 |
|
Титрованные растворы. Стандартизация титрованных растворов.
Растворы. Способы описания количественного состава р-ров. Приготовление р-ров.
Растворами называют физико-химические однородные смеси переменного состава, состоящие из двух или нескольких веществ и продуктов их взаимодействия. Существует несколько способов описания количественного состава растворов:
Массовая доля растворенного вещества - ω = m в-ва/ m р-ра х 100%
Молярная концентрация - C = n/V (моль/л)
Титр раствора — масса растворённого вещества в 1 мл раствора.
Массовая концентрация – ρ = m/Vр-ра
Моляльная концентрация - растворителя. Cm = n/ 1000 г растворителя
Объемная доля – φ = V в-ва/ V р-ра
Молярная доля – χ = n в-ва/n р-ра.
Существует 2 основных способа приготовления растворов (в зав-ти от этого их называют первичными и вторичными) :
1. Готовят путем растворения точной навески в-ва в определенном объеме растворителя
2. Готовят вначале в приблизительной концентрацией , а затем определяют точную с помощью с помощью стандартного в-ва.
Титрованные растворы. Стандартизация титрованных растворов.
Титрованные или стандартные растворы должны готовиться в соответствии с обычными требованиями химического анализа. Проверяют точность используемого оборудования для того, чтобы удостовериться в его пригодности для предполагаемого применения. Титрованными раствораминазываются растворы точно известной концентрации, предназначенные для целей титриметрического анализа.
Концентрация титрованных растворов не должна отличаться от указанной более чем на 10%. Для уточнения концентрации титрованного раствора вводят поправочный коэффициент (отношение фактической концентрации раствора к теоретической). Титрованные растворы периодически (обычно 1 раз в месяц) перепроверяют и устанавливают новый поправочный коэффициент.
Растворы с молярностью ниже 0,1 М готовят непосредственно перед использованием. Титрованные растворы хранят при комнатной температуре, защищая их, при необходимости, от воздействия углерода диоксида и влаги воздуха и от прямых солнечных лучей.
Стандартные растворы могут быть первичными и вторичными.Первичные стандартные растворы готовят путем растворения точной навески вещества в определенном объеме растворителя и тщательного перемешивания. Вторичные стандартные растворы готовят вначале с приблизительной концентрацией (близкой к требуемой), а затем определяют точную концентрацию по стандартному веществу. К этому приему прибегают в том случае, если вещество нельзя получить в достаточно чистом виде или его концентрация изменяется при хранении раствора.
Титрованные растворы также можно приготовить, используя соответствующие фиксаналы. Фиксанал (стандарт-титр, нормадоза) представляет собой запаянную пластиковую или стеклянную ампулу, содержащую в виде порошка или концентрированного раствора точно известное количество вещества, приготовленное и расфасованное в промышленных условиях. Для приготовления стандартного раствора вскрывают ампулу, ее содержимое через воронку переливают (пересыпают) в мерную колбу (обычно объёмом 1 л), при этом необходимо чтобы все содержимое ампулы попало в мерную колбу, саму ампулу 3-4 раза промывают растворителем. Содержимое мерной колбы перемешивают до полного растворения и затем доводят до метки растворителем.
Индикаторы. Общая ха-ка.Классификация индикаторов.Индикатором называют вещество, видимо изменяющее свои свойства (окраску, люминесценцию, растворимость) при изменении концентрации какого либо компонента в растворе.
В зависимости от способа примененияразличают внутренние (вводят в титруемый р-р) и внешние (отбирают каплю титруемого раствора и помещают ее на индикаторную бумагу)индикаторы. Индикатор может представлять собой обратимую систему, изменяющуюся в ту или иную сторону по мере изменения концентрации определяемого вещества, рН раствора, окислительно-восстановительного потенциала и т.д. – обратимый( ок инд-ры). Имеются также и необратимые индикаторы, с помощью которых возможно наблюдать конечную точку титрования только один раз, что обуславливается необратимым изменением химического состава и строения индикатора (ов инд-ры)
В зависимости от процесса, вызывающего изменение свойств индикатора,различают: кислотно-основные, окислительно-восстановительные, адсорбционные, осадительные и металлоиндикаторы.
Также можно разделить индикаторы по числу окрашенных форм:одноцветные (фенолфталеин), двухцветные (метиловый оранжевый), трехцветные (феноловый красный).
Смешанный индикаторсостоит из двух индикаторов, имеющих примерно одинаковый интервал перехода окраски, причём окраска одного из индикаторов является дополнительной для другого. Один индикатор поглощает электромагнитное излучение видимого диапазона с такими длинами волн, которые не поглощает другой индикатор. В результате смесь поглощает часть проходящего через неё светового излучения во всём видимом диапазоне и поэтому кажется серой.
Контрастный индикатор«работает» по такому же принципу, что и смешанный, однако, вместо второго индикатора используется вещество, окраска которого не зависит от рН.
Смеси из трёх и более индикаторов называются универсальными индикаторами.Универсальные индикаторы обычно используют для количественного определения рН.
индикаторы для Кислотно-основного титрования – титриметрический метод анализа, основанный на протолитических реакциях. Различают титрование в водных и неводных растворителях. Кроме того существует титрование:
сильной кислоты сильным основанием
сильного основание сильной кислотой
слабой кислоты сильным основанием
слабого основание сильной кислотой
Кислотно-основные индикаторы – слабые органические кислоты или основания, кислотная и основная форма которых отличаются по окраске или флуоресценции (окраска или флуоресценция зависят от рН).
1) Фталеины (фенолфталеин)
2) Азосоединения (метилоранж)
Общая формула С6Н5 – N=N – C6H5
3) Сульфофталеины ( феноловый красный, тимоловый синий, бромфеноловый синий…)
Общая формула:
Теории поведения индикаторов.
1. Ионная теория: Т.к. индикаторы – слабые кислоты и основания, диссоциация:
HInd ⇌ H + + Ind-
Равновесие сдвинуто вправо – преобладает окраска ионной формы. Влево – молекулярной. Например, нейтральный р-р метилоранжа (рН= 3.7) желтый, т.к. преобладает ионная форма. Т.о. переход одной окраски, присущей молекулярной форме, в другую, свойственной ионной, происходит под влиянием Н+ и ОН- - зависит от рН.
2. Дополнительная - Хромофорная теория: изменение окраски индикаторов связано с изменением их структуры их молекул (образование таутомеров).
Кривая окислительно-восстановительного титрования.
Кривая титрования- график зависимости параметра системы, связанного с концентрацией титруемого вещества, титранта или продукта реакции, от степени протекания процесса титрования (например, от количества добавленного титранта). По оси абсцисс при построении кривых титрования обычно откладывают объём добавленного титранта или степень оттитрованности (f). На оси ординат, в случае кривых титрования для кислотно-основного титрования, откладывают значение рН раствора. В любой кривой титрования можно условно выделить 4 участка: исходная точка;
участок до скачка титрования; скачок титрования, включая точку эквивалентности; участок после скачка титрования.
Скачком титрования называется участок кривой титрования, соответствующий резкому изменению свойств системы (в случае кислотно-основного титрования - резкому изменению рН) вблизи точки эквивалентности (обычно в интервале значений степени оттитрованности 0,999 - 1,001).на рис. Титрование р-ра 0.1 НСl 0.1 NaОН
Погрешности: случайные и систематические( положительные – вещество перетитровано и отрицательные – недотитровано) Систематические в результате: использования неверное градуированной посуды, неправильного считывания объема титранта, неправильной техники титрования, несовпадение точки эквивалентности и рТ индикатора.