Тесты по аналитике. Тесты по аналитической химии. Учебное пособие, вгму, Витебск
 Скачать 1.06 Mb.
|
|
3.6.3. Осадительное титрование 90. Методы аргентометрического титрования классифицируют: 1. по применяемому индикатору; 2. по определяемым веществам; 3. по способу стандартизации титранта; 4. нет верного ответа. Ответ: 1 – В методе Мора используют индикатор хромат калия, кото- рый в точке конца титрования образует с ионами серебра кирпично-красный осадок хромата серебра. Метод Фольгарда (метод обратного титрования) основан на прибавле- нии к анализируемому раствору галогенида (хлорида или бромида) избытка стандартного раствора нитрата серебра. Избыточное количество ионов нит- рата серебра оттитровывают тиоцианатом калия или аммония в присутствии железо-аммонийных квасцов (индикатор). В методе Фаянса применяют адсорбционные индикаторы (флуоресце- ин, эозин). При адсорбции на осадке адсорбционные индикаторы изменяют свой цвет. Например, при титровании хлорид-ионов раствором нитрата се- ребра в присутствии флуоресцеина в точке конца титрования осадок хлорида серебра окрашивается в красный цвет. 91. Титрование по методу Мора проводят: 1. в кислой среде; 2. в нейтральной среде; 3. в щелочной среде; 4. нет верного ответа. 90 Ответ: 2 – Титрование по методу Мора следует проводить в слабоки- слой, нейтральной и слабощелочной среде. В кислой среде происходит рас- творение Ag 2 CrO 4 . В щелочной среде выпадает осадок оксида серебра: O H O Ag OH 2 Ag 2 2 2 92. В методе Мора используют индикатор: 1. тиоцианат железа(III); 2. хромат калия; 3. дифенилкарбазид; 4. дифениламин. Ответ: 2 – В качестве индикатора в методе Мора используют хромат калия, который с избытком ионов серебра (титрант) образует красный осадок Ag 2 CrO 4 . Мешают определению катионы бария, свинца, висмута, образую- щие осадки хроматов. Метод Мора применяется в основном для определения хлоридов и бромидов. 93. Для установления концентрации нитрата серебра используют: 1. сульфат натрия; 2. хлорид натрия; 3. хлорид аммония; 4. нитрат аммония. Ответ: 2 – Приготовленный раствор нитрата серебра не является пер- вичным стандартным раствором и его концентрацию устанавливают по хло- риду натрия в присутствии индикатора хромата калия. Хлорид натрия соот- ветствует требованиям, предъявляемым к первичным стандартам. Точную навеску дважды перекристаллизованного кристаллического хлорида натрия растворяют в определенном объеме воды. Полученный раствор титруют рас- твором нитрата серебра в присутствии индикатора хромата калия до появле- ния красного осадка хромата серебра. 94. Методом Фольгарда определяют: 1. ионы серебра; 2. хлориды, бромиды; 3. ионы ртути(I); 4. ионы железа(III). Ответ: 1,2 – Ионы серебра определяют методом прямого титрования (титрант – раствор KSCN) AgSCN SCN Ag При избытке титранта в присутствии ионов железа(III) появляется красная окраска раствора (конечная точка титрования). Для определения хлоридов, бромидов используют обратное титрование. К анализируемому раствору до- бавляют избыток титрованного раствора нитрата серебра и после образова- 91 ния осадка избыток нитрата серебра оттитровывают стандартным раствором KSCN в присутствии ионов железа(III). 95. Тиоцианат железа(III) применяется в осадительном титровании в качест- ве: 1. титранта; 2. индикатора; 3. первичного стандарта; 4. нет верного ответа. Ответ: 2 – При меркурометрическом определении хлорид-ионов в ка- честве индикатора применяют тиоцианат железа(III), который получают при добавлении роданида (тиоцианата) аммония и нитрата железа(III) в титруе- мый раствор. По окончании осаждения хлорид-ионов в растворе появляется избыток ионов ртути(I), которые вступают в реакцию с SCN - ионами и красная окраска исчезает: 2 2 3 2 2 2 ) SCN ( Hg Fe 2 FeSCN 2 Hg 96. В качестве титранта в тиоцианатометрии используется: 1. тиоцианат железа(III); 2. тиоцианат калия; 3. хромат калия; 4. нет верного ответа. Ответ: 2 – Титрантом в методе тиоцианатометрии является тиоцианат калия или тиоцианат аммония. AgSCN SCN Ag В качестве индикатора применяют железо-аммонийные квасцы (NH 4 Fe(SO 4 ) 2 ·12H 2 O). При появлении в растворе избытка тиоцианат-ионов раствор приобретает красную окраску. n 3 n 3 ) SCN ( Fe nSCN Fe Раствор титранта готовят приблизительной концентрации, а затем ус- танавливают концентрацию по стандартному раствору нитрата серебра. 97. Титрование с адсорбционными индикаторами проводят по методу: 1. Мора; 2. Фаянса; 3. Фольгарда; 4. нет верного ответа. Ответ: 2 – В методе Фаянса для обнаружения точки конца титрования применяют адсорбционные индикаторы. При титровании галогенид-ионов раствором нитрата серебра образуется осадок, на котором до точки эквива- лентности адсорбируются находящиеся в избытке галогенид-ионы, вследст- вие чего осадок имеет отрицательный заряд. После точки эквивалентности на осадке адсорбируются положительные ионы серебра, осадок приобретает по- ложительный заряд и на нем могут адсорбироваться анионы красителей 92 (флуоресцеин, дихлорфлуоресцеин, эозин и др.). При этом осадок окрашива- ется в цвет соответствующий анионной форме красителя (розовая окраска осадка в случае эозиновых красителей). 98. Требования, предъявляемые к методам осадительного титрования: 1. раствор титранта должен быть окрашенным; 2. быстрое образование осадка; 3. наличие редокс-индикатора, позволяющего фиксировать точку эквива- лентности; 4. достаточно малая растворимость осадка. Ответ: 2,4 – В осадительном титровании используют реакции, удовле- творяющие основным требованиям: малая растворимость и быстрое образо- вание осадка, результаты титрования не должны искажаться явлениями со- осаждения; наличие индикаторов, с помощью которых фиксируют конечную точку титрования. Таким требованиям удовлетворяют реакции образования галогенидов серебра, ртути(I) и др. 99. Величина скачка на кривой осадительного титрования зависит от: 1. константы растворимости осадка; 2. рН раствора; 3. константы кислотности титранта; 4. температуры. Ответ: 1,4 – Чем меньше константа растворимости (константа раство- римости) осадка, тем шире область скачка на кривой титрования. При титро- вании 0,1 М раствора иодида калия 0,1 М раствором нитрата серебра скачок титрования занимает 8 единиц рХ (от 4 до 12), K S (AgI) 16 10 1 В случае титрования 0,1 М раствором хлорида натрия раствором нит- рата серебра скачок титрования занимает 2 единицы (pCl=4 до pCl=6), Величина скачка титрования возрастает с уменьшением температуры, так как с понижением температуры уменьшается K s (ПР). 100. К методам осадительного титрования относятся: 1. меркуриметрия; 2. аргентометрия; 3. меркурометрия; 4. ацидиметрия. Ответ: 2,3 – Методы осадительного титрования основаны на реакциях образования малорастворимых соединений. Подобных реакций много, но только некоторые используются в титриметрическом анализе. Наиболее ши- роко применяют методы, основанные на образовании малорастворимых со- лей серебра: AgX X Ag где X – Cl - , Br - , I - и др. Подобные реакции используются в методах аргентометрии. 93 Определение галогенидов возможно также и в виде малорастворимых солей ртути (меркурометрия): 2 2 2 2 Cl Hg Cl 2 Hg 101. Индикаторы метода осадительного титрования: 1. хромат калия; 2. дифенилкарбазон; 3. ферроин; 4. метиловый оранжевый. Ответ: 1,2 – В методах осадительного титрования применяют разные способы установления точки эквивалентности (безиндикаторный способ, применение индикаторов). В методе Мора индикатором является хромат калия, образующий с ио- нами серебра кирпично-красный осадок Ag 2 CrO 4 . Концентрация хромат- ионов должна быть определенной (0,01 – 0,005 моль/л). В методе меркурометрии (титрант – раствор Hg 2 (NO 3 ) 2 ) в качестве индикаторов применяют дифенилкарбазон или тиоцианатный комплекс же- леза(III). Дифенилкарбазон с ионами ртути(I) образует осадок синего цвета. С дифенилкарбазоном титрование можно проводить в сильнокислой среде (до 5 М HNO 3 ). 102. Осадительное титрование по методу Фаянса проводят: 1. c использованием адсорбционных индикаторов; 2. при определенном значении рН (определение хлоридов); 3. в щелочной среде; 4. в сильнокислой среде (индикатор - флуоресцеин). Ответ: 1,2 – В методе Фаянса для фиксирования точки эквивалентно- сти используют адсорбционные индикаторы (вещества, изменяющие окраску при адсорбции на осадке). При титровании галогенидов до точки эквива- лентности осадок галогенида серебра заряжен отрицательно (на осадке ад- сорбируются галогенид-ионы). При избытке титранта осадок приобретает положительный заряд и адсорбирует имеющиеся в растворе отрицательно за- ряженные ионы индикатора (флуоресцеин, эозин). При титровании по методу Фаянса следует соблюдать определенные значения рН раствора, т.е. в рас- творе должна доминировать анионная форма индикатора. Например, титро- вание с флуоресцеином проводят при значении рН равном 7, а с эозином – рН 2. 103. Ограничения применения метода Фольгарда для определения хлорид- ионов: 1. мешают окислители; 2. добавление катализатора СuSO 4 ; 3. добавление нитробензола; 4. применение двух индикаторов. 94 Ответ: 1,3 – В методе Фольгарда (обратное титрование) применяют два титранта. Вначале анализируемый раствор, содержащий галогенид-ионы, подкисляют раствором азотной кислоты, добавляют избыток стандартного раствора нитрата серебра, индикатор (железо-аммонийные квасцы), нитро- бензол и энергично перемешивают. Избыток ионов серебра оттитровывают стандартным раствором тиоцианата калия до появления неисчезающей крас- ной окраски тиоцианата железа(III). Окислители мешают определению хлоридов методом Фольгарда, так как окисляют тиоцианат-ионы. Константа растворимости (К s или ПР) тиоцианата серебра (1,1·10 12 ) несколько меньше, чем константа растворимости хлорида серебра (1,8 10 ). Поэтому в присутствии тиоцианат-ионов наблюдается растворение тиоциа- ната серебра. Cl AgSCN SCN AgCl Отделение осадка хлорида серебра осуществляют двумя способами: фильтрование хлорида серебра или добавление нитробензола, который изо- лирует осадок. Нитробензол можно заменить хлороформом или другим тя- желым органическим растворителем. Метод Фольгарда имеет преимущества перед другими методами опре- деления хлорид-ионов, так как титрование проводят в сильнокислой среде (не мешают карбонаты, оксалаты, арсенаты). 104. К видам соосаждения относятся: 1. коагуляция; 2. пептизация; 3. окклюзия; 4. инклюзия. Ответ: 3,4 - Соосаждение (совместное осаждение) – это выпадение в осадок соединений, константа растворимости которых еще не достигнуто и поэтому они не осаждаются в отсутствие других осадков. Основные виды со- осаждения – адсорбция, окклюзия, изоморфизм, инклюзия При окклюзии примесь попадает внутрь осадка в результате адсорбции ионов на поверхности образующихся кристаллов. Количество и вид приме- сей в осадке зависит от порядка сливания растворов и скорости формирова- ния осадка. Окклюзия – основная причина загрязнения осадков. Инклюзия – захват растущим осадком части маточного раствора. Коагуляция – это процесс объединения частиц дисперсной фазы в бо- лее крупные частицы. Явление, обратное коагуляции, называется пептизаци- ей. 105. В методе меркурометрического титрования в качестве индикатора при- меняют: 1. хромат калия; 2. дифенилкарбазон; 95 3. тиоцианатные комплексы железа(III); 4. родизонат калия. Ответ: 2,3 – Метод меркурометрического титрования основан на об- разовании малорастворимых осадков хлоридов и иодидов ртути(I). В качест- ве титранта используют вторичный стандартный раствор нитрата ртути(I). Стандартизацию раствора нитрата ртути(I) проводят по первичному стан- дартному раствору хлорида натрия. Для установления конечной точки титро- вания используют индикаторы дифенилкарбазон или тиоцианатные комплек- сы железа(III). После достижения точки эквивалентности в присутствии ди- фенилкарбазона раствор окрашивается в синий цвет. Если в качестве индика- тора используют тиоцианатные комплексы железа(III), то избыток нитрата ртути(I) разрушает тиоцианатные комплексы железа(III) и вблизи точки эк- вивалентности красная окраска раствора исчезает. 3 2 2 6 n n 2 2 Fe ) SCN ( Hg 2 n ) SCN ( Fe Hg 2 n Объем титранта, затрачиваемый на реакцию с индикатором, устанавли- вают в контрольном (холостом) опыте и вычитают из объема титранта, по- шедшего на титрование хлорида или другого определяемого галогенида. 106. Преимущества метода меркурометрии по сравнению с аргентометрией: 1. титрант менее токсичен; 2. титрант более токсичен; 3. стоимость солей ртути(I) выше стоимости нитрата серебра; 4. стоимость солей ртути(I) ниже стоимости нитрата серебра. Ответ: 4 – Преимущество метода меркурометрического титрования перед аргентометрией состоит в том, что стоимость солей ртути(I) ниже стоимости нитрата серебра, применяемого в качестве титранта. При сравне- нии констант растворимости Hg 2 Cl 2 (K s = 1,3 ּ◌10 18 ) и Hg 2 I 2 (K s = 4,5 ּ◌10 29 ) с константами растворимости соответствующих галогенидов серебра (1,78 ּ◌10 10 и 8,3 ּ◌10 17 соответственно) следует, что на кривых меркуромет- рического титрования скачок титрования будет шире, чем на кривых арген- тометрического титрования. Однако высокая токсичность соединений ртути ограничивает возможности широкого применения меркурометрии. 3.6.4. Окислительно-восстановительное титрование 107. Первичные стандарты в редокс-титровании: 1. перманганат калия; 2. дихромат калия; 3. тиосульфат натрия; 4. нет верного ответа. Ответ: 2 – Из перечисленных веществ в качестве первичного стандар- та используется дихромат калия при стандартизации титранта тиосульфата 96 натрия. Дихромат калия удовлетворяет всем требованиям первичного стан- дарта. K 2 Cr 2 O 7 + 6KI + 7H 2 SO 4 3I 2 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O Раствором тиосульфата натрия титруют выделившийся иод и рассчитывают концентрацию тиосульфата в растворе. 2 6 4 2 3 2 2 O S I 2 O S 2 I Прямое титрование тиосульфата натрия раствором дихромата калия невоз- можно по причине нестехиометричности реакции. 108. К методам окислительно-восстановительного титрования относятся: 1. ацидиметрия; 2. цериметрия; 3. комплексиметрия; 4. фторидометрия. Ответ: 2 – Методы окислительно-восстановительного титрования ос- нованы на использовании окислительно-восстановительных реакций. Окис- лительно-восстановительное титрование сопровождается переходом элек- тронов от ионов или молекул донора к акцептору (окислителю). В основе цериметрии лежит полуреакция: Се 4+ + е →Ce 3+ E 0 = +1,74 В. В качестве титранта применяют сернокислые растворы сульфата це- рия(IV). Стандартизацию титранта проводят иодометрически или по оксала- ту натрия. 2Се 4+ + 2I - →2Ce 3+ + I 2 2Ce 4+ + О С 2 2 4 → 2 Ce 3+ + 2CO 2 109. Иодометрические методы позволяют определять: 1. окислители; 2. восстановители; 3. кислоты; 4. нет верного ответа. Ответ: 1,2,3 – Величина стандартного потенциала пары I 2 / I 2 (0,54 В) указывает на то, что свободный иод (или I 3 ) в растворе является окислителем средней силы, а иодид-ион является средним восстановителем. Поэтому при титриметрическом определении восстановителей в качестве титранта исполь- зуют раствор иода (иодиметрия), а при определении окислителей в раствор добавляют иодид-ионы и выделившийся иод титруют тиосульфатом натрия (иодометрия). Такая классификация не является строгой и поэтому методы, в которых титрантом является иод или титруют выделившийся иод, называют иодометрическими. 97 Для определения кислот к анализируемому раствору добавляют рас- твор, содержащий иодат калия и иодид калия. Выделившийся иод титруют тиосульфатом натрия: O H 3 I 3 H 6 I 5 IO 2 2 3 Количество вещества иода, выделившегося в результате реакции, равно ко- личеству вещества водорода, участвующему в реакции. 110. В перманганатометрии для создания необходимого значения рН исполь- зуют: 1. азотную кислоту; 2. серную кислоту; 3. уксусную кислоту; 4. гидроксид натрия. Ответ: 2 – Перманганатометрическое титрование проводят в сильно- кислых растворах, так как стандартный электродный потенциал пары MnO 4 - /Mn 2+ имеет высокое значение (1,51 В). Этим методом чаще определяют вос- становители. Для создания кислой среды используют серную кислоту. Дру- гие кислоты не используются, так как, например, азотная кислота является сильным окислителем, а хлорид-ионы окисляются. O H 8 Mn 2 Cl 5 H 16 Cl 10 MnO 2 2 2 2 4 111. К первичным стандартам в окислительно-восстановительном титрова- нии относятся: 1. перманганат калия; 2. оксалат натрия; 3. тиосульфат натрия; 4. пероксид водорода. Ответ: 2 – Из перечисленных веществ основным требованиям, предъ- являемым к первичным стандартам, удовлетворяет оксалат натрия. Растворы перманганата калия и тиосульфата натрия готовят сначала приблизительной концентрации, а затем устанавливают их точную концентрацию с примене- нием первичных стандартов. Раствор перманганата калия стандартизируют по оксалату натрия (первичный стандарт): O H 8 CO 10 Mn H 16 O C 5 MnO 2 2 2 2 2 4 2 4 112. Вторичным стандартом в редокс-титровании являются: 1. тиосульфат натрия; 2. пероксид водорода; 3. бромид калия; 4. хлорид натрия. Ответ: 1 – Раствор тиосульфата натрия неустойчив. При хранении возможно окисление S 2 O 2 3 до SO 2 4 , S. Стандартизацию приготовленного раствора тиосульфата натрия проводят методом титрования заместителя. Сначала готовят раствор дихромата калия (первичный стандарт). К опреде- 98 ленной части раствора дихромата калия прибавляют иодид калия, выделив- шийся йод титруют приготовленным раствором тиосульфата натрия. 2 6 4 2 2 3 2 2 3 2 2 7 2 O S I 2 I O S 2 O H 7 Cr 2 I 3 H 14 I 6 O Cr 113. Конечная точка в окислительно-восстановительном титровании опреде- ляется: 1. по исчезновению (появлению) окраски титруемого раствора; 2. с применением редокс-индикаторов; 3. с помощью фенолфталеина; 4. нет верного ответа. Ответ: 1,2 – Если в результате протекания окислительно- восстановительной реакции из окрашенного титранта образуется бесцветное соединение, то титрование проводят до появления окраски, характерной для титранта (например, перманганат калия). Иногда окраска титранта усилива- ется при добавлении реагента, взаимодействующего с титрантом с образова- нием интенсивно окрашенного соединения (соединение йода с крахмалом). Соединения, у которых окисленная и восстановленная формы имеют разную окраску, относятся к редокс-индикаторам. Интервал перехода таких индика- торов определяется как Е=Е 0 n 059 , 0 Такими индикаторами являются дифениламин, ферроин, дифенилами- нокислота. Известна и другая группа редокс-индикаторов, к которым относятся красители, необратимо разрушающиеся при определенном потенциале. На- пример, метиловый оранжевый применяется при броматометрическом титро- вании. 114. Индикатором окислительно-восстановительного титрования может быть: 1. титрант; 2. ферроин; 3. тиоцианат-ионы; 4. хлорид натрия. Ответ: 1,2,3 – Титрант, изменяющий окраску после точки эквивалент- ности, может быть использован в качестве индикатора (например, перманга- нат калия, сульфат церия(IV) и др.). Вещества, изменяющие окраску при определенном потенциале раство- ра, называют редокс-индикаторами. Такие индикаторы могут быть как обра- тимыми (ферроин, N-фенилантраниловая кислота и др.), так и необратимыми (метиловый оранжевый, метиловый красный и др.). В качестве индикаторов окислительно-восстановительного титрования могут применяться вещества, вступающие во взаимодействие с окислителем или восстановителем. К таким индикаторам относятся раствор крахмала (по- 99 явление синей окраски в присутствии иода), тиоцианат-ионы. При титрова- нии ионов железа(III) используют тиоцианат-ионы в качестве индикатора. Раствор имеет красную окраску в результате образования комплексов желе- за(III). 115. Редокс-методы классифицируют: 1. по характеру титранта; 2. по природе реагента; 3. по природе определяемого вещества; 4. по применяемому катализатору. Ответ: 1,2 – По характеру титранта методы окислительно- восстановительного титрования делят на две группы: оксидиметрия (титрант- окислитель) и редуктометрия (титрант-восстановитель). В зависимости от природы реагента (титранта) в окислительно-восстановительном титровании применяются перманганатометрия, броматометрия, дихроматометрия, нит- ритометрия, цериметрия и др. Титранты-восстановители применяются реже (аскорбинометрия, титанометрия). 116. Кривые титрования в окислительно-восстановительном титровании строят в координатах: 1. Е ox/Red – степень оттитрованности; 2. Е ox/Red - рН; 3. Е ox/Red -E 0 ox/Red ; 4. нет верного ответа. Ответ: 1 – В окислительно-восстановительном титровании кривые титрования строят в координатах Е ox/Red – степень оттитрованности или в за- висимости электродного потенциала от объема добавленного титранта. В точке эквивалентности потенциал рассчитывается по формуле: , n n E n E n Е 2 1 0 2 2 0 1 1 э т где 0 1 Е и 0 2 Е стандартные электродные потенциалы, n 1 и n 2 – число принятых или отданных электронов в полуреакции. Если 2 1 n n , то 2 E E E 2 1 тэ Теоретически построенные кривые титрования позволяют выбрать правильно индикатор и проводить титрование с минимальной погрешностью. 117. Молярная масса эквивалента вещества в реакциях окисления- восстановления равна: 1. молярной массе определяемого вещества (фактор эквивалентности ра- вен единице); 2. отношению молярной массы вещества к числу участвующих в реакции ионов водорода; 3. произведению молярной массы вещества на фактор эквивалентности; 4. нет верного ответа. 100 Ответ: 1,3 – В окислительно-восстановительных реакциях молярная масса эквивалента окислителя или восстановителя зависит от числа приня- тых или отдаваемых электронов и равна отношению молярной массы к числу принятых или отданных электронов. Для перманганата калия, участвующего в окислительно-восстановительной реакции в кислой среде, молярная масса эквивалента равна 1/5 молярной массы перманганата калия, так как MnO 4 восстанавливается до Mn 2+ и число принятых электронов в полуреакции рав- но пяти: O H 4 Mn e 5 H 8 MnO 2 2 4 Если в результате окислительно-восстановительной реакции происхо- дит передача одного электрона, то молярная масса эквивалента вещества бу- дет равна молярной массе. Для церия(IV) молярная масса эквивалента равна молярной массе: 3 4 Ce e Ce 118. Раствор монохлорида иода является: 1. редокс-индикатором; 2. титрантом хлориодометрического титрования; 3. реагентом для качественного обнаружения нитратов; 4. вторичным стандартом. Ответ: 2,4 – Стандартный раствор монохлорида йода является вто- ричным стандартом. Для его получения используют KIO 3 , KI и HCl: O H 3 KCl 3 ICl 3 HCl 6 KI 2 KIO 2 3 Раствор ICl устойчив при хранении. Стандартизацию растворов ICl проводят иодометрическим методом: KCl I KI ICl 2 Для титрования выделившегося иода используют стандартный раствор тио- сульфата натрия. 119. Методом хлориодометрического титрования определяют: 1. восстановители (аскорбиновая кислота, соединения As(III), Sb(III) и др.); 2. фенолы; 3. воду в органических растворителях; 4. нет верного ответа. Ответ: 1,2 – Значение электродного потенциала пары В 79 , 0 I ICl несколько выше, чем В 54 , 0 E o I 2 I 2 . Поэтому монохлорид йода более силь- ный окислитель и применяется для определения восстановителей (органиче- ские и неорганические вещества). Титрование проводят как способом прямо- го, так и обратного титрования. После завершения реакции фенола с моно- хлоридом йода в раствор добавляют йодид калия, который реагирует с из- бытком титрованного раствора ICl . Выделившийся йод титруют раствором 3 2 2 O S Na HCl 3 OH I H C ICl 3 OH H C 3 2 6 5 6 фенол 101 120. Дихроматометрическое титрование проводят: 1. в щелочной среде; 2. в присутствии индикатора крахмала; 3. в сернокислой среде при определении железа; 4. в азотнокислой среде. Ответ: 3 – После предварительного восстановления железа(III) до же- леза(II) проводят титрование железа(II) раствором дихромата калия. В каче- стве индикаторов применяют редокс-индикаторы (дифениламин, фенилан- траниловая кислота и др.). Раствор дихромата калия устойчив при хранении. Он не разлагается даже при кипячении в подкисленном растворе. Рабочий раствор дихромата калия готовят по точной навеске (раствор с приготовлен- ным титром). 121. В методе броматометрии в качестве титрантов используют: 1. бромид калия; 2. бромат калия; 3. тиосульфат натрия; 4. нет верного ответа. Ответ: 2,3 – При броматометрическом титровании основанном на окислении определяемого вещества в кислой среде титрантом является бро- мат калия. Например, броматометрическое определение сурьмы(III) проводят в присутствии хлороводородной кислоты: O H 3 Br SbCl 3 H 6 BrO SbCl 3 2 6 3 3 6 При появлении в растворе избытка бромат-ионов они реагируют с бромид- ионами с выделением свободного брома: O H 3 Br H 6 Br BrO 2 2 3 Индикаторы (метиловый оранжевый, метиловый красный) необратимо окис- ляются свободным бромом, и оранжевый раствор обесцвечивается. В реакциях второго типа броматометрических определений используют бромид-броматную смесь, содержащую точно известную концентрацию бро- мата калия и приблизительно пятикратный избыток бромида калия. Выде- лившийся бром взаимодействует с определяемым (органическим) веществом. Затем к раствору добавляют раствор иодида калия и выделившийся йод тит- руют раствором тиосульфата натрия: HBr 3 OH Br H C Br 3 OH H C 3 2 6 2 5 6 фенол 6 4 2 3 2 2 2 2 2 O S Na NaI 2 O S Na 2 I KBr 2 I KI 2 Br 122. Иодометрическое определение ионов меди(II) проводят: 1. способом прямого титрования; 2. способом обратного титрования; 3. способом титрования заместителя; 102 4. нет верного ответа. Ответ: 3 – При взаимодействии ионов меди(II) с иодид-ионами обра- зуется малорастворимый иодид меди(I): 2 2 I CuI 2 I 4 Сu 2 Электродный потенциал системы Cu 2+ /CuI равен 0,86 В, что значительно выше потенциала системы I 2 /2I (0,54 В). После завершения реакции выделившийся иод оттитровывают раствором тиосульфата натрия в присутствии индикатора (крахмал), который прибав- ляют в конце титрования. 123. Основными условиями иодометрического титрования являются: 1. титрование проводят в щелочной среде (рН 13); 2. титрование проводят в кислой среде (рН 1); 3. при определении окислителей используют титрованный раствор калия иодида; 4. титрование проводят в нейтральной среде. Ответ: 4 – В щелочной среде йодометрическое титрование проводить нельзя, так как иод в щелочной среде взаимодействует со щелочами с обра- зованием гипоиодида, который окисляет тиосульфат-ионы до сульфата. O H SO 2 I 4 OH 2 IO 4 O S O H I IO OH 2 I 2 2 4 2 3 2 2 2 В кислой среде, например, при рН 5 тиосульфат натрия разлагается: S HSO O HS H O S 3 3 2 2 3 2 Поэтому титрование проводят при рН=8-9, добавляя NaHCO 3 : 2 2 3 2 3 CO O H CO H H HCO Раствор иодида калия в качестве титранта не применяется (окисляется кисло- родом воздуха). 124. Методом иодометрического титрования определяют: 1. окислители; 2. восстановители; 3. карбонат натрия; 4. нет верного ответа. Ответ: 1,2 – При использовании в качестве титранта раствора йода проводят количественное определение восстановителей (соединения мышья- ка(III) и др.). H 3 I 2 HAsO O H 2 I AsО 2 4 2 2 2 Для связывания выделившихся ионов водорода в раствор добавляют гидро- карбонат натрия, что соответствует полноте протекания реакции. При определении окислителей (дихромат калия, пероксид водорода и др.) в анализируемый раствор добавляют иодид-ионы и титруют выделившийся йод раствором тиосульфата натрия. 103 O H 2 I H 2 I 2 O H O H 7 I 3 Cr 2 H 14 I 6 O Cr 2 2 2 2 2 2 3 2 7 2 125. Иодометрическое титрование аскорбиновой кислоты проводят: 1. прямым титрованием; 2. титрованием заместителя; 3. после окисления аскорбиновой кислоты; 4. нет верного ответа. Ответ: 1 – Иодометрическое определение аскорбиновой кислоты про- водят методом прямого титрования. Реакция протекает стехиометрично и быстро. Титрование проводят при рН 4-9. O HO OH O CHOH CH 2 OH + [I 3 ] - + 3I - + 2H + O O O O CHOH CH 2 OH 126. Реактив Фишера применяется: 1. при определении воды в органических растворителях; 2. при определении нитратов в присутствии нитритов; 3. для устранения мешающего влияния ионов железа(III); 4. нет верного ответа. Ответ: 1 – Реактив Фишера содержит I 2 , пиридин, SO 2 и метанол. Ре- акция между этими компонентами возможна только в присутствии воды: , I BH 2 CH SO BH B 3 OH CH O H SO I 3 4 3 2 2 2 где В – основание (пиридин, имидазол и др.). Реактив Фишера относится к вторичным стандартным растворам. Стандартизация проводится по навеске воды или другим способом. Количе- ственное определение воды с применением реактива Фишера проводится безиндикаторным методом (лишняя капля реактива Фишера окрашивает рас- твор в оранжевый цвет). 127. Акваметрия - это: 1. метод иодиметрического определения воды; 2. метод, в котором вода применяется в качестве титранта; 3. определение воды методом К. Фишера; 4. нет верного ответа. Ответ: 1,3 - Метод иодиметрического определения воды (определение воды методом К. Фишера) в литературе известен как «акваметрия». Воду, со- держащуюся в аналитическом объекте, титруют реактивом К. Фишера (рас- твор оксида серы(IV), иода и пиридина в метаноле). Метанол и пиридин, ис- пользуемые для приготовления реактива Фишера, не должны содержать бо- лее 0,1% воды. С помощью реактива Фишера определяют содержание воды как в органических, так и неорганических соединениях. 104 128. Раствор тиосульфата натрия является неустойчивым, так как: 1. взаимодействует с оксидом углерода(II); 2. окисляется кислородом воздуха; 3. реагирует с восстановителями; 4. нет верного ответа. Ответ: 1,2 – Тиосульфат натрия разлагается в присутствии оксида угле- рода(II) и кислорода. SO Na 2 S 2 O O S Na 2 NaHCO S NaHSO O H CO O S Na 4 2 2 3 2 2 3 3 2 2 3 2 2 Стандартный раствор тиосульфата натрия является вторичным стандартом. Стандартизацию раствора тиосульфата натрия проводят способом титрова- ния заместителя. 2 6 4 2 3 2 2 2 2 3 2 7 2 O S I 2 O S 2 I O H 7 I 3 Cr 2 H 14 I 6 O Cr Для стандартизации раствора тиосульфата натрия можно использовать стандартный раствор йода. 129. Стандартный раствор KIO 3 является: 1. первичным стандартом; 2. вторичным стандартом; 3. титрантом метода иодометрического титрования; 4. нет верного ответа. Ответ: 1,2 – Иодат калия выпускается промышленностью в высоко- чистом состоянии и соответствует требованиям, предъявляемым к первич- ным стандартам, что позволяет готовить стандартные растворы из точной на- вески иодата калия. Растворы иодата калия устойчивы долгое время. В слу- чае приготовления раствора иодата калия приблизительной концентрации стандартизацию раствора проводят иодометрическим методом: NaI 2 O S Na O S Na 2 I O H 3 SO K 3 I 3 SO H 3 KI 5 KIO 6 4 2 3 2 2 2 2 4 2 2 4 2 3 Стандартный раствор KIO 3 применяется в методе иодатометрического титро- вания. 130. Количественное определение первичных аминов проводят методом: 1. нитритометрии; 2. аргентометрии; 3. тиоцианатометрии; 4. нет верного ответа. Ответ: 1 – Методом нитритометрического титрования определяют первичные, вторичные амины и другие органические соединения. O H 2 NaCl Cl N RN HCl 2 NaNO RNH 2 2 2 105 Титрантом в этом методе является нитрит натрия. Стандартный раствор нит- рита натрия является вторичным стандартом, так как нитрит натрия не соот- ветствует требованиям, предъявляемым к первичным стандартам. Стандарти- зацию раствора нитрита натрия проводят по сульфаниловой кислоте: O H 2 NaCl Cl N N Н HС SO HCl 2 NaNO H SO NH H С 2 4 6 3 2 3 2 4 6 131. Конечную точку нитритометрического титрования определяют: 1. безиндикаторным методом; 2. с применением азореагента (тропеолина ОО); 3. с помощью бумаги, пропитанной иодидом калия и раствором крахмала; 4. нет верного ответа. Ответ: 2,3 – Для обнаружения конечной точки нитритометрического титрования применяют внутренние или внешние индикаторы. Возможны и другие способы обнаружения конечной точки титрования (электрохимиче- ские методы). К внутренним индикаторам относится тропеолин 00 (окраска изменяется от красной до желтой). Внешним индикатором является йодид- крахмальная бумага (бумага пропитана иодидом калия и крахмалом). При избытке нитрита натрия в титруемом растворе происходит реакция взаимо- действия нитрита натрия с иодидом калия и выделяется йод (бумага окраши- вается в синий цвет). 132. Рабочий раствор тиосульфата натрия является: 1. первичным стандартным раствором; 2. вторичным стандартным раствором; 3. неустойчивым раствором; 4. нет верного ответа. Ответ: 2,3 – Тиосульфат натрия не соответствует требованиям, предъ- являемым к первичным стандартным веществам. Поэтому точную концен- трацию приготовленного раствора тиосульфата натрия устанавливают через 1-2 дня после приготовления. При хранении происходит уменьшение концентрации тиосульфата на- трия в результате окисления кислородом воздуха: S 2 SO 2 O O S 2 2 4 2 2 3 2 Под действием микроорганизмов (тиобактерий), которые попадают в раствор из воздуха, тиосульфат разлагается. Деятельность бактерий ослабля- ется при рН 9-10. Поэтому в раствор тиосульфата натрия вводят небольшие добавки карбоната натрия. Хранение раствора тиосульфата натрия в темных склянках и добавление дезинфицирующих веществ повышает срок годности тиосульфата натрия. 133. Основными условиями цериметрического титрования являются: 1. титрование в сернокислой среде; 2. в качестве индикаторов чаще применяются редокс-индикаторы, так как ионы Ce 4+ имеют слабо желтую окраску; 106 3. титрование проводят в присутствии азотной кислоты; 4. нет верного ответа. Ответ: 1,2 – Величина электродного потенциала пары Ce 4+ /Ce 3+ зави- сит от природы кислоты. Хотя наибольшие значения E 3 4 Ce / 0 Ce характерны для 1 М растворов хлорной и азотной кислот (1,70 и 1,60 В соответственно), од- нако титрование проводят в среде серной кислоты (E 3 4 Ce / 0 Ce = 1,44 В). Раство- ры Ce 4+ в HNO 3 и HClO 4 менее устойчивы, так как Ce 4+ в этих условиях окис- ляет воду. Цериметрическое титрование возможно безиндикаторным спосо- бом, так как раствор, содержащий ионы Ce(IV), имеет слабо желтую окраску. Однако чаще применяют редокс-индикаторы (дифениламин, ферроин). 134. В цериметрическом титровании в качестве титранта используется рас- твор: 1. сульфата церия(IV); 2. сульфата церия(III); 3. нитрата церия(IV); 4. хлорида церия(IV). Ответ: 1 – Стандартный раствор Се 4+ готовят растворением тетрагид- рата сульфата церия Ce(SO 4 ) 2 ·4H 2 O в 1 M растворе H 2 SO 4 . Для стандарти- зации используют соль Мора или оксалат натрия. 135. В методах окислительно-восстановительного титрования применяют: 1) специфические индикаторы; 2) необратимые окислительно-восстановительные индикаторы; 3) соль Мора в качестве индикатора; 4) железо-аммонийные квасцы (индикатор). Ответ: 1,2 – К специфическим индикаторам относятся крахмал (появ- ляется окраска в присутствии йода). Окислительно-восстановительные индикаторы реагируют на изменение элек- тродного потенциала системы и могут быть как обратимые, так и необрати- мые. К необратимым окислительно-восстановительным индикаторам отно- сятся метиловый оранжевый, метиловый красный. 136. Перманганатометрическое определение нитритов проводят: 1. прямым титрованием; 2. обратным титрованием; 3. титрованием заместителя; 4. в растворе, подкисленном щавелевой кислотой. Ответ: 2 – Прямое титрование нитритов раствором KMnO 4 невозмож- но, так как в кислой среде нитриты неустойчивы. Перманганатометрическое определение нитритов проводят способом обрат- ного титрования: к анализируемому раствору добавляют избыток раствора KMnO 4 и через определенное время избыток KMnO 4 оттитровывают раство- ром соли Мора. 107 O H 4 Mn Fe 5 H 8 MnO Fe 5 O H 3 Mn 2 NO 5 H HNO 5 MnO 2 2 2 3 4 2 2 2 3 2 4 137. Условия перманганатометрического титрования: 1. для подкисления растворов применяют азотную кислоту; 2. титрование восстановителей раствором KMnO 4 проводят в сернокислой среде; 3. для связывания образующихся при титровании ионов железа(III) в рас- твор вводят фосфорную кислоту; 4. при стандартизации растворов KMnO 4 применяется хлороводородная кислота. Ответ: 2,3 – Перманганатометрическое определение восстановителей преимущественно проводят в кислой среде. При этом 4 MnO восстанавлива- ется до ионов Mn 2+ и конечную точку титрования определяют по появлению розовой окраски раствора. O H 4 Mn e 5 H 8 MnO 2 2 4 Для создания кислой реакции среды применяют раствор серной кисло- ты. Азотная кислота для этой цели неприменима, так как является окислите- лем. Не применяется и хлороводородная кислота, так как хлорид-ионы окис- ляются перманганатом калия. Перманганатометрия широко применяется для определения железа в разных объектах. Если в исследуемом растворе железо находится в степени окисления III, то его восстанавливают до железа(II) хлоридом олова(II) или другим способом. При титровании образуются ионы Fe(III), имеющие жел- тую окраску. Для маскирования ионов железа(III) прибавляют фосфорную кислоту, которая с ионами железа(III) образует бесцветный комплекс. 138. Перманганатометрическое титрование в щелочной среде: 1. невозможно; 2. проводят при определении метанола (органических веществ); 3. проводят способом титрования заместителя; 4. нет верного ответа. Ответ: 2 – Метод перманганатометрического титрования в основном применяется при определении неорганических веществ (восстановителей) и титрование проводят в кислой среде. Определение органических веществ ме- тодом перманганатометрического титрования проводят в щелочной среде ме- тодом обратного титрования. Например, при определении метанола к анали- зируемому раствору добавляют щелочь и избыток стандартного раствора перманганата калия. После окончания реакции раствор подкисляют и раство- ром щавелевой кислоты оттитровывают избыток перманганата калия. O H 6 CO MnO 6 OH 8 OH CH MnO 6 2 2 3 2 4 3 4 108 3.6.5. Комплексиметрическое титрование 3.6.5.1. Комплексонометрия. 139. Оценка метода комплексонометрии: 1. метод редко применяется; 2. титранты неустойчивы; 3. для индикации точки эквивалентности требуется дорогостоящая и сложная в обслуживании аппаратура; 4. метод прост в исполнении и не требует специального дорогостоящего оборудования. Ответ: 4 – С полидентатными лигандами (комплексонами) образуют устойчивые комплексные соединения почти все катионы. Рабочие растворы (титранты) устойчивы. Для индикации точки эквивалентности применяются как различные металлоиндикаторы, так и физико-химические методы (по- тенциометрические, фотометрические и др.). Методом комплексонометрии определяют жесткость воды, содержание ионов кальция, магния, железа, ме- ди, цинка, свинца и др. в различных растворах и материалах. Метод постоян- но совершенствуется, синтезируются новые комплексоны и индикаторы, об- ладающие высокой избирательностью. 140. Прямое комплексонометрическое титрование проводят в тех случаях, когда: 1. реакция образования комплекса ионов металла с ЭДТА протекает мед- ленно; 2. нет подходящего индикатора для определения точки конца титрования; 3. реакция образования комплекса с ЭДТА протекает быстро, имеется подходящий индикатор; 4. ЭДТА образует трудно растворимое соединение с ионами металла. Ответ: 3 – Основными условиями для прямого комплексонометриче- ского титрования являются достаточная скорость протекания реакции обра- зования комплекса ионов металла с ЭДТА и наличие подходящего индикато- ра. В настоящее время известны методики прямого комплексонометрическо- го определения более 30 металлов в различных растворах и материалах. 141. Прямым комплексонометрическим титрованием проводят определение: 1. ионов хрома(III); 2. ионов магния; 3. ионов кобальта(III); 4. нет верного ответа. Ответ: 2 – Комплекс ионов магния с ЭДТА образуется быстро, что по- зволяет проводить прямое комплексонометрическое титрование. Акваком- плексы хрома(III) и кобальта(III) кинетически инертны и поэтому реакция взаимодействия этих комплексов с ЭДТА протекает медленно, что не позво- 109 ляет проводить прямое комплексонометрическое титрование. В таких случа- ях проводят обратное титрование. 142. Сульфосалициловая кислота применяется при комплексонометрическом титровании железа(III) в качестве: 1. металлоиндикатора; 2. металлохромного индикатора; 3. маскирующего вещества; 4. нет верного ответа. Ответ: 1 – Вещества, которые сами не окрашены, но с ионами метал- лов образуют окрашенные соединения, называют металлоиндикаторами. Рас- твор сульфосалициловой кислоты бесцветный в присутствии ионов желе- за(III) приобретает фиолетовую или красную окраску в зависимости от рН. К металлохромным индикаторам относятся индикаторы, имеющие собствен- ную окраску, которая изменяется в присутствии ионов металла. 143. Основные требования, предъявляемые к металлоиндикаторам комплек- сонометрического титрования: 1. индикаторы должны хорошо растворяться в этаноле и не растворяться в воде; 2. комплекс иона металла с индикатором должен быть менее устойчивым, чем комплекс иона металла с ЭДТА; 3. окраска комплекса иона металла с индикатором должна отличаться от окраски свободного индикатора в условиях титрования; 4. в присутствии индикатора комплекс иона металла с ЭДТА должен бы- стро разрушаться. Ответ: 2,3 – К металлоиндикаторам относятся вещества, которые в присутствии ионов металлов образуют окрашенные соединения. Если при взаимодействии окрашенного индикатора органической природы с ионом металла изменяется окраска (образуется внутрикомплексное соединение), то такие индикаторы называют металлохромные индикаторы (эриохром черный Т, мурексид и др.). Вначале титрования раствор имеет окраску, характерную для внутрикомплексного соединения иона металла с индикатором. По мере прибавления ЭДТА комплекс иона металла с индикатором разрушается, так как образуется более прочный комплекс иона металла с ЭДТА. После точки эквивалентности в растворе нет комплекса иона металла с индикатором и раствор имеет окраску, характерную для свободного индикатора. 144. Молярную массу эквивалента определяемого вещества при комплексо- нометрическом титровании определяют: 1. с учетом заряда катиона; 2. без учета заряда катиона; 3. по молярной массе; 4. нет верного ответа. 110 Ответ: 2,3 – Независимо от заряда катиона полидентатные лиганды (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты или комплексон III) реагируют с ионами металлов в соотношении 1:1. Поэтому молярная масса эквивалента определяемого вещества равна молярной массе вещества. 145. Способы комплексонометрического титрования: 1. прямое титрование; 2. обратное титрование; 3. косвенное титрование; 4. способ равного помутнения. Ответ: 1,2,3 – Быстрое протекание реакции и наличие подходящего индикатора являются основными условиями проведения прямого титрования. При медленном протекании реакции образования комплекса иона металла с ЭДТА и при отсутствии подходящего индикатора проводят обратное ком- плексонометрическое титрование. К анализируемому раствору прибавляют избыток ЭДТА, который затем оттитровывают стандартным раствором ионов подходящего металла (цинк, медь и др.). Косвенное титрование проводят при определении элементов, не образующих устойчивых комплексов с ЭДТА, а также при определении некоторых органических веществ. Косвенное ком- плексонометрическое титрование проводят двумя способами. В первом спо- собе определяемое вещество (сульфаты, фосфаты) осаждают избытком стан- дартного раствора, например, соли свинца. Осадок отделяют, а в фильтрате титруют избыток ионов свинца раствором ЭДТА. Во втором способе выпав- ший осадок (по первому способу) отделяют, растворяют и оттитровывают ионы металла раствором ЭДТА. 146. Эриохром черный Т применяется в комплексонометрическом титрова- нии: 1. в качестве флуоресцентного индикатора; 2. в качестве металлохромного индикатора; 3. в виде сухой смеси индикатора с NaCl (1:200); 4. при определении тиоцианат-ионов. Ответ: 2,3 – Эриохром черный Т относится к азокрасителям и приме- няется в качестве металлохромного индикатора (в присутствии ионов метал- лов собственная окраска изменяется). При рН 7-11 многие ионы металлов образуют с эриохромом черным Т комплексы красного цвета, в то время как индикатор имеет синий цвет. Вследствие нестойкости водного раствора эриохрома черного Т готовят смесь индикатора с каким-либо индифферентным «наполнителем» (NaCl, KCl) в отношении 1:200. Перед титрованием в раствор вносят 20-30 мг этой смеси. 111 3.6.5.2. Меркуриметрия 147. Меркуриметрия и меркурометрия относятся к методу: 1. комплексометрическое титрование; 2. осадительное титрование; 3. окислительно-восстановительное титрование; 4. нет верного ответа. Ответ: 4 – Меркуриметрия относится к методу комплексометрическо- го титрования, основанному на образовании устойчивых растворимых ком- плексных соединений ртути(II), например, HgCl 2 Метод меркурометрии основан на образовании малорастворимых осад- ков хлорида, иодида ртути (H 2 Cl 2 , Hg 2 I 2 ) и относится к методу осадительного титрования. Следовательно, меркурометрия и меркуриметрия относятся к разным методам титриметрического анализа. 148. Меркуриметрия относится к методам: 1. комплексометрического титрования; 2. комплексонометрического титрования; 3. физического анализа; 4. основанным на реакциях образования комплексов. Ответ: 1,4 – Методы комплексометрического титрования основаны на реакциях образования комплексов. В меркуриметрии основной реакцией яв- ляются реакция взаимодействия ионов ртути(II) с галогенид-ионами. Рабо- чим раствором в меркуриметрии является раствор нитрата ртути(II). Устой- чивость бромидных комплексов ртути(II) намного выше, чем хлоридных (lgβ 2 HgBr = 17,33 ; lgβ 2 HgCl = 13,22 ). Поэтому при меркуриметрическом опре- делении бромидов скачок титрования будет больше. 149. Титрантом в методе меркуриметрии является: 1. раствор нитрата ртути(II); 2. раствор нитрата ртути(I); 3. раствор сульфата ртути(II); 4. раствор хлорида ртути(II). Ответ: 1 – Меркуриметрическое титрование (меркуриметрия) основа- но на образовании слабодиссоциирующих растворимых комплексных соеди- нений ртути(II) с галогенид-ионами, анионами CN , SCN .В качестве стан- дартного раствора применяют раствор нитрата или перхлората ртути(II): Hg 2+ + 2Cl - HgCl 2 Растворы Hg(NO 3 ) 2 или Hg(ClO 4 ) 2 являются вторичными стандартными растворами. Вначале готовят раствор титранта с приблизительной концен- трацией, а затем проводят стандартизацию приготовленного раствора нитра- та ртути(II). При стандартизации готовят из навески стандартный раствор хлорида натрия и полученный раствор титруют раствором нитрата ртути(II) в присутствии индикатора дифенилкарбазона до появления синей окраски. |