Теория броматометрического метода анализа.

Химический факультет

кафедра аналитической химии

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Определение фенола методом броматометрического титрования»

                                                                            Выполнил студент II курса 4 гр.

                                                                                   Мельниченко Д.В.

                                                                                   Научный руководитель

                                                                                   доцент Садименко Л.П.

Ростов-на-Дону

2006

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение……………………………………………………………...3

2. Теория броматометрического метода анализа…………………….4

3. Техника титрования…………………………………………………5

4. Достоинства и недостатки броматометрического метода………..6

5. Фенолы……………………………………………………………….7

6. Определение фенола………………………………………………...8

7. Список литературы…………………………………………………10

Введение.

  Титриметрический метод анализа основан на изменении количества реагента строго определённой концентрации и известного состава в момент установления точки эквивалентности. Стремясь не пропустить точку эквивалентности, реактив прибавляют постепенно, по каплям. Примером может служить определение количества кислоты титрованием ее щелочью в присутствии индикатора, который способен изменять окраску, если после точки эквивалентности появился даже ничтожный избыток щелочи. Титриметрические методы отличаются высокой точностью и быстротой определения. В отличие от гравиметрических методов, они позволяют последовательно определять несколько компонентов.

Химические реакции, используемые в методах титриметрии, разнообразны. Все они, однако, относительно быстрые. Реактивы, используемые для титрования, должны быть устойчивы при хранении, к действию света и т.д. Реакцию можно использовать для титрования, если конечная точка титрования без особого труда обнаруживается химическими (с помощью индикатора – вещества способного менять цвет в этой точке) или физическими методами (измеряя силу тока, электродный потенциал и т.д.).

  Довольно часто применяют, например, реакции, продуктом которых является малорастворимое соединение, - осадительное титрование. В качестве индикаторов помимо давно известных могут служить некоторые реагенты, первоначально предложенные для фотометрического определения соответствующих элементов. Так, для определения бария и сульфат-ионов путем осаждения сульфата бария успешно используют реагент нитхромазо, который был синтезирован сначала как фотометрический реагент.

 Более важны для аналитической практики окислительно-восстановительные реакции. Кроме широко применяемых классических окислительно-восстановительных методов – перманганатометрии, броматометрии, цериметрии – предлагаются новые приемы. Методы окислительно-восстановительного титрования получили широкое развитие. Предложен, в частности, новый прием – ванадатометрия, основанный на использовании ванадата аммония в качестве окислителя, индикатором служит фенилантраниловая кислота. Разработан метод меркуроредуктометрии; исследованы окислительно-восстановительные индикаторы, главным образом различные аналоги фенилантраниловой кислоты.

  Быстро развиваются комплексометрические методы титрования, в основу которых положены реакции комплексообразования. Известны они не один десяток лет, но особое значение методы эти получили в послевоенные годы. В 30-40-е годы швейцарский химик Г. Шварценбах показал, что этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) образует с ионами многих металлов устойчивые комплексы постоянного состава, причем реакции идут быстро. Под названием «комплексоны» ЭДТА и особенно ее натриевая соль были предложены как реагенты для маскирования ионов металлов и для комплексометрического титрования. Были подобраны индикаторы, в числе первых был описан мурексид и эриохром черный Т.

  В подавляющем большинстве случаев для титрования используют водные растворы. Однако неводное титрование в органических или неводных неорганических растворителях сулит подчас большие возможности. Одна из главных причин – дифференциация свойств различных веществ в таких растворителях. Если, например, две кислоты в воде полностью диссоциированы и титруются одновременно, то в правильно подобранном неводном растворителе их можно титровать раздельно. Общая теория неводного титрования с позиций теории растворов была разработана Н.А.Измайловым. Неводному титрованию посвящено немало работ, особого внимания заслуживает монография А.П. Крешкова «Кислотно-основное титрование в неводных растворах».

    Титриметрические методы просты и доступны. Пипетки, бюретки, мерные колбы, конические колбы для титрования – вот почти весь немудреный набор оборудования. Однако разработано и разрабатываются много инструментальных методов. Прежде всего это касается фиксации конечной точки титрования: физико-химические и физические методы позволяют делать это объективно. Обычный прием едва ли не в любой лаборатории – потенциометрическое титрование. Развиты и применяются методы амперометрического титрования. Есть и другие способы определения конечной точки, включая самые современные – с использованием ионоселективных электродов. Несколько особый случай – титрование с использованием радиоизотопов (радиометрическое титрование). Инструментализация имеет и другую цель: автоматизировать операции. Не слишком сложный титратор позволяет проводить массовые определения с большой производительностью.

Теория броматометрического метода анализа.

Для титрования неорганических и органических соединений в прак­тике аналитической химии используют бром и бромат калия. Бромат является более сильным окислителем по сравнению с бромом  

( )

поэтому в качестве титранта преимущественно применяют раствор бромата.

Титрование стандартным раствором бромата основано на окислении восстановителей — олова(II), мышьяка(III), сурьмы(III), селена(IV), гидроксиламина, производных гидразина и т. п. в кислой среде

и может быть осуществлено прямым и обратным методами. Наряду с реакциями окисления — восстановления в присутствии бромидов наблюдаются также реакции присоединения брома и замеще­ние бромом, который образуется в процессе взаимодействия бромата с бромидом в кислой среде:

Поэтому очень часто титрование производят раствором смеси бромата и бромида калия в отношении 1:5.

  В методе прямого титрования определение точки эквивалентности осуществляют визуально по изменению окраски титруемого раствора, индикаторным методом (органические азокрасители) и инструменталь­ными методами. В методе обратного титрования конечную точку титрования опреде­ляют, как правило, индикацией конца титрования избытка брома в при­сутствии индикатора — крахмал-иодид.

Техника титрования.

Титрование проводят в кислой среде в присут­ствии хлористоводородной или серной кислоты, способствующих мгно­венному выделению брома. Во многих случаях для улучшения растворимости анализируемого продукта наряду с водой применяют и неводные растворители (безвод­ную уксусную кислоту, спирты и др.). Во избежание улетучивания сво­бодного брома титрование, как правило, проводят при комнатной температуре, а иногда и при 0°С. В особых случаях медленно протекающих реакций окисления — восстановления прибегают к нагреванию титруе­мого раствора до 40 — 70 °С. Для предотвращения потерь брома титрова­ние проводят в конических колбах, снабженных стеклянными притер­тыми пробками. Для ускорения реакций в титруемый раствор добавляют катализаторы: сульфат марганца или ртути (II), молибдат натрия и др.

  В методах обратного титрования очень часто прибегают к поста­новке холостого опыта для того, чтобы уточнить, какое количество стан­дартного раствора титранта расходуется на титрование определенного объема реагента.

  При титровании избытка брома добавляют иодид калия, реагирую­щий с бромом с выделением йода, который оттитровывают стандартным раствором тиосульфата в присутствии индикатора — крахмала.

  Рабочий раствор броматометрии — бромат калия — обычно готовят по точной навеске его кристаллической соли. Препарат КВrО₃ получается достаточно чистым после перекристаллизации из воды и высушивания при 150...180°С. Титр раствора бромата иногдапроверяют йодометрическим методом, добавляя KI к от­меренному объему бромата и титруя выделившийся йод тиосуль­фатом натрия. Водные растворы бромата калия устойчивы не­определенно долго. В практике используют также бромат-бро-мидные нейтральные растворы, содержащие бромат калияточно известной концентрации и примерно пятикратный избыток бро­мида калия. При подкислении такой раствор выделяет свобод­ный бром в количестве, эквивалентном взятому количеству бро­мата. 

  Кроме того, броматометрию применяют для определения многих других неорганических и органических соединений: фенолов и их произ­водных, аминов, аскорбиновой кислоты, 8-оксихинолина (и осаждаемых этими соединениями ионов: Мg²⁺, А1³⁺, В1³⁺, Fе³⁺, In³⁺ и др.), тиомочевины, меркаптанов и т. п.

Широкое применение в броматометрических определениях получила способность свободного брома вступать в реакцию замещения, присоединения и окисления-восстановления с некоторыми органическими соединениями по точному стехиометрическому уравнению без образования каких-либо побочныхпродуктов. Та­ким образом можно отметить два основных типа броматометрических определений. В реакциях первого типа непосредственно используется реакция броматас определяемым восстановителем, а в реакциях второго типа участвует свободный бром, выделяю­щийся  при взаимодействии бромата с бромидом. В реакциях первого типа также не исключается образование сво­бодного брома как промежуточного продукта реакции,- однако в таких реакциях бромид калия вреагирующую систему не вводят.

C₆H₅OH + 3Br₂  3HBr + C₆H₂Br₃OH

H₂C=CH₂ + Br₂  H₂CBr-CBrH₂

Индикаторами броматометрии являются азокрасители, такие, как метиловый оранжевый или метиловый красный. В точке экви­валентности происходит необратимое окисление индикатора с об­разованием бесцветных продуктов. Азокрасители могут окислять­ся непосредственно броматом, поэтому перед точкой эквивалент­ности обычно вновь добавляют несколько капель индикатора, который обесцвечивается в точке эквивалентности. Обратимо изменяют свою окраску при проведении броматометрических определений n-этоксихризоидин, -нафтофлавон, хинолиновый желтый и др.