УМП КОЛИЧ.АНАЛИЗПрактическое руководство. Учебное пособие по количественному химическому анализу Учеб пособие. Уфа Издво угнту, 2005. 111 с

• Название: Учебное пособие по количественному химическому анализу Учеб пособие. Уфа Издво угнту, 2005. 111 с
• Анкор: УМП КОЛИЧ.АНАЛИЗПрактическое руководство.doc
• Дата: 04.05.2017
• Размер: 1.33 Mb.
• Имя файла: УМП КОЛИЧ.АНАЛИЗПрактическое руководство.doc
• Тип: Учебное пособие; #7054
• страница: 8 из 13

Пусть исходные данные

С(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:

, (а) ; =1,44В;

, (б); =0,77В

Потенциал исходного раствора

Исходный 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 эквивалентности

Поскольку 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 (φ^о=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:

; n₁=6



=1,33В

для второй пары:

Fe²⁺-1ē Fe³⁺; n₂=1.

; 0,77B.

Пусть исходные данные:

С(Fe²⁺)=0,05 моль/л; V (Fe²⁺)=100,00 мл;

С()=0,05 моль/л; V()=100,00 мл;

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 Cr₂O₇^2- - 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