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

30534. Политика информационной безопасности 32.99 KB
  На основе ПИБ строится управление защита и распределение критичной информации в системе. Она должна охватывать все особенности процесса обработки информации определяя поведение ИС в различных ситуациях. Основными целями политики информационной безопасности является: обеспечение сохранности целостности информационных ресурсов и предоставление доступа к ним в строгом соответствии с установленными приоритетами и правилами разграничения доступа; обеспечение защиты подсистем задач и технологических процессов от угроз информационной...
30535. Контроль и моделирование как основные формы организационных действий при проверке действенности системы информационной безопасности 26.83 KB
  В дополнительной части можем рассказать подробно о видах моделирования. Моделирование КСЗИ заключается в построении образа модели системы с определенной точностью воспроизводящего процессы происходящие в реальной системе. Реализация модели позволяет получать и исследовать характеристики реальной системы.
30537. Иерархия прав и обязанностей руководителей и исполнителей при построении системы информационной безопасности, их взаимодействие 16.49 KB
  Иерархия прав и обязанностей руководителей и исполнителей при построении системы информационной безопасности их взаимодействие. ОТВЕТ: В жизненном цикле системы информационной безопасности можно выделить следующие этапы: Инициация и разработка системы. После проведения аудита информационной системы проектировщик предоставляет его результаты и рекомендации по построению системы ИБ заказчику который в свою очередь формирует требования к будущей системе безопасности. На основании полученных материалов проектировщик предлагает варианты...
30538. Аудит системы информационной безопасности на объекте как основание для подготовки организационных и правовых мероприятий. Его критерии, формы и методы 55.85 KB
  Управление ключами: генерация ключей; накопление ключей; распределение ключей. Главное свойство симметричных ключей: для выполнения как прямого так и обратного криптографического преобразования шифрование расшифровывание вычисление MC проверка MC необходимо использовать один и тот же ключ либо же ключ для обратного преобразования легко вычисляется из ключа для прямого преобразования и наоборот. С одной стороны это обеспечивает более высокую конфиденциальность сообщений с другой стороны создаёт проблемы распространения ключей в...
30539. Система управления информационной безопасностью. Процессный подход к построению СУИБ и циклическая модель PDCA. Цели и задачи, решаемые СУИБ 1.75 MB
  Процессный подход к построению СУИБ и циклическая модель PDC. PDC PlnDoCheckct циклически повторяющийся процесс принятия решения используемый в управлении качеством. Система управления информационной безопасностью ГОСТ Р ИСО МЭК 270012006 определение Процессный подход к построению СУИБ и циклическая модель PDC Цикл PDC Методология PDC представляет собой простейший алгоритм действий руководителя по управлению процессом и достижению его целей. Применение В практической деятельности цикл PDC применяется многократно с различной...
30540. Стандартизация в области построения СУИБ: сходства и различия стандартов 26.41 KB
  Доска: Стандарты: Ornge Book Red Book ISO IEC 15408 ISO IEC 17799 Стандарт BSI Стандарт США NIST 80030 РД гостехкомиссии России и стандарт ГОСТ Р ИСО МЭК 15408 Выступление: Рассмотрим стандарты информационной безопасности: Здесь выделены такие аспекты политики безопасности как добровольное дискреционное и принудительное мандатное управление доступом безопасность повторного использования объектов. Определяются инструменты оценки безопасности ИС и порядок их использования. В отличии от Ornge Book не содержит...
30541. Единые критерии (ГОСТ Р ИСО 15408). Профиль защиты. Задание по безопасности 29.73 KB
  Задание по безопасности.Положение по разработке профилей защиты и заданий по безопасности Гостехкомиссия России 2003 год Выступление: Профиль защиты это нормативный документ предназначенный для изложения проблемы безопасности определенной совокупности продуктов и систем ИТ и формулирования требований безопасности для решении данной проблемы. ПЗ не регламентирует каким образом данные требования будут выполнены обеспечивая таким образом независимое от реализации описание требований безопасности. Профиль защиты разрабатывается для...