Небольшими порциями. горизонтально вращая, чтобы промыть всю внутреннюю поверхность пипетки

в/ Затем взять пипетку большим и средним пальцами правой руки, вытереть ее внешнюю часть кусочком фильтровальной бумаги и, погружая ее нижний конец в раствор, наполнить так, чтобы уровень жидкость оказался немного выше метки. Затем быстро зажать верхнее отверстие указательным пальцем и, подняв пипетку и слегка приоткрыв отверстие, спустить раствор точно до метки.

Глаза должны находиться на уровне метки!

Вновь плотно закрыть отверстие и перенести пипетку в заранее подготовленный сосуд. Держа пипетку вертикально, отнять палец и дать жидкости стечь по стенке сосуда.

г/ Небольшой объем, оставшийся внутри кончика пипетки не выдувать: калибрование пипетки рассчитано именно на такой способ выливания.

Чтобы объем вытекающей жидкости был постоянным, нужно выливать раствор из пипетки всегда в одинаковых условиях!

Не следует удалять остатки раствора из пипетки выдуванием или нагреванием рукой!

д/ Для заполнения пипеток легколетучими и ядовитыми жидкостями надо пользоваться резиновой грушей или специальными насадками!

2. Бюретки предназначены для измерения объема жидкости и калиброваны на ее вытекание.

Они представляют градуированные стеклянные трубки вместимостью 10,00 –100,0 мл с краном, зажимом или другим затвором. Нулевое деление находится в верхней части бюретки.

В макроанализе применяют бюретки емкостью 25,-50,0 мл и градуированные с точностью до 0,1 мл. В микроанализе бюретки градуированы на 0,01 мл.

Бюретки предназначены для ответственной работы – титрования, поэтому их следует содержать в особой чистоте. Из чистой бюретки жидкость вытекает равномерно, не оставляя на стенках капель. Вымытые бюретки не сушат, они должны быть заполнены дистиллированной водой.

Правила работы:

1. Тщательно вымыть бюретку ершом с моющим средством до полного обезжиривания, ополоснуть несколько раз дистиллятом. Закрепить в штативе.

2. Перед работой промыть несколько раз небольшими порциями титранта.

Заполнение бюретки проводить через маленькую воронку. Заполнив ее наполовину, удалить пузырьки воздуха из нижней части, приподнимая капилляр. Затем налить раствор выше метки, удалить воронку и установить нулевую точку (нижний мениск должен касаться нулевого деления).

При отсчете по бюретке глаза должны находиться на уровне мениска!

3. Титрование проводить равномерно, скорость вытекания раствора из бюретки должна быть небольшой, чтобы раствор успевал стекать со стенок. Отсчет нужно проводить не ранее, чем через 30 сек. после окончания титрования.

Перед каждым титрованием уровень раствора в бюретке устанавливают на нулевое деление, т.е. пользуются одной и той же частью бюретки!

Объем жидкости, идущий на титрование должен для уменьшения ошибки составлять примерно от 1/3 по 2/3 ее вместимости.

4. После работы бюретку промыть и заполнить доверху дистиллятом. Накрыть от пыли пробиркой.

Мытье мерной посуды

Мерная посуда считается чистой только в том случае, если на ней нет видимых

загрязнений и дистиллированная вода стекает, не оставляя капель.

Стеклянную посуду моют с помощью ерша горячей водой. Для обезжиривания используют раствор соды, стирального порошка, после чего тщательно ополаскивают большим количеством воды и в конце – дистиллятом.

Если не удается отмыть этим методом, пользуются хромовой смесью (раствор дихромата калия и конц. серной кислоты). В ней замачивают посуду на некоторое время, после чего хромовую смесь сливают в бутыль для хранения и используют повторно, пока она не станет зеленой. Обращаться с такой смесью во избежание ожогов нужно очень аккуратно!

Вместо хромовой смеси можно использовать смесь раствора КМпО₄ и H₂SO₄ к., спиртовые растворы щелочей и др.

Иногда для дополнительной очистки посуды прибегают к ее пропариванию. С этой

целью колбу с водой закрепляют в штативе и нагревают; когда вода закипит,

пропускают струю пара в сосуд через трубку.

Мерную посуду, используемую в научной работе, калибруют путем взвешивания воды, вмещаемой этой посудой, при известной температуре.

СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ КОНЦЕТРАЦИИ РАСТВОРОВ

Одной из важнейших количественных характеристик раствора является его концентрация.

Концентрацией называется количество растворенного вещества, содержащегося в определенном весовом или объемном количестве раствора /растворителя/.

В аналитической химии чаще всего используются следующие способы выражения концентрации:

Массовая доля – масса растворенного вещества, содержащаяся в 100 г раствора:

С,% = m в-ва / m р-ра × 100;

Молярная концентрация- количество растворенного вещества в молях, содержащееся в 1 л раствора:

С, моль/л = n / V;

Молярная концентрация эквивалента или нормальность (старое название) количество растворенного вещества в моль-эквивалентах, содержащееся в 1л раствора:

С(f)моль-экв/л=n/V, где f –фактор эквивалентности,рассчитываемый для каждого вещества на основании стехиометрии реакции.

В кислотно-основных реакциях f связан с числом ионов водорода или гидроксила, участвующих в реакции. Например, для Н₃РО₄ фактор эквивалетности может быть 1,1/2, 1/3.

В окислительно-восстановительных реакциях «f» рассчитывают, исходя из числа отданных или присоединенных электронов. Например, для дихромата калия в полуреакции:

Сr₂O₇^2- + 6e + 14H⁺ Û 2Cr³⁺ + 7H₂O, f = 1/6.

Титр – масса растворенного вещества, содержащаяся в 1мл раствора:

Т, г/мл = m/ V;

Т, г/мл = С(f) ×М_Э/ 1000;

Титр раствора по определяемому веществу – масса титруемого вещества Х,

взаимодействующая с 1мл титранта Т:

Т (Х/Т), г/мл = m(_X)/ V_(T) = C(f) (_Т)× M_{Э (Х)} / 1000.

Расчеты в титриметрии базируются на законе эквивалентов. Согласно закону эквивалентов, вещества Х и Т реагируют в эквивалентных соотношениях, т.е. в точке эквивалентности:

С(f)_(T) ×V_(T)= C(f)_(X)×V_(X) ,

зная объем и концентрацию титранта и объем определяемого раствора, можно найти концентрацию определяемого раствора.

Для нахождения массы определяемого вещества по известным объему и концентрации титранта, пользуются видоизмененным правилом эквивалентности:

м_(X)/ М_Э(Х) = С(f)_(T)× V_(Т) .

СПОСОБЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТИТРОВАННЫХ РАСТВОРОВ

В титриметрии применяют растворы реагентов с известной концентрацией. Эти

растворы называются стандартными или титрованными. Различают первичные и вторичные стандартные растворы. Первичные стандартные растворы получают растворением точной навески реагента и разбавлением раствора до определенного объема. Для приготовления таких растворов могут быть использованы только стандартные вещества, удовлетворяющие ряду требований:

1. быть химически бчистыми;

2. строго отвечать химической формуле;

3. быть устойчивыми как в твердом виде, так и в растворе:

4. должны иметь по возможности большую молекулярную массу, чтобы уменьшить погрешность при взвешивании.

Например, безводный карбонат натрия Na₂CO₃, K₂Cr₂O₇ , NaCl, кристаллогидраты

Н₂С₂О₄×2Н₂О, Na₂B₄O₇ × 10H₂O и др.

1. Приготовление растворов стандартных веществ.

Такие растворы готовятся путем растворения навески стандартного вещества, взятой на аналитических весах, в определенном объеме воды в мерной калиброванной колбе.

М е т о д и к а п р и г о т о в л е н и я. Например, надо при готовить 100мл 0,1000М

раствора карбоната натрия.

Рассчитывают навеску вещества, необходимую для приготовления раствора заданной концентрации по формуле:

q теор.= С×М×V,

затем на аналитических весах берут в бюксе точную навеску, по массе близкую к теоретической, количественно переносят ее через воронку в мерную колбу, промывая бюкс и воронку дистиллятом. Вещество растворяют и только после полного растворения доводят объем раствора до метки. Зная массу растворенного вещества и объем мерной колбы, вычисляют:

С эксп.= q эксп.×1000 /М×V колбы;

С(f=1/2)эксп. = Сэксп. ×f;

Т эксп.= q эксп./V колбы;

К= q эксп./ q теор.= Т эксп./ Т теор. = С эксп./ С теор., где

К – поправочный коэффициент.

2. Приготовление растворов вторичных стандартов.

Растворы вторичных стандартов готовятся примерно нужной концентрации. Точная концентрация таких растворов устанавливается путем их стандартизации титрованием по стандартным веществам методом отдельных навесок или по стандартным растворам методом пипетирования.

а/ Приготовление растворов кислот и щелочей путем разбавления концентрированных.

Наиболее часто в титриметрии используют 0,1С(f) растворы кислот и щелочей. Для приготовления раствора гидроксида натрия, не содержащего карбонаты, исполь зуют малую растворимость их в концентрированных растворах. Заранее готовят примерно 50% водный раствор щелочи, после осаждения карбонатов часть жи дкости над осадком декантируют, отбирают нужный объем и разбавляют до необходимой концентрации дистиллятом, предварительно прокипяченным для удаления СО₂ и охлажденным.

М е т о д и к а п р и г о т о в л е н и я.

1. Измерить ареометром плотность концентрированного раствора кислоты или щелочи.

2. Используя справочную литературу, найти отвечающую этой плотности концентрацию (массовую долю, молярность).

3. По правилу эквивалентности

С(f) ₁V₁ = C(f)₂ V₂

рассчитать объем концентрированного раствора, необходимый для приготовления раствора заданной концентрации и объема.

4. Отмерить с помощью мензурки или пипетки с грушей рассчитанный объем в мерную колбу с водой (половина объема колбы), растворить при охлаждении и довести до метки.

Соблюдать правила разбавления серной кислоты!

б/ Приготовление растворов из фиксаналов или стандарт-титров.

Ф и к с а н а л – это запаянное в стеклянную ампулу, точно отвешенное количество твердого вещества или точно измеренный объем раствора, необходимый для приготовления 1,0 л раствора заданной концентрации, чаще всего 0,1н.

М е т о д и к а п р и г о т о в л е н и я.

Тщательно вымыть мерную колбу на 1,0 л. Вставить в горло чистую воронку с бойком. Об острие бойка разбить тонкое дно предварительно вымытой ампулы. Сверху ампулу пробить другим бойком в виде заостренной палочки и через образовавшееся отверстие тщательно ополоснуть внутреннюю часть ампулы водой из промывалки. Промыть воронку, бойки, убрать их и довести объем после полного растворения вещества до метки дистиллированной водой. Закрыть пробкой, перемешать. Для точных анализов необходимо полученные растворы стандартизовать, используя соответствующий метод титрования.

Вопросы и типовые задачи по теме «Введение в титриметрический анализ»

1. Классификация методов титриметрического анализа. Требования к реакциям.

2. Основные понятия титриметрии: титрование, титрант, кривые титрования, скачок титрования, точка эквивалентности и конечная точка титрования. Способы фиксирования конечной точки титрования.

3. Требования к стандартным веществам. Первичные и вторичные стандартные растворы.

4. Способы выражения концентрации растворов:молярная(С),молярная концентрация эквивалента (С (f=1|n)) или нормальность (Н), титр (Т), массовая доля (w). Формулы, связывающие данные виды концентраций. Расчет результатов титрования.

5. Способы приготовления титрованных растворов.

6. Виды титриметрических определений: прямое и обратное титрование, заместительное титрование. Метод пипетирования и метод отдельных навесок. 7.Характеристика мерной посуды. Правила обращения с мерной колбой, бюреткой, пипеткой.

8.Чему равны нормальность и титр раствора азотной кислоты, если на титрование

20,00 мл его израсходовано15мл 0,1200 Н раствора гидроксида натрия?

9.Чему равны нормальность и титр раствора гидроксида калия, если 26,50мл его израсходовано на титрование навески 0,1260г х.ч. щавелевой кислоты?

10.Чему равны титры раствора 0,0900н раствора серной кислоты: а/по Ва(ОН)₂, б/ по NH₃?

11. Чему равна нормальность раствора хлорида кальция с массовой долей 40%, плотностью 1,396г/см³?

12. Сколько мл серной кислоты с плотностью1,835 г/см³ требуется для приготовления 2,5л 0,2н раствора?

13. Сколько воды нужно прибавить к 200 мл раствора азотной кислоты с массовой долей 46% и плотностью 1,285 г/см³, чтобы превратить его в 10% раствор?

14. Сколько мл 2,0н раствора серной кислоты нужно взять для приготовления 3л 0,1н раствора?

15. К 550мл 0,1925н раствора НС1 прибавили 50,00 мл раствора НС1 с титром 0,02370. Вычислить Н и Т полученного раствора.

КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ ТИТРОВАНИЕ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ

Метод основан на протолитической реакции в водном растворе:

Н₃О⁺ + ОН^‾ = 2Н₂О,

реакция протекает между веществами с кислотными и основными свойствами.

Характеристика методов кислотно-основного титрования

Метод Титрант Стандартное вещество Объект анализа

Алкалиметрия NaOH Щавелевая кислота Сильные и слабые

Н₂С₂О₄.2Н₂О кислоты, соли, гидроли-

янтарная кислота зующиеся по катиону

Н₆С₄О₄

Ацидиметрия НС1 Карбонат натрия Сильные и слабые

Na₂CO₃; основания, соли, гидро-

Тетраборат натрия лизующиеся по аниону

Na₂B₄O₇.10H₂O

Растворы, применяемые в данном методе, не имеют окраски, поэтому для визуального фиксирования конечной точки титрования применяют кислотно-основные индикаторы.

Некоторые кислотно-основные индикаторы

Индикатор DрН Изменение окраски Окраска в к.т.т.

Метиловый 3,1 – 4,4 Розовая – желтая Оранжевая

оранжевый

Метиловый 4,4 –6,2 Красная – желтая Оранжевая

красный

Бромтимоловый 6,0-7,6 Желтая – синяя Зеленая

синий

Фенолфталеин 8,2 –9,8 Бесцветная - красная Розовая

Тимолфталеин 9,3 –10,5 Бесцветная – синяя Голубая

Сведения о других индикаторах можно найти в справочниках по аналитической химии.

Для точного выбора индикатора рассчитывают кривые титрования. Основное правило выбора индикатора: показатель индикатора должен лежать в пределах скачка на кривой титрования.

Работа 1. Стандартизация раствора гидроксида натрия по щавелевой кислоте

Щавелевая кислота является двухосновной органической кислотой. При титровании многоосновных кислот встречаются два случая. Если отношение констант ионизации по отдельным ступеням превышает 10⁴, то каждый из протонов водорода будет оттитрован отдельно, на кривой титрования будет соответствующее число скачков титрования и точек эквивалентности. Если же отношение констант меньше, чем 10⁴, то на кривой будет один скачок и одна точка эквивалентности. У щавелевой кислоты значения констант: К₁=5,6.10^-2 и К₂=5,4.10^-5, следовательно, оба протона будут титроваться одновременно и на кривой будет один скачок и одна точка эквивалентности согласно уравнению реакции:

Н₂ С₂ О₄ + 2 NaOH = Na₂C₂O₄ + 2Н₂О,

Н₂С₂О₄ + 2ОН^‾ = С₂О₄^2- + 2Н₂О

Описание работы в лабораторном журнале сделать по плану:

1. Уравнение реакции, лежащее в основе определения.

2. Расчет скачка титрования и обоснование выбора индикатора.

3. Описание методики работы.

4. Титрование и занесение результатов в таблицу.

5. Расчет результатов титрования: Н и Т едкого натра и статистическая обработка результатов.

Титрование можно проводить двумя методами: методом пипетирования и отдельных навесок.

Методика определения по методу пипетирования:

Рассчитать навеску щавелевой кислоты (Н₂С₂О₄. 2Н₂О), необходимую дляприготовления 1,0л О.05н раствора. Взять навеску на аналитических весах и приготовить раствор в мерной колбе на 1,0л. Для расчета навески использовать формулу:

q теор. = Н.V.M_Э, учесть, что f_ЭКВ. = ½.

Промыть пипетку водой, затем небольшим объемом кислоты и отобрать точный объем стандартного раствора, отвечающий объему пипетки. Глаза держать на уровне кольцевой метки! Перенести аликвоту в коническую колбу для титрования и дать раствору полностью вытечь. Осторожно прикоснуться несколько раз «носиком» пипетки к стенке колбы, слегка ее наклоняя.

Оставшийся в носике пипетки раствор выдувать запрещается!