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

79238. Институционализм как идейно-теоретическая база либерального реформизма 181 KB
  И эта основа становится менее прочной как раз тогда когда высокий уровень издержек и длительный период созревания изделий обусловленные современной техникой требуют значительно большей надежности рынков. Назначение книги ОСНОВУ книги составляют три статьи Природа фирмы 1937 Спор о предельных издержках 1946 и Проблема социальных издержек 1960. Чтобы объяснить почему фирмы существуют и что именно они делают я счел необходимым ввести понятие которое я в этой статье обозначил как издержки использования механизма цен издержки...
79239. Экономическая мысль периода генезиса капитализма: меркантилизм как первая концепция рыночных отношений. Экономическая система физиократов 177.5 KB
  Нация распадается на три класса граждан: класс производительный класс собственников и класс непроизводительный. Непроизводительный класс состоит из всех граждан которые заняты другими услугами и видами труда кроме земледелия и затраты которых оплачиваются производительным классом и классом собственников в свою очередь получающим свои доходы от производительного класса. Экономическая таблица охватывает три указанных класса и ежегодно получаемое ими богатство и описывает обмен commerce между ними в следующей форме. Класс собственников...
79240. Классическая политическая экономия. Экономические системы А. Смита (1723-1790) и Д. Рикардо (1772 - 1823 гг.) 152 KB
  Годичный труд каждого народа представляет собою первоначальный фонд который доставляет ему все необходимые для существования и удобства жизни продукты потребляемые им в течение года и состоящие всегда или из непосредственных продуктов этого труда или из того что приобретается в обмен на эти продукты у других народов. Напротив у народов цивилизованных и процветающих хотя у них большое число людей совсем не работает причем многие неработающие потребляют в десять а часто и в сто раз большего труда чем...
79241. Идеи классической политической экономии в учениях Т. Мальтуса, Ж.-Б. Сэя., Дж. Ст. Милля 192.5 KB
  Это обстоятельство а также внимание оказанное обществом моему Опыту обязывали меня произвести некоторые исторические исследования с целью изучить влияние закона народонаселения на прошедшее и настоящее состояния общества. Нищета и бедствия производимые чрезмерно быстрым размножением населения бы ли уже замечены и жестокие меры против этих бедствий были указываемы со времен Платона и Аристотеля. Не говоря уже о том что сравнение между возрастанием населения и средств потребления не было никем изложено с достаточной силой и ясностью...
79242. Экономическое учение западно-европейских социалистов и демократическая мысль России 1-й половины XIX века 303.5 KB
  Лучшим средством привлечь их на свою сторону будет возможно полное разъяснение этого вопроса; вот цель какую я себе ставлю обращаясь к различным группам человечества разделяемого мною на три класса: первый это тот к которому имеем честь принадлежать мы с вами; он шествует под знаменем прогресса человеческого духа и состоит из ученых художников и всех людей разделяющих либеральные идеи. Это такое брожение когда все отношения между членами нации становятся непрочными и величайший из всех бичей анархия свободно производит свои...
79243. Марксистская политическая экономия. Структура и логика «Капитала» К. Маркса 313 KB
  Но товарная форма продукта труда или форма стоимости товара есть форма экономической клеточки буржуазного общества. Этот его характер не зависит от того много или мало труда стоит человеку присвоение его потребительных свойств. Как потребительная стоимость он не заключает в себе ничего загадочного будем ли мы его рассматривать с той точки зрения что он своими свойствами удовлетворяет человеческие потребности или с той точки зрения что он приобретает эти свойства как продукт человеческого труда. Потому что вопервых как бы...
79244. Основные идеи русского марксизма. Экономическая мысль России второй половины XIX – начала XX веков. Экономические взгляды народников, Г. В. Плеханова (1856-1918 гг.), В. И. Ленина (1870-1924 гг.) 323 KB
  Для социальной науки предмет которой не личность а коллектив весь капитализм с его бесчисленными противоречиями непрерывной борьбой неустойчивыми равновесиями движением от одних кризисов и революций к другим есть не более как переходная фаза между двумя органическими общественными системами длительная революция методов производства и форм сотрудничества. Но и они должны переходить ко все более глубоким пластам и при нынешней скорости расширения производства угольное будущее этих стран также становится все более темным. Эволюция...
79245. Организация планирования на предприятии. Планирование как инструмент принятия управленческих решений 21.2 KB
  Организация планирования на предприятии. Сущность планирования в условиях рыночной экономики заключается в научном обосновании на предприятиях предстоящих экономических целей их развития и форм хозяйственной деятельности выбора наилучших способов их осуществления на основе наиболее полного выявления требуемых рынком видов объемов и сроков выпуска товаров выполнения работ и оказания услуг и установления таких показателей их производства распределения и потребления которые при полном использовании ограниченных производственных ресурсов...
79246. Стратегическое планирование развития предприятия, цели и особенности стратегического планирования 13.45 KB
  Цель функционирования компании фирмы предприятия это четко и однозначно сформулированные намерения представленные в виде перечня подлежащих достижению главных показателей имеющих количественную оценку. Цели представляют собой ориентиры развития фирмы а стратегия это план их достижения. Цель можно определить и как конечные экономические и финансовые результаты деятельности фирмы которые она планирует получить к заранее установленному сроку. Цель возникает как результирующая компонента потребностей покупателей определяемых миссией...