Titrimeetriline analüüs. Titrimeetrilised analüüsimeetodid Tiitrimise liigid

KYRGYZ RIIGIÜLIKOOL neid. J. BALASAGYNA

KEEMIA- JA KEEMIATEHNOLOOGIA TEADUSKOND

UNESCO keskkonnahariduse ja loodusteaduste õppetool

ESSAY

distsipliini järgi: Analüütiline keemia

teemal:

NEUTRALISEERIMISE MEETOD TITRIMETRILISES ANALÜÜSIMEETODIS

2. kursuse õpilased gr. xt-1-08

Nimi: Baytanaeva A.

Lektor: dotsent Li S.P.

Biškek-2010

Sissejuhatus

Analüütiline keemia. Määramismeetodid

Titrimeetrilise analüüsi meetod

Tiitritud lahuse valmistamine

Tiitrimine. Näitajad

Meetodid samaväärsuspunktide määramiseks. Titrimeetrilise analüüsi meetodite klassifikatsioon

Tiitrimisanumad

Mahulise analüüsi arvutused

Happe-aluse tiitrimismeetodid või neutraliseerimismeetodid

Järeldus

Viited

Sissejuhatus

Analüütiline keemia on põhiline keemiateadus, mis on teiste keemiateaduste seas silmapaistev. Samal ajal on analüütiline keemia tihedalt seotud igapäevase praktikaga, kuna ilma analüütiliste andmeteta tooraine või lõpptoote põhikomponentide ja lisandite sisalduse kohta on võimatu metallurgiatööstuses, , farmaatsia ja paljud teised tööstusharud.

Majanduslike ja muude oluliste küsimuste lahendamisel on vaja keemilise analüüsi andmeid.

Analüütilise keemia kaasaegne areng, suuresti tänu erinevate tööstusharude edusammudele.

Analüütiline keemia. Määramismeetodid

analüütiline keemia titrimeetriline neutraliseerimine

Analüütiline keemia- see on ainete keemilise koostise ja osaliselt nende keemilise struktuuri määramise teadus. Analüütilise keemia loodud meetodid võimaldavad vastata küsimustele, millest aine koosneb, millised komponendid selle koostisse kuuluvad. Analüütilised meetodid võimaldavad sageli välja selgitada, millises vormis antud komponent on aines, näiteks milline on elemendi oksüdatsiooniaste.

Määramismeetodeid saab klassifitseerida selle aine omaduste põhjal, mis on määramise aluseks. Kui mõõdetakse sette massi, nimetatakse meetodit gravimeetriliseks, kui määratakse lahuse värvuse intensiivsus, siis fotomeetriline ja kui EMF väärtus on potentsiomeetriline.

Määramismeetodid on sageli jagatud keemiline(klassikaline), füüsikalis -keemiline(instrumentaalne) ja füüsiline.

Keemiline analüütilises keemias on tavaks helistada peamiselt gravimeetriline ja titrimeetriline meetodeid. Need meetodid on vanimad, kuid siiski laialt levinud ning neil on oluline roll keemilise analüüsi praktikas.

Gravimeetriline (massi) analüüs - keemiliselt puhtas olekus või vastavate ühendite kujul isoleeritud analüüdi või selle koostisosade massi mõõtmine.

Titrimeetriline (mahuline) analüüs - täpselt teadaoleva kontsentratsiooni reaktsiooniks tarbitud reaktiivi mahu mõõtmine.

Füüsikalis -keemiline ja füüsiline analüüsimeetodid on tavaliselt jagatud järgmistesse rühmadesse:

1) elektrokeemiline

2) spektraalne (optiline)

) kromatograafiline

) radiomeetriline

) massispektromeetriline

Titrimeetrilise analüüsi meetod

Titrimeetriline analüüsimeetod on kvantitatiivse analüüsi meetod, mis põhineb reaktiivi koguse mõõtmisel, mis on vajalik reaktsiooni lõpuleviimiseks antud koguse analüüdiga.

Meetod seisneb selles, et analüüdi lahusele lisatakse järk -järgult teadaoleva kontsentratsiooniga reaktiivi lahus. Reaktiivi lisamist jätkatakse seni, kuni selle kogus muutub samaväärseks sellega reageeriva analüüdi kogusega.

Kvantitatiivsed määramised mahulise meetodi abil on väga kiired. Titrimeetriliseks määramiseks kuluvat aega mõõdetakse minutites. See võimaldab ilma suurema vaevata teha mitmeid järjestikuseid ja paralleelseid määratlusi.

Titrimeetrilise analüüsi rajaja on prantsuse teadlane J. L. Gay-Lussac.

Nimetatakse keemilist elementi, lihtsat või keerulist ainet, mille sisaldus määratakse analüüsitava toote antud proovis määratud aine.

Määratud ainete hulka kuuluvad ka aatomid, ioonid, seotud vabad radikaalid ja funktsionaalrühmad.

Tahket, vedelat või gaasilist ainet, mis reageerib teatud ainega, nimetatakse reagent.

Tiitrimine on ühe lahuse valamine teisele pidevalt segades. Ühe lahuse kontsentratsioon on täpselt teada.

Titrant(standard- või tiitrimislahus) on täpselt teadaoleva kontsentratsiooniga lahus.

Normaalsus lahus N - 1 grammis lahuses sisalduva aine gramm -ekvivalendi arv.

N 1 V 1 = N 2 V 2

Tiiter(T) on standardlahuse (tiitri) täpne kontsentratsioon.

Väljendatakse 1 ml lahuses sisalduva lahustunud aine grammide arvuga, g / ml.

Analüütilises keemias on tiiter üks viis lahuse kontsentratsiooni väljendamiseks.

N- lahuse normaalsus, g-ekv / l

E-ekvivalent lahustunud ainega

T-tiiter, g / cm 3 (ml).

Keemilised elemendid või nende ühendid alustavad üksteisega keemilisi reaktsioone rangelt määratletud massikogustes, mis vastavad nende keemilistele ekvivalentidele (grammi ekvivalendid).

Teisisõnu, ühe aine gramm ekvivalent reageerib teise aine ühe grammi ekvivalendiga.

Tiitritud lahuse valmistamine lähtematerjali täpselt kaalutud osa põhjal

Esimene meetod täpselt teadaoleva kontsentratsiooniga lahuse valmistamiseks, s.t. mida iseloomustab teatud tiiter, on algse keemiliselt puhta aine täpse kaalutud osa lahustamine vees või muus lahustis ja saadud lahuse lahjendamine nõutava mahuni. Teades vees lahustunud keemiliselt puhta ühendi massi ja saadud lahuse mahtu, on lihtne arvutada ettevalmistatud reaktiivi tiiter (T), g / ml :

Seda meetodit kasutatakse selliste ainete tiitritud lahuste valmistamiseks, mida on lihtne saada puhtal kujul ja mille koostis vastab täpselt määratletud valemile ega muutu ladustamise ajal. Aine kaalutakse kaalupudelis. Sel viisil on võimatu valmistada ainete tiitritud lahuseid, mis on väga hügroskoopsed, kergesti kaotavad kristalliseerumisvee, puutuvad kokku õhu süsinikdioksiidiga jne.

Tiitritud lahuste valmistamine vastavalt "fikseeritud kanalile"

Väga sageli kasutatakse praktikas tiitritud lahuste valmistamiseks keemiatehastes või spetsiaalsetes laborites täpselt kaalutud koguseid tahkeid keemiliselt puhtaid ühendeid või täpselt mõõdetud nende lahuste koguseid.

Vajaliku tiitrimislahuse valmistamiseks purustatakse ampull spetsiaalse lehteriga, mis on varustatud stantsimisseadmega, selle sisu kantakse kvantitatiivselt mõõtekolbi ja maht viiakse veega märgini.

Tavaliselt sisaldavad ampullid 0,1 g-ekv ainet, s.t. nii palju kui on vaja 1L 0,1N valmistamiseks. lahendus.

Tiitrimine

Tiitrimine toimub järgmiselt. Büretti täidetakse töölahusega kuni nulljaotuseni, nii et selle alumises otsas poleks õhumulle. Uuritavat lahust mõõdetakse pipetiga ja kantakse koonilisse kolbi. Sellesse valatakse mitu tilka indikaatorlahust, välja arvatud juhtudel, kui üks võetud lahustest on indikaator. Büretist saadud lahust lisatakse järk -järgult kolvis olevale lahusele, kuni kolvis oleva lahuse värvus muutub. Esiteks valatakse lahus büretist õhukese vooluna, pidevalt segades tiitritavat lahust, pöörates kolbi. Tiitrimise käigus valatakse töölahus üha aeglasemalt ja tiitrimise lõpuks lisatakse see tilkhaaval.

Tiitrimise ajal on vaja kasutada büretti klambrit vasaku käega ja samaaegselt pöörata kolbi tiitritud vedelikuga parema käega, segades nii tiitritud lahust.

Tiitrimistulemused on õiged, kui tiitrimise lõpus muutub tiitritud lahuse värvus järsult ühest töölahuse tilgast. Lahuse värvimuutuse märgatavamaks muutmiseks asetage tiitrimise ajal kolb koos tiitrimislahusega valgele alusele.

Pärast iga tiitrimist loendatakse tarbitud töölahuse maht büretti skaalal ja loendamistulemus registreeritakse laboripäevikus. Iga lahust tiitritakse vähemalt kolm korda, tiitrimise tulemused ei tohiks üksteisest erineda rohkem kui 0,1 ml. Lahuse kontsentratsioon arvutatakse keskmisest.

Näitajad

Indikaatorid on ained, mida kasutatakse tiitritud lahuste vahelise samaväärsuse hetke kindlakstegemiseks. Indikaatoritena kasutatakse kõige sagedamini aineid, mis võivad anda kergesti märgatava värvireaktsiooni ühe reageeriva ainega. Näiteks muutub tärklis joodilahusega interakteerudes intensiivseks siniseks. Seetõttu on tärklis vaba joodi näitaja. Üks ja sama indikaator omandab erinevates tingimustes sageli erineva värvi. Näiteks fenoolftaleiin happelises ja neutraalses keskkonnas on värvitu ja leeliselises keskkonnas omandab see punakasvioletse värvi.

Mõnikord on indikaator otseselt üks reageerivatest ainetest. Näiteks oksüdeeriva aine KMnO 4 lahus happelises keskkonnas muutub värviliseks, kui sellele lisatakse järk -järgult redutseeriv aine. Niipea kui lahusesse ilmub liigne tilk KMnO 4, muutub lahus kahvaturoosaks.

Meetodid samaväärsuspunktide määramiseks

Tiitrimise lõpp- või samaväärsuspunkti määramine on titrimeetrilise analüüsimeetodi kõige olulisem toiming, kuna analüüsitulemuste täpsus sõltub samaväärsuspunkti määramise täpsusest. Tavaliselt määrab tiitrimise lõpu tiitrimise alguses või ajal kasutusele võetud tiitritud lahuse või indikaatori värvimuutus. Tiitrimise ajal tiitrimislahuses toimuvate muutuste hindamiseks kasutatakse ka indikaatorivabu meetodeid, mis põhinevad spetsiaalsete seadmete kasutamisel. Selliseid meetodeid nimetatakse füüsikalis -keemilisteks või instrumentaalseteks meetoditeks ekvivalentsuspunktide määramiseks. Need põhinevad tiitritud lahuste elektrijuhtivuse, potentsiaalsete väärtuste, optilise tiheduse ja muude füüsikalis -keemiliste parameetrite mõõtmisel, mis samaväärsuspunktis järsult muutuvad.

Samaväärsuspunkti saab määrata järgmiste meetoditega:

) visuaalselt - lahuse värvi muutmisega, kui analüüt või reagent on värvitud; kuna samaväärsuspunktis väheneb analüüdi kontsentratsioon miinimumini ja reaktiivi kontsentratsioon hakkab suurenema.

) visuaalselt - hägususe või reaktsioonisaaduste moodustumisest tingitud lahuse värvimuutuse või värvitu näitaja tõttu.

) füüsikalis -keemiliste meetoditega, millele järgneb tiitrimiskõverate analüüs, mis peegeldab tiitrimisel saadud lahuste füüsikalis -keemiliste parameetrite muutusi, sõltumata värvist. Ekvivalentsuspunkt määratakse kõverate ristumiskoha või tiitrimiskõvera hüppega.

Tiitrimise klassifikatsioon

)Neutraliseerimise meetod põhineb hapete, aluste, nõrkade hapete või nõrkade aluste soolade neutraliseerimisreaktsioonide kasutamisel, tugevalt vesilahustes hüdrolüüsitud, mitmesugused anorgaanilised ja orgaanilised ühendid, millel on mittevesilahustes happelised või aluselised omadused jne.

)Redoxi meetod See põhineb elementide oksüdeerimis-redutseerimisreaktsioonide kasutamisel, mis on võimelised üle minema madalamatest oksüdatsiooniastmetest kõrgematesse ja vastupidi, samuti ioonidest ja molekulidest, mis reageerivad oksüdeerivate või redutseerivate ainetega ilma neid otseselt oksüdeerimata või redutseerimata.

)Ladestusmeetod põhineb sademereaktsioonide kasutamisel.

)Kompleksimise meetod põhineb kompleksimisreaktsioonide kasutamisel, millest kõige laialdasemalt kasutatakse metalliioonide reaktsioone niinimetatud kompleksoonidega.

Tiitrimisanumad

Mõõtekolvid kasutatakse lahuste mahu mõõtmiseks, teatud kontsentratsiooniga lahuste valmistamiseks. Kolbi vedeliku maht väljendatakse milliliitrites. Kolb näitab selle mahutavust ja temperatuuri (20 0 С), mille juures seda mahtu mõõdetakse.

Mõõtekolvid on saadaval erineva mahutavusega: 25 ml kuni 2000 ml.

Pipetid kasutatakse väikeste lahusekoguste mõõtmiseks ja teatud koguse lahuse teisaldamiseks ühest anumast teise. Vedeliku maht, mida pipett mahutab, on väljendatud milliliitrites. Pipeti laiendatud osa näitab selle mahutavust ja temperatuuri (tavaliselt 20 ° C), mille juures seda mahtuvust mõõdetakse.

Pipette on erineva mahuga: 1 kuni 100 ml.

Väikese mahutavusega mõõtepipetid ei laiene ja on gradueeritud 0,1-1 ml-ni.

Büretid on kitsad, astmelised, silindrilised klaasist torud. Büreti üks ots on kitsenev ja varustatud klaaskorgi või kummitoruga, mis on ühendatud kapillaariga, mille kaudu lahus büretist valatakse. Kummist toru kinnitatakse väljastpoolt metallklambriga. Klambri vajutamisel indeksi ja pöidlaga valatakse büretist välja vedelik.

Hästi pestud büretti loputatakse 2-3 korda destilleeritud veega ja seejärel lahusega, millega see täidetakse. Kraani kapillaaris ei tohi olla õhumulle. Jaotuste loendamisel peaksid vaatleja silmad olema meniski tasemel. Heledate vedelike maht loetakse piki alumist meniski, tumedad, näiteks KMnO 4, I 2, - mööda ülemist.

Kooniline kolb

Astmelised silindrid

Arvutamine mahulises analüüsis

Grammi ekvivalent

Grammi ekvivalent on aine grammide arv, mis on antud reaktsioonis samaväärne (keemiliselt ekvivalentne) grammi aatomi või grammi vesinikiooniga. Sellest määratlusest järeldub, et sama aine gramm-ekvivalent erinevates reaktsioonides võib olla erinev. Näiteks võib Na 2 CO 3 happega reageerida kahel viisil:

Na2CO3 + HCI = NaHCO3 + NaCI (1) 2CO3 + 2HCI = NaCI + H2CO3 (2)

Reaktsioonis (1) reageerib üks gramm molekul Na 2 CO 3 ühe grammi HCI molekuliga, mis vastab ühele grammi aatomile vesinikule. Selles reaktsioonis on Na 2 CO 3 grammi ekvivalent võrdne mooliga M (Na 2 CO 3), mida väljendatakse võrdsusega E (Na 2 CO 3) = M (Na 2 CO 3). Reaktsioonis (2) reageerib üks gramm molekul Na2CO3 kahe mooli HCI-ga. Seega

E (Na2CO3) = = 53 g.

Normaalsed ja molaarsed lahused

Normaalsus lahus N - 1 grammis lahuses sisalduva aine gramm -ekvivalendi arv.

Molaarsus lahus näitab, kui palju mooli lahustunud ainet on 1 liitris lahuses.

Teades lahuse kontsentratsiooni, väljendatuna grammides mahu kohta, saate arvutada selle normaalsuse ja molaarsuse:

Näide: 250 ml kaltsiumhüdroksiidi lahust sisaldab 3,705 g Ca (OH) 2. Arvutage lahuse normaalsus ja molaarsus.

Lahendus: Esiteks arvutame välja, mitu grammi Ca (OH) 2 sisaldub 1 liitris lahuses:

3,705 g Ca (OH) 2 - 250 ml X = 14,82 g / l

X g Ca (OH) 2 - 1000 ml

Leiame grammi molekuli ja grammi ekvivalendi:

M ( Ca (OH) 2) = 74,10 g ( Ca (OH) 2) = 37,05 g.

Lahenduse normaalsus:

05g / l - 1n. X = 0,4n.

14,82 g / l - X n.

Lahuse molaarsus:

10 g / l - 1 mol X = 0,2 M

82 g / l - X mol

Teades lahuse normaalsust või molaarsust, saate arvutada selle tiitri.

Näide: Arvutage tiiter 0,1 N. H2S04 lahus NaOH -s.

Lahendus:

TH2S04 / NaOH = g / ml

Mahulises analüüsis kasutatakse mitmeid arvutusmeetodeid.

) Analüüsitava lahenduse normaalsuse arvutamine töölahenduse normaalsusest... Kui kaks NaOH ainet interakteeruvad, reageerib ühe aine gramm ekvivalent teise grammiekvivalendiga. Sama normaalsusega erinevate ainete lahused sisaldavad võrdsetes kogustes sama arvu lahustunud aine grammi ekvivalente. Järelikult sisaldavad samad kogused selliseid lahuseid ainet samaväärses koguses. Seetõttu näiteks 10 ml 1N neutraliseerimiseks. HCI vajab täpselt 10 ml 1n. NaOH lahus.

Sama normaalsuse lahendused reageerivad võrdsetes kogustes.

Teades ühe kahest reageerivast lahendusest normaalsust ja nende mahtu, mida kulutati üksteise tiitrimisele, on lihtne määrata teise lahenduse tundmatust normaalsust. Tähistame esimese lahenduse normaalsust N 2 -ga ja selle mahtu V 2 -ga. Seejärel võime öeldu põhjal võrdsuse kokku leppida:

V 1 N 1 = V 2 N 2

Näide. Määrake vesinikkloriidhappe lahuse normaalsus, kui on teada, et 30,00 ml selle neutraliseerimiseks oli vaja 28,00 ml 0,1100 N. NaOH lahus.

Lahendus .

HCI V HCI = N NaOH V NaOH

NHCI = = .

) Analüüdi koguse arvutamine töölahuse tiitri järgi, väljendatuna analüüdi grammides. Töölahuse tiiter analüüsitava aine grammides on võrdne analüüdi grammide arvuga, mis võrdub 1 ml töölahuses sisalduva aine kogusega. Teades analüüdi töölahuse tiitrit T = ja tiitrimiseks tarbitud töölahuse mahtu, on võimalik arvutada analüüdi grammide (mass) arv.

Näide. Arvutage Na 2 CO 3 protsent proovis, kui proovi tiitrimiseks on 0, 100 g. tarbitud 15,00 ml 0,1 n. HCI.

Lahendus.

M (Na2C03) = 106,00 gr. E (Na2CO3) = 53,00 gr.

T (HCI / Na2C03) = =g / ml (Na 2 CO 3) = T (HCI / Na 2 CO 3) V HCl = 0,0053 * 15,00 = 0,0795 g.

Na 2 CO 3 protsent on

3) Uuritava aine milligrammiekvivalentide arvu arvutamine. Korrutades töölahuse normaalsuse uuritava aine tiitrimiseks tarbitud mahuga, saame uuritava aine tiitritavas osas lahustunud aine milligramm ekvivalendi arvu. Analüüdi mass on võrdne:

(gr.)

Analüüsi tulemuste statistiline töötlemine

Ainete (proovide) analüüsimisel tehakse tavaliselt mitu paralleelset määramist. Sel juhul peaksid üksikud määramistulemused olema väärtuselt lähedased ja vastama uuritava aine (proovi) komponentide (elementide) tegelikule sisaldusele.

On kaks tegurit, mille põhjal analüütik hindab analüüsi tulemusi.

1) Saadud tulemuste reprodutseeritavus.

2) Vastavus aine (proovi) koostisele

Analüüsi tulemuste reprodutseeritavus sõltub juhuslikest analüüsivigadest. Mida suurem on juhuslik viga, seda suurem on väärtuste hajumine analüüsi kordamisel. Juhuslikku viga saab mõõta mõõdetud väärtustega (mg, mg / l) või väljendada protsentides. Järelikult määrab reprodutseeritavus tõenäosuse, et järgnevate mõõtmiste tulemused jäävad teatud kindlaksmääratud ajavahemikku, mille keskmes on kõigi selle meetodiga tehtud määramiste keskmine väärtus.

Erinevalt juhuslikest vigadest mõjutavad süstemaatilised vead kõiki mõõtmisi alati samal määral.

Kõigi analüütiliste määramiste ja uuringute eesmärk on leida tulemused, mis on kõige lähemal tegelikule koostisele või proovikomponentide tegelikule sisule.

Analüütiliste määramiste tulemuste täpsuse või usaldusväärsuse hindamiseks kasutatakse tulemuste statistilist töötlemist ja arvutatakse järgmised väärtused:

1) Aritmeetiline keskmine

) Dispersioon

Juure keskmine ruutviga

S =

3) Aritmeetilise keskmise ruutviga

a = 0,95; R = 2

4)
Usaldusvahemik

Happe-aluse tiitrimismeetodid või neutraliseerimismeetodid

Neutraliseerimismeetodid põhinevad neutraliseerimisreaktsioonide kasutamisel. Vesilahustes toimuva neutraliseerimisprotsessi peamine võrrand on hüdroonium (või vesinik) ioonide vastasmõju hüdroksüülioonidega, millega kaasneb nõrgalt dissotsieerunud veemolekulide teke:

H 3 O + + OH - → 2H 2 O või

H + + OH - → H20

Neutraliseerimismeetodid võimaldavad kvantitatiivselt määrata happeid (kasutades leeliste tiitritud lahuseid), aluseid (kasutades happe tiitritud lahuseid) ja muid aineid, mis reageerivad stöhhiomeetrilistes suhetes vesilahuste hapete ja alustega.

Määramistehnika seisneb selles, et tiitritud happe (või aluse) lahus valatakse büretist järk -järgult teatud kogusse aluse (või happe) lahusesse, kuni saavutatakse samaväärsuspunkt. Katselahuses sisalduva aluse (või happe) kogus arvutatakse happe (või aluse) tiitritud lahuse mahu järgi, mis on tarbitud, et neutraliseerida analüüsitava proovi lahuse või uuritava toote kaalutud osa teatud kogus.

Lahuse happesus või aluselisus määratakse indikaatorite abil. Värvi arendamiseks piisab, kui lisada uuritavale lahusele ainult 1-2 tilka 0,1% indikaatorlahust. Tabelis on toodud erinevate indikaatorite värvid hapete ja leeliste lahustes.

Tabel 1 Indikaatorite värvus leeliste ja hapete lahustes.

Vaatame konkreetset näidet. Olgu teadmata kontsentratsiooniga NaOH lahus. 10,0 ml seda lahust pandi kolbi ja lisati 1 tilk nõrka fenoolftaleiini lahust. Lahus muutus karmiinpunaseks (joonis 1a).

Tugeva happe tiitrimine tugeva alusega

A) Keetmine 0,1 N. HCI lahus

0,1 N valmistamiseks. lahuse HCI võtta happe madalama kontsentratsiooniga, umbes 20%. Selle tihedus määratakse hüdromeetriga (see on võrdne 1,140); selleks valatakse hape kõrgesse silindrisse, mille läbimõõt ületab hüdromeetri kuuli läbimõõdu. Langetage hüdromeeter ettevaatlikult vedelikku ja veenduge, et see hõljuks vabalt, puudutamata silindri seinu. Loendamine toimub hüdromeetri skaalal. Skaala jaotus, mis langeb kokku vedeliku tasemega, näitab lahuse tihedust. Seejärel selgitavad nad välja protsentuaalse kontsentratsiooni (teatmeteose järgi) ja arvutavad välja, kui palju seda hapet tuleks võtta, et saada 500 ml 0,1 N. HCI lahus.

C (HCI) = 28, 18%

Proovi arvutamine mõõtekolbi mahu jaoks (250 ml)

m= = 36,5 * 0,1 * 0,25 = 0,92 g HCl.

gr. algne hape sisaldab --- 28,18 gr. keemiliselt puhas HCI.

X gr. --- 0,92 g HCI.

NS= 3,2 gr. keemiliselt puhas HCI.

Selleks, et mitte kaaluda soolhapet, vaid mõõta seda keeduklaasiga, arvutame lahuse valmistamiseks vajaliku happe mahu 28,18%. Selleks jagage 28,18% happe mass tihedusega:

V= = =2,8 ml. HCI

Seejärel mõõdetakse 2,8 ml hapet, kantakse 500 ml mõõtekolbi ja lahuse maht viiakse märgini ning pärast kolbi sulgemist korgiga segatakse. Saanud umbes 0,1 N. HCI lahus, seadke tiiter ja selle normaalne kontsentratsioon naatriumtetraboraadi lahusega.

B) Küpsetamine 0,1N. naatriumtetraboraadi lahus (booraks)

HCI lahuse tiitri määramiseks võetakse naatriumtetraboraadi kristalne hüdraat. See sool vastab peaaegu kõigile lähteainetele esitatavatele nõuetele, kuid külmas vees lahustub see suhteliselt vähe. HCI või väävelhappe tiitri määramiseks kasutage ümberkristallitud produkti.

Kui naatriumtetraboraat lahustatakse vees, toimub hüdrolüüsireaktsioon:

В 4 О 7 2- + 5H 2 O D 2H 2 BO 3 - + 2H 3 BO 3

H 2 BO 3 ioonid omakorda läbivad hüdrolüüsi:

H 2 BO 3 - + H 2 OD OH - + H 3 BO 3

Ioonid tiitritakse happega ja hüdrolüüs läheb lõpuni. Kokku saab tiitrimisreaktsiooni väljendada järgmise võrrandiga:

B 4 O 7 2- + 2H + +5 H 2 OD 4H 3 BO 3

E (Na2B4O710H20) = 190,6

1000 ml (H 2 O) --- 190,6 gr. (Na2B40710H20) X = 95, 3gr. (Na 2 B 4 O 7 10H 2 O)

500 ml (H 2 O) --- X gr. (Na 2 B 4 O 7 10H 2 O)

95, 3 gr. --- 1n. X = 9, 5 gr. (Na 2 B 4 O 7 10 H 2 O)

X gr. --- 0,1 n.

Naatriumtetraboraadi lahustamiseks valatakse kolbi umbes ½ destilleeritud veega kolvi, kuumutatakse veevannis, segades kolvi sisu pöörleva liigutusega, kuni sool on täielikult lahustunud. Pärast lahustumist jahutatakse naatriumtetraboraadiga kolb toatemperatuurini ja viiakse destilleeritud veega märgini, kõigepealt väikeseks ja seejärel tilkhaaval, kasutades kapillaarpipetti. Pärast kolbi sulgemist korgiga segatakse hoolikalt.

Naatriumtetraboraadi lahuse tiitri ja normaalse kontsentratsiooni arvutamisel kasutatakse järgmisi valemeid:

T (Na2B4O710H20) = (g / ml)

N (Na2B40710H20) = (g-ekv / l)

C) HCI lahuse tiitri määramine naatriumtetraboraadiga pipeteerimise teel.

Võtke puhas 10 ml pipett, loputage naatriumtetraboraadi lahusega (mõõtekolbist). Täitke pipett lahusega kuni märgini ja viige tiitrimiseks teise kolbi, lisage 2-3 tilka metüüloranži indikaatorit. Enne tiitrimist pestakse büretti kaks korda väikese koguse HCI -ga ja täidetakse seejärel meniski nulli viimiseks. Pärast kapillaartorus (ninas) olevate õhumullide kontrollimist tiitrige, kuni ilmub kahvatupunane värv. Tiitrimist korratakse 3 korda ja arvutatakse keskmine.

tiitrimine 15,0 ml HCl

2 tiitrimine 14,8 ml HCI V CP = 14,76 ml

3 tiitrimine 14,5 ml HCl -ga

Pärast tiitrimist arvutatakse HCI lahuse normaalne kontsentratsioon. Happe normaalsus arvutatakse kolme määramise keskmise põhjal. Arvutamine toimub järgmise valemi järgi:

N SOOLAD V SOOLAD = N Hape V Hape

N HCI =

N HCI == 0,06775 (g-ekv / l)

D) Tiitritud naatriumhüdroksiidi lahuse valmistamine

Naatriumhüdroksiidi reaktiivid sisaldavad sageli naatriumkarbonaadi lisandeid ja seetõttu peab leelislahus täpseks tööks olema keemiliselt puhas.

Vesinikkloriidhappe naatriumhüdroksiidi lahuse tiitri määramisel võetakse 100 ml mõõtekolb. Destilleeritud vesi lisatakse märgini teadmata koguse NaOH -ga, suletakse korgiga ja segatakse. Seejärel võtke 10 ml pipetiga mõõtekolbist leeliseline lahus ja viige see tiitrimiskolbi, lisage 2-3 tilka fenoolftaleiini ja tiitrige vesinikkloriidhappega kuni värvimuutuseni. Tiitrimist korratakse 3 korda ja arvutatakse keskmine.

E tiitrimine - 1,8 ml

2. tiitrimine - 1,7 ml V CP = 1,7 ml

3. tiitrimine - 1,6 ml

T HCl / NaOH = = = 0,00271 g / ml

m NaOH =

1) m NaOH = = 0,04878 gr.

) m NaOH = 0,00271 * 1,7 * 10 = 0,04606 gr.

) m NaOH = 0,00271 * 1,6 * 10 = 0,04336 gr.

Analüüsi tulemuste statistiline töötlemine

) S 2 = = = 4 * 10 -6

3) S = ==2*10 -3

) = ==1, 1*10 -3

6) åa = ta, RS = 4,303 * 1, 1 * 10-3 = 4 * 10-3

7) a = ± åa = (0,04606 ± 4 * 10 - 3)

Naatriumhüdroksiidi ja naatriumkarbonaadi määramine nende ühisel juuresolekul

Naatrium- ja kaaliumhüdroksiidid neelavad õhust süsinikdioksiidi ja muutuvad karbonaatideks:

NaOH + CO 2 ŽNa 2 CO 3 + H 2 O

Seetõttu sisaldavad nii nende reaktiivide tahked ained kui ka lahused sageli karbonaatide segu. Laboratoorses praktikas on sageli vaja naatriumkarbonaati määrata naatriumhüdroksiidi juuresolekul. Selleks võib kasutada 2 meetodit: esimene on kahe NaVC03 tiitrimiskõvera fikseerimine (Wardi meetod); teine, tiitrides NaOH lahust, sadestades esmalt karbonaatioon CO 3 2- baariumiooniga Ba 2+ (Winkleri meetod).

Esimese meetodi kohaselt väljendatakse naatriumkarbonaadi ja naatriumhüdroksiidi segu tiitrimist vesinikkloriidhappega järgmiste võrranditega:

NaOH + Na2CO3 + 2HCI g 2NaCI + NaHC03 + H2O3 + HCIg NaCI + H20 + CO 2 h

Esimene faas lõpeb pH -ga 8,3 fenoolftaleiini indikaatori värvimuutuste vahemikus ja teine ​​pH -ga 3,85 metüüloranži värvimuutuse vahemikus. Seetõttu tiitritakse esimeses samaväärsuspunktis kogu NaOH ja pool Na 2 CO 3 -st fenoolftaleiiniga ning teises tiitritakse ülejäänud pool naatriumkarbonaadist metüülaranžiga.

NaOH proovi võtmine

Kaalutud osa arvutamine mõõtekolbi (250 ml) mahu jaoks:

Härra (NaOH) = 40 m = ==1 gr.NaOH

E (NaOH) = 40 g.

Võtke liigend Na 2 CO 3

Mr (Na 2 CO 3) = 106 m = =53*0, 1*0, 25= 1,3 gr . Na 2 CO 3

E (Na2CO3) = 53 g

Edusammud

Kaalutud osa NaOH ja Na2CO3 pannakse 250 ml mõõtekolbi, lahustatakse destilleeritud veega ja viiakse maht märgini.

Seejärel võetakse pipetiga 10 ml seda lahust, kantakse teise kolbi ja lisatakse 4-5 tilka 0,1% fenoolftaleiini lahust ning tiitritakse HCI lahusega kuni värvuse muutumiseni.

Tarbitud HCI kogust mõõdetakse büretti abil ja registreeritakse. Seejärel lisage lahusega samasse kolbi 2-3 tilka metüülaranži, saadakse analüüsitud lahuse kollane värv ja tiitritakse samast büretist HCI, kuni ilmub oranž värv. Büretti loetakse uuesti. Tiitrimist korratakse 3 korda ja nagu alati, võetakse keskmine.

a) tiitrimine fenoolftaleiiniga:

1) 12,2 ml HCl

) 12,1 ml HCI V av = 12,06 ml HCI

2. N NaOH = NaOH = = 0,048 (g-ekv / l)

Arvutame naatriumhüdroksiidi grammide arvu 250 ml lahuses:

m = = 0,6775 (g)

T Samuti arvutatakse lahuse kontsentratsioon ja naatriumkarbonaadi kogus:

N (Na2C03) = = 0,06715 (g-ekv / l) = = 0,8976 (g)

D Analüüsi täpsuse parandamiseks on soovitatav: a) tihendada fenoolftaleiiniga hoolikalt, eriti lõpupoole, et vähendada süsihappe tekkimise võimalust; b) vähendada СО 2 imendumist õhust analüüsitava lahuse abil, mille puhul ei tohiks lasta lahusel enne tiitrimist avatud kolvis seista ja seda tuleb tiitrimise ajal õrnalt segada.

Test

Tiitrimine fenoolftaleiiniga:

1) 4,4 ml HCI

2) 4,4 ml HCI

3) 4,6 ml HCI

Tiitrimine metüüloranžiga:

1) 6,3 ml HCI

2) 6,4 ml HCI

3) 6,3 ml HCI

1) Seetõttu kulus NaOH ja poole Na 2 CO 3 tiitrimiseks 4,6 ml HCl ning kogu NaOH ja Na 2 CO 3 jaoks 6,6 ml HCI;

pool Na2CO3 - (6,3-4,4) = 1,9 ml

kogu Na 2 CO 3 koguse kohta - (1,9 * 2) = 3,8 ml

2) NaOH ja poole Na 2 CO 3 tiitrimiseks kulus 4,8 ml HCl ning kogu NaOH ja Na 2 CO 3 jaoks 6,7 ml HCl.

pool Na2CO3 - (6,4-4,4) = 2 ml

kogu Na 2 CO 3 koguse kohta - (2 * 2) = 4 ml

NaOH tiitrimiseks - (6,4-4) = 2,4 ml

) NaOH ja poole Na2CO3 tiitrimiseks kulus 5 ml HCl ja kogu NaOH ja Na2CO3 jaoks 6,8 ml HCl.

pool Na2CO3 - (6,3-4,6) = 1,7 ml

kogu Na 2 CO 3 koguse kohta - (2 * 1,7) = 3,4 ml

tiitrimiseks NaOH -ga - (6,3-3,4) = 2,9 ml

TCI / NaOH = = g / ml

m NaOH =

) m NaOH = 0,0027 * 2,5 * 10 = 0,0675 gr.

) m NaOH = 0,0027 * 2,4 * 10 = 0,0648 gr.

) m NaOH = 0,0027 * 2,9 * 10 = 0,0783 gr.
=3

Viited

1) Vassiljev V.P. Analüütiline keemia, I osa Moskva 1989

2) Zolotov Yu.A. Analüütiline keemia: probleemid ja saavutused Moskva 1992

) Kreshkov A.P. Analüütilise keemia alused, II osa

) Loginov, Shapiro S.A. Analüütiline keemia Moskva 1971

Titrimeetrilise meetodi üldsätted. Tootmises, keskkonnakaitses, teaduslikus tegevuses on pidevalt vaja välja selgitada selle või selle toote, tooraine, loodusliku või tehismaterjali koostis. Need ülesanded lahendatakse meetoditega analüütiline keemia... Sel juhul, kvalitatiivne analüüs kui analüüsitud proovis on piisav teatud ainete olemasolu või puudumise kindlakstegemiseks või kvantitatiivne analüüs kui nad saavad teada, millised ained ja millises koguses sisalduvad analüüsitava proovi koostises (põhikomponendi kujul või lisandina).

Üks levinumaid ja täpsemaid kvantitatiivse keemilise analüüsi meetodeid on titrimeetriline analüüsimeetod... See nimi näitab, et meetodi rakendamisel viiakse läbi protsess tiitrimine, mis seisneb ühe lahuse järkjärgulises lisamises teise lahuse teatud mahule. Sel juhul kasutatakse ilmset tõsiasja, et kahe aine vaheline reaktsioon kestab seni, kuni üks neist on ära kasutatud. Reaktsioonivõrrandi abil saate arvutada ühe reaktiivi koguse, kui teate, kui palju teine ​​reagent on reageerinud.

Kvantitatiivse analüüsi titrimeetriline meetod põhineb reagentide lahuste mahu täpsel mõõtmisel, millest ühe kontsentratsioon on täpselt teada (teadaoleva kontsentratsiooniga lahuseid nimetatakse standard *). Määratud ühe lahuse maht tiitrima teise lahendusega. Tiitrimine peatatakse, kui tiitritavas lahuses olev aine on käimasoleva reaktsiooni tulemusena täielikult ära kasutatud. Seda hetke nimetatakse samaväärsuse punkt ja vastab asjaolule, et aine kogus (moolide arv) lisatud lahuses ( titrant) muutub samaväärseks tiitrimislahuses sisalduva aine kogusega (samaväärsuspunkti saavutamise hetke määrab värvimuutus indikaator- näitajaid vt allpool).

Tiitrimise tehnika. Näitajad. Tiitrimise lisamiseks tiitritavale lahusele kasutage büretti- kitsas ja pikk klaasist toru, millele kantakse kümnendik milliliitri astmestik (vt pilti kaane esimesel leheküljel). Büreti põhjas olev väljalaskeava võimaldab täpselt reguleerida tiitri lisamise kiirust (pihustist üksikute tilkadeni) ja lisatud tiitrit täpselt mõõta. Laboratoorses praktikas kasutatakse tavaliselt 25 ml büretti.

Mõõdetakse teatud kogus tiitritavat lahust (enamikul juhtudel on see katselahus) ja kantakse see üle kooniline kolb... Sinna valatakse mõni tilk indikaatorlahust. Tiiter lisatakse büretist järk -järgult kolvis olevale lahusele (enamikul juhtudel ja selles töös läbi viidud katsetes (kuid mitte alati!) Tiitritud lahus on katselahus ja tiitel on standard). Kui ekvivalentsuspunkt on saavutatud, muutub indikaatori värv, tiitrimine peatatakse ja lisatud tiitri maht mõõdetakse büretti skaalal, mille väärtust kasutatakse seejärel arvutuste tegemiseks.

Indikaatori värvus sõltub ainete kontsentratsioonist lahuses. Näiteks aastal kasutatud indikaatorite värv happe-aluse tiitrimine (neutraliseerimise meetod), sõltub vesinikioonide kontsentratsioonist lahuses:

Kui tiitrida leeliselist lahust happega metüüloranži juuresolekul, jääb tiitrivärv kollaseks, kuni leeliseline komponent on täielikult neutraliseeritud, mis tähendab, et ekvivalentsuspunkt on saavutatud; indikaator muudab värvi kollasest oranžiks. Kui lisate kasvõi ühe tilga hapet, muutub värv punakasroosaks. Sel juhul ütlevad nad, et "lahus on üle tiitritud". Sellisel juhul on bürettiga mõõdetud tiitrimaht suurem kui neutraliseerimiseks tegelikult vajalik maht; see toob kaasa vea järgmistes arvutustes.

Titrimeetrias on lisaks neutraliseerimismeetodile ka teisi meetodeid, mis kasutavad oma indikaatoreid, mis muudavad värvi sõltuvalt mis tahes ainete olemasolust lahuses.

Keemiline ekvivalent ja molaarse kontsentratsiooni ekvivalent. Milliste ainete kogused on üksteisega samaväärsed, määratakse reaktsioonivõrrandiga. Näiteks neutraliseerimisreaktsioonis:

NaOH + HCl = NaCl + H20

1 mol leelist ja 1 mol hapet reageerivad jääkideta. Aga kui naatriumhüdroksiid interakteerub väävelhappega:

NaOH + ½H2S04 = ½Na2S04 + H20

1 mool leelise neutraliseerimiseks piisab ½ moolist väävelhappest. Üldiselt on aktsepteeritud, et üks mool HCl (samuti üks mool NaOH) tähistab ühte keemiline ekvivalent... Samal ajal esindab ½ mooli väävelhapet üht keemilist ekvivalenti. Sellest järeldub, et suhe, mille juures ained üksteisega ilma jäägita reageerivad, tuleb arvutada mitte nende ainete moolide arvu, vaid nende arvu järgi mooli ekvivalendid... Seega on ainete sisalduse väljendamiseks titrimeetrias kasutatavates lahustes mugav kasutada kontsentratsiooni (vt üldkeemia osa "Lahuste kontsentratsiooni väljendamise meetodid"), näidates, kui palju moole aine ekvivalenti on mahuühik (üks liiter) lahust. See on nn molaarse kontsentratsiooni ekvivalent (KOOS n, mol ekv / l). Varem nimetati seda kontsentratsiooni " normaalne kontsentratsioon"(ühik meq / l), mis on praegu regulatiivdokumentidest välja jäetud: GOST -id, meetodid jne. Seda vana nime kasutatakse aga praktilises töös jätkuvalt laialdaselt. Vastavalt väärtuse iseloomustamisele KOOS n, nad ikka ütlevad, et lahendusel on teatud normaalsus; näiteks lahust kontsentratsiooniga 2 mol ekv / l nimetatakse kahe normaalseks, 1 mol ekv / l on normaalne, 0,1 mol ekv / l on detsinormaalne ja tähistatakse vastavalt 2 n, 1 n, 0,1 n. jne. See õpetus kasutab ka selliseid termineid ja tavasid.

Keemilise ekvivalendi kontseptsioon võimaldab arvestada, et aine üks molekul võib olla reaktsioonis ekvivalentne teise aine kahe, kolme või isegi enama molekuliga. Aine keemiline ekvivalent on selline kogus (moolide arv) või selle aine mass, mis keemilistes reaktsioonides on samaväärne (st lisab, asendab, vabastab) 1 mooli (või 1 g) vesinikioone H + või aatomvesinik H. Hapete ja aluste puhul väärtus keemilise ekvivalendi molaarmass M eq, arvutatud molaarmass M võttes arvesse happe molekuli poolt eraldatud vesinikioonide arvu või alusmolekuli dissotsiatsiooni käigus eraldatud hüdroksiidioonide arvu:

; .

Seega näitavad nad, milline mass aine mooli kogumassist on reaktsioonis ekvivalentne ühe mooli üksikult laetud ioonidega. Samamoodi jagatakse üksiku iooni keemilise ekvivalendi molaarmassi leidmisel iooni molaar- (või aatom) mass selle laenguga z, arvutades, milline mass on laadimisühiku kohta:

.

Magneesiumi- ja kaltsiumioonide ekvivalentse molaarmassi arvutamine on toodud alajaotises 1.1. kui arvestada jäikuse mõõtühikuid.

Analüüsitava lahuse kontsentratsiooni arvutamine. On selge, et mida suurem on standardse tiitrimislahuse maht V std kulub ekvivalentsuspunkti ja selle tiitri kõrgema kontsentratsiooni saavutamiseks C std (edaspidi räägime ainult normaalsest kontsentratsioonist, seega tähistuses "n" indeks C n võib ära jätta), seda suurem on kontsentratsioon C x analüüsitud tiitrimislahus, s.t. arvutamisel selgub, et
C x ~ C std V std Samal ajal, mida rohkem tiitrit tuleks kulutada, seda rohkem võetakse algset tiitritud lahust; seda arvutamisel arvesse võtta C x tarbitud titrandi mahu ja kontsentratsiooni korrutis tuleks seostada tiitritud lahuse mahuga V x:

.

1.4.2. Vee karbonaadi kareduse määramine

Karbonaadi kõvaduse määramiseks tiitritakse teatud kogus uuritavat vett soolhappe standardlahusega metüüloranži indikaatori juuresolekul. Sel juhul toimuvad reaktsioonid vesinikkarbonaatidega:

Ca (HCO3) 2 + 2HCI = CaCl2 + 2CO2 + 2H20;

Mg (HCO3) 2 + 2HCI = MgCl2 + 2CO2 + 2H20;

ja karbonaadid:

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H20;

MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + CO 2 + H 2 O.

Kui ekvivalentsuspunkt on saavutatud, kui kõik karbonaadid ja vesinikkarbonaadid on reageerinud, muudab indikaator värvi kollasest oranžiks.

1.4.3. Vee üldkareduse määramine

Kogu kõvaduse määramisel kasutatakse tiitrimismeetodit, mida nimetatakse kompleksomeetriline meetod, kuna see kasutab üldnimetusega aineid kelaatoreid... Üks laialdasemalt kasutatavaid kelaatoreid on
Trilon B.(see on kaubamärk, mille all see kemikaal esmakordselt välja anti). See on orgaanilise happe derivaat, mille molekul sisaldab kahte vesinikuaatomit, mida saab asendada metalli aatomitega. Arvestamata Trilon B molekuli struktuuri, kasutame selle üldtunnustatud kokkulepet: H 2 Y.

Määratlus põhineb asjaolul, et kaltsiumi- ja magneesiumioonid moodustavad Trilon B -ga lahustuvaid kompleksühendeid:

Ca2 + + H2Y → + 2H +;

Mg 2+ + H 2 Y → + 2H +.

Indikaatoritena kasutatakse reaktiive, mis annavad iseloomulikke värvilisi ühendeid koos määratud ioonidega. Kui ekvivalentsuspunkt on saavutatud, kui peaaegu kõik Ca 2+ ja Mg 2+ ioonid seonduvad Trilon B -ga kompleksideks ja nende kontsentratsioon lahuses järsult väheneb, muutub lahuse värvus. Tiitrimine tuleb läbi viia nõrgalt leeliselises keskkonnas (moodustunud vesinikioonide sidumiseks), seetõttu tuleb lisaks indikaatorile kasutada ka nn. puhverlahus, mis tagab püsiva pH väärtuse (seda tiitrimist tehes lisage ammoniaagi puhver, mis hoiab konstantse pH vahemikus 8 ... 10 ühikut).

EKSPERIMENTAALNE OSA

1. Määrake happe-aluse tiitrimismeetodi abil kraanivee karbonaatkaredus.

2. Määrake kraanivee kogu karedus kompleksmeetrilise tiitrimisega.

3. Tehke katseandmete põhjal järeldus uuritava vee karedusastme kohta ja arvutage konstantse kareduse väärtus.

Kogemus 1. Karbonaadi kõvaduse määramine

Valage 100 ml uuritavat (kraanivett) vett kahte koonilisse kolbi (mõõtes seda silindriga), lisage
5-6 tilka metüülaranži indikaatorlahust. Üks kolbidest on kontroll, s.t. kasutatakse, et märgata tiitrimise ajal teises kolvis oleva lahuse värvimuutust. Registreerige büretti tiitri algtase.

Enne tiitrimist veenduge, et büretis on piisavalt lahust ja klaasist tila on täielikult vedelikuga täidetud. Toru õhumullid pigistatakse vedeliku vooluga välja, keerates tila toru ülespoole umbes 45 ° nurga all. Büreti väljalaskeava on kummist toru, mille sees on klaaskuul. Vedeliku tühjendamiseks tõmmake pöidla ja nimetissõrmega veidi toru seina pallist eemale, nii et nende vahele tekiks tühimik. Bürett täidetakse lehtri kaudu, mille järel lehter eemaldatakse ülemisest avast; Kui seda ei tehta, võib lehtrisse jäänud lahus tiitrimise ajal lehtrist välja voolata ja mahu mõõtmine on ebatäpne.

Vajadusel lisage bürettile tiitrimislahus, viies tase nullini. Lisage büretist teise kolbi 0,1 N. vesinikkloriidhappe lahust, kuni indikaatori värvus muutub kollasest oranžiks (saadud värvi võib pigem nimetada virsikuks).

Büretti vedeliku pinda kujutab lai nõgus riba ( menisk). Väärtuste lugemine skaalal toimub piki meniski alumist serva, vaatleja silm peaks olema meniski tasemel. Tiitrit lisatakse esmalt büretist üsna kiiresti, pidevalt segades kolvi sisu pöörlevate liigutustega. Palli vajutatakse vasaku käega ning kolbi hoitakse ja segatakse parema käega. Tiitrimine toimub seistes! Lahuse värvi jälgitakse, asetades valge paberilehe kolbi alla paremate vaatlustingimuste jaoks. Kui läheme tiitrimise lõpule, mida saab hinnata selle järgi, et kolvi keskele ilmub roosa värvusega „pilv“, mis edasise segamisega kohe kaob, valatakse tiitel tilkhaaval. Lahus peaks ühe konkreetse tilga lisamisest värvi muutma; hetkel roosa "pilv" ei kao, vaid levib kogu lahuses.

Veendumaks, et tiitrimisel ja tiitritava lahuse mahu mõõtmisel ei esine olulisi juhuslikke vigu, korratakse tiitrimist kaks kuni kolm korda ja arvutatakse keskmine väärtus. V std, mida hiljem arvutusteks kasutatakse.

Registreerige lahuse tase büretti ja arvutage tiitrimiseks kasutatud tiitrimaht lõpliku ja esialgse näidu vahena. Korrake tiitrimist (võite kasutada "kontrollkolbi"). Standardlahuse maht arvutatakse kahe tiitrimise keskmisena. Arvutage uuritava vee karbonaadi kõvadus W süsivesikud (mmol ekv / l) järgmise valemi abil:

,

kus KOOS HCl - vesinikkloriidhappe lahuse molaarse kontsentratsiooni ekvivalent (normaalsus); V HCl on tiitrimiseks kasutatud vesinikkloriidhappe maht; V mol ekv / l To mmol ekv / l.

Kogemus 2. Üldise jäikuse määramine

Tiitrimine toimub indikaatori juuresolekul " kroom tumesinine". Valage koonilisse kolbi 25 ml uuritavat vett ja lisage destilleeritud vett kogumahuni 100 ml (mõõtke silindriga). Lisage 5 ml ammoniaagi puhverlahust ja
5-7 tilka tumesinist kroomindikaatorilahust; sel juhul omandab lahus veinipunase värvuse.

Registreerige büretti tiitri algtase. Vajadusel lisage bürettile tiitrimislahus, viies tase nullini. Büretist tilkhaaval lisage 0,1 N. Trilon B lahust, kuni lahuse värvus muutub veinipunasest sinakaslillaks.

Vastupidiselt esimese katse tiitrimisele, kus reaktsioon kulgeb peaaegu koheselt, nõuab Trilon B interaktsioon kaltsiumi ja magneesiumiga teatud märgatavat ajavahemikku. Et mitte kaotada hetke, mil ekvivalentsuspunkt on saavutatud, lisatakse tiitrimine algusest peale tiitrimise alguses eraldi tilkade kaupa. kaks kuni kolm sekundit, jälgides hoolikalt, kas tiitritud lahuse värvus muutub. Kui lisate tiitrit kiiremini, satub osa sellest juba tiitritud lahusesse, millel pole veel olnud aega värvi muuta; selle tulemusel tiitritakse lahus üle ja tiitrimiseks kasutatud mahtu hinnatakse üle.

Registreerige lahuse tase büretti ja arvutage tiitrimiseks kasutatud tiitrimaht lõpliku ja esialgse näidu vahena. Korrake tiitrimist. Standardlahuse maht arvutatakse kahe tiitrimise keskmisena. Arvutage kogu katsevee kogu kõvadus W (mmol ekv / l) järgmise valemi abil:

,

kus KOOS TrB - Trilon B lahuse ekvivalentne molaarne kontsentratsioon (normaalsus); V TrB on tiitrimiseks kasutatud Trilon B maht; V issled - uuritud vee maht; 1000 - teisendustegur alates mol ekv / l To mmol ekv / l.

Tehke saadud andmete põhjal järeldus uuritava vee karedusastme kohta.

Jättes tähelepanuta karbonaatide panuse püsiva kõvaduse väärtusse ja eeldades, et sel juhul langeb vee ajutine karedus kokku karbonaadi kõvadusega, s.t. Zh carb = Zh vr, arvutage vee konstantse kareduse summaarse ja ajutise kareduse vahe järgi.

F post = F kokku - F aeg.

KONTROLL ÜLESANNE

1. 1 liiter vett sisaldab 36,47 mg magneesiumiooni ja 50,1 mg kaltsiumiiooni. Mis on vee karedus?

3. Milline on vee karbonaatkaredus, kui 1 liiter sisaldab 0,292 g magneesiumvesinikkarbonaati ja 0,2025 g kaltsiumvesinikkarbonaati?

KONTROLLIKÜSIMUSED

1. Millised komponendid määravad loodusliku vee kareduse?

2. Jäikuse mõõtmise ühikud. Looduslike vete gradatsioon vastavalt kareduse tasemele.

3. Millist kõvadust nimetatakse karbonaadiks, mittekarbonaatseks, ajutiseks, püsivaks ja miks? Millised komponendid määravad iga nimetatud jäikuse tüübi?

4. Vee kareduse kahjulik mõju.

5. Reagendi meetodid erinevat tüüpi vee kareduse kõrvaldamiseks (kirjutage vastavate reaktsioonide võrrandid).

6. Mis on ioonivahetid? Ioonivahetite klassifitseerimine vastavalt erinevatele kriteeriumidele. Ioonivahetusprotsessid. Erinevad kujundid
ioonivahetid.

7. Vee soolatustamine ja pehmendamine ioonvahetusmeetodil.

8. Keemilise analüüsi kaks lähenemist. Titrimeetrilise analüüsimeetodi olemus.

9. Töö tehnika ja titrimeetrilise analüüsimeetodi rakendamisel kasutatud seadmed.

10. Valem analüüsitava lahuse kontsentratsiooni arvutamiseks titrimeetrilises analüüsis.

11. Kasutatud reaktiivid ja keemiliste reaktsioonide indikaatorid ja võrrandid vee karbonaadi ja üldkareduse määramisel.

Peamine

1. Korovin N.V.Üldkeemia: õpik. tehniliseks suunda ja eriline ülikoolid. - M .: Kõrgem. shk., 2007.- 556 lk. (ka eelmised väljaanded)

2. Glinka N.L.Üldkeemia: õpik. käsiraamat ülikoolidele. - M .: Integraal-PRESS, 2008.- 728 lk. (ka eelmised väljaanded)

3. Drobasheva T.I.Üldkeemia: õpik. tehnikakõrgkoolide jaoks. - Rostov n / a: Phoenix, 2007 .-- 448 lk.

4. Glinka N.L.Ülesanded ja harjutused üldkeemias: õpik.
Nehimi kasutusjuhend. ülikoolide erialad. - M .: Integraal-PRESS, 2006.- 240 lk. (ka eelmised väljaanded)

5. Lidin R.A. Anorgaanilise keemia ülesanded: õpik. käsiraamat chem.-technol. ülikoolid / R. A. Lidin, V. A. Molochko, L. L. Andreeva; toim. R. A. Lidina. - M .: Kõrgem. shk., 1990.– 319 lk.

Lisaks

6. Akhmetov N.S.Üldine ja anorgaaniline keemia: õpik. ülikoolidele - M .: Vyssh. shk., toim. Keskus "Akadeemia", 2001. - 743 lk. (ka eelmised väljaanded)

7. Khomchenko I. G.Üldkeemia: õpik. nehimi eest. ülikoolid -
M .: Uus laine; ONIX, 2001 .-- 463 lk.

Hariv väljaanne

Laboratooriumi töötuba

Kahes osas

Koostanud Valeri Tarasovitš Fomitšev,
Oleg Aleksandrovitš Kuznetšikov, Vera Anatoljevna Andronova jt.

Paigutus O.A. Rohutirtsud

Allkirjastatud printimiseks 25.01.10. Formaat 60x84 / 16.

Ofsettpaber. Siiditrükk. Times peakomplekt.

Uch.-ed. l. 4.80. KONV. printida l. 5.58. Tiraaž 200 eksemplari. Tellimus nr 104

Riiklik haridusasutus
kõrgem erialane haridus

"Volgogradi Riiklik Arhitektuuri- ja Ehitustehnikaülikool"

Trükitud täielikult kooskõlas autorite esitatud originaaliga
operatiivprintimise sektoris sularahaveos

400074, Volgograd, St. Akadeemiline, 1

keemia

LABORAALNE TAVA

Kahes osas

2. osa

Volgograd 2010

* makse ühe mooli ekvivalendi mass aine või üksik ioon (mõnikord öeldakse lihtsalt "keemiline ekvivalent" ja kasutatakse tähist E)) vt lähemalt laboritöö materjalist "Vee karedus" (lk 90-91)

* mullimine (mullitamine) - läbib vedelgaasi (või aurukihi) kihi, mida tavaliselt tarnitakse jaoturi kaudu, kus seadme alumises osas on palju väikeseid auke (mullitaja)

* Casimir Fajans (1887-1975) - Ameerika füüsikokeemik; N.P. Peskov (1880-1940) Nõukogude füüsikakeemik, monograafia "Kolloidteaduse füüsikalised ja keemilised alused" autor (1934)

* Hans Schulze (1853-1892) - saksa keemik, William Hardy (1864-1934) - inglise bioloog; uuris kolloidsete lahuste stabiilsust

* esitluse lihtsustamiseks ei käsitleta edaspidi seda, et MgCO 3 reageerib kuuma veega, moodustades magneesiumhüdroksiidi ja vee keetmisel laguneb magneesiumvesinikkarbonaat vastavalt reaktsioonile:
Mg (HCO 3) 2 = Mg (OH) 2 ↓ + 2CO 2

* vastavalt eelnevalt aktsepteeritud terminoloogiale meq / l

* vt märkust lk. 80

* ligniin on polümeerne ühend, mis moodustab 20-30% puidu massist; tööstuses saadud jäätmed tselluloosi tootmisel

* kasuta ka terminit tiitritud lahused, kuna kõigi titrimeetrias kasutatavate lahuste puhul saab kontsentratsiooniväärtuse alati määrata mõne muu sobiva standardlahusega tiitrimisega

Sarnane teave.

Täidetud tiitriga nullmärgini. Ei ole soovitatav tiitrida teiste märgistuste põhjal, kuna büretti skaala võib olla ebaühtlane. Büretid täidetakse töölahusega lehtri kaudu või spetsiaalsete seadmete abil, kui bürett on poolautomaatne. Tiitrimise lõpp -punkt (samaväärsuspunkt) määratakse indikaatorite või füüsikalis -keemiliste meetoditega (elektrijuhtivuse, valguse läbilaskvuse, indikaatorelektroodi potentsiaali jms järgi). Analüüsi tulemused arvutatakse tiitrimiseks kasutatud töölahuse koguse põhjal.

Titrimeetrilise analüüsi tüübid

Titrimeetriline analüüs võib põhineda erinevat tüüpi keemilistel reaktsioonidel:

• happe -aluse tiitrimine - neutraliseerimisreaktsioonid;
• redokstiitrimine (permanganatomeetria, jodomeetria, kromatomeetria) - redoksreaktsioonid;
• sadestamise tiitrimine (argentomeetria) - reaktsioonid, mis toimuvad halvasti lahustuva ühendi moodustumisel, samal ajal kui sadestunud ioonide kontsentratsioon lahuses muutub;
• kompleksomeetriline tiitrimine - reaktsioonid, mis põhinevad metalliioonide tugevate kompleksühendite moodustumisel kompleksooniga (tavaliselt EDTA), samal ajal kui metalliioonide kontsentratsioon tiitritud lahuses muutub.

Tiitrimise tüübid

Eristage otsest, tagumist ja asendaja tiitrimist.

• Kell otsene tiitrimine tiitrimislahus (töölahus) lisatakse väikeste portsjonitena kindlaksmääratava aine lahusele (alikvoot või kaalutud osa, tiitritav aine).

• Kell tagasi tiitrimine Esmalt lisatakse analüüdi lahusele tahtlikult liigne eriline reagent ja seejärel tiitritakse selle reageerimata jääk.

• Kell asendus tiitrimine Esiteks lisatakse analüüdilahusele tahtlikult liigne spetsiaalne reaktiiv ja seejärel tiitritakse üks analüüdi ja lisatud reaktiivi vahelistest reaktsioonisaadustest.

Vaata ka

Lingid

Wikimedia Foundation. 2010.

Sissejuhatus

Laboratooriumi töötuba viiakse läbi pärast teoreetilise kursuse "Analüütiline keemia ja FHMA" õppimist ning selle eesmärk on kinnistada ja süvendada saadud teadmisi.

Kvantitatiivse analüüsi ülesanne on määrata elemendi (ioonide), radikaalide, funktsionaalrühmade, ühendite või faaside kogus (sisaldus) analüüsitavas objektis. See kursus hõlmab tiitrimise (mahulise) analüüsi põhimeetodeid, tiitrimismeetodeid ja nende praktilist rakendamist.

Enne laboripraktika alustamist õpetatakse õpilasi ohutuse kohta. Enne iga töö tegemist peab õpilane läbima kollokviumi vastavalt õpetaja näidatud osadele, samuti analüüsimeetodile. Selleks on vaja:

1) korrake kursuse vastavat osa;

2) tutvuda üksikasjalikult töö metoodikaga;

3) koostab keemilise analüüsi aluseks olevate keemiliste reaktsioonide võrrandid;

4) uurida analüüsi iseärasusi ohutuse seisukohast.

Töö tulemuste põhjal koostavad õpilased aruande, mis peaks näitama:

· töö nimetus;

· Töö eesmärk;

· Meetodi teoreetilised alused: meetodi olemus, põhivõrrand, tiitrimiskõverate arvutused ja ülesehitus, näitaja valik;

· Töö käigus kasutatavad reaktiivid ja seadmed;

Analüüsi meetod:

Esmaste standardite koostamine;

Töölahuse ettevalmistamine ja standardimine;

Uuritava aine sisalduse määramine lahuses;

· Katseandmed;

· Analüüsi tulemuste statistiline töötlemine;

· Järeldused.

TITRIMEETRILISE ANALÜÜSI MEETODID

Titrimeetrilise analüüsi meetod mis põhineb täpselt teadaoleva kontsentratsiooniga (tiitriga) reaktiivi mahu määramisel, mis kulub määratava ainega keemilisele reaktsioonile.

Määramisprotseduur (tiitrimine) seisneb selles, et tiitrit lisatakse büretist tilkhaaval täpselt teada olevale mahule tundmatu kontsentratsiooniga analüüdi lahusele, kuni saavutatakse samaväärsuspunkt.

kus X- määratav aine; R- titrant, P- reaktsiooni produkt.

Samaväärsuspunkt (st.)- see on lahenduse teoreetiline olek, mis tekib samaväärse koguse tiitri lisamise hetkel R analüüdi juurde X... Praktikas lisatakse tiitrimist määratavale ainele kuni tiitrimise lõpp -punkti (ct) saavutamiseni, mida mõistetakse ekvivalentsuspunkti visuaalse näitamisega, kui lahusele lisatud indikaatori värv muutub. Lisaks visuaalsele näitamisele saab samaväärsuspunkti registreerida instrumentaalsete meetoditega. Sel juhul mõistetakse tiitrimise lõpp -punkti (CTT) kui tiitrimise ajal mõõdetud füüsilise koguse (voolutugevus, potentsiaal, elektrijuhtivus jne) järsu muutuse hetke.

Titrimeetrilises analüüsimeetodis kasutatakse järgmist tüüpi keemilisi reaktsioone: neutraliseerimisreaktsioonid, oksüdatsiooni-redutseerimise reaktsioonid, sadestumisreaktsioonid ja kompleksreaktsioonid.

Sõltuvalt kasutatud keemilise reaktsiooni tüübist eristatakse järgmist Titrimeetrilise analüüsi meetodid:

- happe-aluse tiitrimine;

- sademete tiitrimine;

- kompleksomeetriline tiitrimine või kompleksomeetria;

- redokstiitrimine või redoksimeetria.

Titrimeetrilises analüüsimeetodis kasutatud reaktsioonid on esitatud järgmiselt nõuded:

· Reaktsioon peab toimuma stöhhiomeetrilistes proportsioonides, ilma kõrvalreaktsioonita;

Reaktsioon peaks toimuma praktiliselt pöördumatult (≥ 99,9%), reaktsiooni tasakaalukonstant K p> 10 6, tekkinud sademed peaksid olema lahustuvad S < 10 -5 моль/дм 3 , а образующиеся комплексы – К уст > 10 -6 ;

· Reaktsioon peab toimuma piisavalt suurel kiirusel;

· Reaktsioon peab toimuma toatemperatuuril;

· Samaväärsuspunkt tuleb mingil viisil selgelt ja usaldusväärselt registreerida.

Tiitrimismeetodid

Mis tahes titrimeetrilise analüüsi meetodil on mitu tiitrimismeetodit. Eristama otsene tiitrimine, tagumine tiitrimine ja asendamise tiitrimine .

Otsene tiitrimine- tiitrit lisatakse tilkhaaval analüüdi lahusele, kuni saavutatakse samaväärsuspunkt.

Tiitrimise skeem: X + R = P.

Otsese tiitrimise samaväärsed seadused:

C (1 / z) X V X = C (1 / z) R V R. (2)

Katselahuses sisalduva analüüdi kogus (mass) arvutatakse ekvivalentseaduse alusel (otseseks tiitrimiseks)

m X = C (1 / z) R V R M (1 / z) X٠10 -3 , (3)

kus C (1 / z) R- tiitri ekvivalendi molaarne kontsentratsioon, mol / dm 3;

V R- tiitri maht, cm 3;

M ( 1/ z) NS- analüüdi ekvivalendi molaarmass;

C (1 / z) X- analüüdi ekvivalendi molaarne kontsentratsioon, mol / dm 3;

V X- analüüdi maht, cm 3.

Tagasi tiitrimine- kasutage kahte tiitrit. Esiteks
esimese tiitri täpne maht ( R 1) üle võetud. Ülejäänud reageerimata R 1 titrant tiitritakse teise titrandiga ( R 2). Tiitri kogus R 1 kulutatud
suhtlemise kohta analüüdiga ( NS) määratakse tiitri lisatud mahu erinevuse järgi R 1 (V 1) ja tiitrimaht R 2 (V 2), mis kulutati ülejäänud tiitri tiitrimiseks R 1.

Tiitrimise skeem: X + R 1 fikseeritud ülejääk = P 1 (R 1ülejäänud).

R 1ülejäänud + R 2 = P 2.

Tagatiitrimise kasutamisel kirjutatakse ekvivalentide seadus järgmiselt:

Analüüdi mass tagasitiitrimise korral arvutatakse valemiga

Tagasi tiitrimise meetodit kasutatakse juhtudel, kui otseseks reaktsiooniks sobivat indikaatorit on võimatu valida või see toimub kineetiliste raskustega (madal keemilise reaktsiooni kiirus).

Asendamise tiitrimine (kaudne tiitrimine)- kasutatakse juhtudel, kui analüüdi otsene või tagasi tiitrimine on võimatu või raske või puudub sobiv näitaja.

Määratavale ainele NS lisage mis tahes reaktiiv Aüleliigne, interaktsioonil, millega vabaneb samaväärne kogus ainet R... Seejärel reaktsioonisaadus R tiitrida sobiva titrandiga R.

Tiitrimise skeem: X + Aülejääk = P 1.

P 1 + R = P 2.

Asenduse tiitrimise ekvivalentide seadus on kirjutatud järgmiselt:

Kuna analüüdi ekvivalentide arv NS ja reaktsioonisaadus R on samad, arvutatakse kaudse tiitrimise korral analüüdi massi valemiga

m X = C (1 / z) R V R M (1 / z) X٠10 -3 . (7)

Reaktiivid

1. Merevaikhape Н 2 С 4 Н 4 О 4 (reagendi klass) - esmane standard.

2. Naatriumhüdroksiidi NaOH lahus molaarse kontsentratsiooniga
~ 2,5 mol / dm 3

3. Destilleeritud H 2 O.

Varustusõpilased kirjeldavad ennast.

Töö edenemine:

1. Merevaikhappe HOOCCH 2 CH 2 COOH esmase standardi valmistamine.

Merevaikhape valmistatakse mahuga 200,00 cm 3 molaarse kontsentratsiooni ekvivalendiga mol / dm 3.

g / mol.

Reaktsioonivõrrand:

Proovi võtmine (kaalumine):

Hinge kaal

Hinge kvantitatiivselt kantakse mõõtekolbi ( cm 3), lisage 50–70 cm 3 destilleeritud vett, segage, kuni merevaikhape on täielikult lahustunud, viige destilleeritud veega märgini
ja segage hoolikalt.

arvestama
valemi järgi

Reaktiivid

1. Naatriumkarbonaat Na 2 CO 3 (reagendi klass) - esmane standard.

2. Н 2 О destilleeritud.

3. Vesinikkloriidhappe HCl kontsentratsiooniga 1: 1 (r = 1,095 g / cm 3).

4. Happe-aluse indikaator (valitud tiitrimiskõvera järgi).

5. Segatud indikaator - metüüloranž ja metüleensinine.

Töö edenemine:

1. Naatriumkarbonaadi (Na 2 CO 3) esmase standardi valmistamine.

Valmistatakse naatriumkarbonaadi lahus mahuga 200,00 cm 3 molaarse kontsentratsiooni ekvivalendiga mol / dm 3.

Proovi massi arvutamine, g: (mass võetakse neljanda kümnendkoha täpsusega).

Reaktsioonivõrrandid:

1) Na2CO3 + HCl = NaHC03 + NaCl

2) NaHC03 + HCl = NaCl + H20 + CO 2

_____________________________________

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H20 + CO2

H 2 CO 3 - nõrk hape (K a1= 10-6,35, K a2 = 10 -10,32).

Proovi võtmine (kaalumine):

Kellaklaasi kaal (klaas)

Kellaklaasi (klaas) kaal koos liigendiga

Hinge kaal

Hinge kvantitatiivselt kantakse mõõtekolbi ( cm 3), lisage 50–70 cm 3 destilleeritud vett, segage, kuni naatriumkarbonaat on täielikult lahustunud, viige destilleeritud veega märgini
ja segage hoolikalt.

Esmase standardi tegelik kontsentratsioon arvestama
valemi järgi

2. Tiitri (HCl lahuse) valmistamine ja standardimine

Valmistatakse soolhappe lahus mahuga umbes 500 cm 3
mille molaarse kontsentratsiooni ekvivalent on umbes 0,05 ÷ 0,06 mol / dm 3)

Titrant - soolhappe lahus ligikaudse kontsentratsiooniga 0,05 mol / dm 3 valmistatakse 1: 1 lahjendatud vesinikkloriidhappest (r = 1,095 g / cm 3).

Lahenduse standardimine HCl viiakse läbi vastavalt esmasele standardile Na2CO3 otsese tiitrimisega pipeteerimise teel.

Indikaator valitakse naatriumkarbonaadi ja vesinikkloriidhappe tiitrimiskõvera järgi (joonis 4).

Riis. 4. 100,00 cm 3 Na 2 CO 3 lahuse tiitrimiskõver koos KOOS= 0,1000 mol / dm 3 HCl lahusega koos C 1 / z= 0,1000 mol / dm 3

Tiitrimisel teise ekvivalentsuspunktini kasutatakse metüüloranži indikaatorit, 0,1% vesilahust (pT = 4,0). Värvi muutus kollasest oranžiks (teeroosi värv). Ülemineku intervall
(pH = 3,1 - 4,4).

Skeem 3. HCl lahuse standardiseerimine

Tiitrimiseks mõeldud koonilisse kolbi mahutavusega 250 cm 3 asetatakse 25,00 cm 3 alikvoot Na 2 CO 3 standardlahust (pipetiga), lisatakse 2-3 tilka metüülaranži, lahjendatakse veega kuni 50 - 75 cm 3 ja tiitritakse vesinikkloriidhappe lahusega, kuni ühe tilga tiitri värvus muutub kollasest "teeroosi" värviks. Tiitrimine toimub "tunnistaja" juuresolekul (Na 2 CO 3 esialgne lahus koos indikaatoriga). Tiitrimise tulemused sisestatakse tabelisse. 4. Vesinikkloriidhappe kontsentratsioon määratakse ekvivalentseadusega :.

Tabel 4

Vesinikkloriidhappe lahuse standardimise tulemused

Ülesanded

1. Sõnastage happe-aluse reaktsioonides samaväärse mõiste. Arvutage sooda ja fosforhappe ekvivalentide väärtus järgmistes reaktsioonides:

Na2CO3 + HCl = NaHC03 + NaCl

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H20

H3P04 + NaOH = NaH2P04 + H20

H3P04 + 2NaOH = Na2HP04 + H20

H3P04 + 3NaOH = Na3P04 + 3H20

2. Kirjutage soolhappe, väävelhappe, naatriumhüdroksiidi, alumiiniumhüdroksiidi, naatriumkarbonaadi, kaaliumvesinikkarbonaadi vaheliste reaktsioonide võrrandid ja arvutage nende ainete ekvivalentmass.

3. Joonistage tiitrimiskõver 100,00 cm 3 vesinikkloriidhappele, mille molaarne kontsentratsioon on ekvivalent 0,1 mol / dm 3 naatriumhüdroksiidi molaarse kontsentratsiooni ekvivalendiga 0,1 mol / dm 3. Valige võimalikud näitajad

4. Joonistage 100,00 cm 3 akrüülhappe (CH2 = CHCOOH, pK) tiitrimiskõver a= 4.26) molaarse kontsentratsiooni ekvivalendiga
0,1 mol / dm 3 naatriumhüdroksiidi molaarse kontsentratsiooni ekvivalendiga
0,1 mol / dm 3. Kuidas muutub lahuse koostis tiitrimise ajal? Valige võimalikud näitajad ja arvutage tiitrimisnäitaja määramatus.

5. Joonistage hüdrasiini (N 2 H 4 + H 2 O, pK) tiitrimiskõver b= 6,03)
mille molaarkontsentratsioon on ekvivalent 0,1 mol / dm 3 vesinikkloriidhapet
mille molaarkontsentratsioon on ekvivalent 0,1 mol / dm 3. Millised on sarnasused
ja erinevus pH arvutuste ja tiitrimiskõvera vahel võrreldes leelisega nõrga happe tiitrimiskõveraga? Valige võimalikud näitajad
ja arvutage tiitrimise indikaatori viga.

6. Arvutage ioonide aktiivsuskoefitsiendid ja aktiivsed kontsentratsioonid
0,001 M alumiiniumsulfaadi, 0,05 M naatriumkarbonaadi ja 0,1 M kaaliumkloriidi lahuses.

7. Arvutage 0,20 M metüülamiinilahuse pH, kui selle ionisatsiooni vesilahuses kirjeldab võrrand

B + H20 = BH + + OH-, K b= 4,6 × 10 - 3, kus B on alus.

8. Arvutage hüpokloorhappe HOCl dissotsiatsioonikonstant, kui 1,99 × 10 - 2 M lahuse pH on 4,5.

9. Arvutage 6,1 g / mol glükoolhapet sisaldava lahuse pH (CH 2 (OH) COOH, K a= 1,5 × 10 - 4).

10. Arvutage lahuse pH, mis on saadud 40 ml 0,015 M vesinikkloriidhappe lahuse segamisel:

a) 40 ml vett;

b) 20 ml 0,02 M naatriumhüdroksiidi lahust;

c) 20 ml 0,02 M baariumhüdroksiidi lahust;

d) 40 ml 0,01 M hüpokloorhappe lahust, K a= 5,0 × 10-8.

11. Arvutage atsetaatioonide kontsentratsioon äädikhappe lahuses
massiosaga 0,1%.

12. Arvutage ammooniumioonide kontsentratsioon ammoniaagilahuses massiosaga 0,1%.

13. Arvutage naatriumkarbonaadi proovi mass, mis on vajalik 250,00 ml 0,5000 M lahuse valmistamiseks.

14. Arvutage soolhappe lahuse maht molaarse kontsentratsiooniga 11 mol / l ja 500 ml 0,5 M vesinikkloriidhappe lahuse valmistamiseks vajaliku vee maht.

15. 300 ml 0,3% vesinikkloriidhappe lahuses lahustati 0,15 g metallilist magneesiumi. Arvutage saadud lahuses vesiniku, magneesiumi ja klooriioonide molaarne kontsentratsioon.

16. Segades 25,00 ml väävelhappe lahust baariumkloriidi lahusega, saadi 0,2917 g baariumsulfaati. Määrake väävelhappe lahuse tiiter.

17. Arvutage reageerinud kaltsiumkarbonaadi mass
80,5 mmol vesinikkloriidhappega.

18. Mitu grammi naatriumfosfaati tuleks lisada
25,0 ml 0,15 M naatriumhüdroksiidi lahusele, et saada lahus, mille pH = 7? Fosforhappe pK puhul a1= 2,15; pK a2= 7,21; pK a3 = 12,36.

19. Põhjalikult veega lahjendatud 1,0000 g aurustuva väävelhappe tiitrimiseks on vaja 43,70 ml 0,4982 M naatriumhüdroksiidi lahust. Suitsuv väävelhape sisaldab teadaolevalt väävelhappe anhüdriidi, mis on lahustatud veevabas väävelhappes. Arvutage väävelhappe anhüdriidi massiosa suitsutavas väävelhappes.

20. Büretti kasutades mahu mõõtmise absoluutne viga on 0,05 ml. Arvutage suhteline viga mahtude mõõtmisel 1; 10 ja 20 ml.

21. Lahus valmistatakse mõõtekolvis mahuga 500,00 ml
kaalutud osast 2,5000 g naatriumkarbonaati. Arvutama:

a) lahuse molaarne kontsentratsioon;

b) molaarse kontsentratsiooni ekvivalent (½ Na2CO3);

c) lahuse tiiter;

d) vesinikkloriidhappe tiiter.

22. Kui suur on tihedusega 10% naatriumkarbonaadi lahuse maht
1,105 g / cm 3, mida peate toiduvalmistamiseks võtma:

a) 1 liiter lahust tiitriga TNa 2 CO 3 = 0,005000 g / cm 3;

b) 1 liiter lahust, milles on ТNa 2 CO 3 / HCl = 0,003000 g / cm 3?

23. Millise mahuga soolhapet massiosaga 38,32% ja tihedusega 1,19 g / cm 3 tuleks võtta 1500 ml 0,2 M lahuse valmistamiseks?

24. Kui palju vett tuleks lisada 0,2 M lahuse valmistamiseks 1,2 L 0,25 M HCl -le?

25. 100 g tehnilisest naatriumhüdroksiidist, mis sisaldas 3% naatriumkarbonaati ja 7% ükskõikseid lisandeid, valmistati 1 liiter lahust. Arvutage saadud leeliselise lahuse molaarne kontsentratsioon ja vesinikkloriidhappe tiiter, eeldades, et naatriumkarbonaat tiitritakse süsihappeks.

26. On proov, mis võib sisaldada NaOH, Na 2 CO 3, NaHCO 3 või nimetatud ühendite segu, mis kaalub 0,2800 g. Proov lahustati vees.
Saadud lahuse tiitrimine fenoolftaleiini juuresolekul võtab 5,15 ml ja metüüloranži juuresolekul - 21,45 ml vesinikkloriidhapet, mille molaarne kontsentratsioon on 0,1520 mol / l. Määrake proovi koostis ja proovis sisalduvate komponentide mass.

27. Joonistage tiitrimiskõver 100,00 cm 3 0,1000 M ammoniaagilahuse 0,1000 M vesinikkloriidhappe lahuse jaoks, põhjendage indikaatori valikut.

28. Arvutage ekvivalentsuspunkti pH, tiitrimise algus ja lõpp 100,00 cm 3 0,1000 M maloonhappe lahus (HOOCCH 2 COOH) 0,1000 M naatriumhüdroksiidi lahus (pK a 1= 1,38; pK a 2=5,68).

29. 25,00 cm 3 naatriumkarbonaadi lahuse tiitrimine molaarse kontsentratsiooni ekvivalendiga 0,05123 mol / dm 3 läks 32,10 cm 3 vesinikkloriidhappele. Arvutage soolhappe ekvivalendi molaarne kontsentratsioon.

30. Mitu ml 0,1 M ammooniumkloriidi lahust tuleks lisada
kuni 50,00 ml 0,1 M ammoniaagilahust, et saada puhverlahus
pH = 9,3.

31. Väävel- ja fosforhapete segu kanti mõõtekolbi mahuga 250,00 cm 3. Tiitrimiseks võeti kaks proovi suurusega 20,00 cm 3, üks tiitriti naatriumhüdroksiidi lahusega, mille molaarse kontsentratsiooni ekvivalent oli
0,09940 mol / dm 3 indikaatoriga metüüloranž ja teine ​​fenoolftaleiiniga. Naatriumhüdroksiidi tarbimine oli esimesel juhul 20,50 cm 3 ja teisel 36,85 cm 3. Määrake väävel- ja fosforhapete mass segus.

Kompleksomeetrias

Kuni samaväärsuspunktini = ( C M V M - C EDTA V EDTA) / ( V M + V EDTA). (21)

Samaväärsuspunktis = . (22)

Pärast samaväärsuspunkti = . (23)

Joonisel fig. 9 näitab kaltsiumioonide tiitrimiskõveraid erinevate pH väärtustega puhverlahustes. On näha, et Ca 2+ tiitrimine on võimalik ainult pH 3 juures.

Reaktiivid

2. Н 2 О destilleeritud.

3. Mg (II) standardlahus molaarse kontsentratsiooniga
0,0250 mol / dm 3.

4. Ammoniaagi puhver pH = 9,5.

5. Kaaliumhüdroksiidi KOH lahus massiosaga 5%.

6. Erokroommust T, indikaatorisegu.

7. Calcon, indikaatorisegu.

Meetodi teoreetilised alused:

Meetod põhineb Ca 2+ ja Mg 2+ ioonide interaktsioonil etüleendiamiintetraäädikhappe dinaatriumsoolaga (Na 2 H 2 Y 2 või Na-EDTA) tugevate komplekside moodustumisega molaarsuhtes M: L = 1 : 1 teatud pH vahemikus.

Ca 2+ ja Mg 2+ määramisel kasutatakse samaväärsuspunkti fikseerimiseks kalkoni ja erikroommust T.

Ca 2+ määramine toimub pH ≈ 12 juures, samas kui Mg 2+ on
lahuses magneesiumhüdroksiidi sademena ja seda ei tiitrita EDTA -ga.

Mg 2+ + 2OH - = Mg (OH) 2 ↓

Ca 2+ + Y 4- "CaY 2-

PH juures ≈ 10 (ammoniaagi puhverlahus) on Mg 2+ ja Ca 2+
lahused ioonide kujul ja EDTA lisamisega tiitritakse koos.

Ca 2+ + HY 3- "CaY 2- + H +

Mg 2+ + HY 3- "MgY 2- + H +

Mg 2+ tiitrimiseks tarbitud EDTA mahu määramiseks
lahjendage kogumahust, mis kulus segu tiitrimiseks pH ≈ 10 juures, lahutage maht, mis kulus Ca 2+ tiitrimiseks pH ≈ 12 juures.

PH väärtuse ≈ 12 loomiseks kasutatakse 5% KOH lahust
pH ≈ 10 kasutage ammoniaagi puhverlahust (NH 3 × H 2 O + NH 4 Cl).

Töö edenemine:

1. Tiitri standardimine - EDTA lahus (Na 2 H 2 Y)

Valmistatakse EDTA lahus, mille ligikaudne kontsentratsioon on 0,025 M
0,05 M lahusest, lahjendades seda 2 korda destilleeritud veega. EDTA standardimiseks kasutatakse MgSO 4 standardlahust.
kontsentratsiooniga 0,02500 mol / dm 3.

Skeem 5. Tiitri - EDTA lahuse standardiseerimine

Tiitrimiseks mõeldud koonilisse kolbi mahutavusega 250 cm 3 pannakse 20,00 cm 3 MgS04 standardlahust kontsentratsiooniga 0,02500 mol / dm 3, lisatakse ~ 70 cm 3 destilleeritud vett, ~ 10 cm 3 ammoniaagi puhverlahus, mille pH on ~ 9,5 - 10, ja lisada indikaator erokroommust T umbes 0,05 g
(spaatli otsas). Sellisel juhul muutub lahus veinipunaseks. Kolvis olev lahus tiitritakse aeglaselt EDTA lahusega, kuni värv muutub veinipunasest roheliseks. Tiitrimise tulemused sisestatakse tabelisse. 6. EDTA kontsentratsioon määratakse vastavalt samaväärsele seadusele: .

Tabel 6

EDTA lahenduse standardimise tulemused

2. Ca 2+ sisalduse määramine

Ca 2+ tiitrimiskõverad EDTA lahusega (pH = 10 ja pH = 12) koostatakse sõltumatult.

Probleemi lahendus mõõtekolvis viiakse destilleeritud veega märgini ja segatakse hoolikalt.

Skeem 6. Ca 2+ sisalduse määramine lahuses

25,00 cm 3 kaltsiumi ja magneesiumi sisaldava uuritava lahuse alikvoot pannakse koonilisse tiitrimiskolbi, mille maht on 250 cm 3, lisatakse ~ 60 cm 3 vett, ~ 10 cm 3 5% KOH lahust. Pärast Mg (OH) 2 ↓ amorfse sademe sadestumist lisatakse lahusele indikaatorkalkoni umbes 0,05 g (spaatli otsas) ja tiitritakse aeglaselt EDTA lahusega, kuni värvus muutub roosast helesiniseks . Tiitrimise tulemused ( V 1) kantakse tabelisse 7.

Tabel 7

Kogemuse number		EDTA maht, cm 3	Ca 2+ sisaldus lahuses, g
	25,00
	25,00
	25,00
	25,00
	25,00

3. Mg 2+ sisalduse määramine

Mg 2+ tiitrimiskõver koos EDTA lahusega pH = 10 juures ehitatakse sõltumatult.

Skeem 7. Mg 2+ sisalduse määramine lahuses

25,00 cm 3 alikvoot kaltsiumi ja magneesiumi sisaldavat uuritavat lahust pannakse tiitrimiseks koonilisse kolbi, mille maht on 250 cm 3, ~ 60 cm 3 destilleeritud vett, ~ 10 cm 3 ammoniaagi puhverlahust, mille pH on lisatakse ~ 9,5-10 ja indikaatorile lisatakse erokroommust T umbes 0,05 g
(spaatli otsas). Sellisel juhul muutub lahus veinipunaseks. Kolvis olev lahus tiitritakse aeglaselt EDTA lahusega, kuni värv muutub veinipunasest roheliseks. Tiitrimise tulemused ( V 2) kantakse tabelisse. kaheksa.

Tabel 8

Kaltsiumi ja magneesiumi sisaldava lahuse tiitrimise tulemused

Reaktiivid

1. EDTA lahus molaarse kontsentratsiooniga ~ 0,05 mol / dm 3.

2. Cu (II) standardlahus tiitriga 2,00 × 10 -3 g / dm 3.

3. Destilleeritud H 2 O.

4. Ammoniaagi puhver pH -ga ~ 8 - 8,5.

5. Mureksiid, indikaatorisegu.

Ülesanded

1. Arvutage α 4 EDTA jaoks pH = 5 korral, kui EDTA ionisatsioonikonstandid on järgmised: K 1 = 1,0 · 10-2, K 2 = 2,1 · 10–3, K 3 = 6,9 · 10-7, K 4 = 5,5 · 10 -11.

2. Joonistage tiitrimiskõver 25,00 ml 0,020 M niklilahuse ja 0,010 M EDTA lahuse jaoks pH = 10 korral, kui stabiilsuskonstant
K NiY = 10 18,62. Arvutage p pärast 0,00 lisamist; 10.00; 25.00; 40,00; 50,00 ja 55,00 ml tiitrit.

3. 50,00 ml kaltsiumioone sisaldava lahuse tiitrimiseks
ja magneesiumi, kulus 13,70 ml 0,12 M EDTA lahust pH = 12 ja 29,60 ml pH = 10 juures. Kaltsiumi ja magneesiumi kontsentratsioon lahuses väljendatakse mg / ml.

4. 1 liitris vees analüüsides leiti 0,2173 g kaltsiumoksiidi ja 0,0927 g magneesiumoksiidi. Arvutage EDTA kontsentratsiooni maht 0,0500 mol / l tiitrimiseks.

5. 25,00 ml 0,3840 g magneesiumsulfaati sisaldava standardlahuse tiitrimisel kulus 21,40 ml Trilon B lahust. Arvutage selle lahuse tiiter kaltsiumkarbonaadi ja selle molaarse kontsentratsiooni kohta.

6. Hinnake allpool toodud metallikompleksaatide moodustumise (stabiilsuse) konstantide põhjal metalliioonide kompleksomeetrilise tiitrimise võimalust pH = 2 juures; 5; kümme; 12.

7. Kui tiitrida 0,01 M Ca 2+ lahust 0,01 M EDTA lahusega pH = 10 juures, siis stabiilsuskonstant K CaY = 10 10,6. Arvutage, milline peaks olema metallikompleksi stabiilsuse tingimuslik konstant indikaatoriga pH = 10 juures, kui tiitrimise lõpp -punktis =.

8. Kompleksomeetrilisel tiitrimisel kasutatava indikaatori happe ionisatsioonikonstant on 4,8 · 10 -6. Arvutage indikaatori happeliste ja leeliseliste vormide sisaldus pH = 4,9 korral, kui selle üldkontsentratsioon lahuses on 8,0 · 10 -5 mol / l. Tehke kindlaks selle indikaatori kasutamise võimalus lahuse tiitrimisel
pH = 4,9, kui selle happelise vormi värvus vastab kompleksi värvile.

9. Alumiiniumi sisalduse määramiseks proovis lahustati 550 mg proovi kaalutud osa ja lisati 50,00 ml 0,05100 M kompleksone III lahust. Viimase ülejääk tiitriti 14,40 ml 0,04800 M tsingi (II) lahusega. Arvutage proovis oleva alumiiniumi massiosa.

10. Kui vismuti- ja jodiidioone sisaldav kompleks hävitatakse, tiitritakse viimased Ag (I) lahusega ja vismut - kompleks -III -ga.
550 mg proovi sisaldava lahuse tiitrimiseks on vaja 14,50 ml 0,05000 M kompleksone III lahust ja 23,25 ml 0,1000 M Ag (I) lahust kulutatakse 440 mg lahuses sisalduva joodiidi tiitrimiseks. näidis. Kui jodiidioonid on ligand, arvutage vismuti koordineerimisarv kompleksis.

11. 0,3280 g kaaluv proov, mis sisaldas Pb, Zn, Cu, lahustati
ja viidi 500,00 cm 3 mõõtekolbi. Määramine viidi läbi kolmes etapis:
a) Pb, Zn, Cu sisaldava lahuse mahuga 10,00 cm 3 esimese portsjoni tiitrimine, tarbitud 37,50 cm 3 0,0025 M EDTA lahust; b) teises osas, mille maht oli 25,00 cm 3, maskeeriti Cu ja Pb ja Zn tiitrimiseks kasutati 27,60 cm3 EDTA -d; c) kolmandas osas mahuga 100,00 cm 3 maskeeritud Zn
ja Cu, Pb tiitrimine tarbis 10,80 cm3 EDTA. Määrake proovis Pb, Zn, Cu mass.

Tiitrimiskõverad

Redoksmõõtmisel joonistatakse tiitrimiskõverad koordinaatidega E = f(C R),
need illustreerivad graafiliselt süsteemipotentsiaali muutumist tiitrimisprotsessi ajal. Kuni ekvivalentsuspunktini arvutatakse süsteemipotentsiaal analüüdi oksüdeeritud ja redutseeritud vormide kontsentratsioonide suhtest (kuna kuni samaväärsuspunktini puudub üks tiitrivormidest praktiliselt), pärast samaväärsuspunkti - seoses tiitri oksüdeeritud ja redutseeritud vormide kontsentratsioonini (sest pärast samaväärsuspunkti tiitritakse analüüt peaaegu täielikult).

Potentsiaal ekvivalentsuspunktis määratakse valemiga

, (26)

kus on poolreaktsioonides osalevate elektronide arv;

- poolreaktsioonide standardsed elektroodipotentsiaalid.

Joonisel fig. 10 näitab oksaalhappe H 2 C 2 O 4 lahuse tiitrimiskõverat kaaliumpermanganaadi KMnO 4 lahusega happelises keskkonnas.
(= 1 mol / dm 3).

Riis. 10. Tiitrimiskõver 100,00 cm 3 oksaallahust

hape H 2 C 2 O 4 s C 1 / z= 0,1000 mol / dm 3 permanganaadi lahus

kaalium KMnO 4 s C 1 / z= 0,1000 mol / dm 3 juures = 1 mol / dm 3

MnO 4 poolreaktsioonipotentsiaal - + 5 e+ 8H + → Mn 2+ + 4H 2 O sõltub söötme pH-st, kuna poolreaktsioonis osalevad vesinikioonid.

Permanganatomeetria

Tiitriks on kaaliumpermanganaadi lahus KMnO 4, mis on tugev oksüdeeriv aine. Põhivõrrand:

MnO4 - + 8H + + 5e = Mn2+ + 4H20, = + 1,51 V.

M / z (KMn04) = g / mol.

Nõrga happelises, neutraalses ja kergelt leeliselises keskkonnas redutseeritakse madalama redokspotentsiaali tõttu permanganaatioon iooniks Mn +4.

MnO4 - + 2H 2O + 3e = MnO2¯ + 4OH-, = +0,60 V.

M 1 / z (KMnO 4) = 158,03 / 3 = 52,68 g / mol.

Leeliselises keskkonnas vähendatakse kaaliumpermanganaadi lahust
kuni Mn +6.

MnO4 - + 1e = MnO4 2-, = +0,558 V.

M 1 / z (KMnO 4) = 158,03 g / mol.

Kõrvalreaktsioonide kõrvaldamiseks tiitritakse kaaliumpermanganaadiga happelises keskkonnas, mis luuakse väävelhappega. Söötme loomiseks ei ole soovitatav kasutada soolhapet, kuna kaaliumpermanganaat on võimeline kloriidioone oksüdeerima.

2Cl - - 2e = Cl 2, = +1,359 V.

Kõige sagedamini kasutatakse lahusena kaaliumpermanganaati
mille molaarse kontsentratsiooni ekvivalent on ~ 0,05 - 0,1 mol / dm 3. See ei ole esmane standard, kuna kaaliumpermanganaadi vesilahused on võimelised oksüdeerima vett ja selles leiduvaid orgaanilisi lisandeid:

4MnO 4- + 2H 2 = 4MnO 2 ¯ + 3O 2 + 4OH -

Mangaandioksiidi juuresolekul kiireneb kaaliumpermanganaadi lahuste lagunemine. Kuna mangaandioksiid on permanganaadi lagunemissaadus, on sellel sademel seda autokatalüütiline toime lagunemisprotsessi kohta.

Lahuste valmistamiseks kasutatav tahke kaaliumpermanganaat on saastunud mangaandioksiidiga, seetõttu ei ole võimalik täpsest proovist lahust valmistada. Piisavalt stabiilse kaaliumpermanganaadi lahuse saamiseks jäetakse see pärast kaalutud KMnO 4 osa lahustamist vette mitmeks päevaks pimedasse pudelisse (või keedetakse) ja seejärel eraldatakse MnO 2 filtrimisega. klaas filter (paberfiltrit ei saa kasutada, kuna see reageerib kaaliumpermanganaadiga, moodustades mangaandioksiidi).

Kaaliumpermanganaadi lahuse värvus on nii intensiivne
et selle meetodi puhul pole indikaatorit vaja. Selleks, et anda 100 cm 3 veele märgatav roosa värv, piisab 0,02–0,05 cm 3 KMnO 4 lahusest
mille molaarkontsentratsioon on ekvivalent 0,1 mol / dm 3 (0,02 M). Kaaliumpermanganaadi värvus tiitrimise lõpp -punktis on ebastabiilne ja muutub järk -järgult värvimuutuseks, mis on tingitud liigse permanganaadi vastasmõjust
lõpp -punktis suhteliselt palju mangaani (II) ioone:

2MnO 4 - + 3Mn 2+ + 2H 2 O «5MnО 2 ¯ + 4H +

Töölahenduse standardimine KMnO4 viiakse läbi naatriumoksalaadi või oksaalhappega (värskelt ümberkristallitud ja kuivatatud 105 ° C juures).

Kasutage esmaste standardite lahuseid molaarse kontsentratsiooni ekvivalendiga KOOS(½ Na 2 C 2 O 4) = 0,1000 või 0,05000 mol / L.

C 2 O 4 2- - 2e ® 2CO 2, = -0,49 V

Titrimeetriline analüüs põhineb analüüdiga reaktsiooniks kulunud reaktiivi koguse täpsel mõõtmisel. Kuni viimase ajani nimetati seda tüüpi analüüse tavaliselt mahuliseks, kuna praktikas oli kõige levinum meetod reaktiivi koguse mõõtmiseks reaktsiooni tarbimiseks kasutatud lahuse mahu mõõtmine. Tänapäeval mõistetakse mahulise analüüsi all meetodite kogumit, mis põhineb vedelate, gaasiliste või tahkete faaside mahu mõõtmisel.

Nimi titrimetric on seotud sõnaga titer, mis tähistab lahuse kontsentratsiooni. Tiiter näitab lahustunud ainete grammide arvu 1 ml lahuses.

Titreeritud või standardlahus on lahus, mille kontsentratsioon on suure täpsusega teada. Tiitrimine - tiitritud lahuse lisamine analüüsitavale lahusele, et määrata täpselt samaväärne kogus. Tiitrimislahust nimetatakse sageli töölahuseks või tiitriks. Näiteks kui hapet tiitritakse leelisega, nimetatakse leeliselist lahust tiitriks. Tiitrimise hetke, kui lisatud titrandi kogus on keemiliselt ekvivalentne tiitritava aine kogusega, nimetatakse samaväärsuspunktiks.

Titrimeetrias kasutatavad reaktsioonid peavad vastama järgmistele põhinõuetele:

1) reaktsioon peaks kulgema kvantitatiivselt, s.t. reaktsiooni tasakaalukonstant peab olema piisavalt suur;

2) reaktsioon peab toimuma suurel kiirusel;

3) reaktsiooni ei tohiks kõrvalreaktsioonide esinemine keeruliseks muuta;

4) peab olema võimalus määrata reaktsiooni lõpp.

Kui reaktsioon ei vasta vähemalt ühele neist nõuetest, ei saa seda titrimeetrilises analüüsis kasutada.

Titrimeetria eristab otsest, pöörd- ja kaudset tiitrimist.

Otsese tiitrimismeetodi korral reageerib analüüt otse tiitriga. Selle meetodi analüüsimiseks piisab ühest töölahendusest.

Tagatiitrimismeetodites (või, nagu neid nimetatakse ka jääkide tiitrimismeetoditeks) kasutatakse kahte tiitritud töölahendust: põhi- ja abilahendusi. Laialt on teada näiteks kloriidioonide tagasititreerimine happelistes lahustes. Analüüsitud kloriidi lahusele lisatakse kõigepealt teadaolev hõbenitraadi (peamise töölahuse) tiitritud lahuse liig. Sel juhul tekib halvasti lahustuva hõbekloriidi moodustumise reaktsioon.

Reageerimata liigne AgNO 3 kogus tiitritakse ammooniumtiotsüanaadi lahusega (abitöölahus).

Kolmas peamine titrimeetrilise määramise tüüp on asendaja tiitrimine või asendustiitrimine (kaudne tiitrimine). Selle meetodi puhul lisatakse määratavale ainele spetsiaalne reagent, mis reageerib sellega. Seejärel tiitritakse üht reaktsioonisaadust töölahusega. Näiteks vase jodomeetrilisel määramisel lisatakse analüüsitud lahusele teadaolev KI ülejääk. Reaktsioon on 2Cu 2+ + 4I - = 2CuI + I 2. Vabanenud jood tiitritakse naatriumtiosulfaadiga.

Samuti on olemas nn pöördtitreerimine, mille puhul tiitritakse reaktiivi standardlahust analüüsitud lahusega.

Titrimeetrilise analüüsi tulemuste arvutamisel lähtutakse samaväärsuse põhimõttest, mille kohaselt ained reageerivad omavahel võrdsetes kogustes.

Vastuolude vältimiseks on soovitatav viia kõik happe-aluse interaktsioonid ühte ühisesse alusse, milleks võib olla vesinikioon. Redoksreaktsioonides on mugav siduda reagendi kogus aine poolt antud poolreaktsioonis saadud või annetatud elektronide arvuga. See võimaldab meil anda järgmise määratluse.

Ekvivalent on teatud reaalne või tingimuslik osake, mis võib happe-aluse reaktsioonides kinnitada, vabastada või olla mõni muu proov, mis on samaväärne ühe vesinikiooniga või redoksreaktsioonides ühe elektroniga.

Mõiste "ekvivalent" kasutamisel tuleb alati märkida, millisele konkreetsele reaktsioonile see viitab. Antud aine ekvivalendid ei ole konstantsed väärtused, vaid sõltuvad reaktsiooni stöhhiomeetriast, milles nad osalevad.

Titrimeetrilises analüüsis kasutatakse erinevat tüüpi reaktsioone: - happe -aluse interaktsioon, kompleksimine jne, mis vastavad titrimeetriliste reaktsioonide nõuetele. Tiitrimisel tekkiv reaktsioonitüüp on aluseks titrimeetriliste analüüsimeetodite klassifitseerimisele. Tavaliselt eristatakse järgmisi titrimeetrilise analüüsi meetodeid.

1. Happe-aluse interaktsiooni meetodid on seotud prootoniülekande protsessiga:

2. Kompleksimise meetodid, kasutades koordineerivate ühendite moodustumise reaktsioone:

3. Sadestamismeetodid põhinevad halvasti lahustuvate ühendite moodustumise reaktsioonidel:

4. Oksüdeerimismeetodid - redutseerimine ühendab suure rühma redoksreaktsioone:

Teatavaid titrimeetrilisi meetodeid nimetati vastavalt tiitrimisel toimuva põhireaktsiooni tüübile või tiitri nime järgi (näiteks argentomeetriliste meetodite puhul on tiitriks AgNO 3 lahus, permanganatomeetrilistel meetoditel - KMnO 4 lahus jne).

Tiitrimismeetodeid iseloomustab suur täpsus: määramisviga on 0,1 - 0,3%. Töölahendused on stabiilsed. Samaväärsuspunkti näitamiseks on saadaval mitmesuguseid näitajaid. Kompleksimisreaktsioonidel põhinevate titrimeetriliste meetodite hulgas on kõige olulisemad reaktsioonid kompleksonite kasutamisega. Kompleksidega stabiilsed koordineerimisühendid moodustavad peaaegu kõik katioonid; seetõttu on kompleksomeetrilised meetodid universaalsed ja rakendatavad paljude erinevate objektide analüüsiks.

Happe-aluse tiitrimismeetod põhineb hapete ja aluste vastasmõjul, see tähendab neutraliseerimisreaktsioonil:

H + + OH - ↔ H 2O

Meetodi töölahendusteks on tugevate hapete (HCl, H 2 S, HNO3 jne) või tugevate aluste (NaOH, KOH, Ba (OH) 2 jne) lahused. Sõltuvalt tiitrist on happe-aluse tiitrimismeetod jagatud järgmisteks osadeks happesuse mõõtmine kui tiitriks on happeline lahus ja alkalimeetria kui tiitriks on aluslahus.

Töölahused valmistatakse tavaliselt sekundaarsete standardlahustena, kuna nende valmistamiseks kasutatavad lähteained ei ole standardsed ja seejärel standarditakse standardainete või standardlahuste suhtes. Näiteks: happelisi lahuseid saab standardida vastavalt standardseid aineid- naatriumtetraboraat Na 2 B 4 O 7 ∙ 10 H 2 O, naatriumkarbonaat Na 2 CO 3 ∙ 10 H 2 O või vastavalt NaOH, KOH standardlahustele; ja aluslahused - vastavalt oblikhappele Н 2 С 2 О 4 ∙ Н 2 О, merevaikhappele Н 2 С 4 Н 4 О 4 või vastavalt HCl, H 2 SO 4, НNО 3 standardlahustele.

Ekvivalentsuspunkt ja tiitrimise lõpp -punkt... Vastavuse reegli kohaselt tuleb tiitrimist jätkata seni, kuni lisatud reaktiivi kogus muutub samaväärseks analüüdi sisaldusega. Seda hetke, mis saabub tiitrimisprotsessis, kui reaktiivi (lahusti) standardlahuse kogus muutub teoreetiliselt rangelt samaväärseks analüüdi kogusega vastavalt teatud keemilise reaktsiooni võrrandile, nimetatakse samaväärsuse punkt .

Samaväärsuspunkt määratakse mitmel viisil, näiteks tiitritavale lahusele lisatud indikaatori värvi muutmise teel. Seda hetke, mil täheldatakse indikaatori värvi muutumist, nimetatakse tiitrimise lõpp -punkt. Väga sageli ei vasta tiitrimise lõpp -punkt täpselt samaväärsuspunktile. Reeglina erinevad need üksteisest mitte rohkem kui 0,02-0,04 ml (1-2 tilka) tiitrit. See on tiitri kogus, mis on vajalik indikaatoriga suhtlemiseks.