Презентация к мастер-классу "Титриметрический анализ"

• 1 слайд

  Титриметрический анализ
  

• 2 слайд

  Раствор, содержание растворенного вещества в котором точно известно, называется стандартным раствором или титрантом (титрованным)
  
  При анализе чаще всего стандартный раствор помещают в бюретку, и осторожно, маленькими порциями приливают в исследуемому раствору до тех пор пока не установится окончание реакции. Эта операция называется титрованием.
  
  
  

• 3 слайд

  
  Момент окончания реакции в титриметрическом анализе называется точкой эквивалентности.
  
  
  Точку эквивалентности фиксируют с помощью индикаторов (метилового оранжевого, фенофталеина, метилового красного), или перманганатом калия в кислой среде при добавлении восстановителя обесцвечивается
  

• 4 слайд

  
  Ск*Vк=Сщ*Vщ
  
  Ск=Сщ*Vщ/Vк
  
  Vщ=Ск*Vк/Сщ
  ЗАКОН эквивалентов
  
  

• 5 слайд

  Химические элементы или их соединения вступают в химические реакции друг с другом в строго определенных весовых количествах, соответствующих их химическим эквивалентам.
  

• 6 слайд

  Кислотно-основной метод, основанный на реакции нейтрализации
  Метод окисления – восстановления (редоксметрия), в котором используется реакции ОВР.
  Метод осаждения, основанный на реакции, сопровождающийся образованием малорастворимого продукта реакции
  Метод комплексообразования, основанный на реакции образовании прочного комплексного соединения определяемого иона со стандартным раствором.
  Классификация титриметрического анализа
  

• 7 слайд

  Реакция должна быть необратимой – практически идти до конца
  Реакция должна протекать строго в эквивалентных количествах и с достаточной скоростью, т.к. при медленно идущих реакциях невозможно точно фиксировать точку эквивалентности
  Прибавляемый стандартный раствор должен расходоваться только на реакцию с определенным компонентом
  Вспомогательные вещества не должны мешать основной реакции
  Требования к реакциям
  

• 8 слайд

  При прямом титровании раствор исследуемого вещества непосредственно титруется стандартным раствором.
  Например, раствор соляной кислоты титруют раствором гидроксида калия, сульфат железа (II) – перманганатом калия, хлорид калия – нитратом серебра.
  Метод прямого титрования
  

• 9 слайд

  Эквивалент – условная частица вещества в Э(X) раз меньше, чем соответствует ему формульная единица (молярная масса).
  
  В одной формульной единице вещества X может содержаться Э(X) эквивалентов этого вещества.
  При э(X)=1 эквивалент идентичен формульной единице.
  Число Э называют числом эквивалентности или эквивалентным числом.
  Эквивалент
  

• 10 слайд

  Значение Э(X) определяют по химической формуле вещества. Так, для кислот число эквивалентности равно числу катионов водорода, равно основности кислот: Э(HCl)=1, Э(H2SO4)=2, Э(H3PO4)=3.
  
  Для оснований Э(X) равно числу гидроксогрупп: Э(NaOH)=1, Э(Ca(OH)2)=2, Э(Al(OH)3)=3.
  
  Для солей Э равно числу катионов водорода кислоты, замещенных катионами металлов или аммония: Э(NaCl)=1, Э(NaCO3)=2, Э(AlCl3)=3, Э(Fe2(SO4)3)=6.
  

• 11 слайд

  Число эквивалентности в обменных реакциях определяют по стехиометрии реакции, поэтому для одного и того же вещества в зависимости от условий может иметь различные значения:
  
  H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O (1)
  H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O (2)
  
  Э(H2SO4) соответственно равны 1 и 2, так как в уравнении (1) замещен лишь один катион водорода кислоты катионом щелочи. В реакции (2) произошло замещение двух катионов водорода кислоты.
  
  
  

• 12 слайд

  Молярная масса эквивалента M(1|Э) есть отношение молярной массы M (X) к числу эквивалентности Э.
  Физический смысл числа эквивалентности заключается в том, что она показывает, во сколько раз молярная масса эквивалентов данного компонента меньше его молярной массы.
  Э(HCl)=1, M(1|1 HCl)=36,46|1=36,46 г/моль
  Э(H3PO4)=3, M(1|3H3PO4)=98|3=32,66 г/моль
  Э(MgO)=2, M(1|2MgO)=40,31|2=20,155 г/моль
  Э(Ca(OH)2)=2, M(1|2Ca(OH)2)=74,1|2=37,05
  
  Молярная масса эквивалента
  

• 13 слайд

  Количество вещества эквивалентов n(1|ЭX) равно произведению числа эквивалентности Э
  на количества вещества n(X)
  
  n=Э*n(X)
  Если количество вещества n(H2SO4)=0,8, то количество вещества эквивалентов равно 2*0,8=1,6 моль
  Количества эквивалентов
  

• 14 слайд

  Вычислите, какая масса КОН содержится в растворе, если на его титрование израсходован раствор H2SO4 , в котором содержится количество вещества равной 0,005 моль.
  Решение: КОН + H2SO4 = K2SO4 + 2Н2О
  n(1|2 H2SO4 ) = n(KOH)
  Следовательно, в реакцию с раствором серной кислоты вступило 0,005 моль КОН
  m(KOH)=M(КОН) * n(КОН)=56,11*0,005=0,2806г.
  или
  1 моль КОН составляет 56,11 г КОН
  0,005 моль КОН ---- x г
  X=0, 2806г.
  

• 15 слайд

  Определите процентную концентрацию раствора хлорида калия, содержащего 0,053 кг KCl в 0,5 л раствора. Плотность раствора равна 1063кг/м3.
  Порешаем задачи!
  

• 16 слайд

  w= (m р.в/ m р-ра)*100%
  w= (m р.в/ p*V)*100%
  w=0,053*100|1056*0,005=10
  

• 17 слайд

  Какова масса NaOH, содержащегося в 0,2 л раствора, если молярная концентрация раствора равна 0,2 моль/л.
  Решение: Молярная концентрация (молярность раствора) показывает число молей растворенного вещества, содержащегося в 1 л раствора.
  См=m\M*V
  где m – масса растворенного вещества, M - молярная масса растворенного вещества, V- объем раствора.
  М(NaOH)= 40 г/моль
  m= Cм*M*V=0,2*40*0,2=1,6г.
  

• 18 слайд

  Определите нормальную концентрацию (нормальность) раствора хлорида железа (III), если в 0,3 л раствора содержится 32,44г хлорида железа (III).
  Решение: Нормальная концентрация показывает число грамм-эквивалентов растворенного вещества, содержащегося в 1 л раствора (г-экв/л).
  Сн=m|Э*V ,
  где m- масса растворенного вещества, V-объем раствора, Э- эквивалентная масса растворенного вещества, она равна (FeCl3)= M|3=162,206|3=54,07 г/г-экв
  Сн=32,44/(54,07*0,3)=2 г-экв/л.
  

• 19 слайд

  В каком количестве эфира надо растворить 3,04 г анилина C6H5NH2 , чтобы получить раствор, моляльность которого равна 0,3 моль/кг.
  Решение: Моляльная концентрация (моляльность) показывает число молей растворенного вещества, приходящего на 1 кг растворителя.
  Сm=m р.в.|M*m растворителя
  Моль анилина равна 93,13 г
  m(растворителя)=m р.в./Сm*M= 3,04|93,13*0,3=0,109 кг.
  

• 20 слайд

  Определите титр 0,01 н. раствора КОН?
  
  Решение: Титр (Т) показывает количество граммов растворенного вещества, содержащегося в 1 мл раствора. В 1л 0,01 н. раствора КОН содержится 0, 561 г КОН.
  Т= 0,561/1000=0,000561 г/мл
  

• 21 слайд

  Вычислите нормальность, молярность и моляльность 10%-ного раствора CuSO4 , плотность которого равна 1107кг/м3.
  
  

• 22 слайд

  Решение: Э(CuSO4)= 159,61/2=79,8 г.
  В 100 г 10%-ного раствора содержится 10г CuSO4 и 90г воды.
  См=10/(159,61*0,09)=0,696 моль/кг
  m=p*V=1107*0,001=1,107 кг
  110,7/159,61=0,693 моль
  
  0,693*2=1,386 г-экв.
  

• 23 слайд

  Для определения содержания компонентов в исследуемом растворе, а также для вычисления концентрации приготовленных растворов применяют стандартные (рабочие) растворы. От точности концентрации приготовленного рабочего раствора зависит точность всех определений, выполненных с помощью этого раствора.
  Существуют два способа приготовления рабочего раствора:
  Способы приготовления стандартных растворов
  

• 24 слайд

  Если вещество химически чистое, не имеет примесей, тем точнее могут быть установлены концентрации стандартных растворов. (карбонат натрия, оксалат натрия, щавелевая кислота,борная кислота)
  Масса навески с точность до 0,0001г. Взвешивают на аналитических весах. Смывают остатки через воронку в мерную колбу с меткой. Приливают воду дист и доводят до метки. Аккуратно и тщательно перемешивают. Зная точную массу навески, объем мерной колбы, вычисляют титр, молярную, нормальную концентрации растворов.
  

• 25 слайд

  2. Если для приготовления стандартного раствора используют вещество, содержащее примеси, то концентрация раствора, приготовленного из таких веществ будет приблизительной. Точную концентрацию его устанавливают на основании результатов титрования другим стандартным раствором известной концентрации.
  Для вычисления концентрации раствора щелочи берут щавелевую кислоту. В бюретку наливают раствор щелочи и оттитровывают в присутствии индикатора фенолфталеина раствор щавелевой кислоты, приготовленной в мерной колбе из точной навески химически чистой кислоты. На основании результатов титрования определенного объема раствора кислоты устанавливают точную концентрацию раствора щелочи.
  

• 26 слайд

  Используют, если стандартный раствор не реагирует с исследуемым раствором или не возможно подобрать индикатор.
  Тогда к исследуемому раствору добавляют заведомо в избытке определенный объем раствора третьего вещества в эквивалентном количестве. Избыток третьего вещества оттитровывают стандартным раствором.
  
  Обратное титрование
  

• 27 слайд

  Например, при определении содержания галогенидов тиоцианометрическим методом (осаждение) стандартный раствор KNCS или NH4NCS не реагирует с галогенидами (Cl, I, Br). Титрование проводят обратным методом. К определенному объму раствора соли галогенида приливают отмеренный бюреткой раствор AgNO3 известной концентрации в избытке. Часть нитрата серебра реагирует с галогенидом, образуя осадок. Непрореагированный AgNO3 оттитровывают стандартным раствором тиоционата. По разности расходования нитрата серебра определяют, сколько его потребовалось на осаждение галогенидов, исходя из этого расчитывают содержание галогенида в растворе.
  

• 28 слайд

  Желаю удачи!
  Спасибо за внимание!