Головна |
криві титруванняВ процесі кислотно-основного титрування відбувається зміна концентрації іонів водню і відповідно рН розчину. Графічне зображення залежності рН від обсягу додається робочого розчину (або від ступеня нейтралізації аналізованого розчину) називається кривою титрування. 1. Нейтралізація сильної кислоти сильною основою HCl + NaOH = NaCl + H2O На початку титрування додавання невеликої кількості лугу не робить вплив на рН розчину. У міру наближення до точки еквівалентності збільшення рН йде швидше. Додавання останньої краплі робочого розчину призводить до різкої зміни рН титруемого розчину і зміни кольору індикатора. Різка зміна рН розчину поблизу точки еквівалентності називається стрибком титрування. Середина стрибка титрування відповідає точці еквівалентності. В даному випадку рН в точці еквівалентності буде нейтральною, т. К. Утворюється в результаті реакції нейтралізації сіль не піддається гідролізу. Отже, при титруванні сильних кислот сильними основами (і навпаки) можна застосовувати індикатори, інтервал зміни забарвлення яких від 4 до 10 (метиловий червоний, метиловий оранжевий, фенолфталеїн та ін.). Найбільш підходящим буде той, у якого рТ = 7. Однак необхідно врахувати, що присутність розчинної оксиду вуглецю (IV) в розчині зміщує рН точки еквівалентності в кисле середовище, тому зазвичай застосовують метиловий оранжевий (рТ = 4). Досить значне відхилення рТ даного індикатора від рН в точці еквівалентності в даному випадку не має значення, т. К. Для зміни забарвлення індикатора необхідно долити до розчину дуже малий (менше 1 краплі) надлишок робочого розчину. 2. Нейтралізація слабкої кислоти сильною основою (і навпаки) СН3СООН + NaOH = CH3COONa + Н2O У точці еквівалентності реакція середовища буде лужної внаслідок гідролізу утворюється солі: СН3СОО? + Н2O = СН3СООН + ОН? Стрибок титрування знаходиться в межах рН від 7.8 до 10, а точка еквівалентності приблизно при рН = 8.9, тому слід застосовувати індикатори, які змінюють забарвлення при рН 7, наприклад, фенолфталеїн, у якого рТ = 9. 3. Нейтралізація слабкої основи сильною кислотою (і навпаки) NH4OH + HCl = NH4Cl + Н2O У точці еквівалентності реакція середовища буде кислою, внаслідок гідролізу утворюється солі: NH4+ + Н2O = NH4OH + H+ Стрибок титрування знаходиться в межах рН від 4.0 до 6.2, а точка еквівалентності при рН = 5.1. Тому слід застосовувати індикатори, які змінюють забарвлення при рН <7, наприклад, метилові помаранчевий або червоний. Таким чином, при виборі індикатора в методі нейтралізації необхідно враховувати наступне: - Індикатор повинен змінювати свій колір при значеннях рН близьких до точки еквівалентності; - Перехід кольору індикатора повинен бути зручний для зорового сприйняття (порядок титрування). Наприклад, фенолфталеїн зручно використовувати при титруванні кислоти лугом, т. К. При цьому безбарвна забарвлення індикатора змінюється на малинову. Лабораторна робота №1. Приготування розчину H2SO4 з с (?H2SO4) = 0.1 моль / л Вихідний розчин H2SO4 має: ? (щільність) = ___ г / мл (знайдена за допомогою ареометра); ? (масова частка) = ___% (див. додаток 1); а) розрахунок маси навішення безводної H2SO4, Необхідної для приготування розчину з с (?H2SО4) = 0,1моль / л об'ємом 0,2 л; M (H2S04) = 98 г / моль; m (H2SО4) = З (?H2SО4) ? V (H2SО4) ? м (?H2SО4) = ... (Г), де м (?H2SО4) = ? ? м (H2SО4). б) розрахунок маси навішення розчину H2SO4 c ? (%) = ... m (H2SО4) ? 100 m'(р-РАH2SО4) = --- = ..._ (Г). ? в) розрахунок обсягу розчину H2SO4 з ? = ... г / мл. m'(р-РАH2SО4) V (розчину H2SО4) = --- = _... (Мл). ? (р-РАH2SО4) Примітка: M і m 'розраховують з точністю до сотих часток одиниці; V (H2SO4) - C точністю до сотих часток, потім округлюють до десятих. Приготування розчину. Розрахований обсяг розчину H2SO4 відміряють за допомогою мірного циліндра (або бюретки), обережно вливають в мірну колбу, потім доливають до мітки дистильованою водою і ретельно перемішують. Завершення роботи. Розчин з колби переливають в пляшку, на етикетці пишуть факультет, номер групи, прізвище. Пляшку з розчином ставлять в лабораторний стіл, на якому вказано номер групи і факультет. додаток №1. Щільність і концентрація розчину сірчаної кислоти.
Лабораторна робота 2. Встановлення концентрації робочого розчину сірчаної кислоти по стандартному розчину тетраборату натрію Nа2В4О7. Концентрація робочого розчину з (1/2 Na2B4O7) = Рівняння реакції: Na2B4О7 + 7Н2О = 2NaOH + 4Н3ВО3 Методика титрування. Стандартний розчин бури об'ємом 10 мл, відміряний піпеткою Мора, титрують розчином сірчаної кислоти в присутності 1 краплі індикатора до появи оранжево-рожевого забарвлення. Для підвищення точності титрування можна використовувати "свідок", який готують, відмірявши в колбу 10 мл води, 1 краплю кислоти и1 краплю індикатора. Пробу титрують до появи такої ж забарвлення як в колбі-свідка. Рожеве забарвлення в кінці титрування означає, що в колбі надлишок кислоти близько 1 краплі. Обробка результатів експерименту. Титрування проводять з точністю до сотих часток мілілітра. Із сукупності окремих результатів відкиньте промахи (збіжність результатів 0,1 мл) і знайдіть середнє значення з трьох сходяться результатів. Розрахунок молярної концентрації еквівалента сірчаної кислоти за законом еквівалентів: C (1 / 2H2SO4) = , Моль / л Концентрацію розраховують з точністю до трьох значущих цифр. Оформляють роботу і здають викладачеві. Лабораторна робота 3. Визначення концентрації і маси КОН або NaOH в розчині. Концентрація робочого розчину сірчаної кислоти встановлюється в попередньому досвіді. Індикатор-метиловий оранжевий. Рівняння реакції: H2SO4 + 2NaOH = 2H2O + Na2SO4 Методика титрування. Отриманий в мірній колбі досліджуваний розчин (завдання) доводять дистильованою водою до мітки і ретельно перемішують. Обсяг розчину, що дорівнює 10 мл, відміряний піпеткою Мора, титрують розчином сірчаної кислоти в присутності 1 краплі індикатора до появи оранжево-рожевого забарвлення. Можливе використання колби- "свідка", приготованого в попередній лабораторній роботі. Обробка результатів експерименту. Титрування проводять з точністю до сотих часток мілілітра. Із сукупності результатів вибирають три збіжність результату і розраховують середній обсяг лугу, що пішов на титрування стандартного розчину. Розрахунок концентрації і маси лугу в досліджуваному розчині: а) за законом еквівалентів: С (NaOH) = , Моль / л б) m (NaOH) = C (NaOH) ? м (NaOH) ? V ? (NaOH) ? 1000, мг, де M (NaOH) - молярна маса еквівалента NaOH V ? (NaOH) = 0.1 л - обсяг завдання. Результати здаються викладачеві. Розрахунки проводять з точністю до трёхзначащіх цифр. Контрольні питання і завдання 1. Розрахувати молярну концентрацію розчину хлориду заліза (III) з масовою часткою FeCl3 10% і щільністю 2. Розрахуйте масову частку азотної кислоти в розчині з молярною концентрацією 0.1783 моль / л і щільністю 3. У біохімічному аналізі застосовують хлорцінковую суміш, яку готують розчиненням 50 г ZnSO4? 7H2O і 250 г NaCl в 1 л дистильованої води (? (Н2O) = 1 г / мл). Розрахуйте масову і молярну частку речовин в цій суміші. 4. Визначте фактор еквівалентності і розрахуйте молярну масу еквівалента речовини, зазначеної в схемах реакції першим: а) NaH2PO4 + NaOH > Na2HPO4 + H2O б) H2SO4 + NaOH > NaHSO4 + Н2O в) H2SO4 + NaOH > Na2SO4 + H2O г) Cr2(SO4)3 + H2O + KOH > K2CrО4 + K2SO4 + H2O д) NaBrO3 + KI + H2SO4 > NaBr + I2 + K2SO4 + H2O ж) H2S + Br2 > S + HBr 5. Розрахуйте молярну масу еквівалента: а) фосфорної кислоти в реакції повного обміну протонів; б) сульфату заліза (III) в реакції повного обміну іонів заліза. Розрахуйте молярну концентрацію еквівалента фосфорної кислоти (в реакції а), якщо 10 г кислоти міститься в об'ємі розчину 1,5л. 6. На нейтралізацію 10 мл розчину гідроксиду натрію треба 10.8 мл розчину щавлевої кислоти з 7. Для проведення хімічної реакції потрібно сульфат магнію масою 18 г. Який об'єм розчину з с (? MgSO4) = 0.02 моль / л містить цю масу речовини? 8. Для визначення вмісту хлоридів в сироватці крові використовується 0.1 М водний розчин AgNO3. Розрахуйте масу нітрату срібла, необхідну для приготування такого розчину об'ємом 100 мл. 9. На титрування розчину NaOH об'ємом 15 мл, в присутності індикатора метилового оранжевого, витрачено 13.53 мл робочого розчину HCl з молярною концентрацією еквівалента 0.115 моль / л. Визначте молярну концентрацію еквівалента розчину гідроксиду натрію. 10. Яка молярна концентрація еквівалента Na2СО3, Якщо в обсязі 200 мл міститься 1.06 г карбонату натрію? 11. Яка маса бури Na2В4О7, Необхідної для приготування розчину об'ємом 0.25 л з молярною концентрацією еквівалента 0,1 моль / л? 12. Для дезінфекції ран в медицині застосовується йодна настоянка, що представляє собою розчин йоду в спирті з масовою часткою йоду 5%. Розрахуйте: а) масу йоду, що міститься в йодної настоянки масою 15 г; б) обсяг спирту та масу йоду, необхідних для приготування йодної настоянки масою 500 г (щільність спирту 0.8 г / мл). 13. Для визначення рекальцификации кров'яної плазми застосовують розчин хлориду кальцію з молярною концентрацією 0.025 моль / л (р = 1г / см3), Який готують з сухого прокаленного речовини. Яка маса СаСl2, Необхідного для приготування необхідного розчину об'ємом 250 мл. До лабораторно-практичних занять з загальної хімії | Методичні рекомендації до лабораторно-практичних занять з загальної хімії | ПРАВИЛА ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ ПРИ РОБОТІ СТУДЕНТІВ У лабораторні практикуми СГМУ | Заняття 2. Будова атома. Хімічна зв'язок і будова молекул | Заняття 3. Комплексні сполуки та їх властивості | Заняття 7. Перше ПОЧАТОК (Перший закон) термодинаміки. термохімія | Заняття 8. Друге ПОЧАТОК (другий закон) термодинаміки. ТЕРМОДИНАМІЧНІ ПОТЕНЦІАЛИ | Заняття 9. Хімічна кінетика. Каталозі. хімічна рівновага | Заняття 11. Вчення про розчини. Властивості розчинів електролітів | Заняття 12. колігативні властивості. Осмос та осмотичний тиск | |