Основні поняття тетриметрії

РефератДопомога в написанніДізнатися вартістьмоєї роботи

З іншого боку, оскільки сіль С6Н5СООNa диссоциирована нацело, а бензойна кислота диссоциирована дуже слабко, майже всі що у розчині аніони С6Н5СООодержані результаті дисоціації солі, причому кожна продиссоциировавшая молекула солі дає один аніон С6Н5СОО-. Звідси слід, що концентрацію аніонів можна взяти рівної загальної концентрації соли: Паралельно готують також стандартний розчин якогось… Читати ще >

Основні поняття тетриметрії (реферат, курсова, диплом, контрольна)

1. Основні поняття тетриметрии:

1. Сутність титрования;

2. Стандартні растворы;

3. Криві титрования;

4. Индикаторы.

2. Кислотно-основное титрование:

1. Розрахунки рН;

2. Таблица;

3. Крива титрования;

4. Похибки титрования;

5. Выводы;

3. Використовувана литература.

Основні поняття тетриметрии.

Сутність титрования.

Процес приливания одного розчину, що у бюретке, до іншого розчину визначення концентрації однієї з них за відомого концентрації іншого називається титрованием.

Взаємодія між певним речовиною і реактивом має у певних стехиометрических відносинах. Відхилення що від цього вимоги зокрема у деяких випадках; найчастіше причиною цих обмежень є такі обставини: 1. Особливості самого що визначається речовини, яке взаємодіє зі реактивом як за одним рівнянню основний реакції, тобто разом з основною реакцією йдуть побічні процеси. 2. Присутність сторонніх речовин, які теж реагують з іншим реактивом.

Реакція між визначальним речовиною і реактивом повинна бути з більшою швидкістю, що особливо важливо у прямому титровании.

Одна з важливих умов застосування реакції - знайти належний індикатор визначення кінця титрования.

Стандартні растворы.

Стандартними розчинами називаються розчини точнісінько відомої концентрацією. Існує дві способу їх приготовления:

1. Беруть на аналітичних терезах точну навішення відповідного речовини, розчиняють їх у мірною колбі і доводять обсяг розчину водою до метки.

В такий спосіб можна готувати титрованные розчини лише про тих речовин, які задовольняють ряду требований:

1. Речовина має бути хімічно чистим, тобто. на повинен утримувати сторонніх домішок у кількостях, які вплинути на точність аналізів (трохи більше 0,05−0,1%).

2. Склад речовини повинен суворо відповідати формулі. Наприклад, кристаллогидраты повинні містити стільки ж води, скільки відповідає їхньому формулам.

3. Речовина має постійним при зберіганні й у твердому вигляді й в розчині, т.к. інакше легко порушилося б відповідність складу формуле.

2. Якщо речовина не задовольняє переліченим вище вимогам, то спочатку готують розчин його приблизно потрібної молярности.

Паралельно готують також стандартний розчин якогось підходящого вихідного речовини, як описано вище. Далі, оттитровав одне із зазначених розчинів іншим державам і знаючи концентрацію розчину вихідного речовини, обчислюють точну концентрацію розчину даного вещества.

Криві титрования.

Криві титрування є графічним зображенням змін рН розчину при поступове додаванні робочого розчину до якогось кількості випробуваного розчину. На осі абсцис записують кількість доданого робочого розчину, але в осі ординат — значення рН розчину. Окремі точки кривою титрування розраховують зі звичайних формулам для обчислення рН розчинів відповідних электролитов.

Индикаторы.

При титровании необхідно встановити кількість робочого розчину, еквівалентну кількості що визначається речовини. З цією метою до досліджуваного розчину доливають поступово титрант до того часу, доки досягнуть еквівалентну ставлення. Ця деталь називається точкою еквівалентності. Ознакою досягнення точки еквівалентності служить придбання розчином певного значення рН. Тож у ролі індикаторів методу нейтралізації служать речовини, забарвлення яких змінюється залежно через зміну величини рН. До них належать лакмус, метиловий помаранчевий, фенолфталеин і ще речовини. Забарвлення кожного їх змінюється всередині певного вузького інтервалу значень рН, причому цей інтервал залежить від властивостей даного індикатора і немає не залежить від природи реагують між собою кислоти та юридичного грунту. Завдяки цьому зміна забарвлення індикатора відбувається, зазвичай, не суворо у точці еквівалентності, і з відомим відхиленням неї. Таке відхилення тягне у себе деяку помилку, звану індикаторної помилкою титрування. Розмір цієї помилки може коливатися на досить межах залежно від цього, який взятий індикатор і які основу і кислота реагують між собою. При правильному виборі індикатора помилка теж не виходить за звичайні межі аналітичних похибок і на увагу прийматися. Навпаки, якщо індикатор взятий непідходящий, помилка виявиться дуже значительной.

Момент титрування, коли індикатор змінює своє забарвлення, називається точкою кінця титрування. Необхідно вибирати індикатор й умови титрування те щоб точка кінця титрування збігалася до точки еквівалентності чи була, можливо, ближчі один до ней.

Кислотно-основное титрование.

Розрахунки рН.

При обчисленні рН походять від рівняння константи дисоціації слабкої кислоты:

У початковий момент бензойна кислота в розчині частково диссоциирована по уравнению:

звідки видно, що у кожен утворений іон М+ в розчині припадає одна іон С6Н5СОО-. Отже, концентрації їх равны:

Т.к. ступінь дисоціації бензойної кислоти дуже мала, можна взяти, что:

де Скисл є спільне концентрація бензойної кислоти в розчині, рівна 0,1 М. Зважаючи на це, з рівняння (1) получим:

и.

Щоб від [H+] можливість перейти до рН, прологарифмируем рівняння (2) і змінимо знаки логарифмів на зворотні. У цьому получим:

или.

Тут рКкисл=-lgKкисл є показник індикатора, який равен:

Звідси за такою формулою (3) находим:

Така величина рН 0,1 м розчину бензойної кислоти, відповідна початковій точці аналізованої кривою титрования.

Висновок формул для обчислення проміжних точок кривою титрування. Ці точки відповідають моментів, коли оттитрована, тобто. перетворено на сіль, лише та чи інша частину загальної кількості титруемой кислоти. Отже, розчин тут містить вільну слабку кислоту (С6Н5СООН) і її сіль (С6Н5СООNa). Щоб обчислити рН для таких розчинів, вирішимо рівняння константи дисоціації бензойної кислоти щодо [H+]. При цьому получим:

Але С6Н5СООН — слабка кислота присутній майже у вигляді недиссоциированных молекул С6Н5СООН. Тому концентрацію останніх можна без помітної похибки прийняти рівної загальної концентрації кислоти в растворе:

На цьому рівняння получим:

Логарифмируя це рівняння і змінивши знаки на зворотні, получим:

откуда.

Розрахунок для точки, коли додана титранта 90 мл. 0,1 м NaОН:

Склад розчину: 10 мл. 0,1 м С6Н5СООН.

90 мл. 0,1 м С6Н5СООNa.

За формулою С1V1=C2V2 получим:

Особливий практичний інтерес представляє область стрибка на кривою титрування. Вона лежать у межах значень рН від часу, коли залишалося 0,1 мл неоттитрованной вільної бензойної кислоти, досі, коли додана 0,1 мл надлишку щелочи.

Розрахунок для точки, коли додана титранта 99,9 мл. 0,1 м NaОН:

Склад розчину: 0,1 мл. 0,1 м С6Н5СООН.

99,9 мл. 0,1 м С6Н5СООNa.

За формулою С1V1=C2V2 получим:

Вывод формул для обчислення рН у точці еквівалентності. У розчині присутній сіль С6Н5СООNa, яка частково гидролизирована по уравнению:

Застосовуючи до цієї оборотного реакції закон дії мас, напишем:

Концентрацію води, можна вважати практично постоянной:

Твір К[H2O] являє собою постійну величину, звану константою гідролізу. З выражения:

получим:

Підставивши отриману величину [OH-] в рівняння Кгидр, получим:

Але дріб [C6H5COOH]/[C6H5COO-][H+] є величину, зворотний Ккисл; вона дорівнює 1/Ккисл. Отже, можна написать:

и.

Відповідно до ионному рівнянню реакції, при гідролізі за кожен утворений іон OHв розчині з’являється одна молекула С6Н5СООН, откуда:

У той самий час, оскільки дисоціація С6Н5СООН дає мало іонів С6Н5СОО-, можна взяти, что:

Зважаючи на це, получим:

и.

Логарифмируя та міняючи у логарифмів знаки на зворотні, находим:

и.

Але рН=14-рОН. Звідси остаточно знаходимо формулу для обчислення величини рН у точці эквивалентности:

Розрахунок для точки, коли додана титранта 100,0 мл. 0,1 м NaОН:

Склад розчину: 0 мл. 0,1 м С6Н5СООН.

100,0 мл. 0,1 м С6Н5СООNa.

Обчислення рН тим моментів титрування, коли до розчину прибавлен надлишок NaOH.

Розрахунок для точки, коли додана титранта 100,1 мл. 0,1 м NaОН:

Склад розчину: 0,1 мл. 0,1 м NaOH.

100,0 мл. 0,1 м С6Н5СООNa.

т.к. NaOH — сильний луг, то [OH-]=C (NaOH).

C1V1=C2V2.

Расчет для точки, коли додана титранта 110,0 мл. 0,1 м NaОН:

Склад розчину: 10 мл. 0,1 м NaOH.

100,0 мл. 0,1 м С6Н5СООNa.

C1V1=C2V2.

Таблица.

Розрахунок кривою титрования.

[pic]На підставі даних будуємо криву титрования.

Крива титрования При титровании бензойної кислоти, з індикаторів може бути застосований лише фенолфталеин, т.к. константа дисоціації його дорівнює 10−9, область переходу має лежати між рН=8 і рН=10, як і зокрема у дійсності. При цьому до рН=8 спостерігатиметься забарвлення кислотною форми індикатора, тобто. розчин буде безбарвним, а починаючи рН=10 — забарвлення лужної форми, тобто. красная.

Індикаторна помилка титрования.

Індикаторна помилка титрування є ту похибка, яка обумовлена розбіжністю показника титрування застосованої індикатора з величиною рН у точці еквівалентності. Надлишкове підставу є сильним, воно зумовлює виникнення «гидроксильной ошибки».

Усього взято на титрування NV1/100 іонів ВІН-. Закінчується титрування при рН=рТ індикатора. Отже, після закінчення титрования:

й у V2 мл розчину содержится:

іонів ОН-.

Звідси NV1/1000 — 100% и:

Отже ВІНпомилка равна:

Застосовуючи фенолфталеин, закінчують титрування при рН=9, тобто. розчин бензойної кислоти буде кілька перетитрован.

Выводы.

1. Крапка еквівалентності перебуває у області рН>7, (рН=8,60).

2. Стрибок рН на кривою титрування перебуває у області від рН=7,20 (при 0,1 мл надлишку кислоти) до рН=10 (при 0,1 мл надлишку щелочи).

3. При титровании бензойної кислоти гидроксидом натрію з фенолфталеином відбувається легко відчутний перехід забарвлення від безбарвної до розовой.

Тому порядок титрування не має такого значення, як із вживанні метилоранжа.

4. Чим слабше титруемая кислота, тим менше стрибок рН на кривою титрования.

Слабка кислота створює малу концентрацію [H+].

5. На величину стрибка впливає ряд факторов:

А. Константа рівноваги реакции.

Б. Температура.

У. Концентрація веществ.

Р. Іонна сила раствора.

Використана литература.

1. Ю.Ю. Лур'є, Довідник по аналітичної химии.-М: хімія, 1989.

2. В.М. Алексєєв, Кількісний аналіз. -М: хімія, 1972.

3. М. М. Ушакова, О.Р. Миколаєва, С. А. Моросанова, Допомога за аналітичної хімії: Кількісний аналіз. -М: Изд. МГУ, 1981.

4. А. К. Бабко, І.В. П’ятницький, Кількісний аналіз. -М: 1962.

5. О. Т Пилипенків, І.В. П’ятницький, Аналітична хімія, т. 1,2 — М: хімія, 1990.

6. Ю. О. Золотов Основи аналітичної хімії. — М: Вищу школу, 2000.

———————————- [pic].

[pic].

Показати весь текст

Заповнити форму поточною роботою