УМП КОЛИЧ.АНАЛИЗПрактическое руководство. Учебное пособие по количественному химическому анализу Учеб пособие. Уфа Издво угнту, 2005. 111 с
![]()
|
Пусть исходные данныеС(Ce4+)=0,1 моль/л; V(Ce4+)=100,00 мл; С(Fe2+)=0,1 моль/л; V(Fe2+)=100,00 мл. ОВ потенциалы редокс-пар, определяются уравнением Нернста: ![]() ![]() ![]() ![]() Потенциал исходного раствораИсходный раствор содержит Fe (II), а равновесная концентрация Fe (III) ничтожно мала и неизвестна. Поэтому рассчитать равновесный ОВ потенциал исходного раствора по уравнению Нернста невозможно. Расчет потенциала до точки эквивалентностиПоскольку реакция обратима, при титровании в растворе всегда присутствуют как исходные, так и образовавшиеся при реакции ионы. То есть в любой из моментов титрования раствор содержит две окислительно-восстановительные пары Fe3+/ Fe2+ и Ce4+/ Ce3+. Рассчитать потенциал системы можно было бы по любому из уравнений а) и б). Пока оттитровано не все железо (II), концентрации ионов оставшихся Fe3+ и Fe2+ вычислить очень легко, а концентрации оставшихся непревращенными (вследствие обратимости реакции) ионов Се4+ вычислить гораздо труднее, поэтому удобно пользоваться уравнением б): ![]() В любой из моментов титрования, до точки эквивалентности, ОВ-процесс будет описываться сокращенным уравнением: ![]() Рассчитаем ОВ потенциал в точке начала скачка (Н.С.), то есть в момент, когда раствор не дотитрован на 0,1%: ![]() ![]() Рассчитаем равновесные концентрации [Fe2+][Fe3+] ![]() =5·10-5 моль/л, ![]() Таким образом, в точке Н.С.: ![]() Расчет потенциала раствора в точке эквивалентности. В растворе присутствуют Fe (III) и Сe (III) в эквивалентных количествах.Так как концентрации Fe (II) и Се (IV) ничтожны и неизвестны, то потенциал раствора невозможно рассчитать по уравнению Нернста для той и другой редокс-пары. Таким образом, при равновесии ![]() тогда ![]() а при равновесии ![]() ![]() ![]() ![]() Расчет потенциала раствора после точки эквивалентности (ТЭ). После ТЭ в растворе присутствуют Fe3+; Ce3+; Ce4+, а [Fe2+]-ничтожна и неизвестна.Поэтому потенциал раствора можно рассчитать по уравнению Нернста для пары Ce4+/ Ce3+:![]() В любой из моментов титрования, после ТЭ, ОВ-процесс будет описываться сокращенным уравнением: ![]() Рассчитаем ОВ потенциал в точке конец скачка (К.С.), то есть в момент, когда раствор перетитрован на 0,1%: ![]() Вычислим равновесные концентрации [Ce4+] и [Ce3+]: ![]() =5·10-5 моль/л; ![]() Cледовательно, в точке К.С.: ![]() По полученным формулам рассчитывается потенциал раствора в различные моменты титрования и выбирается ОВ индикатор, значение стандартного ОВ-потенциала которого лежит в области скачка на кривой титрования. В данном случае область скачка лежит в интервале от +0,947 В до +1,263 В. По таблице (приложение) выбираем подходящий индикатор – это фенилантраниловая кислота (φо=1,00 В). Пример 2: Рассчитать область скачка окислительно-восстанови-тельного титрования раствора Fe (II) раствором дихромата калия K2Cr2O7 в кислой среде. Решение: При титровании протекает реакция: ![]() для первой пары: ![]() ![]() ![]() для второй пары: Fe2+-1ē Fe3+; n2=1. ![]() ![]() Пусть исходные данные: С(Fe2+)=0,05 моль/л; V (Fe2+)=100,00 мл; С( ![]() ![]() С(Н+)=1 моль/л Расчет потенциала раствора до точки эквивалентности.После прибавления раствора K2Cr2O7 до ТЭ в титруемом кислом растворе присутствуют катионы Fe2+, Fe3+; Cr3+ а ионы Cr2O72- - отсутствуют. Потенциал раствора рассчитывается по уравнению Нернста для редокс-пары исходного раствора:![]() До ТЭ ОВ-процесс будет описываться уравнением: ![]() Рассчитаем ОВ-потенциал в точке Н.С.: ![]() Равновесные концентрации [Fe2+] и [Fe3+] будут: ![]() =2,5·10-5моль/л; ![]() ![]() Расчет потенциала раствора в точке эквивалентности |