Построение кривой титрования по методам окислительно-восстановительных реакций и нейтрализации
Понятие титраметрического анализа. Окислительно-восстановительное титрование, его виды и условия проведения реакций. Расчет точек кривой титрования, потенциалов, построение кривой титрования. Подборка индикатора, расчет индикаторных ошибок титрования.
| Рубрика | Химия |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.06.2012 |
| Размер файла | 399,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
5.9 Индикаторная ошибка
Изменение цвета индикатора происходит не абсолютно в точке эквивалентности, а раньше или позже, поэтому аналитик допускает некоторую ошибку, прекращая титрование раньше или позже требуемого момента. Такую ошибку называют индикаторной ошибкой, значение ее может колебаться в самых широких пределах в зависимости от того, насколько удачно выбрал индикатор.
Если индикатор выбран правильно, то индикаторную ошибку не принимают во внимание, если же индикатор выбран не правильно, то индикаторная ошибка превышает допустимые погрешности и может достигать очень большой величины.
5.10 Типы индикаторных ошибок
К индикаторным ошибкам относят такие, которые вызываются недотитрованием или перетитрованием исследуемого раствора. В методе нейтрализации различают несколько типов индикаторных ошибок
а) Водородная ошибка титрования, вызываемая наличием в титруемом растворе по окончании титрования избытка ионов водорода, остающихся в результате недотитрования сильной кислоты сильной щелочью (обозначается Н+нед - ошибка) или перетитрования сильного основания сильной кислотой (обозначается Н+пер-ошибка)
где V1 - объём в начале титрования. V2 - объём в конце титрования.
б) Гидроксильная ошибка титрования, вызываемая наличием в титруемом растворе по окончании титрования избытка гидроксид-ионов, остающихся в растворе в результате недотитрования сильного основания сильной кислотой (обозначается ОН - ошибка) или перетитрования сильной кислоты сильной щёлочью (обозначается Н+ - ошибка)
где V1 - объём в начале титрования. V2 - объём в конце титрования
в) Кислотная ошибка титрования, вызываемая присутствием в титруемом растворе по окончании титрования нейтральных молекул недотитрованной слабой кислоты
г) Щелочная ошибка титрования, вызываемая присутствием в титруемом растворе по окончанию титрования нейтральных молекул недотитрованного слабого основания
Фенолфталеин - один из наиболее широко используемых индикаторов, особенно при титровании слабых кислот. Он не чувствителен к повышению температуры, ошибка от присутствия белковых веществ незначительная.
6. Кислотно-основное титрование 0,1 M KCN - 0,3 M H2SO4
Концентрация KCN = 0.1 M, концентрация H2SO4 = 0.3 M.
Сн (KCN) = См/ fэкв-ти = 0.1
Сн (H2SO4) = См/ fэкв-ти = 0.3/ (1/2) = 0.6
2KCN + H2SO4 = K2SO4 + 2HCN
Пусть объем раствора KCN будет равен 10мл.
С (KCN) *V (KCN) = С (H2SO4) *V (H2SO4)
V (H2SO4) = С (KCN) *V (KCN) / С (H2SO4) = 10*0.1/0.6 = 1.667 мл.
6.1 Расчет точек кривой титрования
1.0% добавили от необходимого объема
В растворе находится только цианид натрия, который гидрализуется, как
KCN + H2O = KOH + HCN
CN - + H2O = OH - + HCN
Цианидный ион и HCN в растворе образуют буферную смесь. Расчет pH производим по формуле для буферной смеси:
[OH-] ==v,1=0.000057
pH = 14 - pOH = 11.8337
До точки эквивалентности считаем по титруемому веществу:
2.10% добавили от необходимого объема
1.667 мл - 100%
Х мл - 10%
Х=0.1667 (мл) - добавленный объем H2SO4
Получено HCN:
С (HCN) =С (H2SO4) = (Сн (H2SO4) *V (H2SO4)) / Vобщ= (0.6*0.1667) /10.1667 = = 0,009376
C (KCN) = (Сн (KCN) *V (KCN) - Сн (H2SO4) * Vдоб (H2SO4)) / Vобщ
c (KCN) = (0.051*10 - 0.6*0.1667) /10.1667 = 0.08852
pH = pK + lg = 9.3 + lg (0.08852/0,009376) = 9.0676
pH = 14 - pOH = 9.0676
3.50% добавили от необходимого объема
1.667 мл - 100%
Х мл - 50%
Х = 0.8335 (мл) - добавленный объем H2SO4
Получено HCN:
С (HCN) =С (H2SO4) = (Сн (H2SO4) *V (H2SO4)) / Vобщ= (0.6*0.8335) /10.8335 = = 0.04616
C (KCN) = (Сн (KCN) *V (KCN) - Сн (H2SO4) * Vдоб (H2SO4)) / Vобщ
c (KCN) = (0.1*10 - 0.6*0.8335) /10.8335 = 0.04614
pH = pK + lg = 9.3 + lg (0.04614/0.04616) = 9.2997
pH = 9.2997
5.75% добавили от необходимого объема
1.667 мл - 100%
Х мл - 75%
Х=1.25025 (мл) - добавленный объем H2SO4
Получено HCN:
С (HCN) =С (H2SO4) = (Сн (H2SO4) *V (H2SO4)) / Vобщ= (0.6*1.25025) /11.25025 = 0.06667
C (KCN) = (Сн (KCN) *V (KCN) - Сн (H2SO4) * Vдоб (H2SO4)) / Vобщ
c (KCN) = (0.1*10 - 0.6*1.25025) /11.25025 = 0.02220
pH = pK + lg = 9.3 + lg (0.011104/0.033339) = 8.8224
pH = 8.8224
5.99.9% добавили от необходимого объема
1.667 мл - 100%
Х мл - 99.9%
Х=1.6653 (мл) - добавленный объем H2SO4
Получено HCN:
С (HCN) =С (H2SO4) = (Сн (H2SO4) *V (H2SO4)) / Vобщ= (0.6*1.6653) /11.6653 = 0.08565
C (KCN) = (Сн (KCN) *V (KCN) - Сн (H2SO4) * Vдоб (H2SO4)) / Vобщ
c (KCN) = (0.1*10 - 0.6*1.6653) /11.6653 = 0.00007029
pH = pK + lg = 9.3 + lg (0.0000351/0.042827) = 6.2142
pH = 6.2142
6.100% добавили от необходимого объема. Точка эквивалентности
Вещества прореагировали полностью, в растворе присутствует HCN, это слабая кислота. Рассчитываем pH:
[H+] = = = 16.12*10-7
pH = 5,1245
После точки эквивалентности считаем по серной кислоте:
7.100.1% добавили от необходимого объема, раствор перетитрован
1.667 мл - 100%
Х мл - 100.1%
Х=1.668667 (мл) - добавленный объем H2SO4
[H+] = (Сн (H2SO4) * Vдоб (H2SO4) - Сн (KCN) *V (KCN)) / Vобщ
[H+] = (0.6*1.668667 - 0.1*10) /11.668667 = 0.00010285
pH = - lg [H+] = - lg0.00010285= 3.9877
8.110% добавили от необходимого объема, раствор перетитрован
1.667 мл - 100%
Х мл - 100.1%
Х=1.8337 (мл) - добавленный объем H2SO4
[H+] = (Сн (H2SO4) * Vдоб (H2SO4) - Сн (KCN) *V (KCN)) / Vобщ
[H+] = (0.6*1.8337 - 0.1*10) /11.8337 = 0.008469
pH = - lg [H+] = - lg0.008469 = 2.07216
9.200% добавили от необходимого объема, раствор перетитрован
1.667 мл - 100%
Х мл - 200%
Х=3.334 (мл) - добавленный объем H2SO4
[H+] = (Сн (H2SO4) * Vдоб (H2SO4) - Сн (KCN) *V (KCN)) / Vобщ
[H+] = (0.6*3.334 - 0.1*10) /13.334 = 0.07502
pH = - lg [H+] = - lg0.07502= 1.1248
6.2 Построение кривой титрования
Таблица 2. Точки для построения кривой титрования по методу "нейтрализации"
|
Процент титрования |
pH |
|
|
0% добавили от необходимого объема |
11,8337 |
|
|
10% добавили от необходимого объема |
9,0676 |
|
|
50% добавили от необходимого объема |
9,2997 |
|
|
75% добавили от необходимого объема |
8,8224 |
|
|
99.9% добавили от необходимого объема |
6,2142 |
|
|
100% добавили от необходимого объема |
7,1204 |
|
|
100.1% добавили от необходимого объема |
3,9877 |
|
|
110% добавили от необходимого объема |
2,0721 |
|
|
200% добавили от необходимого объема |
1,1248 |
График 1. Кривая титрования 0,1 M KCN - 0,3 M H2SO4
6.3 Подборка индикатора. Расчет индикаторных ошибок титрования
Таблица 4. Типы индикаторных погрешностей
|
Тип погрешности |
Причина погрешности |
Расчетная формула погрешности, % |
|
|
Водородная |
Избыток ионов Н+ вследствие недотитрования сильной кислоты или перетитрования основания (сильного или слабого) сильной кислотой |
?H+ = (10-pT*V2*100) / (c*V1) |
|
|
Гидроксильная |
Избыток ионов ОН - вследствие недотитрования сильного основания или перетитрования кислоты (слабой или сильной) сильным основанием |
?ОН - = (10- (14-pT) *V2*100) / (c*V1) |
|
|
Кислотная |
Избыток молекул слабой кислоты НА при её недотитровании |
?НА = (10pK-pT*100) / (1+10pK-pT) |
|
|
Щелочная |
Избыток молекул слабого основания MOH при его недотитровании |
?МОН = = 10pK+pT-14*100 |
Тип погрешности. Причина погрешности. Расчетная формула погрешности, %. Водородная. Избыток ионов Н+ вследствие недотитрования сильной кислоты или перетитрования основания (сильного или слабого) сильной кислотой
?H+ = (10-pT*V2*100) / (c*V1)
Гидроксильная. Избыток ионов ОН - вследствие недотитрования сильного основания или перетитрования кислоты (слабой или сильной) сильным основанием
?ОН - = (10- (14-pT) *V2*100) / (c*V1)
Кислотная. Избыток молекул слабой кислоты НА при её недотитровании
?НА = (10pK-pT*100) / (1+10pK-pT)
Щелочная
Избыток молекул слабого основания MOH при его недотитровании
?МОН = 10pK+pT-14*100
где V1 и V2 - объемы анализируемого раствора до и после титрования; с - молярная концентрация эквивалента вещества анализируемого раствора; рК - показатель константы диссоциации слабого электролита; рТ - показатель титрования индикатора.
1. Пусть pT розоловой кислоты = 7.1 больше pH в точке эквивалентности, равного 7. Следовательно, раствор KCN недотитрован. Рассчитываем щелочную ошибку II-ого рода, вместо pK основания, берется pK сопряженной кислоты - pK (HCN) = 9,3: сопряженное pK = 14-9.3 = 4.7:
?MОН = 10pK+pT-14*100
?MОН =109,3+7,1-14*100 = 2.917*10-4 %
2. Пусть pT бромтимолового синего = 6.8 меньше pH в точке эквива-лентности, равного 7. Следовательно, раствор KCN перетитрован H2SO4. Рассчитываем водородную ошибку (кислотную ошибку I-ого рода):
?Н = (10-pT*V2*100) / (c*V1)
?Н = (10-6.8* (10+1.667) *100) / (0.05*10) = 3.686*10-4 %
7. Вывод
Роль титриметрического метода анализа не уменьшается и в наше время. ОН является одним из самых простых. И удобных методов количественного определения веществ. Основой данного метода является нахождение точки эквивалентности анализируемого вещества и реагента. Ее можно определить как физическими методами, так и с помощью индикаторов. Известно более десятка кислотно-основных индикаторов с различными интервалами перехода, что позволяет подобрать наиболее подходящий, для конкретной реакции. Постоянно изучаются строение и свойства индикаторов, расширяются области их применения.
8. Список литературы
1. Васильев В.П. "Аналитическая химия: в двух книгах: Кн.1: Титриметрические и гравиметрические методы анализа: Учеб. Для студ. ВУЗов, обучающихся по химико-технологических спец. - 3-е издание, стереотип. - Москва: Дрофа, 2003год - 368с.
2. Гильманшина С.И. "Основы аналитической химии: курс лекций." Доп. УМО по направлениям пед образования РФ в качестве учебного пособия для ВУЗов \ С.И. - изд. СПб, Питер 2006год-224с. (Учебное пособие)
3. Крешков А.П. "Основы аналитической химии. Теоретические основы. Количественный анализ. "том №1. Издательство №3 (перераб.). Учебное пособие для студентов химико-технологических спец. ВУЗов. Москва, химия, 1970год.471с.
4. Лурье Ю.Ю. "Справочник по аналитической химии.5-е издание, переработ. и доп. - Москва: химия, 1979год-480с
5. Харитонов Ю.Я. "Аналитическая химия.". кн.1. Общие теоретические основы. Количественный анализ: Учеб. - Москва: Высшая школа. 2001год - 615с.
6. Пилипенко A. T. Пятницкий И.В. Аналитическая химия. т.2 М: Химия. 1990-480 с.
7. Харитонов Ю. А Аналитическая химия. Аналитика, т.2 М: Высшая школа. 2001 - 560 с.
8. Дорохова Е.Н. Прохорова Г.З. Задачи и вопросы по аналитической химии М" 1984 - 216 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Классификация методов титраметрического анализа. Сущность метода "нейтрализации". Приготовление рабочих растворов. Расчет точек и построение кривых кислотно-основного и окислительно-восстановительного титрования. Достоинства и недостатки йодометрии.
курсовая работа [383,9 K], добавлен 17.11.2013Последовательность расчета кривой титрования раствора соляной кислоты раствором слабого основания гидроксида аммония. Построение кривой титрования, определение точки эквивалентности и прямой нейтральности. Подбор индикатора и вычисление его ошибки.
контрольная работа [32,6 K], добавлен 03.01.2016Выбор наиболее оптимального варианта индикатора, соответствующего скачку рН на заданной кривой титрования. Определение точки эквивалентности линии нейтральности. Титрование NaOH и HCl с помощью индикатора фенолфталеина. Интервал перехода окраски.
контрольная работа [81,4 K], добавлен 03.01.2016Отличительные признаки окислительно-восстановительных реакций. Схема стандартного водородного электрода. Уравнение Нернста. Теоретические кривые титрования. Определение точки эквивалентности. Окислительно-восстановительные индикаторы, перманганатометрия.
курсовая работа [319,6 K], добавлен 06.05.2011Особенности методов окислительно-восстановительного титрования. Основные требования к реакциям, константа равновесия. Характеристика видов окислительно-восстановительного титрования, его индикаторы и кривые. Приготовление и стандартизация растворов.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 25.12.2014Классификация методов окислительно-восстановительного титрования. Индикаторы окислительно-восстановительного титрования. Перманганатометрия, йодометрия и дихроматометрия. Окраска окисленной и восстановленной формы. Фиксирование точки эквивалентности.
реферат [24,7 K], добавлен 23.02.2011Метод кислотно-основного титрования: понятие и содержание, основные этапы и принципы реализации, предъявляемые требования, главные условия и возможности применения. Расчет рН растворов. Построение кривых титрования. Выбор индикатора и его обоснование.
презентация [1,4 M], добавлен 16.05.2014Характеристика процесса титрования раствора аммиака с заданной молярной концентрацией раствором азотной кислоты. Уравнения в молекулярной и ионной форме. Выбор индикатора. Аммиачный буферный раствор и его водородный показатель. Расчет водородной ошибки.
контрольная работа [33,8 K], добавлен 03.01.2016Расчет индикаторных погрешностей для выбранных индикаторов, кривой титрования 25 мл 0,05 М раствора CH3COOH 0,05 М раствором KOH. Кислотно-основные индикаторы. Этапы титрования: начальная точка, область до точки и область после точки эквивалентности.
контрольная работа [72,8 K], добавлен 18.12.2013Метод потенциометрического титрования. Кислотно-основное титрование. Определение конечной точки титрования. Методика проведения потенциометрического титрования. Потенциометрическое титрование, используемые приборы и обработка результатов анализа.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 24.06.2008
