Основы общей и аналитической химии. Аналитическая химия

• Название: Аналитическая химия
• Дата: 23.12.2021
• Размер: 195.38 Kb.
• Имя файла: Основы общей и аналитической химии.docx
• Тип: Закон; #315110
• страница: 14 из 17

Кривые титрования

Строят в координатах Е_Ох/Rеd – степень оттитрованности. В окислительно-восстановительной реакции участвуют две rеdох – системы: титруемого вещества и титранта, каждая из которых описывается уравнением Нернста. Кривые окислительно-восстановительного титрования является билогарифмическими, поскольку изменение потенциала определяется отношением концентраций сопряженных форм.

Для обнаружения конечной точки титрования используют:

1. 
   исчезновение или появление окраски титранта или титруемого вещества;
   
2. 
   окислительно-восстановительные и специфические индикаторы;
   
3. 
   инструментальные методы.
   

Специфические индикаторы – образуют интенсивно окрашенное соединение с одним из компонентов окислительно-восстановительной системы.

Окислительно-восстановительные (Rеdох) индикаторы – это в основном органические вещества, окисленная и восстановленная формы которых окрашены в различные цвета. Область изменения потенциала системы, в которой наблюдается изменения окраски индикатора, называют интервалом перехода индикатора. При выборе индикатора необходимо ( как и при кислотно-основном титровании) следить, чтобы интервал перехода окраски индикатора должен полностью лежать внутри скачка на кривой титрования.

Предварительное окисление и восстановление

Элементы в растворе могут находиться в разных системах окисления.

До начала титрования нужно количественно перевести определяемое вещество в одну степень окисления, находящую для взаимодействия с титрантом. Для этого используют окислители и восстановители более сильные, чем определяемые вещества. При этом избыток этих вспомогательных реагентов должен быть удален из раствора полностью и быстро.

Наиболее подходящие окислители:

1. 
   персульфат аммония, переводящий в кислой среде в присутствии ионов серебра (катализатор) ионы Мn (II), Сr(III) и V(IV) в МnО₄^-, Сr О ^2- и VО ^-- ионы и
   

2 7 3

разрушающийся при нагревании.

2S О ^2-+2Н О=4SО ^2-+О +4H⁺

2 8 2 4 2

2. 
   пероксид водорода или натрия в кислой или щелочной среде; избыток разрушается при нагревании:
   

2Н₂О_{2 =}^t 2Н₂О+О₂

3. 
   висмутат натрия, окисляющий Мn(II) до МnО₄^-; избыток его можно удалить фильтрованием;
   
4. 
   перманганат калия, окисляющий Сr(III) до Cr O ^2- и V(IV) до VО ^-; избыток реагента
   

2 7 3

удаляют кипячением с НСl - при этом получается МnО₂, который отфильтровывают.
В качестве восстановителей применяют:

1. 
   металлы (Zn, Сd, Аg, Вi ), их используют в виде гранул, стержней, порошка;
   
2. 
   хлорид олова (II);
   

3 )газообразные восстановители (диоксид серы и сероводород)
Перманганатометрия

используется для определения множества веществ-восстановителей и окислителей (с предварительным восстановлением):

а) один из лучших способов определения железа в разных объектах;

б) с предварительным восстановлением можно определять: V, Mo, W, Ti, Sn, Sb, U, которые после растворения образцов получаются в высшей степени окисления;

в) используется для определения нитритов обратным титрованием. Прямое титрование невозможно, поскольку нитрит в кислой среде неустойчив; поэтому добавляют избыток перманганата и через некоторое время оттитровывают избыток стандартным раствором соли Мора.

г) для определения ионов, образующих малорастворимые оксалаты(Ca, Mg, Zn, Ba, Pb, Ag, Sr, Co ), которые отделяют от раствора, растворяют в кислоте и затем оттитровывают щавелевую кислоту;

ж) для определения общей окисляемости воды или почвы.
Дихроматометрия.

Достоинством метода является то, что раствор К₂ Сr₂ О₇ очень устойчив и удовлетворяет требованиям первичного стандарта.

Его применяют для определения железа (после предварительного восстановления) и органических компонентов воды или почвы. Индикатором служат Rеdох – индикаторы – дифениламин и его производные.
Броматометрия. Достоинством метода является устойчивость и чистота бромата калия. Является лучшим методом для определения сурьмы (Sb) и олова (Sn). Также применяют для определения мышьяка, железа и органических соединений.

Йодиметрия. Реакция окисления-восстановления с участием йода обратима:

J₂ + 2e↔ 2J^– Е ⁰

J ₂ / 2J

_ = 0,62 В.

Йод плохо растворим в воде, но в присутствии иодид-ионов образуется комплекс I₃^-, поэтому при титровании протекает реакция
J^ + 2е ↔3 J^– Е ⁰ _ = 0,54 В.

3 _{J 3}

/ 3J^

Стандартные потенциалы многих восстановителей меньше Е=0,54В, а многих окислителей выше, поэтому система служит для определения как восстановителей так и окислителей.

При определении восстановителей прямым титрованием рабочим раствором служит раствор йода, который готовят растворением смеси I₂ с КI в очищенной от ионов металлов воде. Хранят раствор в темной склянке во избежание окисления йодида и улетучивания образовавшегося йода.

Использовать раствор иодида для определения окислителейпутем прямого титрования невозможно, т.к. прямая реакция восстановления йода идет быстро, а обратная реакция окисления йодида протекает медленнее. Поэтому используют заместительное титрование. К окислителю добавляют избыток иодида, а выделившийся йод оттитровывают стандартным раствором Nа₂S₂О₃ (тиосульфат натрия). Индикатором является крахмал. Этот метод используют для определения очень многих окислителей. Кроме этого йодиметрия это лучшей и самый точный метод определения сравнительно больших количеств меди. Титрование проводят при рН  2÷4.