|
Техника работы лабораторной мерной посудой, используемой в титриметрическом анализе (на воде)
Для точного измерения объема растворов в титриметрическом анализе применяется различная измерительная посуда: бюретки, пипетки, мерные колбы и цилиндры. В опытах с водой необходимо научится правильно работать с ней, так как основные погрешности при проведении анализов титриметрическим методом возникают при неправильном отсчете объема растворов.
Задачи для самостоятельного решения
1. В каких единицах выражается молярная концентрация эквивалента и титр раствора?
2.Какое значение титра раствора соляной кислоты отражает необходимую степень точности определений в титриметрическом анализе: 0,003 г/мл; 0,003715 г/мл; 0,00371578; 0,0037 г/мл.
3. Определите молярную концентрацию эквивалента и титр раствора NH3,если на титрование 10,00мл раствора затрачено 12,50 мл раствора HCI, с молярной концентрацией эквивалента 0,9510 моль/л.
Теоретические основы метода кислотно-основного
Титрования
Цель темы: Знать механизм изменения окраски индикатора и научиться делать правильный его выбор для проведения анализа биологических жидкостей и лекарственных препаратов методом кислотно-основного титрования, а также, пользуясь кривыми титрования, научиться правильно выбирать индикаторы.
Значимость изучаемой темы: Знание теории изменения окраски кислотно-основных индикаторов и хода процесса титрования позволяет правильно выбрать индикаторы для конкретного титрования, что является важным, так как от правильности выбора индикатора зависит достоверность получаемых результатов анализа биологических объектов и лекарственных препаратов.
БЛОК ИНФОРМАЦИИ
Кислотно-основные индикаторы
В методе кислотно-основного титрования конец химической реакции определяется при помощи индикаторов. Индикаторы изменяют окраску раствора в зависимости от кислотности и основности среды. Индикаторы могут быть одноцветными или двуцветными. У одноцветных индикаторов недиссоциированные молекулы бесцветны, а ионы окрашены. Двуцветные индикаторы характеризуются тем, что недиссоциированные молекулы их окрашены в один цвет, например в красный, а ионы – в другой цвет, например в желтый. Примером одноцветных индикаторов является фенолфталеин, тимолфталеин, двуцветных – метилоранжевый, метилкрасный, нейтральный красный, лакмус и др. Согласно ионной теории кислотно-основные индикаторы представляют собой слабые органические кислоты или основания, у которых окраска неионизированной молекулы резко отличается от окраски его иона. В титриметрическом анализе наиболее часто применяются индикаторы, являющиеся слабыми органическими кислотами. Индикатор, как слабый электролит, диссоциирует, и в растворе такого индикатора осуществляется равновесие:
HInd = H+ + Ind- (1) ,
где HInd –недиссоциированная молекула индикатора, Ind- ее анион. Добавление кислоты приводит к увеличению концентрации ионов Н+ и равновесие согласно закону действующих масс смещается влево, т.е. в сторону образования недиссоциированных молекул; раствор приобретает окраску недиссоциированных молекул индикатора. Наоборот, если к раствору, содержащему индикатор, прилить щелочь, то появляющиеся в растворе гидроксильные ионы будут связывать ионы Н+ индикатора в недиссоциированные молекулы воды; равновесие по закону действующих масс смещается вправо, т.е. в сторону увеличения в растворе концентрации анионов, и окраска раствора будет обусловлена цветом ионов индикатора. Таким образом, перемена окраски индикатора связана с изменением рН раствора.
Для выражения константы электролитической диссоциации справедливо следующее выражение:
KHInd = c(H+) · c(Ind-) / c(HInd) (2)
KHInd есть кажущаяся константа ионизации индикатора.
Преобразуем уравнение (2):
c(HInd)/ c(Ind-) = c(H+)/KHInd
И решим его относительно C(Н+):
c(H+) = KHInd · c(Hind)/c(Ind-)
Откуда:
lgc(H+) = -lgKHInd – lgc(HInd)/c(Ind-)
И, следовательно,
рН= рК – lg c(HInd)/c(Ind-)
c(HInd) - форма индикатора, существующая в кислой среде, обозначим ее cкисл.ф.;
c(Ind-) - форма индикатора, существующая в щелочной среде, обозначим ее cщел.ф.;
Таким образом:
рН=рК – lg cкисл.ф./cщел.ф (3)
рК= -lgК - показатель индикатора. Уравнение (3) выражает зависимость между окраской индикатора и величиной рН раствора. Чем меньше величина рН, тем при более высоком значении рН он изменяет свой цвет под влиянием добавляемых кислот и оснований.
Если cкисл.ф.= cщел.ф., то cкисл.ф./cщел.ф.=1.
Следовательно, рН=рК, т.е. показатель индикатора указывает величину рН, при котором 50% молекул индикатора будет в молекулярной форме, а 50%- в ионной форме. При изменении соотношения cкисл.ф. = cщел.ф. путем добавления кислоты или щелочи равновесие между этими формами изменится, что приведёт к изменению окраски. Глаз человека имеет ограниченную способность к восприятию цвета и перестает замечать присутствие одной из окрашенных форм индикатора, если концентрации их различаются приблизительно в 10 раз. Поэтому окраска индикатора изменяется не при всяком изменении рН, а внутри определенного интервала его значений, называемого интервалом перехода окраски индикатора. Он обычно простирается на одну единицу рН в ту и другую сторону от величины рК индикатора, т.е. рН = рК + 1. Например, интервал изменения окраски метилоранжа 3,1 – 4,4. Внутри этого интервала окраска индикатора переходит из розового в желтый цвет. При рН = 4,4 метилоранж сохраняет желтую окраску, а при рН=3,1 – розовую. Значение рН, при котором заканчивается титрование с данным индикатором, называется показателем титрования и обозначается рТ. Показатель титрования вычисляется как полусумма значений рН перехода окраски индикатора из одной формы в другую. Например,
рТм-о = (3,1+4,4) / 2=3,75
рТф-ф=(8+10) / 2= 9
В идеальном случае титрование заканчивается при значении рН=рТ.
Важнейшие индикаторы метода кислотно-основного титрования имеют следующие интервалы перехода окраски и показатели титрования:
Область перехода Показатель титрования рТ
Метилоранж 3,1 – 4,4 4,0
Метиловый красный 4,4 – 6.2 5,5
Фенолфталеин 8,0 – 10,0 9,0
Лакмус 5,0 – 8,0 7,0
Do'stlaringiz bilan baham: |
