В результате добавления нитрата серебра к раствору, содержащему хлорид-ионы, выпадает белый осадок хлорида серебра, например:
$NaCl + AgNO_ = AgCl downarrow + NaNO_$
Прекращение помутнения раствора указывает на окончание реакции между хлорид-ионами и ионами серебра. Окончание реакции можно определить, используя индикатор (хромат калия), который после осаждения хлорида серебра образует с ионами серебра красный осадок хромата серебра:
$K_CrO_ + 2AgNO_ = Ag_CrO_ + 2KNO_$
Применяется также адсорбционный индикатор флуоресцеин, который в момент окончания реакции вызывает изменение окраски осадка хлорида серебра.
Устройство для фиксирования окончания реакции может быть основано на использовании потенциометра, подающего сигнал для выключения подачи раствора при заданном потенциале. Необходимо при этом использовать электрод, потенциал которого зависит от концентрации ионов $Cl^< ->$ или A$Ag^< +>$ в исследуемом растворе.
Источник: calcsbox.com
В растворе, содержащем 0,2 mol фосфата натрия, концентрация ионов натрия равна 1,5 mol/l.
attachments / Аналитические методы
Рис.14. Кривая потенциометрического титрования нитрата серебра хлоридом по методу осаждения Как видно из рисунка, в точке эквивалентности происходит резкий скачок ЭДС, определяемый изменением потенциала индикаторного электрода. Конечную точку титрования 1 (или точку эквивалентности) определяют как среднюю точку участка, соответствующего вертикальному ходу кривой. Очевидно, что точность данного способа тем выше, чем больше величина скачка потенциала. При этом следует иметь в виду, что скачок потенциала и. следовательно, ЭДС тем больше, чем выше концентрация титруемого раствора и титранта, и чем меньше ПР образующегося осадка. Рассмотрим кривые потенциометрического титрования ионов серебра (рис,15,а) иодидом 1 (ПР AgI =10 -16 ) и хлоридом 2 (ПРAgCl=10 -10 ). Поскольку ПР AgI
Переведение в малодиссоциированные комплексы. Сущность данного способа заключается в следующем: при добавлении титранта к исследуемому pacтвоpу количество ионов, концентрацию которых нужно определить, уменьшается, т.к. они связываются в малодиссоциированный комплекс. В связи с этим будет изменяться потенциал индикаторного электрода и, следовательно, ЭДС гальванического элемента. Рассмотрим пример титрования цианид-ионов раствором нитрата серебра. Индикаторным электродом гальванического элемента служит серебряная проволока, электродом сравнения — каломельный полуэлемент. Титрантом является раствор нитрата серебра. Ионы серебра с ионами цианида образуют комплекс [Ag(CN) 2 ], причем процесс комплексообразования обратим: Ag + + 2CN — [Ag(CN — ) 2 ] — Константа нестойкости этого комплекса равна:
| Ag N | |||
| К | 2 | 1,0 10 21 . | (18) |
| Ag CN 2 |
Воспользовавшись этой формулой, можно рассчитать концентрацию ионов серебра, а по формуле Нернста (5) — потенциал серебряного электрода. В процессе титрования потенциал последнего и, следовательно, ЭДС гальванического элемента будут возрастать (рис.16,а), и в точке эквивалентности 1 обнаружится резкий скачок потенциала. При дальнейшем титровании вслед за скачком потенциала, соответствующим Рис.16. Кривые потенциомётрического титрований по способу комплексообразования: цианид-ионов раствором нитрата серебра (а); ионов кальция раствором ЭДТА (б) при различных рН окончанию процесса комплексообразования, возникает почти горизонтальный участок. Это объясняется тем, что дальнейшее добавление нитрата серебра ведет к образованию в растворе малодиссоциированного осадка: [Ag(CN — ) 2 ] — + Ag 2AgCN
Таким образом, концентрация ионов серебра в растворе, от которой зависит величина потенциала индикаторного электрода, определяется растворимостью образующегося осадка. До тех пор, пока весь комплекс не превратится в осадок, потенциал системы остается практически постоянным. Скачок потенциала в точке эквивалентности тем больше, чем меньше константа диссоциации комплекса и чем больше начальная концентрация титруемого раствора. При использовании большинства органических комплексообразующих лигандов процесс титрования сильно зависит от рН раствора, так как при различных рН образуются комплексы с различной константой нестойкости и различного состава. На рис.16,б приведены кривые потенциометрического титрования ионов Са 2+ раствором динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) при различных рН. Очевидно, что при рН=8 точка эквивалентности будет определена менее правильно, нежели при рН=9 или рН=12. Окислительное титрирование. При протекании окислительновосстановительной реакции в растворе имеются ионы в окисленной и восстановленной форме. Если подобрать индикаторный электрод, обратимый относительно этих ионов, то по мере течения реакции концентрация ионов, находящихся в окисленной и восстановленной форме, будет изменяться. Тогда, в соответствии с формулой Нернста, будет меняться величина электродного потенциала и, следовательно, ЭДС гальванического элемента. В качестве примера окислительно-восстановительного титрования рассмотрим процесс титрования хлорида железа (III) раствором хлорида олова (II) 2Fe 3+ + Sn 2+ 2Fe 2+ + Sn 4+ Стандартные потенциалы электродных процессов равны:
| 2Fe 3+ + 2e 2Fe 2+ | 0,77 В | ||
| Sn 2+ + 2e Sn 4+ | 0,15 В | ||
| Так как 0 Fe 3 / Fe 2 | 0 Sn 4 / Sn 2 , то ион | Fe 3+ будет окислять ион Sn 2+ . | |
Составим гальванический элемент, в котором индикаторный электродом служит платина 2, электродом сравнения — каломельный полуэлемент 3, и заполним его хлоридом железа(III) (рис.17). Титрантом является раствор хлорида олова I, перемешивание осуществляется магнитной мешалкой 4. Потенциал платинового индикаторного электрода в растворе хлорида железа (III) описывается уравнением:
| RT | Fe 3 | |
| Fe 3 / Fe 2 0 Fe 3 / Fe 2 nF | ln Fe 2 . | (19) |
Тогда ЭДС гальванического элемента можно записать в виде:
| E 0 Fe 3 / Fe 2 Hg , Hg 2 Cl 2 | RT | Fe 3 | |||||||
| 0 Fe 3 / Fe 2 nF | ln Fe 2 Hg , Hg 2 Cl 2 | ||||||||
| 3 | 2 | 0 Hg , Hg 2 Cl 2 | RT | ln | Fe 3 | . | (20) | ||
| 0 Fe | / Fe | nF | Fe 2 | ||||||
Рис. 17. Установка для окислительно-восстановительного потенциометрического титрования Естественно, что изменение концентраций ионов Fe 3+ и Fe 2+ в процессе титрования повлечет за собой изменение величины 0 Fe 3 / Fe 2 и, следовательно, ЭДС гальванического элемента, которое зафиксируется измерительным прибором. В процессе титрования раствора хлорида железа(III) раствором хлорида олова (II) (рас.18) электродный потенциал 0 Fe 3 / Fe 2 и, следовательно, ЭДС гальванического элемента вначале незначительно уменьшаются, в точке эквивалентности I происходит резкий скачок потенциала, а затем он начинает изменяться на незначительную величину. В результате получается характерная кривая потенциометрического титрования. Скачок потенциала в точке эквивалентности тем больше, чем больше разность стандартных окислительно-восстановительных потенциалов и концентрация титруемого раствора и титранта.
Расчет рН растворов сильных и слабых кислот. Химия для поступающих.
Рис.18. Потенциометрическая кривая титрования раствора железа (III) раствором хлорида олова (II) Кислотно-основное титрование . Титрование сильных и слабых кислот сильными и слабыми основаниями (и наоборот) связано с изменением концентрации ионов водорода Н + в растворе. Поэтому индикаторным электродом гальванического элемента в этом случае наиболее часто служит стеклянный электрод 1 (рис.19). Электродом сравнения обычно служит каломельный полуэлемент 2 (или хлорсеребряный). Поскольку потенциал стеклянного электрода обусловлен обменом ионов щелочных металлов, находящихся в стекле, с ионами водорода из раствора, то изменение концентрации последних в исследуемом растворе при титровании повлечет за собой изменение электродного потенциала и ЭДС элемента. Рис.19. Установка для кислотно-основного потенциометрического титрования При титровании раствора сильной кислоты раствором сильной щелочи (или наоборот) происходит уменьшение концентрации ионов H + например: HCl + NaOH = H 2 O + NaCl или H + + OH — = H 2 O Это ведет к уменьшению потенциала индикаторного электрода и, соответственно, к уменьшению ЭДС. В результате получается типичная кривая потенциометрического титрования с резким скачком потенциала в эквивалентной точке (рис.20, кривая 1).
Таким образом, потенциал индикаторного электрода при кислотноосновном титровании будет зависеть от рН раствора. Действительно, если в качестве индикаторного электрода взять стеклянный электрод, то в этом случае
| Н ОН | RT | ln a H | (21) | |||||
| nF | ||||||||
| Так | как | стандартный | потенциал | водородного | электрода | |||
| 0 ( a H 1, | P 1 атм , | t 25 0 C ) принят за нуль, то | ||||||
| H | RT ln a | H | |||
| nF | |||||
| Поскольку pH ln a H окончательно имеем: | |||||
| H | RT | pH | (22) | ||
| nF | |||||
Сложнее обстоит дело при титровании слабых кислот и оснований, особенно в случае, когда титрант тоже является либо слабым основанием, либо слабой кислотой. Рис.20.
Кривая потенциометрического титрования кислот разной силы сильным основанием Это объясняется тем, что слабые кислоты или основания диссоциируют не полностью, поэтому концентрация ионов Н + в растворе заметно меньше, чем при диссоциации сильных кислот или оснований. Кроме того, в процессе титрования слабых кислот или оснований в растворе будет получаться буферная смесь остатков, например, слабой кислоты и ее соли, образующейся в процессе нейтрализации.
Все это ведет к тому, что при титровании слабых кислот или оснований получается потенциометрическая кривая с небольшим скачком потенциала в точке эквивалентности (рис.20, кривая 2). В связи с этим очень слабые кислоты и очень разбавленные растворы титровать вообще нельзя, т.к. на кривой титрования не будет скачка потенциала и, следовательно, не будет обнаружена эквивалентная точка (рис.20, кривая 4).
Поэтому при титровании слабых кислот и оснований нужно учитывать их константу
диссоциации. Чем больше константа диссоциации, тем больше степень диссоциации слабой кислоты и, следовательно, выше концентрация ионов H + в растворе. В результате величина скачка потенциала на кривой титрования больше и можно более точно определить точку эквивалентности (см. рис.20). Скачок потенциала при кислотно-основном титровании тем больше, чем больше концентрация титруемой кислоты или щелочи и чем больше их степень диссоциации. Минимальные концентрации удовлетворительно титруемых кислот и оснований следующие:
| константа диссоциации; |
| кислоты — 10 -7 до 5·10 -7 до10 -6 до10 -5 ; |
| концентрация, г-экв/л — не титруется 1 0,1 0,001. |
Поскольку ход кривой потенциометрического титрования зависит от константы диссоциации, то можно титровать смесь кислот, отличающихся значениями Kg (рис.21, кривая 1). Рис.21. Кривые титрования смеси сильной (1) и слабой (2) кислоты В этом случае на кривой титрования получается два скачка потенциала: сначала оттитровывается сильная кислота (эквивалентная точка V’ экв ) а затем слабая (V» экв ). Для того, чтобы при титровании смеси кислот получались четкие кривые титрования, необходимо, чтобы значения Кg этих кислот отличались не менее чем на четыре порядка:
| К 1 С 1 | 10000 . | (23) |
| К 2 С 2 |
В противном случае на кривой потенциометрического титрования может не получиться четко выраженных скачков потенциала (рис.21. кривая 2), Необходимо отметить, что отсутствие ярко выраженного скачка потенциала у кривой титрования в координатах Е; В-V, мл еще не означает, что эквивалентную точку определить нельзя. Необходимо построить
| дифференциальную кривую титрования в координатах | E | мл, что для ряда |
| V V |
случаев позволит получить значения эквивалентной точки.
2.1.2.3. Титрование в неводных, растворителях. В потенциометрическом титровании довольно широко применяются также неводные растворители.
По способности отдавать или принимать протоны неводные растворители можно разделить на четыре группы: — растворители, проявляющие только кислотные свойства, например, ледяная уксусная кислота; — растворители, проявляющие только основные свойства, например, жидкий аммиак; — амфипротонные растворители, проявляющие как кислотные, так и основные свойства, например, этанол; — апротоннке растворители, не проявляющие ни кислотных, ни основных свойств, например, бензол и четыреххлористый углерод. Применение неводных растворителей дает возможность проводить потенциометрическое титрование таких веществ, титрование которых в водном растворе осуществляется с трудом или вообще невозможно, (например, веществ, не растворимых в воде или образующих стойкие эмульсии и суспензии).
Хороший результат можно получить и при титровании смесей кислот или оснований, которые не титруются раздельно в водном растворе. Так, при титровании смеси хлористоводородной и монохлоруксусной кислот в водном растворе гидроксидом натрия скачки потенциалов, соответствующие эквивалентным точкам, определить трудно (рис.22, кривая 1). Рис.22.
Кривые потенциометрического титрования в различных растворителях: 1- вода; 2- ацетон Если в качестве растворителя взять ацетон, то получается кривая с четко выраженными скачками потенциала, по которым можно точно определить эквивалентные точки для обеих кислот (V´ ЭКВ и V» ЭКВ ). Как известно, при производстве сульфатной целлюлозы основным отходом производства является черный сульфатный щелок. Из него в дальнейшем выделяют сульфатное мыло, из которого получают талловое масло — сырье для получения талловой канифоли и синтетических моющих средств. Таловое масло в основном (92%) состоит из жирных (олеиновой, линоленовой, стеариновой и т.д.) и смоляных (абиетиновой) кислот, которые не растворимы в воде. Определение их содержания проводят методом экстракции. Однако этот метод является весьма длительным (анализ длится почти двое суток) и многооперационным. В связи с этим явный интерес представляет
Источник: studfile.net
В насыщенном растворе какой из двух сравниваемых солей концентрация ионов серебра будет больше: Аg2CrO4 или Аg3PO4?
Готовое решение: Заказ №8388
Тип работы: Задача
Статус: Выполнен (Зачтена преподавателем ВУЗа)
Предмет: Химия
Дата выполнения: 28.08.2020
Цена: 228 руб.
Чтобы получить решение , напишите мне в WhatsApp , оплатите, и я Вам вышлю файлы.
Кстати, если эта работа не по вашей теме или не по вашим данным , не расстраивайтесь, напишите мне в WhatsApp и закажите у меня новую работу , я смогу выполнить её в срок 1-3 дня!
Описание и исходные данные задания, 50% решения + фотография:
В насыщенном растворе какой из двух сравниваемых солей концентрация ионов серебра будет больше: Аg2CrO4 или Аg3PO4?
Решение :
Рассчитаем концентрации ионов серебра по значениям произведения растворимости:
Пусть растворимость соли S , тогда равновесные концентрации:
[ Ag + ] = 2S моль / л
[CrO4 2- ] = S моль / л
- К навеске Na2CO3 массой 0,1032 г прилили 50,00 см3 0,0949М раствора HCl; избыток кислоты оттитровали 24,80 см3 0,1 н раствора КОН.
- Константа равновесия реакций окисления-восстановления.
- На титрование 20,00 см3 раствора FeSO4 в сернокислой среде израсходовано 22,50 см3 0,1 н раствора K2Cr2O7. Сколько воды нужно добавить к 200 см3 раствора FeSO4, чтобы сделать раствор точно 0,0500 н?
- Рассчитать скачок титрования 0,2 М раствора салициловой кислоты раствором NaOH той же концентрации при допустимой погрешности определения ± 0,1 %. Выбрать индикатор.
Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔
Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.
Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.
Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.
В случае копирования материалов, указание web-ссылки на сайт natalibrilenova.ru обязательно.
Источник: natalibrilenova.ru