Пример 2. Построить кривую титрования 100 мл 0,1 н

Построить кривую титрования 100 мл 0,1 н. раствора Cu₂SO₄ 0,1 н. раствором K₂Cr₂O₇ в 1 н. H₂SO₄, температура опыта 20 °С.

Решение: 1. Составим ионно-молекулярное уравнение окислительно-восстановительной реакции:

Сu+ ó Cu2+ + e –	´6
+ 14 H+ + 6 e – ó 2Cr3+ + 7H2O		.

6Cu⁺ + + 14 H⁺ = 6Cu²⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂O

2. Рассчитаем потенциалы в процессе титрования, используя уравнение Нернста. До ТЭ (избыток Cu⁺) потенциалопределяющей является реакция:

Cu⁺ ó Cu²⁺ + e^–:

.

Для расчета потенциала нужно знать молярные концентрации окисленной (Cu²⁺) и восстановленной (Cu⁺) форм вещества. Для примера рассчитаем С(Сu²⁺) и C(Cu⁺) для точки, когда прилито 10 мл раствора K₂Cr₂O₇ (без учета разбавления раствора).

С (Сu²⁺) = = 10^–2 моль/л; С (Сu⁺) = 0,1 – 0,01 = 0,09 моль/л,

тогда

Объем раствора K2Cr2O7, мл					99,9
С (Сu2+), моль/л	0,01	0,05	0,09	0,099	0,0999
C (Cu+), моль/л	0,09	0,05	0,01	0,001	0,0001
Е (Сu2+, Cu+), В	0,098	0,153	0,211	0,269	0,327

3. Рассчитаем потенциал в ТЭ:

4. Рассчитаем потенциал после ТЭ, когда в избытке и протекает реакция:

+ 14 H⁺ + 6 e ^– ó 2Cr³⁺ + 7H₂O

Концентрация Cr³⁺ считаем постоянной и равной 0,1 моль/л.

Считаем, что С (Н⁺) = 1 моль/л.

Объем раствора K2Cr2O7, мл	100,01	100,1
, моль/л	10–5	10–4	10–3
C (Cr3+), моль/л	0,1	0,1	0,1
	1,301	1,314	1,323

Для примера рассчитаем Е для точки, когда прилито 100,01 мл K₂Cr₂O₇ (без учета разбавления):

Потенциометрическое титрование по методу осаждения

В качестве индикаторных электродов в методе осаждения используют металлические серебро и ртуть, что позволяет определять концентрацию ионов серебра и ртути , а также и др. ионы, которые образуют с ионами серебра и ртути малорастворимые соединения.

Электродами сравнения служат каломельный или хлорсеребряный электроды, контакт которых с исследуемым раствором осуществляется при помощи электролитического ключа с KNO₃.

Рассмотрим титрование галогенид-ионов ионами серебра с серебряным индикаторным электродом. В растворе идет химическая реакция:

Ag⁺ + Hal^–= Ag Hal_(тв.), К_s(AgHal) = [Ag⁺] × [Hal^–].

До точки эквивалентности потенциал электрода вычисляют по формуле:

.

Концентрацию ионов Ag ⁺ рассчитываем из произведения растворимости K_s: тогда

В точке эквивалентности [Ag⁺] = [Hal ^– ] = и потенциал электрода:

После ТЭ потенциал электрода рассчитывают по уравнению:

Пример

Рассчитать потенциалы серебряного электрода при титровании 0,1 н. раствора KSCN 0,1 н. раствором AgNO₃ до начала титрования, в ТЭ, а также величину скачка потенциала в ТЭ.

Решение: 1. Уравнение реакции осаждения:

Ag⁺ + SCN^– = AgSCN_(тв.), K_s = 1 × 10^–12.

Определяем потенциал серебряного электрода до титрования:

В точке эквивалентности:

В начале скачка потенциала [SCN^–] = 10^–4 моль/л, так как недотитровано 0,1 % KSCN:

В конце скачка потенциала [Ag⁺] = 10^–4 моль/л, так как избыток AgNO₃ (0,1 н.) составляет 0,1 %. Тогда Е _кон. = 0,80 + 0,059× lg 10^–4 = = 0,564 В.

Скачок потенциала равен Е _кон. – Е _нач. = 0,564 – 0,33 = 0,234 В.

5. Кондуктометрический метод анализа

Кондуктометрический метод анализа или кондуктометрия основана на измерении электропроводности растворов.

Электропроводность g – это величина обратная сопротивлению R.

Удельная электропроводность s представляет собой электропроводность 1 см³ раствора, находящегося между параллельными электродами, площадью 1 см² каждый, расположенными на расстоянии 1 см.

Молярная электропроводность l – это электрическая проводимость раствора, содержащего 1 моль вещества, если раствор помещен между двумя параллельными электродами, расположенными на расстоянии 1 см.

Для решения задач рекомендуем использовать таблицу основных величин, применяемых в кондуктометрии (см. таблицу).