Аналитическая химия фтора. Курсовая работа по дисциплине Электрохимические методы анализа
 Скачать 196 Kb.
|
1.4. Метод ГранаДля определения точки эквивалентности используют три метода построения кривой титрования: обычную кривую, дифференциальную кривую и кривую Грана. Метод Грана обычно используют при титровании очень разбавленных растворов. В потенциометрическом титровании используют все типы реакций: нейтрализации, окисления–восстановления, осаждения, комплексообразования. Выбор индикаторного электрода определяется типом реакции. Измерение ЭДС при прямой и косвенной потенциометрии проводят с помощью потенциометра – прибора, в котором смонтирована вся электрическая схема установки с выводом контактов для подключения гальванического элемента. 2. Практическая часть.2.1. Определение концентрации фторид-ионов в растворе с помощью ионоселективного электрода.В основе метода лежит использование ион-селективного твердофазного электрода. Фторидный электрод – один из самых важных электродов с кристаллической мембраной, поскольку существует всего несколько методов, пригодных для простого и селективного определения фторидов. Электродная мембрана состоит из пластинки монокристалла LaF3 с добавками Eu(II) для повышения электропроводности мембраны. Электродная функция основана на селективной адсорбции фторид-ионов на поверхности электрода, приводящей к разделению зарядов; электропроводность мембраны обусловлена только подвижностью фторид-ионов. Внутренний раствор содержит 0,1 М NaF и 0,1 М NaCl, в него погружен хлоридсеребряный электрод. Электродная функция выполняется в диапазоне 10–1 – 10–6 М фторид-ионов. Единственный мешающий ион – ОН–, поскольку он может участвовать в реакции обмена на поверхности мембраны: LaF3 + 3 ОН– La(OH)3 + 3 F–. При высоких значениях рН образуется слой La(OH)3, поскольку растворимость La(OH)3 и LaF3 примерно одинакова. Потенциометрический коэффициент селективности  = 0,1, в то время как селективность электрода к фторид-иону в присутствии других анионов на несколько порядков выше.Известно, что ионы Н+ реагируют с фторид-ионами с образованием HF и HF2–: H+ + 2 F– HF + F– HF2–, не определяемых электродом. Поэтому если понизить рН анализируемого раствора, уменьшается концентрация свободного фторид-иона и потенциал электрода повышается. Рабочий диапазон рН фторидного электрода лежит в интервале 5,5 – 6,5, создаваемом ацетатным или цитратным буфером. Ионы А13+ и Fe3+ уменьшают содержание свободных фторид-ионов в растворе вследствие комплексообразования. Если необходимо определить общее содержание ионов F–, следует добавить лиганд, образующий более устойчивые комплексы с этими катионами и высвобождающий фторид-ионы. Такими лигандами могут быть цитрат или этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА). Следовательно, правильный выбор условий измерения позволяет устранить влияние рН и таких комплексообразователей, как А13+ и Fe3+. Оборудование: 1) иономер универсальный; 2) электроды: фторидный (индикаторный), хлоридсеребряный (сравнения); 3) термокомпенсатор; 4) штатив лабораторный; 5) стаканчики полиэтиленовые на 50 см3 – 5 шт.; 6) стакан для слива; 7) промывалка; 8) фильтровальная бумага; 9) бюретки на 50 см3 для растворов NaF – 5 шт.; 10) бюретка на 50 см3 для буферного раствора; 11) мерные колбы на 100 см3 – 4 шт.; 12) мерная колба на 500 см3 для приготовления буферного раствора БРОИС (буферный раствор общей ионной силы). Реактивы: 1) 0,1 М раствора фторида натрия; 2) ацетат натрия; 3) хлорид натрия; 4) цитрат натрия; 5) стандартный раствор динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА); 6) концентрированная уксусная кислота (ледяная). Ход работы. Приготовление растворов фторида натрия. 0,1 М – в мерную колбу на 1 дм3 помещаем 4,1990 г высушенного при 105 °С (до постоянной массы) фторида натрия. Растворяем навеску и доводим объем водой до метки. 0,01 М – берем 10,00 см3 приготовленного стандартного 0,1 М раствора и разбавляем до 100 см3 дистиллированной водой в мерной колбе. 0,001 М – готовим из 0,01 М раствора. Берем 10,00 см3 и разбавляем дистиллированной водой до метки в колбе на 100 см3. 0,0001 М – готовим из 0,001 М раствора. Отмеряем пипеткой 10,00 см3 указанного раствора и разбавляем в мерной колбе водой до объема 100 см3. 0,00001 М – отбираем пипеткой 10,00 см3 0,0001 М раствора, переносим в мерную колбу на 100 см3 и разбавляем водой до метки. Приготовление ацетатно-цитратного буферного раствора. В мерную колбу на 500 см3 помещаем 52,0 г ацетата натрия, 29,2 г хлорида натрия, 3,0 г цитрата натрия, 0,3 г динатриевой соли этилендиаминтетра-уксусной кислоты (ЭДТА), 8,0 см3 ледяной уксусной кислоты и приливаем 200 – 300 см3 дистиллированной воды. После растворения компонентов доводим объем раствора до метки дистиллированной водой. Построение градуировочного графика. В пяти полиэтиленовых стаканчиках готовим пробы. В каждый наливаем по 10 см3 буферного раствора и 20 см3 0,1, 0,01, 0,001, 0,0001, 0,00001 М растворов NaF соответственно в 1, 2, 3, 4, 5-й стаканчики. Поочередно измеряем ЭДС в каждом полученном растворе (стаканчике). Порядок измерений на иономере должен соответствовать марке прибора. Измерения следует производить не сразу, а через 5 мин после погружения электродов при работающей магнитной мешалке. Результаты заносим в табл. 1 и строим график (рис. 1). Таблица 1 Построение градуировочной зависимости Е – рF (концентрация стандартного раствора – 0,1 моль/дм3)
Отобрали пробу водопроводной воды так, чтобы концентрация ионов фтора была в пределах градуировочного графика. Измерили ЭДС раствора и по графику определили соответствие ЭДС заданной концентрации.  Рисунок 1. Градуировочная кривая – зависимость потенциала фторид-селективного электрода от pF = –lg CF- | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
