Главная > Химия > Основы аналитической химии, Т3
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

В. ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

§ 21. Высокочастотное титрование стандартных растворов

Получение характеристической кривой

Возможны два способа получения характеристической кривой (где - показания прибора, С — концентрация раствора). В первом случае заранее готовят ряд растворов с различной концентрацией, которые используют затем для измерений. Этот способ достаточно трудоемок и требует значительного количества посуды. Второй способ получения характеристической кривой основан на измерении электрических параметров постепенно разбавляемого исходного раствора.

Рассмотрим второй способ на примере серной кислоты.

Разбавление проводят дистиллированной водой (в общем случае стандартный раствор разбавляют тем же растворителем). Наливают в сосуд измерительной ячейки н. раствора . После отсчета по прибору отбирают серной кислоты и добавляют в тот же сосуд воды. Раствор тщательно перемешивают и записывают новое показание измерительного прибора. Так поступают до тех пор, пока не установят, что дальнейшее уменьшение концентрации раствора лежит за пределами чувствительности прибора и не вызывает перемещения стрелки индикаторного прибора.

Если в сосуде ячейки находилось раствора , то коэффициент разбавления Концентрация раствора после первого разбавления н.

В общем случае коэффициент разбавления К может быть произвольным, причем, чем он меньше, тем плавнее происходит изменение концентрации раствора. После -кратного разбавления концентрация раствора , где -исходная концентрация разбавляемого раствора.

На основании полученных данных строят характеристическую кривую. Если исследовались растворы, концентрации которых различаются на несколько порядков, целесообразно применять полулогарифмические координаты . При сравнительно узком интервале концентраций характеристическая кривая в координатах может оказаться более удобной.

Титрование сильной кислоты сильным основанием на Q, F-метре

Перед началом титрования строят характеристическую кривую прибора (рис. 35) и по ней выбирают область рабочих концентрации определяемых растворов и способы настройки прибора. Как следует из рис. 35, возможны три методики определения: 1) титрование с концентрацией до 0,01 н. — область влево от максимума характеристической кривой; 2) титрование, соответствующее области максимума характеристической кривой титрование растворов с концентрацией выше 0,01 н.

Методика 1. Наливают в сосуд измерительной ячейки н. раствора , а 0,01 н. раствора — в бюретку емкостью . В -метрическом режиме устанавливают стрелку индикаторного прибора вблизи правого края шкалы (положение условного нуля) и записывают начальное показание прибора. Затем переводят прибор в -метрический режим и устанавливают стрелку измерительного конденсатора сизм на нулевое деление. При помощи конденсатора добиваются установления стрелки индикаторного прибора также на нулевом делении.

Приливают титранта и вновь записывают показания индикаторного прибора в и -метрических режимах. Далее продолжают приливать раствор из бюретки порциями по . На основании полученных данных строят кривые титрования (рис. 36). При необходимости определение повторяют, а положение точки эквивалентности находят как среднее нескольких определений.

Расчет. Концентрацию определяемой кислоты вычисляют по формуле:

Согласно условию эксперимента, искомая концентрация составляет:

что с точностью до 2% совпадает с концентрацией взятого раствора (0,002 н.).

Примечание. Вследствие малого различия коэффициентов наклона участков кривой (1) до и после точки эквивалентности титрование по реактивной составляющей не дает удовлетворительных результатов.

Методика 2. Наливают н. раствора в сосуд измерительной ячейки, а 0,1 н. раствор — в бюретку емкостью и настраивают прибор, как описано выше.

Рис. 35. Характеристическая кривая емкостной ячейки Q, -метра.

Рис. 36. Кривые высокочастотного титрования на Q, -метре сильной кислоты (0,002 н.) сильным основанием (0,01 н.): 1 — титрование по реактивной составляющей () полной проводимости; 2 — титрование по активной составляющей (V) полной проводимости.

По окончании титрования строят кривые (рис. 37). Нормальность кислоты рассчитывают по уравнению (37).

Примечание. Кривые и 2 (см. рис. 36) имеют сложный характер, особенно кривая 2, поэтому в данном случае титрование предпочтительнее проводить по реактивной составляющей.

Методика 3. Наливают в сосуд измерительной ячейки н. раствора , а 0,2 н. раствор в бюретку емкостью .

В -метрическом режиме устанавливают стрелку индикаторного прибора на делении в левом краю шкалы и далее регулируют -метр, как описано выше. Записывают первые показания индикаторного прибора. С целью сократить начальный участок диаграммы высокочастотного титрования приливают сразу раствора и вновь записывают показания прибора. В дальнейшем приливают по кислоты. Затем строят кривую титрования (рис. 38). Концентрацию определяемого основания вычисляют по уравнению, аналогичному уравнению (37).

Примечание. Инверсия кривых титрования (по сравнению с кривыми, показанными на рис. 36) обусловлена переходом рабочего интервала концентраций растворов в область справа от максимума характеристической кривой (см. рис. 35).

Титрование сильной кислоты сильным основанием на титраторе ТВ-6Л.

В сосуд для титранта наливают 0,1 н. раствор , затем н. серной кислоты отбирают пипеткой и помещают в стакан емкостью , который устанавливают в измерительную ячейку. После этого в стакан наливают дистиллированную воду так, чтобы уровень раствора в сосуде был на 3—5 мм выше верхнего электрода, опускают в стакан стержень мешалки и, включив ее мотор, регулируют скорость перемешивания.

Устанавливают стрелку индикаторного прибора на делении в левом краю шкалы. Заполняют бюретку (надавливая грушу) раствором основания; кончик бюретки должен находиться в стороне от мешалки (на расстоянии от центра ячейки, равном приблизительно 2/3 ее радиуса).

Записывают начальные показания прибора. Нажимая кнопку электромагнитного затвора бюретки, сливают раствора . После остановки стрелки записывают первое показание. Далее добавляют раствор порциями по . Затем строят кривую титрования (рис, 39).

Титрование слабой кислоты сильным основанием

При постепенном проливании раствора сильного основания к раствору щавелевой кислоты можно наблюдать две точки эквивалентности (рис. 40). В случае обратного титрования (рис. 40,6), когда к раствору основания приливают небольшими порциями определяемую кислоту, фиксируется только вторая точка эквивалентности.

Рис. 37. Кривые высокочастотного титрования на -метре сильной кислоты (0,02 п.) сильным основанием : 1 — титрование по реактивной составляющей () полной проводимости: 2 — титрование активной составляющей (V) полной проводимости.

Это объясняется тем, что при внесении кислоты в раствор сильного основания, находящегося в сосуде измерительной ячейки в заведомо избыточном количестве, в реакцию вступает сразу вся кислота.

Рис. 38. Кривые высокочастотного титрования сильного основания (0,1 и.) сильной кислотой : 1 — титрование по реактивной составляющей () полной проводимости; по активной составляющей (V) полной проводимости.

Рис. 39. Кривая высокочастотного титрования серной кислоты (0,1 н.) раствором н.) на титраторе .

Работу выполняют на -метре.

Прямой порядок титрования. Наливают н. раствора щавелевой кислоты в сосуд измерительной ячейки, а 0,01 н. раствор — в бюретку емкостью . Регулируют (-метр, как указано на стр. 139, и записывают первый отсчет. Приливают раствора основания и вновь записывают отсчет по индикаторному прибору и т. д. По полученным данным строят кривые титрования (см. рис. 40,а).

Рис. 40. Кривые высокочастотного титрования щавелевой кислоты раствором едкого натра: а — прямой порядок титрования, концентрация кислоты 0,002 н., основания — ; б — обратный порядок титрования, концентрация основания 0,001 н., кислоты — : 1 — титрование по реактивной составляющей полной проводимости; 2 — титрование по активной составляющей полной проводимости.

Обратный порядок титрования. Наливают в сосуд измерительной ячейки н. раствора , а 0,02 н. раствор щавелевой кислоты — в бюретку емкостью . Регулируют -метр, как описано выше, делают первый отсчет и записывают его. Прибавляют раствора , вновь снимают показания приборов и т. д. По полученным данным строят кривые титрования (см. рис. 40,6).

Определение бария методом осаждения (образование мелкокристаллического осадка BaSO4)

Работу проводят на -метре.

Методика определения. Наливают н. раствора в мерную колбу емкостью и доводят дистиллированной водой до метки. Отбирают аликвотную часть (около ) раствора в сосуд измерительной ячейки, а в бюретку емкостью наливают 0,2 н. раствор .

Регулируют -метр, как описано выше, и делают первый отсчет. Приливают раствора и, дождавшись окончания дрейфа стрелки, записывают второй отсчет. Затем добавляют титрант порциями по . По полученным результатам строят соответствующую кривую титрования (рис. 41,а).

Расчет. Содержание в анализируемом растворе (в г) вычисляют по формуле, аналогичной формуле (38), стр. 144.

Определение магния методом осаждения [образование аморфного осадка Mg(OH)2]

Работу проводят на Q, -метре.

Методика определения. Разбавляют раствора дистиллированной водой до метки в мерной колбе емкостью и тщательно перемешивают. Аликвотную часть (около ) раствора помещают в сосуд измерительной ячейки, а в бюретку емкостью наливают 0,1 н. раствор .

Регулируют прибор, как описано выше. Записывают его первые показания в режиме и -метрии. Затем добавляют раствор порциями по . Запись результатов отсчета делают после остановки стрелки. По полученным данным строят кривые титрования (рис. 41, б).

Рис. 41. Кривые высокочастотного титрования, основанного на реакциях с образованием осадка: а - титрование ионов бария, концентрация раствора и., серной кислоты - ; б — титрование ионов магния, концентрация раствора н., раствора : 1 - титрование по реактивной составляющей полной проводимости; 2 — титрование по активной составляющей полной проводимости.

Расчет. Содержание в анализируемом растворе (в г) вычисляют по формуле, аналогичной формуле (38),

Примечание. Из рис. 41 следует, что параллельное титрование по активной и реактивной составляющим полной проводимости ячейки с раствором дает возможность определять точку эквивалентности с большей достоверностью. Это в особенности важно, когда титрование проводится в первый раз и форма кривой высокочастотного титрования заранее неизвестна. То же относится и к опытам, целью которых является выяснение состава образующихся в ходе реакции химических соединений.

Определение железа (III) методом, комплексообразования

Высокочастотное титрование, основанное на реакциях комплексообразования, является более сложным, чем описанные выше типы определений, и дает худшие результаты.

Прямой порядок титрования. Отбирают аликвотную часть (около ) приблизительно 0,1 М раствора и помещакуг его в сосуд измерительной ячейки осциллотитратора системы «Пунгор», добавляют воды, так чтобы уровень раствора был не ниже верхнего электрода ячейки, затем вводят концентрированной серной кислоты. В бюретку емкостью наливают 0,1 н. раствор .

Включают мешалку титратора и устанавливают стрелку индикаторного прибора в левом крайнем положении. Титрант прибавляют порциями по .

По полученным данным строят кривую высокочастотного титрования, она имеет вид ломаной восходящей кривой, состоящей из двух прямолинейных отрезков; тангенсы угла наклона ветвей этой кривой мало различаются, поэтому определение положения точки эквивалентности затруднено. Для проверки полученных результатов полезно повторить операцию титрования, но уже в обратном порядке.

Обратный порядок титрования. Помещают в сосуд измерительной ячейки н. раствора , наливают в нее дистиллированной воды и добавляют концентрированной . Анализируемый раствор наливают в бюретку емкостью . Осциллотитратор регулируют, как описано выше. Сокращая начальный участок кривой титрования, приливают сразу раствора , а затем его добавляют порциями по .

Кривая титрования имеет тот же вид восходящей кривой с плохо выраженной точкой эквивалентности, но левая ветвь (до точки эквивалентности) имеет несколько больший тангенс угла наклона, чем ветвь после точки эквивалентности.

Расчет. Содержание (в г) вычисляют по формуле, аналогичной формуле (38).

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление