Тема 3 Титриметрический (объёмный) анализ

Изучать данную тему необходимо в следующем порядке:

1. Сущность титриметрического анализа, основные операции титриметрии.

2. Требования к реакциям, применяемым в титриметрическом анализе.

3. Стандартные растворы. Измерение объемов. Техника титрования. Методы установления точек эквивалентности. Индикаторы.

4. Классификация методов титриметрического анализа.

5. Расчеты в титриметрическом анализе.

Обратите внимание на понятие «концентрация растворов» и способы ее выражения в титриметрическом методе анализа (молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента, массовая концентрация, титр), поправочный коэффициент к молярной концентрации эквивалента (нормальности).

Прежде, чем приступить к выполнению домашней контрольной работы, изучите основные количественные характеристики, используемые в титриметрии (количество вещества, фактор эквивалентности, молярная масса эквивалента вещества и т.д.), разберите типичные задачи, примеры решения которых приводятся в пункте 3.1 « Методические рекомендации по решению задач».

При изучении темы:«Различные способы выражения концентрации растворов» следует запомнить, что: М (х) - масса одного моля вещества.

Молярную массу М, г/моль находят как отношение массы (m) вещества и его количеству в молях:

m

M(x)= n(x)

где m - масса порции вещества, г;

n(x)- количество вещества, моль.

ПРИМЕР: M(Cu) = 63,54 г.моль^-1

M(CL₂) = 70,916 г.моль^-1

M(H⁺) = 1,0074 г.моль^-1

Количество вещества – моль, содержащее столько реальных или условных частиц, сколько атомов содержится в 0,012 г.углерода-12.

При использовании моля как единицы количества вещества следует чётко указать, какие именно реальные или условные частицы имеются в виду.

Символ количества вещества –n; количество вещества Х записывается как n(x).

ПРИМЕР: n(Mn²⁺) = 5моль; n(KMnO₄) = 0,1моль

Фактор эквивалентности – число, обозначающие, какая доля реальной частицы вещества Х эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в данной окислительно-восстановительной реакции.

Символ = F(x)

Fэкв(KMnO₄) = 1/5 (кислая среда)

Фактор эквивалентности рассчитывают на основании стехиометрии данной реакции. Реакция обязательно должна быть указана.

Молярная масса эквивалента вещества X - масса одного моля эквивалента этого вещества, равная произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества X

M(Fэкв(x)x) = Fэкв(x)∙ M(x)

ПРИМЕР. M (1/2 H₂C₂O₄) = 1/2 M (H₂C₂O₄) = 45,02 г.моль^-1. Молярная масса эквивалента численно равна прежнему грамм-эквиваленту вещества (X).

Эквивалент - реальная или условная частица вещества X, которая в данной кислотно-основной реакции эквивалентна одному иону водорода или в данной окислительно-восстановительной реакции одному электрону

F(экв)(х)х

ПРИМЕР: Fэкв(KMnO ₄)KMnО ₄ = 1/5 KMnO ₄ (кислая среда)

Массовая доля - отношение массы данного компонента, содержащегося в системе, к общей массе этой системы

m_B

ω_в = m р-ра

Массовую долю можно выразить в процентах, тогда это отношение умножаем на 100:

m_B ∙ 100

ω_в = mр-ра

где m _в - масса компонента, г

m _p-pa - масса раствора, г

Молярная концентрация - отношение количества вещества (X) в молях содержащегося в системе (например, в растворе), к объему этой системы. Расчет молярной концентрации С, моль/дм³ ведут по формуле:

n(х)

С(х) = V

где С(х) - молярная концентрация, моль/дм^-3

n(х)- количество вещества X, моль

V - объем, (дм³)

ПРИМЕР: C(HCL)= 0,1 моль/дм^-3;

C(H₃PO₄)=0,5 моль/дм^-3

Молярная концентрация эквивалента - отношение количества вещества эквивалента в системе к объему этой системы

С(Fэкв(Х)х) - молярная концентрация эквивалента (моль.дм^.-3,моль.см^.-3)

N(Fэкв(х)х) - количества числа эквивалента (моль)

V-объём (дм³,см³)

ПРИМЕР: C(1/5KMnO ₄)=0.1моль.дм^-3(кислая среда)

C(1/2H ₂ SO ₄)=1H (в кислотно-основной реакции)

Раствор, содержащий 1 моль эквивалентов вещества X в 1 дм³ или 1 л, называют "нормальным" раствором этого вещества.

Например, 1н H ₂ SO ₄, т.е. 1 моль/дм ^-3 1/2 молекулы H ₂ SO ₄.

При указании нормальной концентрации обязательно следует указывать конкретную реакцию, в которой данный нормальный раствор применяется.

Литература: [1, с. 92 – 118].

Вопросы для самоконтроля

1. Установите черты сходства и различия между гравиметрическим и титриметрическим методом анализа.

2. Объясните, как определяется M(Fэкв(х)Х) в реакциях ионного обмена, в реакциях окислительно-восстановительных.

3. Дайте определение понятиям «титрованный раствор», «титрование», «индикатор», «точка эквивалентности».

4. Трактуйте понятие «поправочный коэффициент» и объясните, как ведется расчет поправочного коэффициента.

5. Раскройте смысл понятий «титр рабочего вещества», «титр рабочего вещества по определяемому веществу».

6. Опишите процесс приготовления титрованных растворов.

7. Опишите сущность титрований: а) прямого; б) по остатку; в) методом замещения.

8. Определите, в каких объемных соотношениях реагируют между собой растворы, имеющие одинаковую молярную концентрацию эквивалента. Разную?

9. Охарактеризуйте методы установления точки эквивалентности при титровании.