Определение серебра осадительным титрованием

Впервые метод осадительного титрования серебра без применения индикаторов был разработан Ж. Гей-Люссаком в 1832 г.

Осадительное титрование — это методы титриметрического анализа, основанные на реакциях осаждения между титрантом и определяемым веществом.

В 1856 г. немецкий химик К. Ф. Мор разработал титриметрический метод определения серебра, используя реакцию осаждения катионов серебра хлорид-ионом (метод Мора). Метод получил всеобщее признание, а реакции осаждения стали широко применять в титриметрии для определения различных катионов и анионов.

Высокая точность анализа может быть достигнута при выполнении ряда требований;

• — реакция осаждения должна протекать строго стехиометрически, без побочных реакций и процессов соосаждения;
• — определяемое вещество должно хорошо растворяться в воде с образованием бесцветного раствора;
• — малорастворимые соединения, образующиеся при титровании, должны иметь растворимость меньше 1СН моль/л (ПР 8 );
• — осадок должен выпадать быстро при комнатной температуре, без образования пересыщенных растворов;
• — конечная точка титрования (КТТ) должна четко фиксироваться с помощью индикаторов или физико-химическими методами анализа.

Сущность и методы осадительного титрования

Методы осадительного титрования классифицируют по природе титранта.

Потенциометрическое титрование

Аргентометрия — метод, в котором используется титрант AgN03. Он служит для определения содержания хлорид-ионов, бромид-ионов и иодид-ионов в воде, а также водных вытяжках из почв и других анализируемых систем:

Тиоцианатометрия — метод, в котором в качестве титранта применяется стандартный раствор тиоцианата аммония NH4SCN (или калия KSCN). Он используется для определения ионов серебра.

В основе метода лежит реакция

Меркурометрия — метод, основанный на применении стандартного раствора нитрата ртутиф Hg2(N03)2.

Этот метод используется для определения хлорид- и иодид-ионов:

Гексацианоферратометрия — метод определения катионов металлов (Zn 2+ , Cu 2+ , Mn 2+ , Fe 2 +, Ni 2+ и др.) с использованием в качестве титранта стандартного раствора гексацианоферрата(Н) калия K4[Fe(CN)6]:

Сульфатометрия — метод, основанный на применении титранта H2S04; используется для определения катионов бария:

Бариометрия — метод, в котором в качестве титранта применяется хлорид бария ВаС12; он используется для определения сульфат-ионов в воде, а также в водных вытяжках из почв и других объектов. Химическая реакция в данном методе аналогична вышеприведенной в сульфатометрическом методе.

Осадительное титрование.

Как и в других методах титриметрического анализа, в осадительном титровании применяют прямое и обратное титрование.

Источник: studme.org

Кривые осадительного титрования

1) Определяемое вещество должно хорошо растворяться в воде с образованием бесцветного раствора и содержать хотя бы один ион, вступающий в реакции осаждения.

2) Реакция осаждения должна протекать строго стехиометрически. Побочные реакции и процессы соосаждения титранта или определяемого вещества с образующимся осадком исключаются.

3) Реакция должна протекать практически до конца. Метод осади­тельного титрования целесообразно применять тогда, когда, например, для бинарного выпадающего осадка типа МА, включающего два иона — катион и анион, произведение растворимости K°s < 10 -8 , т.е. образуется малорастворимый осадок. В этом случае реакция протекает практически не менее чем на 99,99%.

4) Осадок должен выпадать быстро, при комнатной температуре, без образования пересыщенных растворов.

Классификация методов осадительного титрования.

Методы осадительного титрования обычно классифицируют по при­роде активного реагента, взаимодействующего с определяемыми веществами, следующим образом (в скобках указан реагент, используемый в качестве основного в данном методе: 1) аргентометрия (AgNO3); 2) тиоцианатометрия (KNCS или NH4NCS); 3) меркурометрия (Hg2(NO3)2); 4) гексацианоферратометрия (K4[Fe(CN)6]; 5) сульфатометрия (H2SO4); 6) бариметрия (BaCl2).

В осадительном титровании применяют: 1) прямое, 2) обратное титрование, а косвенное – нет.

Прямым аргентометрическим титрованием определяют, в частности, галогенид-ионы, титруя анализируемый раствор, содержащий эти ионы,
стандартным раствором титранта-осадителя AgNO3, например:

Способом обратного осадительного титрования можно определять бромид-ионы в бромиде калия. Для этого к анализируемому раствору, содержащему бромид-ионы, прибавляют точно известное количество стандартного раствора AgNO3 в избытке по сравнению со стехиометрическим количеством. Бромид-ионы осаждаются практически полностью:

Остаток избыточного нитрата серебра, не вступившего в реакцию с бромид-ионами, оттитровывают стандартным раствором тиоцианата аммония:

Кривая осадительного титрования — графическое изображение из­менения концентрации определяемого вещества (или титранта) в зависи­мости от объема прибавленного титранта (или определяемого вещества).

Часто кривые осадительного титрования строят в координатах рМ —V(Т) или рА — V(Т), где показатель концентрации катионов металла рМ = -lg[М n + ]; рА = -lg [A n — ]; V(Т) — объем прибавленного титранта.

Расчет и построение кривых осадительного титрования. Рассмотрим расчет и построение кривых осадительного титрования на примере аргентометрического титрования раствора хлорида натрия (Х) стандартным раствором нитрата серебра (Т):

В качестве начальных условий выберем следующие: объем исходно­го анализируемого раствора: V(NaCl) = V(Х) = 100 мл = 0,1 л концентра­ция исходного анализируемого раствора: c(NaCl) = с(Х) = 0,1 моль/л; объем прибавленного титранта: V(AgNO3) = К(Т) — переменная величина; концентрация титранта: c(AgNO3) = с(Т) = 0,1 моль/л. Произведение растворимости хлорида серебра равно: Ks°(AgCI) = 1,78 • 10 -10 ; -lg Ks°(AgCl) = pKs° = 9,75.

Для построения кривой осадительного титрования рассчитаем pCl =-lg [C1 — ] в различные моменты титрования, а также найдем pAg = = -lg [Ag + ] = Ks°(AgCl) — pCl = 9,75 — pCl после начала прибавления титранта.

1) Расчет pCl для исходного анализируемого раствора. Очевидно, что для исходного анализируемого раствора:

pCl = -lg[Cl — ] = -lg 0,1 = 1.

2) Расчет pCl до точки эквивалентности. После начала прибавления титранта и до ТЭ концентрация хлорид-ионов в титруемом растворе уменьшается. Без учета растворимости осадка можно записать:

Зная объем прибавленного титранта и учитывая начальные условия, можно рассчитать [Сl — ] и затем pCl = -lg [Сl — ].

3) Расчет pCl в точке эквивалентности. В ТЭ теоретически все хлорид-ионы оттитрованы; образовалось эквивалентное количество хлорида серебра, который, хотя и незначительно, все же растворяется:

pCl = -lg[Сl — ] = -lg Ks°(AgCl)/2 = рKs°(AgCl)/2 = 9,75/2 = 4,875.

4) Расчет pCl после точки эквивалентности. После ТЭ дальнейшее прибавление титранта — раствора нитрата серебра — приводит к уменьшению растворимости осадка AgCl за счет влияния избытка вводимых одноименных ионов — катионов серебра Ag + , входящих в состав осадка и титранта. Равновесная концентрация хлорид-ионов вследствие этого уменьшается. Значение pCl можно рассчитать, зная произведение растворимости хлорида серебра и равновесную концентрацию катионов серебра:

pCl = рKs°(AgCl) – pAg = 9,75 – pAg.

Равновесная концентрация катионов серебра и, следовательно, pAg определяются избытком прибавленного титранта (если пренебречь растворимостью осадка):

[Ag + ] = [с(Т)V(T) — с(Х) V(Х)]/[V(X) + V(T)].

Кривая осадительного титрования имеет вид:

Рассчитанная кривая осадительного титрования 100 мл 0,1 моль/л рас­твора хлорида натрия стандартным 0,1 моль/л раствором нитрата серебра.

В рассматриваемом случае линии полного осаждения на рисунке со­ответствует значение pCl = 4,875 в ТЭ.

Скачок титрования рСl лежит в интервале примерно от pCl ≈ 3,8 до pCl ≈ 6,2. Поэтому при индикаторной фиксации КТТ следует использо­вать такой индикатор, который резко изменял бы свои видимые свойства в указанном интервале скачка на кривой титрования.

Аналогично рассчитываются и строятся кривые осадительного тит­рования и в других случаях.

Влияние различных факторов на скачок кривой осадительного титрования. Чем протяженнее скачок на кривой осадительного титрования,
тем больше имеется возможностей для подбора соответствующего индикатора. На величину скачка кривой осадительного титрования влияют: 1) концентрация растворов титруемого вещества и титранта; 2) растворимость образующегося при титровании осадка; 3) температура; 4) ионная сила раствора.

1) С понижением концентраций растворов определяемого вещества и титранта уменьшается протяженность скачка на кривой титрования.

2) Растворимость осадка, образующегося в процессе осадительного титро­вания, сильно влияет на протяженность скачка титрования. Чем ниже растворимость осадка (меньше его произведение растворимости), тем протяженнее скачок на кривой осадительного титрования.

3) Температура оказывает влияние на скачок титрования тогда, когда при варьировании температуры заметно изменяется растворимость осадка. В большинстве случаев растворимость осадка возрастает с увеличением температуры, поэтому осадительное титрование обычно проводят при температуре, не превышающей комнатную.

4) Изменение ионной силы раство­ра сравнительно мало сказывается на скачке титрования, поскольку влия­ние изменения ионной силы раствора на растворимость осадков относи­тельно невелико по сравнению с дей­ствием других факторов, рассмотренных выше.

Источник: studopedia.su

Лекция 5. Осадительное титрование. Требования к реакциям. Индикаторы. Аргентометрия.

2. Цель лекции: Изучить метод осадительного титрования и его классификацию. Рассмотреть индикаторы и кривые осадительного титрования. Изучить методаргентометрии.

3. Тезисы лекции: Осадительное титрование − метод титриметрического анализа, основанный на применении титрантов, образующих с определяемым ве­ществом малорастворимые соединения.

Методы осадительного титрования обычно классифицируют по природе активного реагента, взаимодействующего с определяемыми веществами следующим образом: аргентометрия (AgNО3), тиоцианатометрия (KNCS или NH4NCS), меркурометрия (Нg(NO3)2), гексацианоферратометрия (K4[Fe(CN)6]), сульфатометрия (H2SO4), бариметрия (ВаС12) и др.

В осадительном титровании применяют прямое и обратное титрование.

Кривая осадительного титрования− графическое изображение изменения концентрации определяемого вещества (или титранта) в зависимости от объема прибавленного титранта (или определяемого вещества).

Кривые осадительного титрования строят в координатах рМ−V(Т) или рА−V(T). На величину скачка кривой осадительного титрования влияют концентрация растворов титруемого вещества и титранта, растворимость образующегося при титровании осадка, температура, ионная сила раствора.

В методе осадительного титрования для фиксации ТЭ используют индикаторы следующих типов: осадительные, металлохромные, адсорб­ционные.

Осадительные индикаторы − такие индикаторы, которые выделя­ются из раствора в виде осадка в хорошо заметной форме в ТЭ или вбли­зи ее. Известно небольшое число осадительных индикаторов. Примером осадительных индикаторов может служить хромат калия К2СrO4, используемый для аргентометрического титрования хло­рид-ионов нитратом серебра.

Металлохромные индикаторы в осадительном титровании − инди­каторы, образующие с титрантом окрашенные комплексы вблизи ТЭ. Например, соль железа (III) — железоаммонийные квасцы NH4Fe(SO4)2•12Н2O.

Адсорбционные индикаторы − такие индикаторы, адсорбция или десорбция которых осадком при осадительном титровании сопровожда­ется изменением окраски в ТЭ или вблизи ее. Индикаторы этого типа органические вещества, которые адсорбируются осадком в ТЭ и окраши­вают его. Они являются слабыми протолитами кислотного или основного характера.

Типичные адсорбционные индикаторы − флуоресцеин и эозин (тетрабромфлуоресцеин):

Флуоресцеин

Аргентометрия, или аргентометрическое титрование − метод осадительного титрования, основанный на исполь­зовании стандартного раствора нитрата серебра AgNО3 в качестве реагента-осадителя. В основе метода лежат осадительные реакции

Титрование проводят обычно в присутствии индикаторов. В качестве основного титранта метода использу­ют стандартный раствор AgNО3, с концентрацией 0,1 и 0,05 моль/л, который стандартизируют по хлориду натрия.

В зависимости от способа прове­дения титрования и применяемого индикатора различают 4 метода аргентометрического титрования.

1. Метод Гей-Люссака − прямое титрование галогенид-ионов стандартным раствором нитрата серебра без индикаторов. Окончание титрования фиксируют визуально по прекращению образования осадка соли серебра и просветлению раствора. Метод дает очень точные резуль­таты. Требует известного навыка, сравнительно продолжителен.

2. Метод Мора − определение галогенид-ионов прямым тит­рованием раствором нитрата серебра в присутствии индикатора − рас­твора хромата калия. Применяется для определения Сl — , Вr — . Однако ме­тод не позволяет определять I — и NCS — , так как при титровании происхо­дит соосаждение хромата калия с осадками AgI или AgNCS. Определению мешают катионы образующие осадки хроматов, а также анионы, дающие осадки солей серебра.

3. Метод Фаянса – Фишера – Ходакова – определе­ние галогенид-ионов прямым титрованием раствором нитрата серебра в присутствии адсорбционных индикаторов − флуоресцеина, эозина и др. Метод позволяет определять хлориды, бромиды, иодиды, цианиды, тиоцианаты.

4. Метод Фольгарда − обратное титрование избытка катионов серебра раствором тиоцианата аммония NH4NCS или калия KNCS в присутствии индикатора − железоаммонийных квасцов NH4Fe(SO4)2•12Н2O. Применяется для определения галогенид-ионов, CN — , SCN — , S 2- , СО3 2- , С2О4 2- и др.

Из всех методов осадительного тит­рования аргентометрия − наиболее распространенный в аналитической практике метод. Его используют в анализе как органических, так и неор­ганических веществ.

Аргентометрия применяется для анализа таких фармацевтических препаратов, как NaCl, NaBr, KBr, NaI, KI, спиртовых растворов иода, эфедрина гидрохлорида, галогенпроизводных органических веществ (по­сле перевода галогена в ионогенное состояние, например, нагреванием со щелочью) − бромизовала, карбромала, бромкамфоры. Аргентометрически анализируют барбитураты − производные ди-оксопиримидина. Анализ основан на том, что однозамещенные соли се­ребра растворимы, а двузамещенные − нерастворимы в воде. В слабо щелочной среде (в присутствии Na2CO3) титруют анализируемый рас­твор, содержащий определяемый препарат, стандартным 0,1 моль/л рас­твором нитрата серебра до образования мути, не исчезающей при взбал­тывании смеси.

4. Иллюстративный материал:

Рис.1 Кривая титрования 100 мл Рис.2. Cравнение кривых титрования-

0,1моль/л раствора NaСl вания 0,1моль/л растворов КСl, 0,1моль/л раствором AgNO3 KBr, KI 0,1моль/л раствором AgNO3.

5. Литература:

Основная: 1, 2, 3, 4, 5.

Дополнительная: 7, 8.

6. Контрольные вопросы:

· Сущность и классификация методов осадительного титрования.

· Индикаторы осадительного титрования.

· Расчет, построение и анализ кривых осадительного титрования.

Дата добавления: 2016-01-05 ; просмотров: 33 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник: studopedia.net