Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Данная группа методов основана на окислительно-восстановительных реакциях, которые протекают между рабочим раствором и веществом, которое определяется. К этой группе относятся:

· перманганатометрия – рабочий раствор КMnO₄ – окислитель, с помощью которого определяют восстановители;

· йодометрия, где как окислитель используют І₂, а как восстановитель І^- ;

·  хроматометрия – как окислитель применяют рабочий раствор дихромата калия;

· а также броматометрия, ванадатометрия, цериметрия.

 

В перманганатометрии используется окислительная способность раствора KMnО₄ в кислой среде. Данным методом при непосредственном титровании рабочим титрованным раствором KMnО₄ можно определить восстановители.

Перманганатометрия - безиндикаторный метод, так как точку эквивалентности можно зафиксировать на основе преобразования ионов MnО₄^- розового цвета в бесцветные ионы Mn²⁺.

Метод перманганатометрии применяют для определения железа (II), перекиси водорода, нитратов-ионов, хрома, кальция, марганца.

В кондитерских изделиях методом перманганатометрии можно определить количество сахара, азотистых веществ, щавелевой кислоты и др.

Установить титр перманганата калия по точной его навеске невозможно, так как он легко изменяется под влиянием восстановителей, например, аммиака, органических веществ, которые попадают в воду с пылью, и др. Вследствие этого концентрация раствора KMnО₄ в первое время после приготовления несколько уменьшается. Титр его устанавливают через 7-10 дней после приготовления раствора. За это время окисление присутствующих в растворе примесей восстановителей успевает закончиться и концентрация KMnО₄ перестает изменяться.

Отсюда следует, что брать точную навеску KMnО₄ не имеет смысла, а титр его следует устанавливать по какому-то первичному стандарту, который имеет восстановительные свойства. Титр и концентрацию раствора перманганата калия KMnО₄ устанавливают по безводному оксалату натрия Na₂C₂O₄ или дигидрату щавелевой кислоты H₂C₂O₄×2H₂O. В основе процесса стандартизации раствора KMnО₄ по щавелевой кислоте лежит реакция окисления иона C₂O₄^2- ионами MnО₄^- в кислой среде (к раствору, который титруют, прибавляют серную кислоту). Реакция катализируется ионами Mn²⁺.

 

     5H₂C₂O₄ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 10CO₂ + K₂SO₄ + 8H₂O

 

    MnO₄^- +8H⁺ + 5e^- = Mn²⁺ + 4H₂O    2

                                                            10

              C₂O₄^2- - 2e^- = 2CO₂                      5

 

В данной реакции молярная масса эквивалента перманганата калия равняется 1/5 М(KMnО₄ ), т.к. одна молекула его принимает 5 электронов:

 

      М(KMnО₄ )         158,04

    М(1/5 KMnО₄ ) = ^{_________________} = ^{___________________} = 31,61 г/моль

                                     5                 5

Фактор эквивалентности щавелевой кислоты равняется - 1/2, поэтому молярная масса эквивалента дигидрата щавелевой кислоты равняется:

                                                126,06

  М(1/2 H₂C₂O₄ ×2H₂O) = ^__________ = 63,03 г/моль

                                              2

 

Пример. Рассчитать количество железа в 250 см³ раствора, если на титрование 25 см³ его в присутствии серной кислоты затрачено в среднем 23,80 см³ 0,05081н раствора перманганата калия.

Решение. Запишем уравнение реакции, чтобы иметь представление об эквивалентной массе реагирующих веществ.

 

10 FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5 Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 8H₂O

         

             MnO₄^- +8H⁺ + 5e^- = Mn²⁺ + 4H₂O      2

                                                                        10

                      2 Fe²⁺ - 2e^- = 2Fe³⁺                     5

        М(1/zFe²⁺ ) = М (Fe²⁺ ) = 55,85 г/моль

 

Рассчитаем титр перманганата калия по железу, т.е. узнаем, сколько граммов ионов Fe²⁺ взаимодействует с 1 см³ данного раствора.

         г/см³

 

В нашем случае затрачено 23,8 см³ раствора перманганата калия, значит в аликвотной части находилось (0,002838×23,8) г железа. Чтобы узнать сколько железа в 250 см³ раствора нужно данное количество разделить на объём пипетки и умножить на общий объем:

  

 

    0,0022838× 23,80× 10 = 0,6754 г

 

                                    

            Перечень заданий контрольной работы (раздел 4.2.)

99. Как можно приготовить титрованный раствор перманганата калия (для титрования в кислой среде)?

100. Опишите работу по определению железа в соли Мора по методу перманганатометрии. Как провести расчеты?

Как определяют точку эквивалентности в методе перманганатометрии?

102. Почему титрование перманганатом калия проводят предпочтительно в кислой среде? Приведите примеры, напишите уравнения реакций.

103. На титрование навески 0,2070 г щавелевой кислоты  расходуется 40,0 см³ раствора . Рассчитайте титр и нормальность раствора перманганата калия.

104. Вычислите весовое содержание  в 100 мл раствора, если на титрование 25 см³ этого раствора пошло 21,5 см³ 0,050 н раство­ра .

105. На титрование 25 см³ раствора , взятого из мерной колбы на 200 см³, пошло 23,5 см³ 0,050н раствора . Определить весовое содержание железа в исследуемом растворе и титр раствора .

106. Сколько см³ перманганата калия 0,05 н пойдет на титрование 20 см³ задачи, если в 100 см³ задачи находится 0,42 г перекиси водорода?

107. На титрование 20 см³ раствора щавелевой кислоты, содержащей 5г  в 500 см³ раствора, израсходовано 25 см³ раст­вора . Определить молярную концентрацию эквивалента раствора .

108. На титрование 0,1085 г Na₂C₂O₄ в кислой среде израсходовано 20,5 см³ раствора КMnО₄. Вычислить молярную концентрацию и нормальность раствора КMnО₄.

109. Вычислить массу соли Мора (NH₄)₂Fe(SO₄)₂×6H₂O, если на её титрование в кислой среде израсходовано12,8 см³ 0,1н раствора КMnО₄.

Вычислить молярную концентрацию и нормальность раствора КNO₂, если на титрование 10 см³ его израсходовано15,6 см³ 0,05н раствора KMnO₄. Напишите схему реакции.

 111. Вычислить объем 0,2н KMnO₄, необходимый для титрования 0,25г FeSO₄×7H₂O в кислой среде. Напишите уравнение реакции.

Как стандартизируют рабочий раствор KMnO₄?

 

 

Раздел 4.3.Метод йодометрии

Йодометрия является одним из методов окисления-восстановления объемного анализа.

В основе метода йодометрии лежат следующие окислительно-восстановительные реакции:

I₂ + 2е = 2 I¯                           (1)

2I¯ – 2е = I₂                            (2)

Первая реакция протекает в присутствии таких восстановителей, которые могут быть окислены свободным йодом, т.е. имеют окислительно-восстановительный потенциал меньший, чем у системы I₂/2I¯ (+ 0,54 В), например, Na₂S₂O₃ ´ 5H₂0, H₂SO₃, H₂S и др.

Вторая реакция протекает в присутствии окислителей, которые могут быть восстановлены ионами йода, т.е. те, у которых окислительно-восстановительный потенциал больше +0,54 В, например : KMnO₄, K₂Cr₂O₇, Cl_2, Br₂ и др. Следовательно, методом йодометрии могут быть определены как окислители, так и восстановители.

В качестве рабочих титрованных растворов в этом методе применяются два: титрованный раствор йода (окислитель) и титрованный раствор тиосульфата натрия Na₂S₂O₃ ´ 5H₂0 (восстановитель).

Определение восстановителей производят или непосредственным титрованием раствором йода, или способом обратного титрования. Для этой цели к определенному объему восстановителя добавляют в избытке определенный объем титрованного раствора йода, а затем избыток титруют вторым рабочим раствором — тиосульфатом натрия.

Определение окислителей не производят непосредственным титрованием рабочим раствором тиосульфата натрия, так как реакция между окислителем и тиосульфатом натрия проходит сложно и трудно определить точку эквивалентности. Определение окислителей производят методом замещения. Для этого к раствору окислителя добавляют избыток растворов KJ и H₂SO₄ . При этом окислитель выделяет эквивалентное количество йода из йодида калия, который затем титруют рабочим раствором тиосульфата натрия, например:

а) K₂Cr₂O₇ + 6KJ + 7H₂SO₄ = 3J₂ + Cr₂(SO₄)₃ + 4K₂SO₄ + 7H₂O

Cr₂0₇ ^2- + 6е + 14Н⁺ = 2Cr³⁺+ 7 Н₂О       1

             2J^-1 - 2ē = J₂                                                6 3                                                    

    

Cr₂0₇ ^2- + 6J^-1  + 14Н⁺ = 2Cr³⁺ + 3 J₂ + 7 Н₂О

 

б) 2Na₂S₂O₃ + J₂ + 2NaJ + Na₂S₄O₆

                               тетратионат натрия

2S₂O₃^2- - 2ē = S₄O₆^2-                                         

J₂ + 2ē = 2J^-1

 

2 S₂O₃^2- + J₂ = S₄O₆^2- +  2J^-1

                                   

Зная объем титрованного раствора тиосульфата натрия, который израсходован на титрование йода, выделенного в эквивалентном количестве определенным объемом окислителя, вычисляют молярную концентрацию эквивалента раствора окислителя.

Эквивалентная точка в йодометрии определяется с помощью индикатора — раствора крахмала.

  Пример 1.  Навеску химически чистого дихромата калия массой 0,1180 г обработали в кислой среде избытком раствора йодида калия и оттитровали выделившийся йод раствором тиосульфата натрия, которого израсходовано 23,80 см³. Определите молярную концентрацию эквивалента и титр раствора тиосульфата натрия.

   Решение. Составим уравнения реакций и определим молярную массу эквивалентов окислителя и восстановителя:

 

 

 

Следовательно,

Во взятой навеске дихромата калия содержалось количества вещества эквивалентов:

 

Поскольку вещества реагируют в эквивалентных количествах, то в израсходованном объеме раствора тиосульфата натрия содержится такое же количество эквивалентов Na₂S₂O₃ (0,002407моль).

Определяем молярную концентрацию эквивалента раствора тиосульфата натрия:

 

Определяем титр раствора тиосульфата натрия: