МетодКА январь. Лабораторная работа 1 Определение содержания уксусной кислоты 16 в растворе методом кислотноосновного титрования 16
 Скачать 2.03 Mb.
|
|
Броматометрия При броматометрическом титровании [11] происходит восстановление бромат-ионов в кислой среде до бромид-ионов: BrO3- + 6H+ + 6e- → Br- + 3H2O,  = +1.44 В.Бромат калия в кислой среде является сильным окислителем и способен взаимодействовать с веществами, окислительный потенциал которых меньше. В реакции восстановления до Br- бромат-ион приобретает 6 электронов, поэтому М  г/моль.Раствор KBrO3 является первичным стандартом, поэтому его растворы точно известной концентрации готовят растворением точной навески вещества в мерной колбе. Растворы реагента устойчивы длительное время. Титрантом в методе служит раствор KBrO3 с молярной концентрацией эквивалента 0,1000 моль/дм3. Ряд веществ, таких как мышьяк (III), сурьма (III), железо (III), перекись водорода, алкилсульфиды, дисульфиды, щавелевая кислота, можно определять прямым титрованием стандартным раствором бромата калия в растворе 1 М соляной кислоты. Броматометрическое титрование применяют для анализа веществ и лекарственных препаратов, содержащих мышьяк, – мышьяковистого ангидрида (оксида мышьяка (III)), новарсенола, миарсенола и осарсола. Например, навеску As2O3 растворяют в 2 – 3 см3 10%-ного раствора NaOH, добавляют воду, концентрированную серную кислоту и KBr (в качестве катализатора). Раствор нагревают до кипения и титруют раствором KBrO3 с молярной концентрацией эквивалента 0,1000 моль/дм3. Индикатор метиловый красный. Титрование ведут до обесцвечивания раствора. As2O3 окисляется KBrO3 до As2O5: 3As2O3 + 2KBrO3 = 3As2O5 + 2KBr В точке эквивалентности избыток KBrO3 взаимодействует с KBr и выделяет свободный бром, который обесцвечивает индикатор метиловый красный. BrO3- + 5Br- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O Т  = 0,004946 г/см3. В бромометрическомтитровании титрантом является раствор брома. Ввиду того, что раствор брома нестоек и токсичен, обычно применяют бромид-броматное титрование. В раствор анализируемого вещества вводят раствор KBr и титруют раствором KBrO3. Выделившийся при взаимодействии KBr и KBrO3 свободный бром обладает свойствами окислителя и способен восстанавливаться до бромид-ионов: KBrO3 + 5 KBr + 6 HCl = 3Br2 + 6 KCl + 3 H2O Br2 + 2е- → 2 Br- ;  = +1,087 В.М  г/моль.Органические соединения реагируют с бромом, образуя продукты замещения либо продукты присоединения. При этом происходит бромирование многих органических соединений, особенно группы фенолов: фенола, резорцина, тимола, салициловой кислоты и др. Например, из фенола при взаимодействии с Br2 количественно образуется трибромфенол и бромоводородная кислота (реакция замещения):  М  (фенола)=  М (фенола).Этилен реагирует с бромом по реакции присоединения: CH2=CH2 + Br2 CH2Br–CH2Br М (этилена)=  М (этилена).Для органических соединений, которые реагируют с бромом быстро, применяют метод прямого титрования. При этом навеску вещества растворяют в воде, добавляют раствор KBr и HCl. Полученную смесь титруют раствором KBrO3 с молярной концентрацией эквивалента 0,1000 моль/дм3 в присутствии метилового оранжевого. Большинство органических соединений реагируют с бромом медленно, поэтому применяется титрование по замещению. Этим способом по Государственной Фармакопее СССР [4, 12, 13] анализируют резорцин и фенол, добавляя к раствору анализируемого вещества определенный объем раствора KBrO3, KBr и HCl. Смесь оставляют в закрытом сосуде на 10 мин, за это время происходит реакция бромирования органического вещества выделившимся свободным бромом.  Избыток непрореагировавшего брома определяют йодометрически, добавляя к смеси раствор KI. Бром количественно вытесняет йод из KI. Br2 + 2KI → 2KBr + I2 Выделившийся йод титруют раствором Na2S2O3. I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6 Бромо-йодометрия довольно широко применяется в органическом функциональном анализе для количественного определения алкоксильной R'-OR, гидразинной R-NH-NH2, сульфидной R-S-S-R и других групп. Например, сульфидные соединения определяют, добавляя KBrO3 и KBr. Выделившийся бром взаимодействует с веществом, образуя сульфосоединения и бромоводородную кислоту: CH3-S-S-CH3 + 5 Br2 + 6 H2O → 2CH3SO3H + 10HBr Избыток брома, образовавшегося из бромид-броматной смеси, замещают на йод добавлением KI. Выделившееся при этом эквивалентное количество йода титруют раствором Na2S2O3. Таблица 13 Органические соединения, определяемые по реакции замещения
лабораторная работа 6 Определение содержания фенолфталеина в растворе методом бромид-броматометрии с йодОметрическим окончанием Цель работы: 1) закрепление теоретических знаний о методе бромид-броматометрии, йодометрии; 2) практическое применение броматометрического и йодометрического методов титрования для определения массы фенолфталеина в растворе. Реактивы 1. Раствор тиосульфата натрия Na2S2O3 с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм3. Раствор бромата калия KBrO3 с молярной концентрацией эквивалента  = 0,05000 моль/дм3 – первичный стандарт.Раствор гидроксида натрия NaOH с массовой долей 5 % . Раствор бромида калия KBr с массовой долей 30 % . Уксусная кислота CH3COOH концентрированная. Хлороводородная кислота HCl концентрированная. Раствор йодида калия KI с массовой долей 10 % . Раствор крахмала свежеприготовленный с массовой долей 0,1 % Этиловый спирт 96 %. Сущность метода определения фенолфталеина Фенолфталеин (α,α-ди-4-оксифенилфталид, пурген) принадлежит к классу трифенилметановых красителей и является слабительным средством [14].  Количественное определение основано на реакции бромирования:  Бром, необходимый для реакции бромирования фенолфталеина, получают по реакции KBrO3 + 5KBr + 6HCl → 3Br2 + 6KCl + 3H2O Количества бромида и бромата калия подбирают таким образом, чтобы выделился избыток брома. Остаток брома, не вступивший в реакцию с фенолфталеином, восстанавливают йодидом калия: Br2 + 2KI → 2KBr + I2 Йод, выделившийся при этом взаимодействии, оттитровывают раствором тиосульфата натрия с крахмалом в качестве индикатора: I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6 Ход работы: 1. Приготовление стандартного раствора бромата калия. Навеску бромата калия массой 0,3000 г, взвешенную с погрешностью 0,0003 г, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 200,00 см3. Полученный раствор имеет молярную концентрацию эквивалента точно  = 0,05390 моль/дм3.2. Стандартизация рабочего раствора Na2S2O3 (стандартизовать, не разбавляя!) 2.1.Стандартизация рабочего раствора Na2S2O3 по стандартному раствору KBrO3 Схема 12. Стандартизация рабочего раствора Na2S2O3 по раствору KBrO3  В коническую колбу для титрования вместимостью 250 см3 помещают 1 см3 5% – ного раствора гидроксида натрия, аликвоту 25,00 см3 приготовленного стандартного раствора бромата калия (  KBrO3 = 0,05390 моль/дм3), прибавляют 10 см3 30 % – ного раствора бромида калия, после перемешивания быстро добавляют 18 см3 концентрированной уксусной кислоты, 5 см3 концентрированной хлороводородной кислоты и энергично перемешивают в течение 1 мин. Затем к раствору добавляют 10 см3 10% раствора иодида калия и титруют выделившийся йод раствором тиосульфата натрия с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм3 до изменения окраски с бурой на соломенно-желтую. После этого вводят 2–3 см3 свежеприготовленного 0,1 % – ного раствора крахмала и продолжают титровать, до исчезновения синей окраски. Результаты титрования заносят в табл. 14. Концентрацию тиосульфата натрия определяют по закону эквивалентов. Таблица 14 Результаты стандартизации раствора тиосульфата натрия
2.2. Стандартизация тиосульфата натрия может быть проведена по дихромату калия (см. с. 70 – 71, лабораторная работа 5, пункт 1.). 3. Приготовление анализируемого спиртового раствора фенолфталеина Выданный лаборантами анализируемый раствор фенолфталеина в мерной колбе на 50,00 см3 доводят до метки 96% – ным раствором этилового спирта (АККУРАТНО!). 4. Определение содержания фенолфталеина Схема 13. Определение содержания фенолфталеина в растворе:  В коническую колбу для титрования вместимостью 250 см3 помещают 1 см3 5 % раствора гидроксида натрия, аликвоту 25,00 см3 приготовленного стандартного раствора бромата калия ( KBrO3 = 0,05390 моль/дм3), аликвоту 10,00 см3 раствора фенофталеина (задача), прибавляют 10 см3 30 % – ного раствора бромида калия, после перемешивания быстро добавляют 18 см3 концентрированной уксусной кислоты, 5 см3 концентрированной хлороводородной кислоты и энергично перемешивают в течение 1 мин. Затем к раствору добавляют 10 см3 10 % – ного раствора иодида калия и титруют выделившийся йод раствором тиосульфата натрия с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм3 с крахмалом в качестве индикатора (2–3 см3 0,1 % – ного раствора) до исчезновения синей окраски. Результаты титрования заносят в табл. 15.Таблица 15 Результаты титрования раствора фенолфталеина
Массу фенолфталеина в задаче рассчитывают по формуле  .М1/z ф/ф = 39,79 г/моль,  .5. Статистическая обработка результатов анализа См. лабораторную работу № 1. Вывод: приводят полученные данные в виде  , сравнивают результат с действительным значением и делают заключение о наличии или отсутствии случайных и систематических погрешностей, проанализировав возможные источники их возникновения. |
