Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
метод.ук Л.Р.АГ,ВА,ЗТ,ПВ,ПЭ.doc
Скачиваний:
45
Добавлен:
03.05.2015
Размер:
561 Кб
Скачать
☆

Методы комплексообразования

В основе методов лежат реакции образования комплексных соединений, в результате которых определяемый ион количественно выводится из раствора.

  1. Комплексонометрическое титрование

В основе методов комплексонометрического титрования лежат реакции образования прочных внутрикомплексных соединений. Широкое применение комлексонометрия получила с введением в практику аналитической химии аминополикарбоновых кислот и их солей, называемых комплексонами. Наибольшее распространение получила динатриевая соль этилендиамин- тетрауксусной кислоты (ЭДТА), называемая, комплексоном III или трилоном Б. Комплексон III образует растворимые внутрикомплексные соединения с различными металлами строго определенного состава, а именно отношение катионов металла к лиганду равно 1:1.

В качестве индикаторов в комплексонометрии используют металлоиндикаторы. Это органические красители, образующие с металлами окрашенные комплексы, менее прочные, чем комплексы катиона этого металла с комплексоном.

Лабораторная работа №5 Определение суммарной жесткости водопроводной воды

Рабочий раствор – 0,05 н Na2C10H14N2O8·2H2O.(комплексон III, трилон Б, динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты).

Установочные вещества - MgSO4·7H2O, CaCO3 и др.

Индикаторы – эриохром черный Т, мурексид, хром темно-синий кислотный и др.

Жесткость воды и методы её устранения.

Примеси, растворенные в воде, оказывают существенное влияние на её свойства. Эти примеси весьма необходимы для жизни человека, животных и растений, но часто оказываются очень вредными для применения воды в технике, так как эти примеси при высокой температуре образуют плотный осадок на стенках котлов, осаждаются на стенках труб в системах водяного охлаждения, что приводит к выходу этих систем из строя.

1.Определение жесткости водопроводной и кипяченой воды.

В коническую колбу вместимостью 200-250 мл налить 100 мл водопроводной воды; добавить 5 мл аммиачной буферной смеси и 7-8 капель индикатора хром-темносинего. Раствор тщательно перемешать. Обратить внимание на цвет раствора, который должен стать розовым.

Бюретку промыть дистиллированной водой, затем ополоснув раствором трилона Б, установить уровень рабочего раствора в бюретке на нуле. Титруют раствор в колбе до появления сине-фиолетового окрашивания, тщательно перемешивая содержимое колбы. Раствор трилона Б приливать медленно по каплям, и при приближении к точке конца титрования перемешивать особенно тщательно.

Изменение окраски раствора означает, что трилон Б полностью связал ионы Ca2+ и Mg2+.

Записать объем трилона Б, пошедшего на титрование. Титрование проводят до трех сходящихся результатов.

5.Определение жесткости умягченной воды

Получить три сходящихся результата, взяв для определения прокипяченную воду. Подготовку кипяченой воды к титрованию и титрование её проводят аналогично водопроводной воде. Результаты определений записывают в таблицу.

Форма записи.

Титрование

Объем воды, мл

Объем трилона Б,

мл

VСР (трилон Б),

мл

Жесткость воды,

мэкв/л

Водопроводная вода

1.

2.

3.

4.

100,00

100,00

100,00

100,00

Кипяченая (умягченная) вода

1

2

3

4

100,00

100,00

100,00

100,00

Вычисляют общую, постоянную и временную жесткость воды по формуле:

Ж = V1 · N1 · K · 1000 / VВОДЫ [мэкв/л]

Где N1- нормальность трилона Б (0,05 н);

V1 – средний объем трилона Б, пошедшего на титрование, мл;

К – поправочный коэффициент нормальности раствора трилона Б (К=1).

VВОДЫ – объем воды, мл

N1 · K – истинная нормальность раствора трилона Б.

Вопросы:

  1. Какая жесткость устраняется кипячением?

  2. Какие способы устранения жесткости воды вам известны?

(ответ мотивируйте, составив соответствующие химические уравнения).

Примеры решения типовых задач.

Пример 1. Сколько граммов хлорида кальция содержится в 500 л воды, если жесткость обусловленная присутствием этой соли равна 4 ммоль?

Решение. Молярная масса М(CaCl2) = 111г/моль, молярная масса эквивалента хлорида кальция МЭ(CaCl2) =fЭКВ· М(CaCl2); МЭ(CaCl2) = 1/2∙111 =55,5 г/моль.

В 500 л воды с жесткостью равной 4 ммоль/л содержится 500 · 4 = 2000 ммоль CaCl2 или 2000 · 55,5 = 111 000 мг или 111 г хлорида кальция.

1. Князев Д.А.Неорганическая химия/Д.Н.Князев, С.Н. Смарыгин.-

М.:Дрофа, 2005.-591 с.

2. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов / Под ред. А.И.

Ермакова– М.: Интеграл-Пресс, 2001.-728 с.

3. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии.- М.: Интеграл-Пресс,

2001.-272 с.

4. Васильев В.П. Аналитическая химия. В 2кн.-М.:Дрофа, 2004.

5. Коровин В.Н. Общая химия.- М.: Высшая школа, 2000.- 423 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ Таблица 1

Названия важнейших кислот и их анионов (солей)

Кислота

Формула

Анион

Формула

Азотная

HNO3

Нитрат

NO3−

Азотистая

HNO2

Нитрит

NO2−

Азотистоводородная

(азидоводородная)

HN3

(HNN2)

Азид

N3−

Бензойная

C6H5COOH

Бензоат

C6H5COO−

Борная (орто)

H3BO3

Борат

Гидроборат

Дигидроборат

BO33−

HBO32−

H2BO3−

Борная(мета)

HBO2

Метаборат

BO2−

Борная(тетра)

H2B4O7

Тетраборат

B4O72−

Бромоводородная

HBr

Бромид

Br−

Бромноватистая

HBrO

Гипобромит

BrO−

Бромноватая

HBrO3

Бромат

BrO3−

Винная

H2C4H4O6

Тартрат

Гидротартрат

C4H4O62−

HC4H4O6−

Вольфрамовая

H2WO4

Вольфрамат

WO42−

Ванадиевая(мета)

HVO3

Ванадат

VO3−

Германиевая

H2GeO3

Германат

Гидрогерманат

GeO32−

HGeO3−

Иодоводородная

HI

Иодид

I−

Иодноватистая

HIO

Гипоиодит

IO−

Иодноватая

HIO3

Иодат

IO3−

Иодная

HIO4

Периодат

IO4−

Кремниевая

H2SiO3

Силикат

Гидросиликат

SiO32−

HSiO3−

Марганцевая

HMnO4

Перманганат

MnO4−

Марганцовистая

H2MnO4

Манганат

MnO4 2−

Молибденовая

H2MoO4

Молибдат

MoO4 2−

Муравьиная

HCOOH

Формиат

HCOO−

Мышьяковая

H3AsO4

Арсенат

Гидроарсенат

Дигидроарсенат

AsO43−

HAsO42−

H2AsO4−

Мышьяковистая

H3AsO3

Арсенит

Гидроарсенит

Дигидроарсенит

AsO33−

HasO32−

H2AsO3−

Мышьяковистая(мета)

HАsO2

Метаарсенит

AsO2−

Оловянистая

H2SnO2

Станнит

Гидростаннит

SnO22−

HSnO2−

Оловянная

H2SnO3

Станнат

Гидростаннат

SnO32−

HSnO3−

Тиоцианатная

HSCN

Тиоцианаты

SCN−

Свинцовая

H2PbO3

Плюмбат

Гидроплюмбат

PbO32−

HPbO3−

Свинцовистая

H2PbO2

Плюмбит

Гидроплюмбит

PbO22−

HPbO2−

Селенистая

H2SeO3

Селенит

Гидроселенит

SeO32−

HSeO3−

Селеновая

H2SeO4

Селенат

Гидроселенат

SeO42−

HSeO4−

Селеноводородная

H2Se

Селенид

Гидроселенид

Se2−

HSe−

Сероводородная

H2S

Сульфид

Гидросульфид

S2−

HS−

Сернистая

H2SO3

Сульфит

Гидросульфит

SO32−

HSO3−

Серная

H2SO4

Сульфат

Гидросульфат

SO42−

HSO4−

Тиосерная

H2S2O3

Тиосульфат

S2O32−

Надсерная

H2S2O8

Персульфат

Гидроперсульфат

S2O82−

HS2O8−

Пиросерная

H2S2O7

Пиросульфат

S2O72−

Теллуроводородная

H2Te

Теллурид

Гидротеллурид

Te2−

HTe−

Угольная

H2CO3

Карбонат

Гидрокарбонат

CO32−

HCO3−

Уксусная

CH3COOH

Ацетат

CH3COO−

Фосфорная (орто)

H3PO4

Фосфат

Гидрофосфат

Дигидрофосфат

PO43−

HPO42−

H2PO4−

Фосфорная (мета)

HPO3

Метафосфат

PO3−

Фосфорная (пиро)

H4P2O7

Пирофосфат

P2O74−

Фтороводородная

HF

Фторид

F−

Хлороводородная

HCl

Хлорид

Cl−

Хлорноватистая

HClO

Гипохлорит

ClO−

Хлорноватая

HClO3

Хлорат

ClO3−

Хлорная

HClO4

Перхлорат

ClO4−

Хромистая

HCrO2

Хромит

CrO2−

Хромовая

H2CrO4

Хромат

Гидрохромат

CrO42−

HCrO4−

Дихромовая (бихромовая)

H2Cr2O7

Дихромат

Гидродихромат

Cr2O72−

HCr2O7−

Циановодородная

(синильная)

HCN

Цианид

CN−

Циановая

HCNO

Цианат

CNO−

Цинковая

H2ZnO2

Цинкат

ZnO22−

Щавелевая

H2C2O4

Оксалат

C2O42−

Янтарная

H2C4H4O4

Сукцинат

C4H4O42−

Висмутовая

HВiO3

Висмутат

BiO3−

Примечание: В табл.1 приведены названия важнейших кислот и их анионов по номенклатуре ИЮПАК

Таблица 2

Растворимость гидроксидов и солей в воде, г / 100 г растворителя.

Катионы

Анионы

OH–

F–

Cl–

Br–

I–

S2–

SO32–

SO42–

NO3–

PO43–

CO32–

SiO32–

CH3 -

COO–

NH4+

-

р

р

р

р

-

р

р

р

р

р

-

-

K+? Na+

р

р

р

р

р

р

р

р

р

р

р

р

Р

Mg2+

м

н

р

р

р

р

н

р

р

н

н

н

Р

Ca2+

м

н

р

р

р

м

н

м

р

н

н

н

Р

Ba2+

р

м

р

р

р

р

н

н

р

н

н

н

Р

Al3+

н

м

р

р

р

-

-

р

р

н

-

н

М

Cr3+

н

н

р

р

р

-

-

р

р

н

-

н

Р

Zn2+

н

м

р

р

р

н

н

р

р

н

н

н

Р

Mn2+

н

м

р

р

р

н

н

р

р

н

н

н

Р

Co2+, Ni2+

н

р

р

р

р

н

н

р

р

н

н

н

Р

Fe2+

н

н

р

р

р

н

н

р

р

н

н

н

Р

Fe3+

н

н

р

р

р

-

-

р

р

н

н

н

Р

Cd2+

н

р

р

р

р

н

н

р

р

н

н

н

Р

Hg2+

-

-

р

м

н

н

н

р

р

н

н

-

Р

Cu2+

н

н

р

р

р

н

н

р

р

н

н

н

Р

Ag+

-

р

н

н

н

н

н

м

р

н

н

н

Р

Sn2+

н

р

р

р

р

н

-

р

-

н

-

-

Р

Pb2+

н

н

м

м

н

н

н

н

р

н

н

н

Р

Примечание: р - растворимое вещество (растворимость свыше 1 г вещества в 100 г воды); м - малорастворимое вещество (0,1-1,0 г вещества растворяется в 100 г воды); н - практически нерастворимое вещество (менее 0,1 г вещества растворяется в 100 г воды); «-» - вещество не существует или разлагается водой

Таблица 3

Округленные значения относительных атомных масс некоторых химических элементов

Элемент

Символ

Аr

Элемент

Символ

Аr

Азот

N

14

Медь

Cu

64

Алюминий

Al

27

Молибден

Mo

96

Аргон

Ar

40

Мышьяк

As

75

Барий

Ba

137

Натрий

Na

23

Бериллий

Be

9

Неон

Ne

20

Бор

B

11

Никель

Ni

59

Бром

Br

80

Ниобий

Nb

93

Ванадий

V

51

Олово

Sn

119

Висмут

Bi

209

Платина

Pt

195

Водород

H

1

Ртуть

Hg

201

Вольфрам

W

184

Рубидий

Rb

85,5

Галлий

Ga

70

Свинец

Pb

207

Гафний

Hf

178,5

Селен

Se

79

Гелий

He

4

Сера

S

32

Германий

Ge

73

Серебро

Ag

108

Железо

Fe

56

Скандий

Sc

45

Золото

Au

197

Стронций

Sr

88

Индий

In

115

Сурьма

Sb

122

Йод

I

127

Таллий

Tl

204

Иттрий

Y

89

Тантал

Ta

181

Кадмий

Cd

112

Теллур

Te

128

Калий

K

39

Титан

Ti

48

Кальций

Ca

40

Углерод

C

12

Кислород

O

16

Уран

U

238

Кобальт

Co

59

Фосфор

P

31

Кремний

Si

28

Фтор

F

19

Криптон

Kr

84

Хлор

Cl

35,5

Ксенон

Xe

131

Хром

Cr

52

Лантан

La

139

Цезий

Cs

133

Литий

Li

7

Цинк

Zn

65

Магний

Mg

24

Цирконий

Zr

91

Марганец

Mn

55

Таблица 3

Относительная электроотрицательность элементов

Период

Группы

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

1

H

2,10

He

-

2

Li

0,97

Be

1,47

B

2,01

C

2,50

N

3,07

O

3,50

F

4,01

Ne

-

3

Na

1,00

Mg

1.23

Al

1.47

Si

1.74

P

2,10

S

2,60

Cl

2,83

Ar

-

4

K

0.91

Ca

1.04

Sc

1,20

Ti

1,32

V

1,45

Cr

1.56

Mn

1,60

Fe

1,64

Co

1,70

Ni

1,75

Cu

1,75

Zn

1,66

Ga

1,82

Ge

2,02

As

2,20

Se

2,48

Br

2,74

Kr

-

5

Rb

0,89

Sr

0,99

Y

1,11

Zr

1,22

Nb

1,23

Mo

1,30

Tc

1,36

Ru

1,42

Rh

1,45

Pd

1,35

Ag

1,42

Cd

1,46

In

1,49

Sn

1,72

Sb

1,82

Te

2,01

I

2,21

Xe

-

6

Cs

0,85

Ba

0,97

*

Hf

1,23

T.

1,33

W

1,40

Re

1,46

Os

1,52

Ir

1,55

Pt

1,44

Au

1,42

Hg

1,44

T

1,44

Pb

1,55

Bi

1,67

Po

1,67

At

1,90

Rn

-

7

Fr

0,89

Ra

0,97

**

*лантаноиды 1,08 – 1,14

**актиноиды 1,00 – 1,20

Таблица 4

Нормальные (стандартные) электродные потенциалы в водных растворах φо, В

Элемент

Электродный процесс

Φо, В

Ag

[Ag(CN)2]– + e– = Ag +2CN–

- 0,29

Ag++ e–= Ag

+0,80

Al

AlO2–+ 2H2O + 3e–= Al + 4OH–

–2,35

Al3++ 3e– = Al

–1,66

Au

Au3++ 3e–= Au

+ 1,50

Au++1e–= Au

+1,69

Ba

Ba2++2e–= Ba

–2,90

Bi

Bi3++3e–= Bi

+0,21

Br

Br2(ж)+ 2e–=2Br–

+1,07

HOBr + H++ 2e–= Br–+ H2O

+1,34

Ca

Ca2++ 2e = Ca

–2,87

Cd

Cd2+2e = Cd

–0,40

Cl

2ClO3− +12H++ 10e = Cl2+6H2O

+1,47

ClO4− + 2H++ 2e = ClO3−+ H2O

+ 1,19

ClO3− +6H++ 6e = Cl−+3H2O

+1,45

Cl2+2e = 2Cl–

+1,36

HOCl2+ 2H++ 2e = HClO + H3O

+ 1,64

HOCl + H++ 2e = Cl–+ H2O

+1,49

Co

Co2++2e = Co

–0,28

Co3++1e = Co2+

+1,81

Cr

Cr3++3e =Cr

–0,74

CrO42–+ 4H2O + 3e =Cr(OH)3+ 5OH–

–0,13

Cr2O72– +14H+ +6e = 2Cr3++7H2O

+1,33

Cu

Cu2++ 2e = Cu

+0,34

Cu2++ 1e = Cu+

+0,15

Cu++ 1e = Cu

+0,52

F

F2+ 2e = 2F–

+2,87

Fe

Fe2++ 2e = Fe

–0,44

Fe3++ 3e = Fe

–0,04

Fe3++ 1e = Fe2+

+0,77

H

H2+ 2e = 2H–

+2,25

2H++ 2e = H2

0,00

Hg

Hg22++ 2e = 2Hg

+0,79

Hg2++2e = Hg

+0,85

2Hg2++2e = Hg22+

+0,92

I

I2+ 2e = 2I–

+0,54

2IO3–+ 12H++ 12e = I2+ 6H2O

+1,19

2HOI + 2H++ 2e = I2+ 2H2O

+1,45

K

K++1e = K

–2,92

Li

Li++ 1e = Li

–3,04

Mg

Mg2++ 2e = Mg

–2,36

Mn

MnO4–+ 1e = MnO42–

+0,56

MnO4–+ 2H2O + 3e = MnO2+ 4OH–

+0,60

MnO4–+ 8H++ 5e = Mn2++ 4H2O

+1,51

MnO2+ 4H++ 2e = Mn2++ 2H2O

+1,23

N

NO3−+H2О + 2e = NO2− +2OН−

+0,01

NO3−+2H++ 2e = NO2− + H2O

+ 1,94

NO3−+3H++ 2e =НNO2 + H2O

+0,94

NO3−+7 H2O + 8e =НN3∙ H2O + 9 OН−

− 0,12

Na

Na++ 1e =Na

–2,71

Ni

Ni2++ 2e = Ni

–0,25

O

O2+ 2H++ 2e = H2O2

+0,68

O2+ 2H2O + 4e = 4OH–

+0,40

O2+ 4H++ 4e =2H2O

+1,23

H2O2+ 2H++ 2e = 2H2O

+1,78

P

H3PO4+ 2H++ 2e = H3PO3+ H2O

–0,28

Pb

Pb2++ 2e = Pb

–0,13

PbO2+ 4H++ 2e = Pb2+ + 2H2O

+ 1,46

Pb4++ 2e = Pb2+

+1,69

PbO2+ 4H++SO42−+2e = PbSO4+ 2H2O

+1,68

Pt

Pt2++ 2e = Pt

+1,19

S

S +2H++2e = H2S

+0,17

SO42−+10H++8e = H2S + 4H2O

+ 0,30

S2O82–+ 2e = 2SO42–

+2,01

Se

Se +2H++2e = H2Se

–0,40

Sn

Sn2++2e = Sn

–0,14

Sn4++2e = Sn2+

+0,15

Te

Te +2H++2e = H2Te

–0,72

Zn

ZnO22–+ 2H2O + 2e = Zn + 4OH–

–1,22

Zn2++ 2e = Zn

+0,76

Таблица 5

Ряд активностей (стандартных электродных потенциалов) металлов

Электрод

Е0,В

Электрод

Е0,В

Окисленная форма

Восстановлен-ная форма

Окисленная форма

Восстановленная форма

Li+

Li

-3,05

Cd2+

Cd

-0,40

K+

K

-2,93

Co2+

Co

-0,28

Ba2+

Ba

-2,91

Ni2+

Ni

-0,25

Ca2+

Ca

-2,87

Sn2+

Sn

-0,14

Na+

Na

-2,71

Pb2+

Pb

-0,13

Mg2+

Mg

-2,36

2H+

H2

0,00

Be2+

Be

− 1,85

Cu2+

Cu

+0,34

Al3+

Al

-1,66

Hg22+

2Hg

+0,79

Mn2+

Mn

-1,18

Ag+

Ag

+0,80

Zn2+

Zn

-0,76

Hg2+

Hg

+0,84

Cr3+

Cr

-0,74

Pt2+

Pt

+1,20

Fe2+

Fe

-0,44

Au3+

Au

+1,50

Таблица 6

Константы диссоциации некоторых слабых электролитов (при t = 250C)

Вещество

КД

Вещество

КД

HCOOH

K = 1,77 ∙ 10-4

H3PO4

KI = 7,5 ∙10-3

CH3COOH

K = 1,78∙ 10-5

KII = 6,33∙ 10-8

H2CO3

KI = 4,45 ∙10-7

KIII = 1,3 ∙10-12

KII = 4,8 ∙10-11

H2O

K = 1,8 ∙10-16

HCN

K = 7,9 ∙10-10

NH3∙ H2O (NH4OH)

K = 1,8 ∙10-5

HF

K = 6,60∙ 10-4

Al(OH)3

KI = 5,1 ∙10-33

HNO2 (180C)

K = 4,0 ∙10-4

Zn(OH)2

KI = 4,4 ∙10-6

H2SO3

KI = 1,7 ∙10-2

KII = 1,5 ∙10-9

KII = 6,3 ∙10-9

Cd(OH)2

KII = 5,0 ∙10-3

H2S

KI = 1,1 ∙10-7

Cr(OH)3

KIII = 1,0 ∙10-10

KII = 1,0 ∙10-14

Ag(OH)

K = 1,1 ∙10-4

H2SiO3

KI = 1,3 ∙10-10

Pb(OH)2

KI = 9,6 ∙10-4

KII = 2,0 ∙10-12

KII = 3,0 ∙10-6

Fe(OH)2

KII = 1,3 ∙10 - 4

Fe(OH)3

KII = 1,82 ∙10-11

KIII = 1,35∙ 10-12

Cu(OH)2

KII = 3,4 ∙10-7

Ni(OH)2

KII = 2,5 ∙10-5

Оглавление

Введение 3