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

2679. Формирование ассортиментной политики на примере ОАО Казанский жировой комбинат 673.27 KB
  В современных условиях развития рыночных отношений отечественные промышленные предприятия нуждаются в разработке оптимальной ассортиментной политики, которая отвечала бы с одной стороны сложившейся в стране рыночной ситуации, тенденциям ее ...
2680. Сегментация рынка товаров потребительского и промышленного назначения на примере ООО Торговый дом Кама 120.8 KB
  Организации, действующие на рынке, осознают, что их товары или услуги не могут полностью удовлетворить запросы и желания  всех потребителей. В идеале, организация должна стараться занять все рыночные ниши (сегменты), для максимизации п...
2681. Электронные узлы измерительных устройств 2.25 MB
  Проектирование как этап создания нового прибора есть процесс преобразования информации, заложенной в техническом задании, в информацию, необходимую для изготовления создаваемого прибора. Ему предшествуют такие начальные этапы как технико-эконо...
2682. Расчет газопровода от поселка Крутинка до поселка Атрачи 204.68 KB
  Рассчитать газопровод от п. Саргатское до п. Андреевка Определить диаметр газопровода из условия обеспечения нормального и экономичного газоснабжения всех потребителей. Гидравлический расчет выполняется по максимальным часовым расходам с учетом коэф...
2683. Разработка автоматизированной системы управления технологическими процессами фирмы Allen Bradley 401.23 KB
  Внедрение АСУ ТП позволяет значительно повысить эффективность производства за счет: получения достоверной информации с технологических объектов, оперативного контроля, управления процессами и учета готовой продукции, повышения...
2684. Расчет среднегодовых технико-экономических производственно-отопительной котельной 142.28 KB
  В связи с ростом промышленного производства и развитием социальной структуры населенных пунктов, ежегодно возрастает потребность тепловой энергии на технологические нужды, отопление и вентиляцию. Темой курсовой работы является проект котель...
2685. Проектирование металлорежущих инструментов 423.52 KB
  Проектирование круглого фасонного резца. Назначение фасонных резцов. Анализ исходных данных. Выбор инструментального материала. Выбор формы передней и задней поверхности резца и его геометрических параметров в базовой точке...
2686. Волны в упругих средах 957.5 KB
  Волны в упругих средах  Волновые процессы Предположим, что точка, совершающая колебание находится в среде, все частицы которой связаны между собой. Тогда энергия ее колебания может передаваться окружаю - щим точкам, вызывая их колебание. Явлени...
2687. Электроизмерительные приборы 217 KB
  Цель работы: Изучить физические принципы действия и основные характеристики электроизмерительных приборов. На основе электромеханического стрелочного прибора М-93 собрать и исследовать миллиамперметр постоянного тока и вольтметры для измерения...