Билет №2

!!!!!В качестве индикаторов в комплексонометрии используют металлохромные индикаторы. Это органические красители, образующие окрашенные комплексные соединения с ионами металла, менее прочные, чем комплекс металла с комплексоном. При титровании раствором комплексона III происходит разрушение менее прочного комплекса металла с индикатором и выделение свободного индикатора, имеющего другую окраску. При определении многих ионов методом комплексонометрии в качестве индикатора используют эриохром черный Т. Анион этого индикатора в щелочной среде имеет синюю окраску, а с катионами металлов он образует комплекс винно-красного цвета:

M²⁺ + Hind^2- → MInd^- + H⁺.

синий            винно-красный

Когда будут оттитрованы все ионы металла, комплекс MInd^- полностью разрушится, и окраска раствора перейдет из винно-красной в синюю:

MInd^- + H₂Y^2- → MY^2- + HInd^2- + H⁺.

винно-красный        синий

С использованием индикаторов такого типа титрование можно проводить в щелочной среде (как правило, его осуществляют в аммиачном буферном растворе), связывая выделяющиеся ионы водорода и смещая вправо равновесие реакции комплексообразования между определяемым катионом и анионом ЭДТА.

эриохром черный Т, относящийся к группе азокрасителей и имеющий в молекуле хелатообразующие OH-группы:

П ротон сульфогруппы в растворе диссоциирует практически полностью. Дальнейшее отщепление протонов от OH-групп приводит к изменению цвета индикатора. Окраска эриохром черного Т зависит от pH среды в растворе

П реобладающий в аммиачном буферном растворе анион Hind^2- взаимодействует с ионами металла, образуя окрашенное в красный или фиолетовый цвет соединение:

С эриохром черным Т некоторые катионы, как, например, Hg²⁺, Cu²⁺, Fe³⁺ и др., образуют очень прочный комплекс, который не разрушается под действием комплексона и, следовательно, не изменяет окраску. Практически с эриохром черным Т можно титровать Mg²⁺, Cd²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺ и некоторые другие катионы.

Водные растворы эриохром черного Т неустойчивы и при хранении разлагаются.

Для титрования в кислой среде используют индикаторы из числа некоторых трифенилметановых красителей. Многие катионы (Fe³⁺,Bi³⁺, Zr⁴⁺ и др.) можно титровать с помощью таких индикаторов, как ксиленоловый оранжевый или пирокатехиновый фиолетовый. Применяют также специфические реактивы, образующие окрашенные соединения с определяемым ионом, как, например, сульфосалициловая кислота или тиоцианат при титровании Fe³⁺, тиомочевина при титровании Bi³⁺ и т.д

!!!!! Слабые кислоты и основания:

З ависимость (H⁺): K_HAn от C_HAn. В водном растворе слабая кислота диссоциирует согласно следующему уравнению:

П рименим закон действия масс:

Так как [H+]=[An-] , то или

П одставляя в это уравнение значение [HAn]=C_HAn - [H+] , получим:

Д ля слабо диссоциированной кислоты концентрация ионов водорода величина сравнительно малая по отношению к C_HAn и ею можно пренебречь. Уравнение при этом примет следующий вид: Аналогично можно вывести уравнение для расчета [OH^-] в слабых основаниях:

Е сли величина [H+] составляет более 5% от величины С_HAn. то нельзя приравнивать [HAn] к С_HAn. В таких случаях пользуются более точным уравнением, которое можно вывести из уравнения (4), проведя соответствующие преобразования:

откуда

Аналогично для точных расчетов [OH-]в слабых основаниях:

Сильные кислоты и основания:

Вычисление концентрации ионов Н⁺ в растворах сильных кислот.Сильная одноосновная кислота диссоциирует практически полностью по схеме:

 НАn ↔ Н⁺ + Аn^- [H⁺] = С_к,

 где С_к – молярная концентрация кислоты (моль/л).

Сильное однокислотное основание диссоциирует по схеме: МеОН ↔Ме⁺ + ОН^-  [OH^-] = C _щ,

 где С_щ – молярная концентрация щелочи (моль/л).

Вычисление рН в растворах кислот. Водородный показатель находят по формуле: рН = - lg [H⁺]

 Вычисление рН в растворах оснований. Рассчитывают показатель рОН, затем находят рН:

рOН = - lg [OH^-], рН = 14 – рОН

кривая титрования сильной кислоты сильным основанием (для титрования основания кислотой она будет зеркальна) Условные обозначения

с' (Х), с' (T) - исходная молярная концентрация определяемого вещества Х в анализируемом растворе и раствора прибавляемого титранта T соответственно;

V(Х), V(T) - исходный объем титруемого раствора Х и объем прибавленного титранта T соответственно;

с(Х), c(T) - молярная концентрация определяемого вещества Х и ти-транта T в растворе в процессе титрования соответственно.