Химизм: I2+Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6 ; Na2SO3+I2+H2O→Na2SO4+2HI
Расчёт: m(Na2SO3)=[С(1/zI2)*V(I2)-C(1/z Na2S2O3)*V(Na2S2O3)]* M (1/z Na2SO3)
Метод замещения. Методом титрования заместителя можно определить медь в медном купоросе. Ст. р-ром титруют не измеряемый компонент, а его заместитель, который выделяется (в эквивалентном кол-ве) при реакции измеряемого компонента с другим специально добавленным реактивом.
Химизм. 2CuSO4+4KI→2CuI↓+I2+2K2SO4, I2 – заместитель
I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6
Расчёт: m(Cu)=V(Na2S2O3)*C(1/z Na2S2O3)*M(1/zCu), Z=1, Cu2++1e→Cu.
13.Пермангонатометрический метод анализа. Общая характеристика метода. Ст. р-ры, их приготовление.
Метод пермангонатометрии основан на реакциях окисления восст-ей ионом перманганата. Окисление может проводиться как в кислой, так и в щелочной или нейтральной среде.
При окислении в кислой среде марганец (VII) в составе КМnО4, применяемого для окисления, восст-ся до Мn2+. MnO4-+8H++5e→Mn2++4H2O, Е0=1,51В.
При окислении в щелочной или нейтральной среде марганец (VII) восст-ся до марганца (IV), причём образует двуокись марганца:
MnO4-+2H2O+3e→MnO2↓+4OH-, Е0=0,6В – в нейтральной
MnO4-+1е→MnO42-, Е0=0,56В – в щелочной.
Стандартный потенциал пары MnO4-/ Mn2+ выше, чем в I и II случаях, следовательно, окислительная способность перманганата в кислой среде выше, чем в щелочной перманганатометрические измерения проводят в кислой среде, т.к. точку эквивалентности установить легко по обесцвечиванию р-ра перманганата калия. Образование же MnO2 затрудняет установление точки эквивалентности, т.к. выпадает в тёмно-бурый осадок.
Приготовление стандартного р-ра KMnO4. титрование проводят без индикатора, реакция чувствительна. Одна капля КМnО4 с С(1/z)=0,01моль/л окрашивает в конце титрования 50мл р-ра в отчётливо розовый цвет. КМnО4 не отвечает требованиям к исходным в-вам , т.к. содержит примеси продуктов восст-ия MnO2. легко разлагается под влиянием восст-ей: NH3, органические в-ва, попадающих в воду с пылью. Поэтому КМnО4 готовят из приблизительной навески, а затем устанавливают точную конц-ию по другому ст. р-ру. Чтобы приготовить р-р нужно рассчитать навеску:
m(КМnО4)=V(р-ра)*С(1/z КМnО4)*M(1/z КМnО4).
Навеску берём на тех. весах. Воду отмеряем цилиндром, растворение ведём в горячей воде, т.к. КМnО4 растворяется медленно. Приготовленный охлаждённый р-р переливают в тёмную посуду. Закрывают стеклянной пробкой и оставляют на 7-10 дней для выстаивания в темноте (за это время окислятся все случайные органические примеси в воде, а образовавшийся MnO2 сядет на дно). Р-р сливают или фильтруют через стеклянную вату, или через стеклянный фильтровачный тигель с пористым дном.
14.Перманганатометрический метод анализа. Установка точной конц-ии ст. р-ра в-ва перманганата калия. Написать химизм процесса, расчётные формулы.
Метод пермангонатометрии основан на реакциях окисления восст-ей ионом перманганата. Окисление может проводиться как в кислой, так и в щелочной или нейтральной среде.
Химизм. 5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4→10CO2+2MnSO4+K2SO4+8H2O.
Расчёт.С(1/zKMnO4)=V(H2C2O4*2H2O)*C(1/z H2C2O4)*2H2O/V(KMnO4).
15.Изметение массы общего железа перманганатометрическим методом. Защитная смесь Рейнгарда – Циммермана, её состав и значение.
Для определения железа берут аликвоту, добавляют воды дист., приливают HCl (1:1), бросают несколько капсул Zn и нагревают до обесцвечивания р-ра. Zn отфильтровывают, приливают 10мл защитной смеси Рейндгарда–Циммермана и титруют р-ром KMnO4 с C(1/zKMnO4)=0.1 моль/л до появления не исчезающего в течении 30 сек. бледно-розового окрашивания.
Химизм.Fe3++Zn→Fe2++Zn2+
Fe2++MnO4-+H+→Fe3++Mn2++4H2
FeSO4+KMnO4+H2SO4→Mn2++Fe3+
MnO4-+8H++5e→Mn2++4H2O
2Fe2+-2e→2Fe3+
2MnO4-+16H++10Fe2+→2Mn2++8H2O+10Fe3+
2K+ 8SO42- 10SO42- 2K+ 8SO42- 10SO42-
2KMnO4+8H2SO4+10FeSO4→5Fe2(SO4)3+2MnSO4+8H2O+K2SO4.
Расчёт.ω%(Fe2O3)=C(1/zKMnO4)*V(KMnO4)*M(1/z Fe2O3)*Vкол*100%/m(нав)*Vал
ω%(Fe2O3)=ТKMnO4/Fe2O3*V(KMnO4)*Vкол*100%/m(нав)*Vал.
M(Fe)=C(1/z KMnO4)*V(KMnO4)*M(1/Fe).
В состав смеси Рейндгарда-Циммермана входят H2SO4+H3PO4+MnSO4. Серная-для серы, фосфорная-для связывания Fe в бесцветный комплекс, MnSO4-для уменьшения потенциала перманганата.
ЕMnO4-/Mn2+=E0MnO4-/Mn2++0.059/n(1)*lg*[Fe3+]/[Fe2+].
Перманганат не тратится на Cl- оины, для этого уменьшаем.
16.Виды титрования в перманганатометрии. Привести примеры, химизм реакций, расчётные формулы.
17.Измерение массовой доли MnO2 в пиролюзите перманганатометрическим методом анализа. Написать химизм процесса, расчётную формулу.
Титрование по остатку. Два ст. р-ра: KMnO4 и р-р восст-ля, имеющий потенциал меньше, чем у определяемого ок-ля.
К измеряемому ок-лю добавляют из бюретки избыточный, но точно отмеренный объём рабочего р-ра восст-ля. Избыток восст-ля оттитровываем р-ром KMnO4.
Химизм. MnO2+H2C2O4+H2SO4→MnSO4+2CO2+2H2O
H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4→10CO2+2MnSO4+K2SO4+8H2O/
Расчёт.ω%(MnO2)=[V(H2C2O4)*C(1\zH2C2O4)-V(KMnO4)*C(1/zKMnO4)]M(1/zMnO2)*100%/m(нав)
M(MnO2)=[V(H2C2O4)*C(1\zH2C2O4)- V(KMnO4)*C(1/zKMnO4)]M(1/zMnO2).
18.Хроматометрический метод анализа. Сущность, ст. р-ры. Индикация точки эквивалентности. Защитная смесь Кнопа, её состав, назначение компонентов.
В основе метода лежит ОВР. Cr2O7+14H+→2Cr3++7H2O (восст-ие).
Е0Cr2O7/2Cr3+=1.33В.
K2Cr2O7 сильный окислитель, с его помощью измерить все в-ва, у которых стандартный электродный потенциал меньше 1,33В. Для проведения анализа необходима кислая среда.
Достоинства метода.1.K2Cr2O7 отличается высокой устойчивостью. Р-р готовят из точной навески из химически чистого K2Cr2O7.
m(K2Cr2O7)=V(р-ра)*C(1/zK2Cr2O7)*M(1/zK2Cr2O7). 2. Можно титровать ионы Fe в присутствии хлорид ионов, т.к. их ЭВП примерно равны Е0Cr2/2Cr-=1.35В.
Недостаток. При титровании р-ром K2Cr2O7 образуются ионы зелёного цвета – Cr3+ -, что мешает индикации точки эквивалентности.
Индикаторы. Для фиксирования точки экв-ти применяются редокс-индикаторы. Ок-ая и восст-ая формы индикатора имеют разные окраски. Наиболее часто применяют: дифениламин, дифениламиносульфанат натрия, фенилантрониловая к-та. Е0диф-на=0,76В.
При титровании K2Cr2O7 окраска дифениламина изменяется от бесцветной до фиолетовой (восст-ая ф. - бесцветная, ок-ая ф. - фиолетовая). Если потенциал измеряемых ионов и индикатора близки между собой, то и реакции их пойдут почти одновременно. Изменение окраски индикатора может произойти задолго до точки экв-ти, чтобы этого не произошло надо понизить о-в потенциал пары Fe3+/Fe2+. Для этого надо уменьшить конц-ию ионов Fe3+, связа его в бесцветный комплекс фосфорной кислотой. Н3[Fe(PO4)2].
Смесь Кнопа. В состав входят Н2SO4+H3PO4. Серная – для серы, фосфорная – уменьшить потенциал Fe, чтобы реакция пошла вперёд; используют с индикатором дифениламин или дифениламинсульфонат натрия.∆Ер=Еок-ля-Евосст-ля
∆Ер1=E0K2Cr2O7/2Cr3+-E0Fe3+/Fe2+. ∆Ер2=Е0Cr2O72-/2Cr3+-E0индикатора.
ЕFe3+/Fe2+=E0Fe3+/Fe2++0.059/n(1)*lg*[Fe3+]/[Fe2+].
19.Теоретические основы трилонометрического метода анализа. Приготовление ст. р-ра в-ва комплексона(III). Установка точной конц-ии ст. р-ра в-ва трилона Б. применение трилонометрического метода анализа.
Метод основан на реакциях комплексообразования. К простейшим комплексонам относятся производные аминокарбоновых к-т: комплексон I, II и III – двунатриевая соль этилен диамин тетроуксусной к-ты. Na2 [H2Тр.Б]. метод на применение аминокарбоновых к-т и их солей. Одна молекула комплексона III реагирует только с одним ионом металла (не зависимо от степени ок-ия), т.к. 2 иона трилона Б замещается на металл любой степени ок-ия. Ме3++ Na2 [H2Тр. Б]→Na2[MeТр.Б]+2Н++2Na+, Ме2+ или Ме4+.Z=2.
Z комплексона равно 2, т.к. выделяется при реакции 2 иона водорода.
Точку экв-ти устанавливают с помощью индикаторов. Некоторые индикаторы не устойчивы при хранении, поэтому применяют свежеприготовленные р-ры или сухие индикаторные смеси. Наиболее часто используют индикаторы: кислотный хром тёмно-синий и эриохром чёрный или хромоген, мурексид.