Расчет и построение ТКТ, выбор оптимального индикатора и определение индикаторной погрешности при титровании (стр. 2 из 3)
В данном случае
, следовательно, реакция должна протекать в прямом направлении.Количественно полноту и возможность протекания реакции в прямом направлении проверяют по величине константы равновесия ОВР. При
ОВР необратима. 
, 
, следовательно, данная реакция титрования – необратима.Редокс-ТКТ выражают зависимость редокс-потенциала титруемого раствора от объема добавленного титранта
или степени его оттитрования 
. Редокс-потенциал рассчитывают по уравнению Нернста: 
, где: 
- равновесный редокс-потенциал, В, 
- стандартный редокс-потенциал, В, 
- универсальная газовая постоянная, Дж/Кмоль,Т – температура, К,
Z – число электронов, участвующих в редокс-переходе,
F – число Фарадея, Кл/моль,
и 
- активности окислительной и восстановительной форм вещества, моль/л.После подстановки значений R, F, T=298К и переходе к десятичным логарифмам, уравнение Нернста примет вид:
.Для редокс-пары
уравнение примет вид: 
.Для редокс-пары
уравнение примет вид: 
.Расчет точек редокс-ТКТ в области "до ТЭ" ведут обычно по уравнению Нернста для вещества той редокс-пары,
или 
форме которой до начала титрования в титруемом растворе в избытке. В данном случае это редокс-пара 
, а после ТЭ в избытке будут компоненты редокс-пары титранта, поэтому после ТЭ расчет точек ТКТ будем вести по потенциалу пары 
.Расчеты можно упростить, используя формулы со степенью оттитрования
. Тогда по ТЭ: 
, а после ТЭ: 
, где: 
.Для расчетов примем, что
, на титрование взято 100мл раствора 
. При этих условиях: 
.При концентрациях 0,1 моль/л допустимо использовать вместо активностей равновесные концентрации, считая, например,
.Точку ТКТ "до начала титрования" не рассчитывают, т. к. до добавления титранта ОВР не идет, редокс-пары не образуются и титруемый раствор не имеет редокс-потенциала.
РЕШЕНИЕ
До ТЭ рассчитывают точки ТКТ при 10; 50; 90; 99; 99,9 мл при добавлении титранта (процентах оттитрования). Например, при добавлении 10 мл (10% -ов от необходимого для достижения ТЭ) значение редокс-потенциала можно рассчитать двумя способами.
По формуле Нернста с
:При добавлении 10 мл титранта
, тогда: 
.При добавлении 50 мл титранта
, тогда: 
.При добавлении 90 мл титранта
, тогда: 
.При добавлении 99 мл титранта
, тогда: 
.При добавлении 99,9 мл титранта
, тогда: 
.В ТЭ расчет редокс-потенциала проводим по формуле:
. 
отвечает объему титранта 100мл ( 
), т. к. по закону эквивалентов при равных молярных концентрациях эквивалентов веществ они реагируют равными объемами своих растворов, т.е. на титрование 100 мл раствора 
пойдет 100 мл раствора 
.Следовательно, в ТЭ:
.После ТЭ точки ТКТ рассчитывают при 100,1; 101; 110; 150; 200 мл добавленного титранта (в процентах оттитрования).
Расчет редокс-потенциала после ТЭ ведем по потенциалу пары
.По формуле Нернста с
:При 110 мл раствора
. 
.При 100,1 мл раствора
. 
.При 101 мл раствора
. 
.При 150 мл раствора
. 
.При 200 мл раствора
. 
.Сводная таблица результатов расчета ТКТ
| № точки ТКТ | Добавлено титранта, мл(%) | Осталось титруемого вещества, (%) | | Расчет Е, В | Е, В |
| 1 | 10 | 90 | 10/100 |  | 0,713 |
| 2 | 50 | 50 | 50/100 |  | 0,77 |
| 3 | 90 | 10 | 90/100 | | 0,826 |
| 4 | 99 | 1 | 99/100 | | 0,888 |
| 5 | 99,9 | 0,1 | 99,9/100 | | 0,947 |
| 6 | 100(ТЭ) | 0 | 100/100 |  | 1,09 |
| 7 | 100,1 | 0 | 100,1/100 |  | 1,16 |
| 8 | 101 | 0 | 101/100 |  | 1, 19 |
| 9 | 110 | 0 | 110/100 |  | 1,22 |
| 10 | 150 | 0 | 150/100 |  | 1,24 |
| 11 | 200 | 0 | 200/100 |  | 1,25 |
ГРАФИК ТКТ (см. рис.1).