загрузка...
загрузка...
На головну

похибки титрування

  1. І її середньої похибки
  2. індикаторні похибки
  3. Компенсації похибки кроку
  4. криві титрування
  5. криві титрування
  6. криві титрування
  7. криві титрування

Методика титриметрического аналізу багатостадійну, похибки можуть виникати на будь-якій стадії її проведення: при вимірюванні маси навіски, обсягу приготовленого розчину або аліквоти, при проведенні титрування, виявленні кінцевої точки титрування. Залежно від причини виникнення похибки в титриметричних методах аналізу, як і похибки взагалі, можуть бути:

До появи систематичних похибок в титриметричних методах аналізу може призводити:

· використання невірно градуйованою посуду;

· неправильна техніка титрування (Занадто швидке додавання титранту);

· неточне зчитування обсягу титранту, Витраченого для титрування;

розбіжність точки еквівалентності і рТ індикатора.

Похибки, обумовлені розбіжністю точки еквівалентності і рТ індикатора, називаються індикаторними.

Індикаторні похибки в кислотно-основному титруванні зручно розділити на 4 види:

Воднева індикаторна похибка може виникнути при недотітрованіі сильної кислоти (в такому випадку похибка негативна) або коли сильна кислота використовується в якості титранту і додана в надлишку (позитивна похибка).

Якщо концентрації титруемого речовини і титранту однакові, то Vконечн = 2V0, тоді

гідроксидні похибка може виникнути при недотітрованіі сильного підстави (негативна похибка) або в тому випадку, коли серйозна причина використовується в якості титранту і додано в надлишку (позитивна похибка).

кислотна и основна індикаторні похибки можуть бути тільки негативними (якщо, звичайно, виключити гіпотетичний випадок використання слабкої кислоти або підстави як титранту).

Величина кислотної похибки є молярна частку неоттітрованной кислоти.

якщо  , то

Формула для розрахунку основної похибки виводиться аналогічним чином і виглядає наступним чином

або в спрощеному вигляді

Приклад 13.1.Розрахувати систематичну індикаторну похибка титрування 0,1 М HCl і 0,1 М HCOOH при використанні в якості титранту 0,1 М NaOH і індикатора метилового оранжевого (рТ = 4).

У разі HCl титрування закінчується при рН меншому (4), ніж рН в точці еквівалентності (7), тому має місце воднева індикаторна похибка. Оскільки в кінцевій точці титрування визначається речовина буде недотітровано, величина систематичної індикаторної похибки буде негативною

При титруванні HCOOH в кінцевій точці титрування залишатиметься неоттітрованная слабка кислота, тому в даному випадку буде кислотна індикаторна похибка.

Цілком очевидно, що метиловий оранжевий не може бути використаний для виявлення кінцевої точки титрування розчину HCOOH розчином NaOH.

Навіть в тому випадку, якщо систематична індикаторна похибка дорівнює 0 (pHекв = РТ), все одно буде матися випадкова похибка візуального виявлення кінцевої точки титрування за допомогою індикатора. Внаслідок фізіологічних особливостей нашого зору рТ індикатора можна визначити лише з невизначеністю приблизно ± 0,4 од. рН. Величина випадкової індикаторної похибки залежить від крутизни стрибка титрування - Чим вона більша, тим випадкова похибка менше. Індекс крутизни стрибка титрування розраховується наступним чином:

При титруванні слабких кислот (підстав) крутизна стрибка титрування менше, отже, випадкова індикаторна похибка більше, ніж при титруванні сильних кислот (підстав) (рис 13.5). Для 0,1 М сильних кислот і підстав величина випадкової індикаторної похибки становить ± 2 ? 10-7. У міру зменшення сили кислоти (підстави) і концентрації випадкова похибка збільшується.

Мал. 13.5. Вплив крутизни стрибка титрування на випадкову індикаторну похибка: 1 - 0,1 М HCOOH; 2 - 0,1 М HCl

У вигляді смуги показана область невизначеності виявлення кінцевої точки титрування для індикатора, що має рТ 8

13.6. Деякі випадки практичного застосування кислотно-основного титрування у водних розчинах

Аналіз суміші карбонату і гідроксиду, карбонату і гідрокарбонату лужного металу із застосуванням двох індикаторів

При титруванні суміші гідроксиду і карбонату лужного металу, наприклад, NaOH і Na2CO3 і виявленні кінцевої точки титрування за допомогою фенолфталеїну протікають реакції:

NaOH + HCl ® NaCl + H2O

Na2CO3 + HCl ® NaHCO3 + NaCl,

При виявленні кінцевої точки титрування за допомогою метилового оранжевого реакція взаємодії гідроксиду натрію з кислотою протікає так само, а карбонат натрію титруються до вугільної кислоти. Різниця між обсягами розчину титранту, витраченого для титрування суміші в присутності метилового оранжевого і фенолфталеїну, буде відповідати протіканню реакції:

NaHCO3 + HCl ® H2CO3 + NaCl

Фактор еквівалентності NaHCO3 в даній реакції дорівнює 1. Якщо прийняти, що NaHCO3 у вихідній суміші не було, то n (NaHCO3) = N0(Na2CO3) І масу карбонату натрію можна розрахувати наступним чином

m (Na2CO3) = C (HCl) ? (VМО - VФ) ? 10-3? M (Na2CO3)

Для взаємодії з NaOH, що знаходяться в аналізованої пробі, буде витрачатися обсяг стандартного розчину титранту рівний VФ - (VМО - VФ) = 2VФ - VМО, Тому масу NaOH розраховують за такою формулою

m (NaOH) = C (HCl) ? (2VФ - VМО) ? 10-3? M (NaOH)

Якщо на титрування суміші лугу і карбонату з фенолфталеїном і метиловим оранжевим витрачається практично однаковий обсяг стандартного розчину титранту, то зміст карбонату в суміші дуже мало. Навпаки, якщо обсяги розчину титранту, витрачені для титрування, значно відрізняються, то в аналізованої суміші міститься багато карбонату

Аналіз суміші гідрокарбонату і карбонату лужного металу титруванням її розчином сильної кислоти в присутності двох індикаторів заснований на тому ж принципі, що і аналіз суміші гідроксиду і карбонату. При титруванні суміші з фенолфталеїном з титрантом взаємодіє лише карбонат

Na2CO3 + HCl ® NaHCO3 + NaCl

З метиловим оранжевим титруються і карбонат і гідрокарбонат. За обсягом розчину HCl, витраченому для титрування з фенолфталеїном, можна розрахувати вміст Na2CO3 (fекв = 1), а по різниці між обсягом розчину HCl, витраченим для титрування з метиловим оранжевим і подвоєним об'ємом, витраченим для титрування з фенолфталеїном - зміст NaHCO3:

m (Na2CO3) = C (HCl) ? VФ? 10-3? M (Na2CO3)

m (NaHCO3) = C (HCl) ? (VМО - 2VФ) ? 10-3? M (NaHCO3)

Чим більше титранту потрібно для титрування з фенолфталеїном, тим більше карбонату міститься в аналізованої пробі. Якщо при додаванні до розчину, що титрує фенолфталеина останній забарвлюється в слабо рожевий колір і для його знебарвлення потрібно лише кілька крапель розчину титранту, то зміст карбонату в пробі дуже мало.

Визначення азоту в органічних сполуках за Кьельдалю і іонів амонію

Мал. 13.6. Прилад для визначення азоту в органічних сполуках (по ГФ XI)1 - парообразователь; 2 - колба Кьельдаля; 3 - воронка для введення лугу; 4 - бризгоуловітель; 5 - холодильник; 6 - приймач

Визначення азоту в органічних сполуках методом Кьельдаля проводять наступним чином (пристрій приладу показано на рис. 13.6). Точну наважку аналізованого зразка поміщають в колбу Кьедьдаля і піддають мінералізації за допомогою концентрованої сірчаної кислоти, до якої додані K2SO4 і СuSO4, А в деяких випадках ще й селен або HgO. В процесі окислення органічної частини молекули азот відновлюється до іона амонію. Після закінчення мінералізації до розчину додають NaOH. При цьому утворюється NH3, Який відганяють і поглинають розчином H3BO3 або стандартним розчином сильної кислоти (H2SO4 або HCl). У першому випадку при взаємодії борної кислоти з аміаком утворюється еквівалентну NH3 кількість іона BO2-, Який потім титрують стандартним розчином HCl (титрування заступника). У другому випадку визначають надлишок сильної кислоти, який не набув реакцію з NH3, Титруючи розчин стандартним розчином NaOH (зворотне титрування).

Звичайний метод Кьельдаля використовують для органічних сполук, що містять аміни азот (аміни, амінокислоти і т.д.). Для визначення азоту в нітрати, нітриті, нітросполуки тощо необхідно ще попереднє відновлення даних азотовмісних груп до іона амонію або аміногрупи.

Методику, схожу на описану вище, можна використовувати також і для речовин, які легко гідролізуються з утворенням аміаку або амінів. Такі речовини не піддають мінералізації, а відразу проводять їх лужної гідроліз. Наприклад, визначення азоту в з'єднанні (1) вимагає обов'язкової мінералізації, а для з'єднання (2) досить лужного гідролізу.

Іон амонію є досить слабкою кислотою (pKa = 9,24), тому його пряме титриметричних визначення при концентрації у водному розчині, наприклад, 0,1 моль / л, неможливо.

Визначення борної кислоти

Борна кислота є слабкою одноосновної кислотою (pKa »9,3). Її кислотні властивості обумовлені реакцією:

B (OH)3 + 2H2O> [B (OH)4]- + H3O+

Борна кислота є занадто слабкою для того, щоб її можна було з задовільною похибкою відтитрувати лугом у водному розчині. Однак, вона може взаємодіяти з органічними речовинами, до складу яких входить a-діольная група (гліцерин, глюкоза, фруктоза, маніт, сорбіт та ін.), З утворенням більш сильних комплексних кислот (наприклад, у маннітборной кислоти pKa = 5,3). Останні можуть бути відтитровані розчином лугу в присутності фенолфталеїну.

Найбільш часто використовуваним на практиці комплексоутворювачем при визначенні борної кислоти є гліцерин, хоча в порівнянні, наприклад, з манітом або моносахаридами дана речовина є менш активним комплексоутворюючих реагентом. Крім того, гліцерин дуже в'язкий і працювати з ним незручно. Гліцерин, який використовується в лабораторії, може містити домішки кислот. Перед застосуванням його необхідно нейтралізувати розчином лугу до появи слабо-рожевого забарвлення фенолфталеїну.




Попередня   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   Наступна

Колоїдна стадія утворення осаду | Причини забруднення осаду і способи їх усунення | Основні етапи методики гравіметричного визначення методом осадження | Гравіметрія в фармацевтичному аналізі | ГЛАВА 12 | Стандартні розчини і стандартні речовини | ГЛАВА 13 | Титранти і стандартні речовини | металевий червоний | феноловий червоний |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати