Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Химия / Научные работы / Курсовая работа по химии на тему «Выбор индикатора при титровании 0,4Н раствора сульфата железа 0,45Н раствором перманганата калия»
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Химия

Курсовая работа по химии на тему «Выбор индикатора при титровании 0,4Н раствора сульфата железа 0,45Н раствором перманганата калия»

библиотека
материалов


МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Астраханский государственный университет»


(Астраханский государственный университет)


Кафедра неорганической и

биоорганической химии





Курсовая работа

Тема: «Выбор индикатора при титровании

0,4Н раствора сульфата железа 0,45Н раствором перманганата калия»

















Астрахань – 2015

Содержание:

Введение………………………………………………………………………..

Глава 1. Окислительно-восстановительное титрования…………………….

    1. Метод окислительно-восстановительного титрования………………...

    2. Индикаторы при окислительно-восстановительном титровании………

    3. Кривые окислительно-восстановительного титрования………………..

Глава 2. Построение кривой окислительно-восстановительного титрования 0,4Н раствора FeSO4 0,45Н раствором КMnO4, при рН=1…….

2.1 Расчетная часть по построению кривой окислительно-восстановительного титрования……………………………………………...

2.2 Таблица по окислительно-восстановительному титрованию………….

2.3 Кривая окислительно-восстановительного титрования………………..

2.4 Расчет индикаторных ошибок окислительно-восстановительного титрования титрования………………………………………………………..

Заключение……………………………………………………………………

Список литературы……………………………………………………………

3

4

4

6

8


9


9

27

29


30

31

32
























Введение


До настоящего времени титрование находит широкое применение. Точность проведения анализа зависит от оптимально выбранного индикатора.

Титриметрический метод основан на точном измерении объема реактива, израсходованного на реакцию с определённым количеством анализируемого вещества.

Титрование – это прибавление титрованного раствора к анализируемому для определения эквивалентного количества вещества.

Главной задачей для выбора оптимального индикатора является:

1. выборать из данных веществ окислитель и восстановитель;

2. составить ОВ полуреакции;

3. составить ионное и молекулярное уравнения реакции титрования;

4. определить качественный состав раствора на каждом из этапов титрования (до точки эквивалентности, в точке эквивалентности, после точки эквивалентности);

5. рассчитать молярные концентрации эквивалента частиц (ионов или молекул), составляющих ОВ пару, связанную с определяемым веществом, до точки эквивалентности;

6. рассчитать ОВ потенциал в каждой точке титрования.

Для титриметрических методов часто используют кривые титрования, по которым можно сделать вывод о том, как будет проходить титрование, и какой индикатор лучше всего для этого подобрать.

Объект исследования: раствор, состоящий из FeSO4 (С = 0,4Н) – определяемое вещество и КMnO4 (С = 0,45Н) – титрант, при рН=1.





Глава 1. Окислительно-восстановительное титрование


1.1 Метод окислительно-восстановительного титрования


Характерной особенностью реакций окисления – восстановления является переход электронов между реагирующими частицами.

Частицу, принимающую электрон, называют окислителем, а отдающую – восстановителем.

Процесс окисления одного вещества оказывается неразрывно связанным с восстановлением другого, поэтому реакции этого типа называются окислительно – восстановительными.

Благодаря большому разнообразию окислительно-восстановительных реакций их классифицируют по ряду признаков:

  1. в зависимости от приемов выделения:

прямое титрование;

обратное титрование (по осадку);

метод замещения.

  1. в зависимости от типа химических реакций:

перманганатометрический метод анализа основан на реакции перманганата калия с восстановителями приемущественно в кислой среде. В анализе некоторых органических соединений используется восстановление в сильнощелочной среде.

Титрованный раствор перманганата калия по точной навеске приготовить нельзя, т.к. в нем содержится некоторое количество оксида марганца и другие продукты разложения. Перед установлением точной концентрации раствор держат в темной стеклянной посуде неделю. Приготовленный раствор не низкой концентрации выше не изменяет титр продолжительное время. Титр раствора перманганата калия устанавливают по безводному оксалату натрия или по щавелевой кислоте. Реакция взаимодействия перманганата калия со щавелевой кислотой относится к типу автокаталитической. Она катализируется ионами марганца. Первые капли перманганата даже в горячем растворе обесцвечиваются очень медленно. В ходе титрования концентрация ионов марганца возрастает, и скорость реакции увеличивается: реакция сама себе поставляет катализатор. В перманганатометрии применяются также растворяя восстановителей – соли железа, щавелевую кислоту и некоторые другие – для определения обратного титрования.

Широкое практическое применение нашел способ восстановления Fe+3 с помощью SnCl2.

FeCl+2 + SnCl4-2= 2Fe+2 + SnCl4 + 2Cl-

Избыток олова удаляется с помощью раствора сулемы:

SnCl4-2 +2HgCl2 = Hg2Cl2 + 2Cl-

Железо титруется перманганатом калия без отфильтровывания осадка Hg2Cl2.

В ходе анализа следует учитывать возможность осложнений за счет индуцированного окисления хлоридов перманганатом и за счет того, что осадок Hg2Cl2 способен окисляться перманганатом. Ошибки за счет взаимодействия титранто с осадком каломели можно избежать, если при восстановлении железа ограничиться минимальным избытком олова. Тогда незначительный осадок каломели не сможет оказать заметного влияния на результат анализа. При большом избытке хлорида олова и последующим взаимодействием его с Hg2Cl2 возможно образование металлической ртути, что приводит к значительному ускорению реакции Hg2Cl2 с перманганатом и вызывает большую погрешность определения. Индуцированное окисление хлорида предотвращается введением в анализируемый раствор защитной смеси Циммермана – Рейнгарда, состоящей из раствора сульфата марганца, фосфорной и серной кислоты. Сульфат марганца предотвращает окисление хлорида, фосфорная кислота образует бесцветный комплекс с железом, что приводит к более четкому установлению точки эквивалентности, серная кислота обеспечивает необходимую кислотность раствора.

иодометрия; 

дихроматометрия;

броматометрия;

ванадатометрия.



1.2 Индикаторы при окислительно-восстановительном титровании


Интервал изменения окраски индикатора определяется по уравнению Нернста:

Е = Е0Ind ± 0,058

n


При анализе методами окислительно-восстановительного титрования используется прямое, обратное и заместительное титрование. Точка эквивалентности окислительно-восстановительного титрования может фиксироваться с помощью индикаторов и по окраске самого реагента (всеми окрашенными окислителями и восстановителями (перманганат, раствор иода). При титровании различных восстановителей перманганатом в кислой среде одна капля его после точки эквивалентности окрашивает раствор в розовый цвет.

Индикаторное титрование проводят с индикаторами, которые вступают в специфическую реакцию с окислителем или восстановителем. Например, ферроин является индикатором на железо (III), образуя окрашенные комплексные ионы в красный цвет.

В перманганатометрии титрование проводят в кислой среде, т.к. потенциал увеличивается, и продукт обесцвечивается. Перманганатометрический метод анализа основан на реакции преманганата калия с восстановителями преимущественно в щелочной среде.

Например, к индикаторам относят дифениламин NH(C6H5)2, который окисляется KМnO4 и другими окислителями. При окислении дифениламин из бесцветного переходит в фиолетовое соединение – дифенилбензидин.

hello_html_m270ae944.png





hello_html_44227a2a.pnghello_html_67dcbeb9.pngFe+2


Изменение окраски происходит при определенном окислительном потенциале (E = + 0,76 В), Дифениламин при E = + 0,73B бесцветен при E = + 0,79 В он переходит в дифенилбензидин (фиолетовый), также изменение окраски происходит при индикаторе 2,2 – дипиридил. Изменеие окраски: светло – голубая → красная. Превращение окисленной формы индикатора в восстановленную и обратно можно выразить уравнением:

hello_html_m53d4ecad.gifIndок+neIndвос

Интервал перехода окраски индикатора (рТ) рассчитывается по формуле

pT=E0 ± 0,058

n

Для титрования подбирают такой индикатор, у которого область перехода совпадает со скачком потенциала кривой титрования.




1.3 Кривые окислительно-восстановительного титрования


Кривые титрования окислительно-восстановительных реакций могут быть построены в координатах: окислительно – восстановительный потенциал - % оттитрования.

Расчет кривой ОВ титрования основан на уравнении Нернста, которое, имеет вид:


E=E0 + RT lg aaox

nF aared


где E — реальный ОВ потенциал; E° — стандартный ОВ потенциал, В; R - универсальная газовая постоянная, равная 8,3143 Дж/(моль*K); F — постоянная Фарадея, равная 96485 Кл/моль; T — абсолютная температура, K; n - число электронов, участвующих в ОВ процессе aOx + ne ↔ bRed; a и b —соответствующие стехиометрические коэффициенты; [Ox] и [Red] — равновесные молярные концентрации окислителя (окисленной формы) и восстановителя (восстановленной формы), соответственно.

При расчете кривой окислительно-восстановительного титрования были поставлены определенные задачи:

1. определить из данных веществ окислитель и восстановитель;

2. составить ОВ полуреакции;

3. составить ионное и молекулярное уравнения реакции титрования;

4. определить качественный состав раствора на каждом из этапов титрования (до точки эквивалентности, в точке эквивалентности, после точки эквивалентности);

5. рассчитать молярные концентрации эквивалента частиц (ионов или молекул), составляющих ОВ пару, связанную с определяемым веществом, до точки эквивалентности;

6. рассчитать ОВ потенциал в каждой точке титрования.


Глава 2. Построение кривой окислительно-восстановительного титрования

0,4Н раствора FeSO4 0,45Н раствором КMnO4, при рН=1


Дано:

Сн (FeSO4)=0,4Н

Cн (KMnO4)=0,45Н

Кривая титрования?

Решение:

1) См (FeSO4)=0,4 *1 = 0,4М, т.к. f=1

Fe+2е = Fe+3

2) Cм (KMnO4)=0,45 * 0,2 = 0,09, т.к. f=0,2

MnO4-+8H++5e = Mn+2+4H2O

Е(Fe+2 / Fe+3) = 0,77В

Е (MnO4- /Mn+2) = 1,51В

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

2Fe+2 – 2е =2Fe+3 5

MnO4-+8H++5e = Mn+2+4H2O 2


Е=Е0 + 0,058 * lg [Fe+3]

[Fe+2]


Пусть V(FeSO4) = 10мл

С(FeSO4)*V(FeSO4) = С(KMnO4)*V(KMnО4)


Vэ(KMnO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 8,9мл

С(KMnO4) 0,45


1точка: 1%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 1%

х = 1*8,9 = 0,089мл

100

С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*0,089 = 3,9697 * 10-3

прореагирVобщ 10,089


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 3,9697 * 10-3

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,3965

С учетом разбавленияVобщ 10,089


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,3965-3,9697*10-3

= 0,3925303 прореагир

Е=0,77+lg 3,9697 * 10-3 = 0,77-0,11542 = 0,6546

0,3925303


2точка: 5%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 5%

х = 5*8,9 = 0,445мл

100


С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*0,445 = 1,9172 * 10-2

прореагирVобщ 10,445


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 1,9172 * 10-2

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,3829

С учетом разбавленияVобщ 10,445


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,3829-1,9172*10-2

= 0,363728 прореагир

Е=0,77+lg 1,9172 * 10-2 = 0,77-0,0741 = 0,6959

0,363728


3точка: 10%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 10%

х = 10*8,9 = 0,89мл

100


С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*0,89 = 3,6777 * 10-2

прореагирVобщ 10,89


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 3,6777 * 10-2

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,3673

С учетом разбавленияVобщ 10,89


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,3673-3,6777*10-2

= 0,330523 прореагир

Е=0,77+lg 3,6777 * 10-2 = 0,77-0,0553 = 0,7147

0,330523


4точка: 15%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 15%

х = 15*8,9 = 1,335мл

100


С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*1,335 = 5,2999 * 10-2

прореагирVобщ 11,335


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 5,2999 * 10-2

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,3529

С учетом разбавленияVобщ 11,335


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,3529-5,2999*10-2

= 0,299901 прореагир

Е=0,77+lg 5,2999 * 10-2 = 0,77-0,0437 = 0,7263

0,299901


5точка: 20%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 20%

х = 20*8,9 = 1,78мл

100


С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*1,78 = 6,7997 * 10-2

прореагирVобщ 11,78


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 6,7997 * 10-2

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,3396

С учетом разбавленияVобщ 11,78


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,3396-6,7997*10-2

= 0,271603 прореагир

Е=0,77+lg 6,7997 * 10-2 = 0,77-0,0349 = 0,7351

0,271603


6точка: 25%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 25%

х = 25*8,9 = 2,225мл

100


С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*2,225 = 8,1902 * 10-2

прореагирVобщ 12,225


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 8,1902 * 10-2

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,3272

С учетом разбавленияVобщ 12,225


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,3272-8,1902*10-2

= 0,245298 прореагир

Е=0,77+lg 8,1902 * 10-2 = 0,77-0,02763 = 0,7424

0,2245298


7точка: 30%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 30%

х = 30*8,9 = 2,67мл

100


С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*2,67 = 9,4830 * 10-2

прореагирVобщ 12,67


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 9,4830 * 10-2

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,3157

С учетом разбавленияVобщ 12,67


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,3157-9,4830*10-2

= 0,22087 прореагир

Е=0,77+lg 9,4830 * 10-2 = 0,77-0,0219 = 0,7481

0,22087


8точка: 35%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 35%

х = 35*8,9 = 3,115мл

100


С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*3,115 = 0,1069

прореагирVобщ 13,115


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 0,1069

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,3049

С учетом разбавленияVобщ 13,115


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,3049-0,1069

= 0,198 прореагир

Е=0,77+lg 0,3049 = 0,77-0,0155 = 0,7545

0,198


9точка: 40%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 49%

х = 40*8,9 = 3,56мл

100


С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*3,56 = 0,1181

прореагирVобщ 13,56


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 0,1181

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,2949

С учетом разбавленияVобщ 13,56


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,2949-0,1181

= 0,1768 прореагир

Е=0,77+lg 0,1181 = 0,77-0,0102 = 0,7598

0,1768


10точка: 45%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 45%

х = 45*8,9 = 4,005мл

100


С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*4,005 = 0,1287

прореагирVобщ 14,005


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 0,1287

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,2856

С учетом разбавленияVобщ 14,005


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,2856-0,1287

= 0,1569 прореагир

Е=0,77+lg 0,1287 = 0,77-0,0049 = 0,7651

0,1569


11точка: 50%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 35%

х = 50*8,9 = 4,45мл

100


С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*4,45 = 0,1386

прореагирVобщ 14,45


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 0,1386

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,2768

С учетом разбавленияVобщ 14,45


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,2768-0,1386

= 0,1382 прореагир

Е=0,77+lg 0,1386 = 0,77+0,00008 = 0,770008

0,1382


12точка: 55%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 55%

х = 55*8,9 = 4,895мл

100


С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*4,895 = 0,1479

прореагирVобщ 14,895


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 0,1479

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,2685

С учетом разбавленияVобщ 14,895


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,2685-0,1479

= 0,1206 прореагир

Е=0,77+lg 0,1479 = 0,77+0,0051 = 0,7751

0,1206


13точка: 60%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 35%

х = 60*8,9 = 5,34мл

100


С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*5,34 = 0,1565

прореагирVобщ 15,34


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 0,1565

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,2606

С учетом разбавленияVобщ 15,34


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,2606-0,1565

= 0,1041 прореагир

Е=0,77+lg 0,1565 = 0,77+0,0103 = 0,7803

0,1041


14точка: 65%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 65%

х = 65*8,9 = 5,785мл

100

С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*5,785 = 0,1649

прореагирVобщ 15,785


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 0,1649

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,2534

С учетом разбавленияVобщ 15,785


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,2534-0,1649

= 0,0885 прореагир

Е=0,77+lg 0,1649 = 0,77+0,0157 = 0,7857

0,0885



15точка: 70%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 70%

х = 70*8,9 = 6,23мл

100

С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*6,23 = 0,1727

прореагирVобщ 16,23


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 0,1727

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,2465

С учетом разбавленияVобщ 16,23


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,2465-0,1727

= 0,0738 прореагир

Е=0,77+lg 0,1727 = 0,77+0,0214 = 0,7914

0,0738


16точка: 75%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 75%

х = 75*8,9 = 6,675мл

100

С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*6,675 = 0,1801

прореагирVобщ 16,675


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 0,1801

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,2391

С учетом разбавленияVобщ 16,675


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,2391-0,1801

= 0,0597 прореагир

Е=0,77+lg 0,1801 = 0,77+0,0278 = 0,7978

0,0597



17точка: 80%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 80%

х = 80*8,9 = 7,12мл

100

С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*7,12 = 0,1871

прореагирVобщ 17,12


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 0,1871

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,2336

С учетом разбавленияVобщ 17,12


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,2336-0,1871

= 0,0465 прореагир

Е=0,77+lg 0,1871 = 0,77+0,0351 = 0,6046

0,0465


18точка: 85%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 85%

х = 85*8,9 = 7,565мл

100

С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*7,565 = 0,1938

прореагирVобщ 17,565


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 0,1938

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,2277

С учетом разбавленияVобщ 17,565


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,2277-0,1938

= 0,0339 прореагир

Е=0,77+lg 0,2277 = 0,77+0,8272 = 0,8179

0,0339



19точка: 90%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 90%

х =90*8,9 = 8,01мл

100

С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*8,01 = 0,2001

прореагирVобщ 18,01


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 0,2001

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,2221

С учетом разбавленияVобщ 18,01


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,2221-0,2001

= 0,022 прореагир

Е=0,77+lg 0,2002 = 0,77+0,0556 = 0,8256

0,022


20точка: 95%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 95%

х = 95*8,9 = 8,455мл

100

С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*8,445 = 0,2062

прореагирVобщ 18,445


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 0,2062

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,2167

С учетом разбавленияVобщ 18,445


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,2167-0,2062

= 0,0105 прореагир

Е=0,77+lg 0,2062 = 0,77+0,0749 = 0,8449

0,0105



21точка: 99%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 99%

х = 99*8,9 = 8,811мл

100

С(KMnO4) = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,45*8,811 = 0,2108

прореагирVобщ 18,811


С (KMnO4) = C(FeSO4) = С(Fe2(SO4)3) = 0,2108

прореагир прореагир


Сисх (FeSO4) = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,2126

С учетом разбавленияVобщ 18,811


Сост (FeSO4)=Сисх (FeSO4)-С(FeSO4)=0,2126-0,2108

= 0,0018 прореагир

Е=0,77+lg 0,2108 = 0,77+0,1199 = 0,8899

0,0018


22точка: 100%титрования:


I способ:


Е(в точке эк-ти): n(ок-ля)*Е(ок-ля)-n(вос-ля)*Е(вос-ля) = 0,77*1+1,51*5 =1,39

n(ок-ля)+n(вос-ля) 1+5


II способ


lgКр = (Е(ок-ля)-Е(вос-ля))*n = (1,51-0,77)*5 = 64

0,058 0,058

Кр = 1064


5Fe+2 + MnO4- + 8H+ = Mn+2 + 5Fe+3+4H2O

Кр = [Mn+2][Fe+3]5

[MnO4-]5[Fe+2][H+]8


[Fe+2] = С(FeSO4)*V(FeSO4) = 0,4*10 = 0,212

Vобщ 18,9


[MnO4-] = С(KMnO4)*V(KMnO4) = 0,09*8,9 = 0,0424

Vобщ 18,9


[Fe+3] = 0,212-5х = 5*(0,0424-х)


[Mn+2] = 0,0424-х


105*(0,0424-х)5*(0,0424-*) = 1064

1055


6√(0,0424-х)6 = 6√1064

6√х6


0,0424 = 4,6*1010

х

х=9,2*10-13


[Fe+2] = 5*9,2*10-13 = 4,6*10-12

[Fe+3] = 5*0,0424 = 0,212

[MnO4-] = 9,2*10-13

[Mn+2] = 4,24*10-2


Е(Fe+2 / Fe+3) = 0,77+0,058*lg 0,212 = 1,39

4,24*10-2


Е(MnO4- /Mn+2) = 1,51+0,0116* lg 9,2*10-13 = 1,39

4,6*10-12


23точка: 101%титрования:


8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 1%

х = 1*8,9 = 0,089мл

100

[MnO4-] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*0,089 = 4,2182*10-4

Vобщ 18,989


[Mn+2] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*8,9 = 4,2182*10-2

Vобщ 18,989

Е(MnO4- /Mn+2) = 1,51+0,0116* lg 4,2182*10-4 = 1,51-0,0232 = 1,4868

4,2182*10-2



24точка: 105%титрования:


8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 5%

х = 5*8,9 = 0,445мл

100

[MnO4-] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*0,445 = 2,0608*10-3

Vобщ 19,434


[Mn+2] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*8,9 = 4,1216*10-2

Vобщ 19,434

Е(MnO4- /Mn+2) = 1,51+0,0116* lg 2,0608*10-3 = 1,51-0,02 = 1,4949

4,1216*10-2


25точка: 110%титрования:


8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 10%

х = 10*8,9 = 0,89мл

100

[MnO4-] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*0,89 = 4,0294*10-3

Vобщ 19,879


[Mn+2] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*8,9 = 4,0294*10-2

Vобщ 19,879

Е(MnO4- /Mn+2) = 1,51+0,0116* lg 4,0294*10-3 = 1,51-0,0116 = 1,4984

4,0294*10-2


23точка: 115%титрования:


8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 15%

х = 15*8,9 = 1,335мл

100

[MnO4-] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*1,335 = 5,9117*10-3

Vобщ 20,324


[Mn+2] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*8,9 = 3,9412*10-2

Vобщ 20,324

Е(MnO4- /Mn+2) = 1,51+0,0116* lg 5,9117*10-3 = 1,51-0,0096 = 1,5004

3,9412*10-2


27точка: 120%титрования:


8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 20%

х = 20*8,9 = 1,78мл

100

[MnO4-] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*1,78 = 7,7134*10-3

Vобщ 20,769

[Mn+2] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*8,9 = 3,8567*10-2

Vобщ 20,769

Е(MnO4- /Mn+2) = 1,51+0,0116* lg 7,7134*10-3 = 1,51-0,00812 = 1,50188

3,8567*10-2


28точка: 125%титрования:


8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 25%

х = 25*8,9 = 2,225мл

100

[MnO4-] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*2,225 = 9,4395*10-3

Vобщ 21,214


[Mn+2] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*8,9 = 3,7758*10-2

Vобщ 21,214

Е(MnO4- /Mn+2) = 1,51+0,0116* lg 9,4395*10-3 = 1,51-0,007 = 1,503

3,7758*10-2


29точка: 130%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 30%

х = 30*8,9 = 2,67мл

100

[MnO4-] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*2,67 = 1,1095*10-2

Vобщ 21,659


[Mn+2] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*8,9 = 3,6982*10-2

Vобщ 21,659


Е(MnO4- /Mn+2) = 1,51+0,0116* lg 1,1095*10-2 = 1,51-0,006 = 1,504

3,6982*10-2

30точка: 135%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 35%

х = 35*8,9 = 3,115мл

100

[MnO4-] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*3,115 = 1,2683*10-2

Vобщ 22,104


[Mn+2] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*8,9 = 3,7237*10-2

Vобщ 22,104

Е(MnO4- /Mn+2) = 1,51+0,0116* lg 1,2683*10-2 = 1,51-0,005 = 1,505

3,7137*10-2

31точка: 140%титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 40%

х = 40*8,9 = 3,56мл

100

[MnO4-] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*3,56 = 1,4209*10-2

Vобщ 22,549


[Mn+2] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*8,9 = 3,5523*10-2

Vобщ 22,549

Е(MnO4- /Mn+2) = 1,51+0,0116* lg 1,4209*10-2 = 1,51-0,0046 = 1,5054

3,5523*10-2


32точка: 145титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 45

х = 45*8,9 = 4,005мл

100

[MnO4-] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*4,005 = 1,5676*10-2

Vобщ 22,994


[Mn+2] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*8,9 = 3,4835*10-2

Vобщ 22,994

Е(MnO4- /Mn+2) = 1,51+0,0116* lg 1,5676*10-2 = 1,51-0,004 = 1,506

3,4835*10-2


33точка: 150титрования:

8,9мл (KMnO4) – 100%

хмл (KMnO4) – 1%

х = 50*8,9 = 4,45мл

100


[MnO4-] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*4,45 = 1,7087*10-2

Vобщ 23,439


[Mn+2] = С(КMnО4)*VMnО4) = 0,09*8,9 = 3,4171*10-2

Vобщ 23,439

Е(MnO4- /Mn+2) = 1,51+0,0116* lg 1,7087*10-2 = 1,51-0,0035 = 1,5065

3,4171*10-2



































2.2 Изменение потенциала при добавлении 0,45Н раствора

KMnO4 (f=1/5) к 0,4Н раствора FeSO4, при [Н+]=1



Таблица 2.

Изменение потенциала при добавлении 0,45Н раствора

KMnO4 (f=1/5) к 0,4Н раствора FeSO4, при [Н+]=1




Добав-

ленно

KMnO4


[Fe+3]


[Fe+2]


lg [Fe+3] [Fe+2]



Е-определя-

ющие

компонен-ты


Расчет-ная

форму-ла


Е

%

мл


1

1

0,089

3,9697*10-3

0,3925303

-1,99

[Fe+3]/[Fe+2]

Е=Е0 + 0,058 *

lg [Fe+3]

[Fe+2]


0,656

2

5

0,445

1,9172*10-2

0,363728

-1,2781



0,696

3

10

0,89

3,6777*10-2

0,330523

-0,9536



0,715

4

15

1,335

5,2999*10-2

0,299901

-0,7527



0,726

5

20

1,78

6,7997*10-2

0,271603

-0,6015



0,735

6

25

2,225

8,1902*10-2

0,245298

-0,4764



0,742

7

30

2,67

9,4830*10-2

0,22087

-0,3672



0,748

8

35

3,115

0,1069

0,198

-0,2677



0,754

9

40

3,56

0,1181

0,1768

-0,1756



0,759

10

45

4,005

0,1287

0,1569

-0,0860



0,765

11

50

4,45

0,1386

0,1382

0,0013



0,77

12

55

4,895

0,1479

0,1206

0,0886



0,775

13

60

5,34

0,1565

0,1041

0,1771



0,78

14

65

5,785

0,1649

0,0885

0,2703



0,786

15

70

6,23

0,1723

0,0738

0,3682



0,791

16

74

6,675

0,1801

0,0597

0,4795



0,798

17

80

7,12

0,1871

0,0465

0,6046



0,805

18

85

7,565

0,1938

0,0339

0,8272



0,818

19

90

8,01

0,2001

0,0220

0,9588



0,826

20

95

8,445

0,2062

0,0105

1,2931



0,845

21

99

8,811

0,2108

0,0018

2,0686



0,889

22

100

-

-

-

-

[Fe+3]/[MnO4-]

Е= n*Е+n

n+n

1,39

23

101

0,089из

-

-

-2

[MnO4-]


1,487

24

105

0,445

-

-

-1,3



1,495

25

110

0,89

-

-

-1



1,498

26

115

1,335

-


-0,8239



1,5

27

120

1,78

-

-

-0,7



1,502

28

125

2,225

-

-

-0,602



1,503

29

130

2,67

-

-

-0,5229



1,504

30

135

3,115

-

-

-0,4559



1,505

31

140

3,56

-

-

-0,33979



1,5054

32

145

4,005

-

-

-0,3468



1,506

33

150

4,45

-

-

-0,301



1,507







































2.3 Кривая окислительно-восстановительного титрования



hello_html_6f4ce1e2.png

Рис.2 Кривая титрования 0,4Н раствора FeSO4 0,45Н раствором KMnO4

(f=1/5), при [Н+]=1







2.4 Расчет индикаторных ошибок окислительно-восстановительного титрования



Е0(HInd)=1,36< Е(в точке эк-ти)=1,4, следовательноFeSO4 – не до титрован


1,36=0,77+0,058*lg(100-х)5

х5

10,1724= lg(100-х)5

х5

1010,1724 = (100-х)5

х5


5√1,4873*1010 = 5(100-х)5

5√ х5


108,3 = 100-х

х


108,3х=100


х=0,9% ~ 1%



Е0(Ind-)=1,485 > Е (в точке эк-ти)=1,4, следовательно KMnO4 – избыток, раствор перетитрован


1,485=1,51+0,058*lg х

5 100

-0,025 =0,0116* lg х

100


-2,1552 = х /100


10-2,1552 = х /100


0,007= х /100

х = 0,7% ~ 1%






Заключение


1. выбрали из данных веществ окислитель и восстановитель;

2. составили ОВ полуреакции;

3. составили ионное и молекулярное уравнения реакции титрования;

4. определить качественный состав раствора на каждом из этапов титрования (до точки эквивалентности, в точке эквивалентности, после точки эквивалентности);

5. рассчитали молярные концентрации эквивалента частиц (ионов или молекул), составляющих ОВ пару, связанную с определяемым веществом, до точки эквивалентности;

6. рассчитали ОВ потенциал в каждой точке титрования





























Список литературы


  1. Башмаков А.С. Расчет кривых кислотно – основного и окислительно – восстановительного титрования. Кемерово: КемГМА, 2004, 50с

  2. Васильев В.П. Аналитическая химия. В 2 ч. Ч. 1. Гравиметрический и титриметрический методы анализа. М.: Высшая школа, 1989, 320 с

  3. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии.- М.: Химия, 1979. – 480с.





Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 27.02.2016
Раздел Химия
Подраздел Научные работы
Просмотров185
Номер материала ДВ-489822
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх