41257

Приклади практичних визначень методом нейтралізації

Лекция

Химия и фармакология

Визначення кальцинованої харчової та каустичної соди та їх сумішей. Визначення карбонатної твердості води. Титриметричне визначення кислотності рідких вуглеводневих палив. Це пов'язано з тим що така кислота летка і визначення її концентрації за густиною є неточним.

Украинкский

2013-10-23

331 KB

2 чел.

ЛЕКЦІЯ 18

Приклади практичних визначень методом нейтралізації

Приклади практичних визначень методом нейтралізації

План

1. Особливості приготування робочих титрованих розчинів кислот і лугів.

2. Визначення кальцинованої, харчової та каустичної соди та їх сумішей.

3. Визначення карбонатної твердості води.

4. Титриметричне визначення кислотності рідких вуглеводневих палив.

1. Особливості приготування робочих титрованих розчинів кислот і лугів.

Для титрування можна застосовувати соляну, сірчану або азотну кислоти. Проте частіш за все користуються соляною кислотою. Вона е більш сильною кислотою, ніж сірчана, і перехід забарвлення індикатора в цьому випадку є більш чітким.

Робочий титрований розчин HCl неможливо приготувати безпосереднім розведенням до певного об'ему відміряної або зваженої кількості концентрованої соляної кислоти (ρ = 1.19 г/см3, (ω = 37%). Це пов'язано з тим, що така кислота летка і визначення її концентрації за густиною є неточним. Отже, взяти iї точну наважку неможливо. Тому готують розчин приблизної концентрації, а потім уточнюють її за допомогою вихідних (стандартних, установчих) речовин. Методика її приготування викладена у методичних вказівках.

Для установки нормальності розчину соляної кислоти частіш за все застосовують буру (тетраборат натрію Na2B2O7·10H2O), рідше безводну соду Na2CO3. Недоліком останньої є невелика молярна маса і помітна гігроскопічність.

При нейтралізації бури соляною кислотою відбуваеться реакція:

Na2B2O7 + H2O +2НСl = HBO2 + 2NaCl  

Отже, для приготування, наприклад, 250мл точного 0,1н розчину бури необхідно взяти наважку: 

Як видно з рівняння реакції, в точці еквівалентності розчин повинен містити тільки хлорид натрію і боратну кислоту і мати наступний pH (використовуемо рівняння для слабкої кислоти):

З таблиці індикаторів видно, що найбільш придатні для даного титрування метилчервоний (рТ = 5). Прийнятним є і метилоранжевий (рТ = 4), хоча в цьому випадку відбуваетьея деяке перетитрування (Ha 1 - 2 краплі) для досягнення більш кислого середовища, що при дуже відповідальних аналізах може бути враховано за результатом так званого „сліпого" досліду.

В якості робочих розчинів основ звичайно застосовують розчини гідроксидів калію і натрію. Останній має деякі переваги (його легше отримати вільним від домішок карбонатів), тому застосовуеться частіше.

Ідкі луги нe мають властивостей вихідної речовини: вони гігроскопічні і легко реагують з вуглекислим газом повітря. Тому спочатку готують приблизно 0,1н розчин NaOH або КОН, а точну концентрацію встановлюють по вихідним речовинам, якими можуть бути щавлева кислота або титрований розчин соляної кислоти.

Під час приготування і зберігання розчинів лугів слід здійснювати заходи по запобіганню утворення карбонатів з СО2 повітря. Це і використання дистильованої води, вільної Big СО2 (He більше 1,5·10-5моль/л) і захист розчинів за допомогою хлоркальціевих трубок з натронним вапном (NaOH + Ca(OH)2), яке поглинае вуглекислий газ повітря.

2. Визначення кальцинованої, харчової та каустичної соди та їх сумішей.

Якість препарату соди визначаеться відсотковим вмістом чистого Na2,C03 (домішками е NaCI, Na2S04, NaOH, гігроскопічна вода). Для цього наважку кальцинованої соди розчиняють у воді і титрують 0,1 н розчином соляної кислоти. При цьому послідовно перебігають такі реакції:

Na2CO3 + НCl = NaHCO3 + NaCI (1)

NаHCOз + HCl = H2CO3 + NаCl (2)

―――――――――――――――――

Na2CO3 + 2НCl = H2CO3 +2 NaCI     (3)

Розглянемо криву титрування соди. Для 0,1н розчину Na2C03 знаходимо pH, користуючись формулою для середніх солей багатоосновних кислот:

Під час першої стадії титрування утворюеться буферний розчин, тому зміна pH відбуваеться досить повільно.

В першій точці еквівалентності утворюеться кисла сіль, pH розчину якої розраховуемо за відповідною формулою:

Після першої точки еквівалентності знову утворюються буферні розчини Н2СО3 - NaHC03, і крива титрування має пологий характер. Друга точка еквівалентності відповіае pH, який розраховуемо за формулою для слабких кислот:

Оскільки Н2СОз нестійка, вона більшою частиною розкладаеться нa СО2 і Н2О. Показано, що у випадку вихідної концентрації NaHCО3 рівної 0,1моль/л концентрація Н2СО3 = 5·10-2 моль/л. Отже

pH = 1/2·6,5 - 1/2(0,7 - 2) = 3,25 + 0,65 = 3,9

За цими даними побудуемо криву титрування. З неї видно, що для фіксації першої точки еквівалентності найбільш придатним є індикатор фенол-фталеїн (pH = 8 - 10, рТ = 9), а другої метилоранж (pH = 3 - 5, рТ=4)

.

Розрахунок вмісту Na2CO3 у технічній соді розраховуемо за формулами:

Зрозуміло, що у розрахункову формулу при титруванні підставляють - при титруванні по фенол-фталеїну Е(Na2C03) = М(Na,C03)/1 = 106 г/моль, а при титруванні по метилоранжу - Е(Na2C03) = М(Na2CО3)/2 = 53 г/моль.

Визначення Na2C03 і NaHCO3 в суміщі доводиться робити, наприклад, при оцінці якості харчової соди, ступеня кальцинації гідрокарбонату натрію у содовому виробництві.

Титрування обов'язково проводять за двома індикаторами. Нехай об'ем HCl при титруванні по фенолфталеїну складе V1, а по метилоранжу V2. Зі  схеми видно, об'ем HCI, який пішов нa титрування гідрокарбонату, який був у розчині спочатку, дорівнює V2 - 2V1, а маса його в суміші розраховуеться за формулами:

Визначення Na2CO3 і NaOH є суміші має значення при контролі чистоти препаратів їдкого лугу і в деяких інших випадках. При титруванні суміші за ф.ф. відбуваеться нейтралізація всього NaOH і Ha половину Na2C03:

NaOH + HCl = NaCI + Н2О

Na2CO3 + HCl = NaHCО3 + NaCl

 Нехай нa ці процеси піде V1 HCl.

Друга точка еквівалентності за м.о. наступить після повної нейтралізації розчину:

HCOз + HCl =Na2CO3 + NаCl

 і об'ем HCl складе V2.

З діаграми видно, що нa титрування половини Na2CO3 пішов об'ем HCl (V2 - V1). Тоді для визначення тільки лугу затрачено НС1

V2 - 2(V2  V1) = V2 - 2V2 + 2V1 = 2V1V2

Для обчислення вмісту каустичної і кальцинованої соди користуемось відомими формулами, приймаючи Е(NaOH)=56г/моль, Е(Na2CО3)=106/2= 53г/моль.

3. Визначення карбонатної твердості води.

Твердість води зумовлена присутністю розчинних солей кальцію і магнію. Важливість визначення ціеї характеристики загальновідома. Розрізняють карбонатну (тимчасову) і некарбонатну (постійну) твердість води. Перша залежить від присутності уводі гідрокарбонатів кальцію і магнію і майже повністю знижуеться, наприклад, при кип'ятінні розчину:

Са(НСО3)2 = СаСОз + СО2 + Н2О

He, карбонатна твердість зумовлена присутністю хлоридів і сульфатів кальцію і магнію, які, звісно, при кип'ятінні залишаються в розчині. Сума um видів твердості називають загальною твердістю води.

Для визначення карбонатної твердості деякі об'ему води титрують соляною кислотою у присутності метилоранжу. При цьому відбуваються реакції:

Са(НСО3)2 + 2НСl = CаCO2 + 2CO2 + 2H2O                             Mg(HCO3)2 + 2HCl = мgсг2 + 2CO2 + 2H2O.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74442. Новизна метатеоретических юридических исследований 14.59 KB
  Исследование проводимое в целях получения новых знаний в сфере теории познания и методологии правовой науки понимается как метатеоретическое. Наиболее весомые результаты в разработке метатеоретических проблем правовой науки достигаются разработкой конкретных методологических правил обеспечивающих успешное применение в правовой науке конкретного специального или общего метода. Однако такие позитивные результаты в разработке проблем методологии правовой науки достигаются отнюдь не всегда. Другая распространенная форма новизны...
74443. Новизна прикладных правовых исследований: концепция проекта закона, иного нормативного правового акта, предложений по совершенствованию действующего законодательства 14.66 KB
  Новизна прикладных правовых исследований: концепция проекта закона иного нормативного правового акта предложений по совершенствованию действующего законодательства. Новизна прикладных правовых исследований определяется сферой их применения. Следует отметить что предложения по совершенствованию законодательства и практики его применения сформулированные ученымиюристами а также подготовленные ими проекты законов иных нормативных правовых актов не обладают новизной научного знания а представляют собой разновидность конструкторских...
74445. Критика правовой теории 44.5 KB
  Специфика критики как процедуры научного познания состоит в следующем. Например объектом правовой науки предстает социальноправовая практика тогда как объектом критики в об iи правовой науки выступает существующее наличное научное знание о праве которое сохранилось дошло до наших дней в письменных и иных источниках. Объектом критики могут стать положения какой либо правовой теории школы доктрины взгляды отдельного ученого положения конкретной монографии иного научного труда либо просто отдельные высказывания по какомулибо...
74447. Понимание метода правовой науки 49.5 KB
  Метод теории государства и права представляет собой особый компонент правовой науки и имеет собственное отличное от теории права содержание. Умение оперировать теоретическими знаниями категориями и понятиями теории государства и права закрепляется в правилах принципах составляющих непосредственное содержание различных общих и специальных методов. Примером такого рода правил могут служить принципы толкования права. Не представляет особого труда обнаружить обусловленность требований методов толкования права положениями общей теории права о...
74449. Объект правовой науки: понятие и состав 11.79 KB
  Объект правовой науки: понятие и состав. В философской и науковедческой литературе объект понимается как реально существующий мир или его часть исследуемые наукой для раскрытия ее предмета тогда как предмет – это определенный аспект закономерности существующего мира познание которых составляет непосредственную цель науки. В объект правой науки в целом и ее отдельных отраслей входят государство право правоотношения правонарушения и др. Однако объект правовой науки не может быть ограничен только названными явлениями.
74450. Объяснение. Понятие и структура объяснения. Виды объяснений 12.36 KB
  Экспаланс объясняющий содержит научно обоснованные положения из которых с необходимостью и вероятностью следует заключение. Экспаланс имеет два вида посылок: большую посылку составляют теоретические законы принципы и иные общие положения правовой науки философии итд полученные индуктивным путем. меньшую посылку образуют положения свидетельствующие о наличии у исследуемого явления совокупности признаков связей характерных для действия закона принципа общей связи обозначенной в большей...