)
2S2O32-2e=S4O62-; (z=n/2=2/2=1).
N(1/2I2)=n(1/2S2-)+n(Na2S2O3),
C(1/2S2-)V(S2-)=c(1/2I2)V(I2)-
C(1/2S2-)=[c(1/2I2)V(I2)-c(
M=c(1/2S2-)M(1/2S2-)V,где V- общий объем исходного анализируемого раствора.
Заместительное титрование применяют для определения вещ-в как вступающих, так и не вступающих в реакции.
Например можно определить карбонат-ион в карбонате кальция.
n(CaCO3)=n(H2C2O4),
n(1/2 H2C2O4)=n(1/5КМnO4),
n(1/2 H2C2O4)=c(1/5КМnO4)V(КМnO4),
n(H2C2O4)=0,5n(1/2H2C2O4),
N(CaCO3)= 0,5c(1/5КМnO4)V(КМnO4),
m(CaCO3)=n(CaCO3)M(CaCO3)=0,
42. Методы отдельных навесок и пипетирования. Расчеты. Броматометрия;
При проведении титрования можно брать либо определенную массу анализируемого вещества, либо точно отмеренный объем анализируемого раствора. Различают два подхода: метод отдельных навесок и метод пипетирования
В методе отдельных навесок взвешивают на аналитических весах точную навеску т(А) вещества А, количественно переносят ее в колбу для титрования, растворяют, прибавляя в колбу некоторое количество растворителя, и титруют полученный раствор. При этом объем титруемого раствора можно не измерять.
Пусть на титрование раствора вещества А затрачен объем V(Т) титранта с неизвестной молярной концентрацией эквивалента c(1/zТ). Поскольку А и Т реагируют в эквивалентных соотношениях, то их эквивалентные количества равны п(1/z А) = п(1/z Т). Эти эквивалентные количества можно выразить в виде
n(1/z А) = m(A)/M(1/z A), n(1/z Т) = с(1/z Т)V(Т), где M(1/z А) - молярная масса эквивалента вещества А. Левые части этих уравнений равны; значит, равны и правые части: c(1/z T)V(T) = m(A)/M(1/z A). Отсюда c(1/z T) = m(A)/M(1/z A)V(T).
Титрование проводят заданное число раз (обычно от двух до пяти), каждый раз взвешивая новую навеску вещества А.
В методе пипетирования отбирают с помощью калиброванной пипетки аликвоту - точно измеренный объем V(Х) анализируемого раствора вещества X с неизвестной молярной концентрацией эквивалента c(1/z X) и титруют аликвоту стандартным раствором титранта с молярной концентрацией эквивалента c(1/z Т).
Пусть на титрование затрачен объем титранта V(Т). Тогда получим:c(1/z Х) = с(1/z Т)V(Т)/V(Х).
Определив концентрацию анализируемого раствора, можно рассчитать массу т(Х) вещества X во всем анализируемом растворе: m(X) = c(1/z X)M(1/z X)VK, где VK - объем всего анализируемого раствора в мерной колбе (объем мерной колбы).
Если известна масса т исходной навески, содержащей определяемый компонент X, которая была растворена в мерной колбе при приготовлении анализируемого раствора, можно вычислить массовую долю W(Х) определяемого компонента X в исходной анализируемой навеске:
W(X), % = m(Х) • 100 %/m.
Броматометрия, или броматометричгское титрование, - метод определения восстановителей путем титрования стандартным раствором бромата калия ВrO-3.
Сущность метода. В основе метода лежит полуреакция ВrO-3 +6е + 6Н+ =Br-+ЗН20
В соответствии с вышеприведенной полуреакцией фактор эквивалентности бромат-иона в ОВ процессах такого типа равен 1/z = 1 /n = 1/6. Молярная масса эквивалента бромата калия в подобных ОВ реакциях равна М(1/6КВrO3) = М(КВrO3)/6 = 27,833 г/моль.
Молярная концентрация с(КВrO3) и молярная концентрация эквивалента c(1/6KBrO3) связаны соотношением c(1/6KBrO3) = 6с(КВrO3).
Титрант метода водный раствор КВrO3, чаще всего с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л.
Для приготовления титранта растворяют около 2,80 г (точная навеска) высушенного кристаллического бромата калия в дистиллированной воде в мерной колбе на 1 л и доводят объем колбы водой до метки.
При необходимости титрант стандартизуют иодометрически или по оксиду мышьяка(III).
Стандартизация титранта иодометрическим методом-в колбу с притертой пробкой для титрования вносят 25 мл раствора бромата калия, приготовленного, как описано выше, прибавляют 100 мл дистиллированной воды, 5 мл раствора хлороводородной кислоты. Колбу закрывают пробкой и встряхивают. После этого добавляют раствор, полученный смешиванием 2 г кристаллического иодида калия и 10 мл дистиллированной воды. Колбу закрывают пробкой, встряхивают и оставляют примерно на 5 минут в темном месте для того, чтобы полностью прошла реакция
КВrOз + 6KI + 6НСl = 3I2 + KBr + 6КСl + ЗН20
Образовавшийся иод титруют стандартным 0,1 моль/л раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала в качестве индикатора.
Титрант хранят в сосудах из темного стекла с притертыми пробками в темном месте.
Индикаторы метода. Раствор титранта - бромата калия - бесцветен. Образующиеся в ОВ процессе бромид-ионы также бесцветны. При броматометрическом титровании после достижения ТЭ первая же избыточная капля титранта взаимодействует с бромид-ионами с образованием брома: