Вопросы к коллоквиуму "Общие принципы титриметрии, кислотно-основное титрование. Потенциометрия и потенциометричес-кое титрование. Ошибки в количественном анализе"
Общие принципы титриметрического анализа. Терминология. Требования, предъявляемые к реакциям, используемым в титриметрическом анализе.
Стандартные растворы титриметрического анализа. Требования к первич-ным стандартам. Способы выражения концентрации. Титр и титр по опре-деляемому веществу.
Протонная теория Бренстеда-Лоури.
Индикаторы в титриметрии. Требования к индикаторам. Современная тео-рия кислотно-основных индикаторов. Интервал перехода окраски индика-торов.
Кривые титрования, их общая характеристика. Скачок титрования как функция концентрации реагирующих веществ и точности анализа.
Построение и анализ кривых титрования: а) сильных кислот щелочами, б) слабых кислот щелочами, в) слабых оснований кислотами.
Влияние различных факторов на скачок титрования. Выбор индикаторов.
Индикаторные ошибки методов кислотно-основного титрования. Погреш-ности и ограничения титриметрического анализа.
ПРИМЕЧАНИЕ: в коллоквиум входит защита всех лабораторных работ по данному разделу и решение расчетных задач.
1.2 Методы окислительно-восстановительного титрования
1.2.1 Перманганатометрический метод титрования
В зависимости от кислотности растворов реакция восстановления пер-манганат-иона протекает различно. В кислой среде реакция протекает по уравнению:
MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O, E0 = 1,51 B ;
в слабощелочной или нейтральной средах:
MnO4-
+ 4H+
+
3e-
MnO2
+
2H2O,
E0
= 1,69 B ;
в щелочной среде:
MnO4- + 2H2O + 3e- MnO2 + 4OH- , E0 = 0,60 B.
Все прямые определения восстановителей обычно проводят в серно-кислой среде (0,05 М H2SO4 и выше).
Перманганатометрия – безиндикаторный метод титрования, конечная точка титрования фиксируется по появлению розовой окраски от первой из-быточной капли окрашенного титранта. Метод позволяет определять многие восстановители: Fe(II), H2O2, NO2-, Sb(III), Mn(II), органические кислоты. Используя метод заместительного титрования, определяют катионы, образу-ющие малорастворимые оксалаты (Ca2+, Zn2+, Co2+ и др.).
1.2.1.1. Стандартизация раствора kMnO4
Примеси органических веществ в воде, пыль, свет, наличие диоксида марганца в перманганате калия (даже марки "х.ч.") влияют на устойчивость растворов перманганата. По этой причине раствор перманганата калия ( 0,05 М) готовят за неделю до начала работы с ним и хранят в темных склянках.
В качестве первичных стандартов используют Na2C2O4 и H2C2O4 .2H2O. Эти препараты перед приготовлением раствора необходимо перекристалли-зовать из водного раствора. Na2C2O4 высушивают при 200 – 220оС и 1 час при 120оС перед взятием точной навески. H2C2O4 . 2H2O после перекристал-лизации высушивают на воздухе до воздушно-сухого состояния. Щавелевая кислота менее удобна для работы, так как может терять кристаллизационную воду. Суммарная реакция при титровании перманганатом проходит по схеме:
5C2O42- + 2MnO4- + 16H+ 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2
fЭКВ(Na2C2O4)
=
;
МЭ(Na2C2O4)
= 67,00 г
Пример. Для приготовления 250 мл 0,0500 М раствора на аналитических ве-сах берут точную навеску около 0,0500 . 67,0 . 0,25 = 0,8375 г Na2C2O4, пере-носят без потерь в мерную колбу на 250 мл, растворяют в холодной дистил-лированной воде, доводят раствор в колбе до метки водой, тщательно пере-мешивают. Затем вычисляют и записывают точное значение концентрации раствора (С ( 1/2 Na2C2O4)), т.е. СН ( Na2C2O4).
Выполнение работы . В колбу для титрования наливают 10 мл 1 М раствора серной кислоты (отмеряют цилиндром) и нагревают до 80С (не давая закипеть), затем добавляют 10,00мл приготовленного раствора Na2C2O4 (отмеряют пипеткой) и медленно титруют из бюретки по каплям раствором перманганата до появления неисчезающей бледно-розовой окраски. В начале титрования следующую каплю KMnO4 прибавляют лишь после того, как совершенно исчезнет окраска от предыдущей. Затем скорость титрования увеличивают. Опыт повторяют трижды. Рассчитывают средний объем перманганата и вычисляют концентрацию KMnO4 по формуле (4).