WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

«Кацева Г.Н., Панов Д.А. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по дисциплине Аналитическая химия (окислительно-восстановительное и комплексонометрическое титрование) для студентов 2 курса дневной ...»

-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ

И СПОРТА УКРАИНЫ

ТАВРИЧЕСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени В.И. ВЕРНАДСКОГО

Кафедра физической и аналитической химии

Кацева Г.Н., Панов Д.А.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по дисциплине

"Аналитическая химия"

(окислительно-восстановительное и комплексонометрическое титрование) для студентов 2 курса дневной формы обучения направления подготовки 6.040101 – "Химия" Симферополь 2012 Рекомендовано к печати заседанием кафедры от " 19 " апреля 2012 года, протокол № 9 Рекомендовано к печати учебно-методическим советом ТНУ от " 21 " июня 2012 года, протокол № 4 Раздел 1. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ

ТИТРОВАНИЕ

Методы окислительно-восстановительного титрования основаны на использовании реакций, связанных с переносом электронов. Название методам даётся по используемому титрованному раствору реагента, например: перманганатометрия, дихроматометрия, йодометрия и т.д.

Реагенты: KMnO4, K2Cr2O7, I2 и т.д.

ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЯ

1.1.

Перманганат-ион является одним из сильнейших окислителей. В зависимости от среды, восстановление MnO4– протекает по-разному.

В сильнокислой среде протекает полуреакция:

MnO4– + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O;

Eо(MnO4–/Mn2+) = 1,51 В (fэ = 1/5).

В нейтральной и близких к ней средах восстановление идет до MnO2:

MnO4– + 2H2O + 3e- MnO2 + 4OH–;

Eо(MnO4– /MnO2) = 0,588 В (fэ = 1/3).

В анализе некоторых органических соединений используется восстановление в сильнощелочной среде по уравнению:

MnO4– + e- MnO42–; Eо(MnO4– /MnO42–) = 0,56 В.

В титриметрическом анализе определение восстановителей проводится в кислых средах, при [H3O+] = 1–2 моль/л. Индикаторы, как правило, не применяются, т.к. реагент сам является весьма чувствительным индикатором, и лишняя капля титранта окрашивает раствор в бледно-розовый цвет. Окраска раствора в КТТ не устойчива, раствор постепенно обесцвечивается вследствие реакции:

2MnO4– + 3Mn2+ + 2H2O 5MnO2 + 4H+.

Это надо иметь в виду во избежание перетитрования раствора.

KMnO4 легко восстанавливается органическими веществами (бумага, пыль, резиновые пробки) до MnO2, поэтому твёрдый KMnO4 и его растворы содержат примесь MnO2, каталитически ускоряющего процесс разложения:

4KMnO4 + 2H2O 4MnO2 + 4КOH + 3О2.

Такое же взаимодействие оказывает прямой солнечный свет.

Поэтому готовят раствор примерной концентрации, выдерживают в тёмной склянке в течение 7–10 дней, затем отфильтровывают через -3стеклянный фильтр от образовавшегося MnO2 и устанавливают титр KMnO4 по Н2С2O42H2O или по Na2C2O4; металлическому Fe; As2O3, (NH4)2Fe(SO4)26H2O методом пипетирования или отдельных навесок. Для создания среды используют раствор H2SO4, растворы HCl и HNO3 не используют, т.к. Cl–- ион окисляется перманганатом, а HNO3 сама является сильным окислителем.

Практическое применение перманганатометрии многообразно:

определение восстановителей (Fe(II), нитриты, пероксид водорода и другие соединения); окислителей – методом обратного титрования или титрования по остатку (MnO2, PbO2) и других веществ, в том числе органических соединений.

К недостаткам этого метода относятся: невозможность приготовления стандартного раствора титранта по точной навеске, нестабильность при хранении, необходимость строгого соблюдения условий проведения титрования.

К достоинствам относятся: титрование без постороннего индикатора, в широком диапазоне pH и высокое значение E°(MnO4–, H+/Mn2+).

Работа № Стандартизация раствора перманганата калия по щавелевой кислоте методом отдельных навесок Взаимодействие протекает по схеме:

2MnO4– + 5H2C2O4 + 6H+ 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O.

Данная реакция протекает сложно, в несколько стадий по схеме:

MnO4– + 4Mn2+ + 5nC2O42– + 8H+ 5Mn(C2O4)n(3-2n)+ + 4H2O.

Для того чтобы она началась, необходимо присутствие в растворе хотя бы следов Mn2+ (первая стадия, с образованием монооксалатного комплекса Mn(III)):

MnO4– + MnC2O4 MnO42– + MnC2O4+.

Далее происходят процессы:

Марганец(III) образует оксалатные комплексы состава Mn(C2O4)n(3-2n)+, где n = 1, 2 или 3, которые медленно распадаются с образованием Mn(II) и CO2:

2Mn(C2O4)n(3-2n)+ 2Mn2+ + (2n-1)C2O42– + 2CO2.

капли KMnO4 даже в горячем растворе обесцвечиваются очень медленно.

По мере возрастания концентрации Mn(II) скорость реакции увеличивается.

Описание работы в лабораторном журнале сделать по следующему плану:

1. Уравнение реакции, обоснование направленности (с указанием промежуточных стадий).

2. Обоснование условий титрования (pH, T, Ind).

3. Расчет величины навески и взятие трёх навесок.

4. Описание методики титрования.

5. Расчет результатов титрования: N, Т и статистическая обработка результатов титрования.

6. Вывод.

Реагенты:

KMnO4 – 0,05н раствор;

Н2С2О42Н2О, кристаллическая;

H2SO4 – 2н раствор.

Методика. На аналитических весах берут три навески щавелевой кислоты, близкие по массе к теоретической и растворяют в колбах для титрования в произвольном объёме воды, удобном для титрования.



Разработаны две методики стандартизации KMnO4.

а) К раствору Н2С2O4 добавляют 10–15 мл 2н H2SO4, нагревают до 60 оС (Не кипятить! Т.к. это приводит к разложению щавелевой кислоты: Н2С2O4 CO2 + CO + 2H2O).

Титруют раствором KMnO4 из бюретки, сначала медленно, добиваясь обесцвечивания каждой капли титранта, затем, по мере образования Mn2+, быстрее. Титрование считается законченным, когда от одной капли KMnO4 раствор окрасится в бледно-розовый цвет, устойчивый 20–30 с. Результаты занести в таблицу:

и обработать с использованием методов математической статистики.

Сделать вывод.

добавляют 10–15 мл 2н H2SO4, быстро, при несильном перемешивании прибавляют из бюретки ~90-95% (от КТТ) раствора KMnO4, нагревают до 55-60 оС и заканчивают титрование, медленно добавляя титрант до получения устойчивой розовой окраски, не исчезающей 30 с. Результаты занести в таблицу (см. выше) и обработать с использованием методов математической статистики. Сделать вывод.

Определение железа(II) в растворимых солях Определение железа(II) основано на реакции:

Титрование проводят в сильнокислой среде. Присутствие Cl– приводит к перерасходу перманганата и получению нечёткого конца титрования. Связано это с тем, индуцируется реакция между MnO4– и Cl–.

Индуцированной реакции не возникает при достаточных концентрациях Mn(II). Перед титрованием хлорида железа(II) в раствор добавляют смесь Циммермана–Рейнгарда, состоящую из H2SO4, MnSO4 и H3PO4.

Присутствие H2SO4 обеспечивает нужный pH среды, MnSO предотвращает окисление Cl–; H3PO4 связывает образующиеся Fe3+ в бесцветный комплекс (иначе хлоридные комплексы Fe3+ затрудняют определение КТТ.). Если надо определить содержание Fe(III) в солях, то оно предварительно восстанавливается металлическим цинком или SnCl2.

План работы 1. Записать уравнения реакции, объяснить направленность.

2. Рассчитать и построить кривую титрования при pH = 0 и 3. Обосновать условия титрования (рН; влияние мешающих ионов;

использование смеси Рейнгарда-Циммермана).

4. Методы восстановления Fe(III) Fe(II).

5. Титрование. Расчёт N и Т раствора соли Fe(II). Статистическая обработка результатов.

6. Контрольная экспериментальная работа по определению массы (объёма) соли Fe(II). Расчёт и статистическая обработка результатов.

Реагенты:

KMnO4, – 0,05н стандартный раствор;

H2SO4 – 2н раствор.

Методика. Из исходного раствора соли железа(II) с концентрацией ~1,0–0,5М приготовить в мерной колбе на 100 мл раствор с концентрацией ~ 0,05н. Методом пипетирования установить точную концентрацию исходного раствора. При этом каждый раз в колбу для пипетирования добавлять 10 мл 2н H2SO4 и 50 мл дистиллята. Титровать до бледно-розовой окраски, устойчивой 30 с.

Если исходный раствор содержит Fe(III) (заметное желто-оранжевое окрашивание), то его предварительно надо восстановить. Для этого в колбу для титрования добавить 1–2 гранулы металлического цинка, аккуратно подогревая до обесцвечивания раствора. Полноту восстановления можно контролировать тиоцианатной реакцией на Fe3+.

Затем пинцетом достать остаток Zn, ополаскивая над колбой дистиллятом, охладить, добавить 10 мл 2н H2SO4 и титровать. При необходимости добавить 3–5мл H3PO4 1:10. Определение провести 3– раза. Результаты занести в таблицу и сделать расчёты. Затем аналогично провести контрольную работу и определить m (V) выданного образца Fe(II) ±.

Данный метод определения веществ основан на реакции их окисления дихромат-ионами. Раствор K2Cr2O7 можно приготовить по точной навеске, т.к. он удовлетворяет всем требованиям к первичному стандарту.

В кислой среде дихромат является сильным окислителем:

Cr2O72- + 14H+ + 6е– 2Cr3+ + 7H2O; Eо(Cr2O72–/2Cr3+ ) = 1,33 В.

Кислую среду можно создавать, используя не только серную кислоту, но и соляную, фосфорную. При CHCl 2 моль/л ионы Cl– не окисляются дихромат-ионами.

Прямым титрованием можно определить ряд восстановителей:

железо(II), включая [Fe(CN)6]4–; сульфиты; иодиды; арсениты;

аскорбиновую кислоту; метанол и т.д. Методом обратного титрования определяют некоторые окислители: нитраты, хлориты и др. В качестве индикаторов в методе используют: дифениламин (Ео = 0,76 В) или сульфонат дифениламина (Ео = 0,84 В) Определение основано на реакции:

В процессе титрования концентрация Fe3+ повышается, следовательно, возрастает Eо(Fe3+/Fe2+), что приводит к преждевременному изменению цвета дифениламина (Ео = 0,76 В). Поэтому вводят H3PO4, которая связывает Fe3+ в устойчивый бесцветный комплекс, тем самым, понижая потенциал пары Fe3+/Fe2+.

Растворы Fe(II) часто содержат Fe(III), поэтому перед титрованием проводят их восстановление до Fe(II). Восстановление можно проводить с помощью SnCl2; Zn-метал. и т.д. В первом случае происходит реакция:

2[FeCl4]– + [SnCl4]2– 2Fe2+ + [SnCl6]2– + 6Cl–.

Скорость реакции возрастает при нагревании в присутствии HCl(к.), которая создаёт нужную среду и образует комплексы с Fe(III), интенсивно окрашенные в жёлтый цвет и могут служить индикатором.

Избытка восстановителя нужно избегать, небольшие оставшиеся количества окисляют с помощью HgCl2:

а) Восстановление с SnCl2.

Реагенты:

K2Cr2O7 – стандартный раствор (0,05н);

HCl – конц.;

H2SO4 – конц.;

SnCl2 – раствор;

HgCl2 – раствор;

H3PO4 – конц. раствор;

Дифениламин – 1% раствор в конц. H2SO4;

План работы.

1. Записать уравнения реакций, лежащие в основе определения 2. Рассчитать кривую титрования Fe(II) – Cr2O72– – H+ при условиях:

рН = 2; Среаг.в-в = 0,05н.

3. Обоснование выбора индикатора.

4. Титрование. Занесение результатов в таблицу.

5. Рассчитать N ±, С и Т раствора соли Fe(II).

Рассчитать точно N и Т приготовленного раствора.

В колбу для титрования емкостью 100 мл пипеткой внести 10 мл исследуемого раствора, добавить 5 мл HCl(к.), нагреть почти до кипения и к горячему раствору добавить 1–2 капли SnCl2 до обесцвечивания (избыток восстановителя не добавлять!).

Раствор охладить, добавить 2 мл H2SO4(к.), 3 мл раствора HgCl2;



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 

Похожие работы:

«Министерство образования Российской Федерации Томский политехнический университет УТВЕРЖДАЮ Декан ХТФ _В.М. Погребенков _ _2007 г. ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ Методические указания к лабораторному практикуму и самостоятельной работе по дисциплине Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов для студентов 4 курса ХТФ направления 240100 Химическая технология и биотехнология и дисциплине Физико-химические основы технологии керамики и огнеупоров для...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ С. М. КИРОВА КАФЕДРА ХИМИИ ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ОСНОВЫ БИОХИМИИ Методические указания по выполнению контрольных работ по дисциплине Органическая химия и основы биохимии для студентов специальности 240406 Технология химической переработки древесины заочной формы обучения и...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ _ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ имени С. М. Кирова СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 260300 Санкт-Петербург 2009 1 Рассмотрены и рекомендованы к изданию методической комиссией факультета химической технологии и биотехнологии Санкт-Петербургской...»

«OPENGOST.RU www.OpenGost.ru Портал нормативных документов info@opengost.ru ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (РОСГИДРОМЕТ) РД РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ 52.24.381-2006 МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ НИТРИТОВ В ВОДАХ. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ С РЕАКТИВОМ ГРИССА Ростов-на-Дону Предисловие 1 РАЗРАБОТАН ГУ Гидрохимический институт 2 РАЗРАБОТЧИКИ Л.В. Боева, канд. хим. наук., Ю.А. Андреев 3 СОГЛАСОВАН с Начальником УМЗА и ГУ ЦКБ ГМП Росгидромета 4...»

«ХИМИЯ (ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ) ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ ББК Г.я73-4 УДК 54(076) Т36 Рецензенты: Кандидат химических наук, доцент А.И. Рягузов, Кандидат химических наук, доцент И.В. Якунина Авторы-составители: И.А. Анкудимова, Б.И. Исаева, Е.Э. Дегтярева Т36 Химия (тестовые задания): Учеб. пособие. 3-е изд., перераб. и доп. / Авт.-сост.: И.А. Анкудимова, Б.И. Исаева, Е.Э. Дегтярева. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006. 144 с. Включает тестовые задания к пяти основным разделам химии: основные понятия...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова (СЛИ) Кафедра Машины и оборудование лесного комплекса МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальностей 250401 Лесоинженерное дело и...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра информационных систем ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА И МЕТОДЫ СБОРА СТАТИНФОРМАЦИИ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 240406 Технология химической переработки древесины всех форм...»

«Рабочая программа по химии 10 класс 2013 год Пояснительная записка Рабочая программа по учебному предмету Химия, 10 класс составлена в соответствии требованиями федерального компонента государственного стандарта общего образования, примерной программы среднего (полного) общего образования по химии, 10 класс, М.: Просвещение, 2008г., учебно – методического комплекса учебного предмета Химия, 10 класс: учебник для общеобразовательных учебных заведений О.С.Габриелян, Ф.Н.Маскаев, С.Ю. Пономарёв, В....»

«НОВОБРАНОВА Е.В., БОТЕВА В.Ю., ГАЙДАРОВА Е.В. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для самостоятельной работы иностранных студентов по химии (специальности: Охрана здоровья, Инженерно-технические и инженерно-экономические) МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ УКРАИНЫ ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им.М. ГОРЬКОГО МЕЖДУНАРОДНЫЙ УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР Новобранова Е.В., Ботева В.Ю., Гайдарова Е.В. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для самостоятельной работы иностранных студентов по химии (специальности: Охрана здоровья,...»

«ГОУ ВПО ИГМУ Росздрава Кафедра общей химии Физическая и коллоидная химия Методы получения и очистки коллоидных растворов ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Методическое пособие Иркутск, 2008 Пособие подготовлено кафедрой общей химии ГОУ ВПО ИГМУ Рецензенты: Пособие Методы получения и очистки коллоидных растворов состоит из информационного материала и лабораторной работы по курсу коллоидной химии и предназначено для студентов 2 курса фармацевтического факультета очной формы обучения в соответствии с программой...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.