41258

Криві титрування та індикатори редоксометрії

Лекция

Химия и фармакология

Криві титрування та індикатори редоксометрії. План Криві титрування. Індикатори редоксометрії Криві титрування.

Украинкский

2013-10-23

102 KB

3 чел.

Лекція 20

Криві титрування та індикатори редоксометрії.


Криві титрування та індикатори редоксометрії
.

План

  1.  Криві титрування.
  2.  Індикатори редоксометрії
  3.  
    Криві титрування.

Зміна концентрації компонентів, що реагують, і залежна від неї зміна потенціалу в процесі окисно-відновного титрування може бути вивчена експериментально, а в ряді випадків розрахована на основі формули Нерста.

При експериментальному визначенні у розчин, що піддається титруванню, занурюють платиновий електрод і з’єднують через сольовий місток з нормальним водневим електродом. За допомогою бюретки вимірюють об’єм титранта, а користуючись включеним у водневий місток потенціометром — окисно-відновний потенціал системи Ех. Побудована на основі цих даних графічна залежність і є кривою титрування даного методу оксидиметрії.

Розрахунковий спосіб побудови кривих титрування пояснимо на прикладі титрування заліза (ІІ) ванадатом. Схематично цей процес виглядає так:

Fe+2 +V+5 = Fe+3 +V+4

Значення відповідних нормальних редокспотенціалів таке:

= 0,77 В  = 1,20 В

На самому початку титрування у розчині висока концентрація Fe+2 тому потенціал системи буде низький (таблиця). Згідно з формулою Нернста,

= 0,77 + 0,06

при збільшені [Fe+2], потенціал буде поступово підвищуватись (позиції 2-6 таблиці). Поблизу точки еквівалентності (7), як і при кислотно-основному титруванні, зміна концентрації стає більш різкою оскільки приливання невеликої кількості V+5 призводить до окиснення залишку Fe+2 і різкого зростання співвідношення [Fe+3]/[Fe+2]. Після точки еквівалентності потенціал продовжує змінюватись спочатку більш різко (позиція 8), потім все менше (9, 10). Це пов’язано з тим, що спочатку з’являється помітний надлишок V+5, тому на невеликому діапазоні збільшення об’єму титранта збільшується співвідношення [V+5]/[ V+4], що призводить до збільшення потенціалу

= + 0,06.

При подальшому додаванні надлишку розчину V+5 потенціал вже не росте так швидко.

Побудований на основі даних таблиці зразок кривої титрування редоксометрії наведена на рисунку. Вона характеризується помітним стрибком редокс-потенціалу системи. Це дозволяє, по-перше, зробити висновок про можливості практичного застосування цього методу, по-друге, вибрати придатний для його здійснення індикатор.


Таблиця1

Титрування 100 мл 0,1н р-ну FeSO4 в 10н H2SO4 розчином NH4VO3

№ позиції

Додано 0,1н р-ну NH4VO3, мл

Відношення концентрації іонів, що визначають потенціал системи

Потенціал

= + 0,06, В

1*

0

0,77 + 0,06lg10-4 = 0,53

2

1

0,77 + 0,06lg10-2 = 0,65

3

9

0,77 + 0,06lg10-1 = 0,71

4

50

0,77 + 0,06lg1 = 0,577

5

91

0,77 + 0,06lg10 = 0,83

6

99

0,77 + 0,06lg102 = 0,89

7**

100

=  =

8

101

1,20 + 0,06lg10-2 = 1,08

9

110

1,20 + 0,06lg10-1 = 1,14

10

200

1,20 + 0,06lg1 = 1,20

*На початку титрування умовно прийнято, що в розчині солі заліза (ІІ) міститься 0,01% заліза (ІІІ).

**Точка еквівалентності.

Рисунок 1 Криві титрування FeSO4 в 10н H2SO4 розчином NH4VO3.

  1.  Індикатори редоксометрії.

По аналогії з кислотно-основними індикаторами, здавалось-би, найкращими окисно-відновними індикаторами повинні бути речовини, окисно-відновний потенціал і забарвлення яких змінюються поблизу точки еквівалентності. Такі індикатори відомі (про них буде сказано пізніше). Однак більшість таких індикаторів має суттєві недоліки. Так, потенціал індикатора змінюється не тільки в залежності від потенціалу системи (що б було ідеальним), але і від рН розчину. Іноді зміна забарвлення відбувається досить повільно або утворюються різноманітні проміжні сполуки. Тому у багатьох методах оксидиметрії у якості індикаторів застосовують специфічні реактиви. У цих випадках в кінці титрування відбувається зміна забарвлення (частіш за все виникнення або зникнення його) в зв’язку з надлишком робочого розчину. Так, у випадку титрування заліза (ІІІ) відновником TiCl3 у присутності роданіду зникнення в розчині Fe+3 призводить до зникнення червоного забарвлення розчину:

Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3 червоний колір

Fe3+ + Ti3+ = Fe2+ + Ti4+.

До групи специфічних індикаторів належать KmnO4 у перманганатометрії та крохмаль у йодометрії. Детально про них йтиметься при розгляді подібних тем у подальшому.

Специфічні індикатори застосовуються виключно у даному методі і не придатні до інших титрувань.

Індикатори, що змінюють своє забарвлення в залежності від редокс-потенціалу розчину, характеризуються рівновагою окисленої форми (Indокис) і відновленої форми (Indвідн), що мають різні забарвлення

Indокис) + ne            Indвідн

Перед титруванням до розчину приливають невелику кількість індикатора, тоді як у розчині присутня значна кількість реагуючих речовин (речовина, що визначається і продукти реакції з робочим розчином). Таким чином, редокс-потенціалу розчину визначається цими речовинами, і в залежності від нього змінюється вищенаведений стан рівноваги індикатора. При цьому важливо щоб редокс-потенціал був як найближче до точки еквівалентності, або, принаймні виходив на вертикальну частину кривої титрування. Так, для описаного вище титрування заліза (ІІ) ванадатом амонія найбільш придатна фенілантрапінова кислота (речовина-похідна дифеніламіну) редокс-потенціал якої дорівнює +1,08 В. Відновлена форма цього індикатора безбарвна, окислена забарвлена у червоно-фіолетовий колір. З інших індикаторів цього типу слід згадати дифеніламін       (Еінд= 0,76 В), варіаміновий блакитний (Еінд= 0,6 В), метиловий синій (Еінд= 0,53 В), та інші.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76083. РЕМОНТ ТУРБОКОМПРЕССОРА 2.29 MB
  Цель работы: Углубление и закрепление знаний, полученных при изучении теоретического курса, развития навыков самостоятельного творческого решения конкретных технологических задач, связанных с выбором способа восстановления деталей...
76084. Организация производственно-хозяйственной деятельности дистанции сигнализации, централизации и блокировки 192.54 KB
  По рассчитанному штату работников аппарата управления и производственно-технического штата рассчитывается фонд зарплаты работников дистанции сигнализации. В фонд зарплаты включают также премии работникам дистанции, доплату за работу в праздничные дни и ночные часы.
76085. Электрооборудование ленточного конвейера 1.81 MB
  Энергетика является для экономики России ключевой отраслью. Это определяется приоритетным развитием отраслей энергетики, испытавшим по сравнению с другими отраслями наименьший спад производства в период проведения экономической реформы, их высоким ресурсным потенциалом...
76086. Проект аудиодомофона 295 KB
  Домофон - это устройство, предназначенное для связи входящего в помещение и лица находящегося в помещении. Домофон является своеобразным устройством контроля и управления входной двери. Устанавливаются они, как правило, на входе в помещение, на частную территорию.
76091. РАО «ЕЭС России» и его роль в экономике 255 KB
  Целью данной курсовой работы является анализ РАО «ЕЭС России» и его роль и место в экономике России. Для достижения поставленной цели необходимо решить задачи: рассмотреть электроэнергетику и рынок; проблемы информационного обеспечения диспетчерского управления в условиях функционирования ФОРЭМ...