Задачи самостоятельной работы. 2.6. Определите вид, знак и величину индикаторной ошибки при кислотно-основном

2.6. Определите вид, знак и величину индикаторной ошибки при кислотно-основном титровании 10,0 см³ раствора НС1 с концентрацией 0,1000 моль/дм³ станда­ртным раствором КОН объемом 10,0 см³ с концентрацией 0,1000 моль/дм³ в присут­ствии индикатора бромкрезолового пурпурного (рТ = 6,0).

2.7. Определите вид, знак и величину индикаторной ошибки при кислотно-основном титровании 20,0 см³ раствора НС1 с концентрацией 0,0500 моль/дм³ стан­дартным раствором NaOH объемом 20,0 см³ с концентрацией 0,0500 моль/дм³ в при­сутствии индикатора тимолового синего (рТ = 8,5).

2.8. Определите вид, знак и величину индикаторной ошибки при кислотно-основном титровании 20,0 см³ раствора аскорбиновой кислоты с молярной концен­трацией 0,1000 моль/дм³ стандартным раствором NaOH объемом 20,0 см³ с концен­трацией 0,1000 моль/дм³ присутствии индикатора фенолфталеина (рТ = 9), считая аскорбиновую кислоту слабой одноосновной кислотой с рК_а = 4,04.

2.9. Определите вид, знак и величину индикаторной ошибки при кислотно-основном титровании 20,0 см³ раствора муравьиной кислоты (рК_а = 3,75) с концен­трацией 0,1000 моль/дм³ стандартным раствором NaOH объемом 20,0 см³ с концен­трацией 0,1000 моль/дм³ в присутствии индикатора фенолового красного (рТ = 7,5).

2.10. Раствор гидроксида натрия объемом 20,0 см³ с концентрацией 0,1000 моль/дм³ оттитровали стандартным раствором НС1 такой же концентрации. Рассчи­тайте значение рН титруемого раствора при прибавлении 19,90; 19,99; 20,00; 20,01; 20,10 см³ титранта.

2.11. Раствор серной кислоты объемом 20,00 см³ с молярной концентрацией 0,0500 моль/дм³ титруют стандартным раствором гидроксида калия с концентра­цией 0,1000 моль/дм³. Определите величину рН раствора при прибавлении 19,90; 19,99; 20,00; 20,01; 20,10 см³ титранта.

V. Литература для самоподготовки студента.

1. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). В 2 кн. Кн. 2. Количественный анализ. Физико-химические (инструментальные) методы анализа. М.: Высшая школа, 2001. С. 81-98.

2. Шемякин Ф.М., Карпов А.Н., Брусенцов А.Н. Аналитическая химия. М.: Высшая школа, 1973. С. 374-377.

3. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Теоретические основы. Количественный анализ. В 3 кн. Кн. 2. М.: Химия, 1971. С. 138-153.

4. Золотов Ю.Я. Основы аналитической химии. Практическое руководство. М.: Высшая школа, 2001. С. 233-236.

5. Лекции.

З А Н Я Т И Е № 9

I. Тема: Окислительно–восстановительное титрование.

Перманганатометрическое титрование

II. Мотивация цели:

Методы окислительно-восстановительного титрования, или редокс-методы основаны на использовании реакций с переносом электронов - окислительно-восстановительных реакций. Другими словами, окислительно-восстановительное титрование, или редоксметрия, - это титрование, сопровождаемое переходом одного или большего числа электронов от иона-донора или молекулы (восстановителя) Red₁ к акцептору (окислителю) Ox₂:

Red₁ + Ox₂ = Ox₁ + Red₂

Перманганатометрическое титрование, или перманганатометрия, - метод количественного определения веществ (восстановителей, реже - окислителей и соединений, не обладающих окислительно-восстановительными свойствами) с применением титранта – раствора перманганата калия KMnO₄. Метод – фармакопейный, включен во все известные Фармакопеи.

Методом перманганатометрии проводят количественное определение пероксида водорода, пероксида магния, железа восстановленного, солей марганца (II), кальция (в виде оксалата), меди (I), олова (II), титана (III), ванадия (III), молибдена (III), хрома (III) (косвенно), а также определение анионов восстановителей: нитрита, тиоцианата, гексацианоферрата. Из органических веществ чаще всего определяют щавелевую кислоту и оксалаты, косвенно гидроксиламин NH₂OH.

Основные понятия титриметрического (объемного) анализа.

Закон эквивалентов открыт в результате работ И. Рихтера (1792-1800): все вещества реагируют в эквивалентных отношениях. В настоящее время химическим эквивалентом в окислительно-восстановительных реакциях называют реальную или условную частицу вещества, которая соответствует одному электрону в данной полуреакции. Моль эквивалентов содержит N_A = 6,022·10²³ частиц (молекул, ионов, электронов). Поэтому закон эквивалентов можно сформулировать в следующем виде: один моль эквивалентов одного вещества реагирует с одним моль эквивалентов другого вещества.

Фактор эквивалентности, f_экв (Х) – число, показывающее, какая доля реальной частицы соответствует одному электрону в данной полуреакции.

Например, в окислительно-восстановительной реакции

5 Н₂О₂ + 2 КМnO₄ + 3 Н₂SО₄ = 2 МnSO₄ + К₂SO₄ + 5 O₂ + 8 Н₂O

полуреакция, соответствующая превращению окислителя

МnO₄ ^- + 8 Н⁺ + 5 ē = Мn²⁺ + 4 Н₂O, f_экв (КМnO₄ )=1/5;

полуреакция, соответствующая превращению восстановителя

Н₂О₂ - 2 ē = O₂ + 2 Н⁺, f_экв (Н₂О₂) = ½.

После изучения темы студент должен:

- научиться производить расчеты по определению молярной массы эквивалента веществ, массы растворенного вещества, объема титранта, титра и других показателей окислительно-восстановительного титрования;

- рассчитывать, строить и анализировать кривые окислительно-восстановительного титрования;

- вычислять область скачка и положение точки эквивалентности при окислительно-восстановительном титровании;

- выбирать индикатор на основании анализа кривой титрования;

- научиться рассчитывать индикаторные ошибки титрования.