Меркурометрия. Роданометрия

 

Для титриметрического определения галогенидов применяют меркурометрию - метод, основанный на образовании малорастворимых солей с ионами Hg (I).

Титрант-водный раствор Hg₂ (NO₃) ₂. Конечную точку титрования устанавливают по исчезновению красной окраски при добавлении Fe (SCN) ₃ или по образованию сине-фиолетового осадка с дифенилкарбазоном. Индикаторы рекомендуется вводить как можно ближе к концу титрования. Метод позволяет определять ионы Сl ^- в присут. восстановителей (S^2-, SO^2-₃) и окислителей (МnО₄^-, Сr₂О₇^-).

Меркурометрия дает возможность прямого определения анионов в кислой среде (0,2-5 М HNO₃), в мутных и окрашенных растворах; однако токсичность солей Hg является серьезным недостатком методов.

Роданометрической титрование основано на осаждении ионов Ag+ тиоцианатами:

 

Ag+ + SCN - = AgSCN

 

Для определения необходим раствор NH₄SCN (или KSCN). Определяют Ag⁺ прямым титрованием раствором тиоцианата.

Тиоцианатометрическое определение галогенов выполняют по так называемому методу Фольгарда: к жидкости, содержащей С1^-, приливают избыток титрованного раствора нитрата серебра. Затем остаток AgNO₃ обратно оттитровывают раствором тиоцианата и вычисляют результат.

Индикатор метода Фольгарда - насыщенный раствор NH₄Fe (SO₄) ₂ - 12H₂O. Пока в титруемой жидкости имеются ионы Ag+, прибавляемые анионы SCN ^- связываются с выделением осадка AgSCN, но не взаимодействуют с ионами Fe³⁺. Однако после точки эквивалентности малейший избыток NH₄SCN (или KSCN) вызывает образование кроваво-красных ионов [Fe (SCN)] ²⁺ и [Fe (SCN) ₂] ⁺. Благодаря этому удается определить эквивалентную точку.

Присутствие кислот не мешает титрованию по методу Фольгарда и даже способствует получению более точных результатов, так как кислая среда подавляет гидролиз соли железа. Метод позволяет определять ион С1 ^- не только в щелочах, но и в кислотах. Определению не мешает присутствие Ва²⁺, Рb²⁺, Bi³⁺ и некоторых других ионов. Однако если в анализируемом растворе имеются окислители или соли ртути, то применение метода Фольгарда становится невозможным: окислители разрушают ион SCN-, а катион ртути осаждает его.

Щелочной исследуемый раствор нейтрализуют перед титрованием азотной кислотой, иначе ионы Fe³⁺, входящие в состав индикатора, дадут осадок гидроксида железа (III).

Напишите реакцию, диссоциацию комплекса, выражение к нестойкости.

 

H₂S + 2 [Ag (NH₃) ₂] Cl = Ag₂S + 2NH₄Cl + 2NH₃

[Ag (NH₃) ₂] Cl = [Ag (NH₃) ₂] ⁺ + Cl^-

[Ag (NH₃) ₂] ⁺ = Ag⁺ + 2NH₃

K_нест. = [Ag⁺] [NH₃] ^2/[[Ag (NH₃) ₂] ⁺]

 

Какие частицы могут быть лигандами? Приведите примеры.

Лиганды - некоторое число противоположно заряженных атомов или электронейтральных частиц вокруг комплексообразователя.

Лигандами могут быть:

ионы галогенов, CN^-, SCN^-, NO₂^-, OH^-, SO₄^2-, CO₃^{2 -} и др.;

нейтральные молекулы: H₂O, NH₃, N₂H₄, C₂H₅N и др.

Ответ на тестовые задания.

1 - В 49 - В

10 - В 57 - А

20 - Б 59 - Б, Г

28 - Б 69 - Б

38 - В 77 - В

Решение задач.

Какие массы сульфата натрия и воды необходимо взять для приготовления 3 кг раствора с массовой долей 20%. Как приготовить данный раствор?

 

Дано:

Решение:

M раствора = 3000 г ω = 20% Найти: mводы - ? mNa2SO4 - ?

ω = mвещества /mраствора x 100% 1) Находим массу натрия сульфата: m = ω x mраствора /100 m = 20 х 3000/100 = 600 г (натрия сульфата) 2) Находим массу растворителя (воды): m = mраствора - mвещества m воды = 3000- 600 = 2400г (воды) 3) Переведем массу растворителя в объем: Так как плотность воды = 1г/мл, значит ρ = m/V, V = m/ ρ V = 2400/1 = 2400 мл (воды) Ответ: Чтобы приготовить раствор по вышеуказанному условию необходимо: взвесить на аналитических весах 300 г натрия сульфата; количественно верно (или без потерь) перенести в колбу нужного объема; добавить в колбу отмеренный цилиндром 2400 мл воды; все перемешать.

 

Как приготовить 50 г 0,5% раствора KMnO₄ разбавлением 1,55%, плотностью 1,02 г/мл?

 

Дано:

Решение:

mраствора = 50 г ω = 0,5% ω1 = 1,55% ρ1 = 1,02г/мл Найти: mводы - ? mMgSO4 - ?

ω = mвещества /mраствора x 100% 1) Находим массу растворенного вещества: m = ω x mраствора /100 m = 0,5 x 50/100 = 0,25г (калия перманганата) 2) Находим объем 1,55% раствора, необходимого для получения 0,5% раствора: ω = mвещества x 100/Vраствора x ρ V = m x 100/ ω x ρ V = 0,25 х 100/1,55 х 1,02 = 15,8 мл 3) Переводим в граммы: ρ = m/V, m = V x ρ m = 15,8 х 1,02 = 16,1 г 4) Находим массу воды: m = mраствора - mвещества m = 50 - 16,1 = 33,9 г (воды) 5) Переведем массу растворителя в объем: Так как плотность воды = 1г/мл, значит ρ = m/V, V = m/ ρ V = 33,9/1 = 33,9 мл (воды) Ответ: Чтобы приготовить раствор по вышеуказанному условию необходимо: отмерить 15,8 мл 1,55% раствора калия перманганата; количественно верно (или без потерь) перенести в колбу нужного объема; добавить в колбу отмеренный цилиндром 33,9 мл воды; все перемешать.

 

Как приготовить 250 мл 0,03 N раствора NaNO₂ разбавлением 2 N раствора.

 

Дано:

Решение:

V = 250 мл Сm = 0,03N Cn = 2N Найти: mводы - ? m NaNO2 - ?

1) Находим объем 2 N раствора для приготовления 0,03N раствора: V1/V2 = N2/N1 250/x = 2/0,03 X = 250 x 0,03/2 = 3,75 мл 2) Находим объем воды для разбавления: 250 мл - 3,75 мл = 246,25 мл Ответ: Чтобы приготовить раствор по вышеуказанному условию необходимо: отмерить 3,75 мл 2 N раствора натрия нитрита; количественно верно (или без потерь) перенести в колбу нужного объема; добавить в колбу отмеренный цилиндром 246,25 мл воды; все перемешать.

 

Рассчитайте pOH раствора, если -lg [H] = 8 x 10^-4.

 

Дано:	Решение:
-lg [H] = 8 x 10-4 Найти: pOH - ?	pOH = 14 - pH pH = - lg [H+] pH = - lg 8 x 10-4 = 2,09 pOH = 14 - 2,09 = 11,91 Ответ: pOH раствора 11,91.

 

Как изменится pH ацетатного буфера, состоящего из 100 мл 0,01N раствора CH₃COOH и 50 мл 0,01 N раствора CH₃COONa, если:

1) к нему прилили 25 мл 0,01 N NaOH;

2) разбавить буфер в 2 раза;

 

рК (CH₃COOH) = 4,7

 

Дано:

Решение:

C (CH3COOH) = 0,01 N C (CH3COONa) = 0,01N pK (CH3COOH) = 4,7 V (CH3COOH) = 100 мл V (CH3COONa) = 50 мл Найти: pH - ?

1) Находим pH: К = [NH4+] [OH-] / [NH4OH] C (CH3COOH) = Cкислоты C (CH3COONa) = С соли [H-] = K + [кислоты] / [соли] pH = 4,7 + lg 0,01/0,005 = 4,7 + lg 2 = 4,7 + 0,3 = 5 если к данному раствору прилить 25 мл 0,01N NaOH: pH = 4,7 + lg 0,01/0,01 = 4,7 если разбавить буфер в 2 раза, то: pH = 4,7 + lg 0,02/0,005 = 4,7 + lg 0,005 = 4,7 - 0,6 = 4,1 Ответ: при прибавлении 25 мл,0, 01N раствора NaOH и разбавлении в 2 раза рН данного буфера уменьшиться.

Список литературы

 

1. В.Д. Пономарев "Аналитическая химия" - М.: Медицина, 1982.

2. К.А. Селезнев "Аналитическая химия" - М. Высшая школа. 1966.

3. А.П. Крешков, А.А. Ярославцев "Курс аналитической химии" - М. Химия. 1982.

4. Зубович И.А. Неорганическая химия: Учебник для технол. спец. вузов. - М.: Высшая школа, 1989.

5. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1981.

6. Зайцев О.С. Задачи, упражнения и вопросы по химии - М.: Химия, 1996