Металлов (кобальта, железа, никеля).



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Металлов (кобальта, железа, никеля).



Определение солей металлов основано на реакции комплексообразования этилендиаминтетраацетатом натрия (ЭДТА):

Mn+ + H2Y2- ↔ MY n-4 + 2H+

До достижения точки электрическая проводимость возрастает вследствие накопления ионов водорода. При появлении в растворе избытка титранта электрическая проводимость или остается практически постоянной, или понижается вследствие связывания накопившихся ионов водорода избытком ЭДТА.

В ряде случаев можно проводить определение двух компонентов, одновременно находящихся в растворе. Условием успешности такого определения является существенное различие в константах устойчивости комплексов определяемых металлов с ЭДТА. Например, комплексонат железа FeY- значительно прочнее, чем комплексонат никеля NiY2- и комплексонат кобальта СоY2- . Это позволяет раздельно определятьсодержание железа и никеля (или железа и кобальта) в смеси.

В первую очередь оттитровывается железо, а затем – никель (или кобальт). В сооветствии с эти мна кривой титрования появляются два излома: объем V1 соответствует оттировыванию железа, объем V2 –сумме двух катионов.

 

Реактивы и аппаратура.

Сульфат цинка ZnSO4∙7H2O, 0.01М титрованный раствор.

ЭДТА Na2H2C10 H12N2O8∙2 H2O (Na2H2Y), 0.01 М раствор.

Установка для кондуктометрического титрования в комплекте с кондуктометром.

 

Выполнение работы.

1. Подготовка прибора к работе.

См п.1 в работе 2.4.1.

2. Стандартизация раствора ЭДТА.

Конценрацию ЭДТА устанавливают по титрованному раствору сульфата цинка. Для титрования в ячейку помещают 10 мл титрованного раствора сульфата цинка. Порциями по 0.5 мл приливают из бюретки раствор титранта и снимают показания прибора. Титрование продолжают до тех пор, пока не обнаружат излом на кривой титрования. После этого приливают еще 4 -5 порций титранта и титрование заканчивают. По полученным данным строят кривую титрования, находят ТЭ и рассчитывают молярную концентрацию ЭДТА.

3. Анализ исследуемого раствора.

Исследуемый раствор может содержать либо индивидуальное соединение – соль кальция, железа, никеля, кобальта, либо смесь двух компонентов – соли железа и никеля, соли железа и кобальта. Анализируемый раствор помещают в мерную колбу (50-100 мл) и доводят до метки водой. Аликвоту (5-10 мл) полученного раствора переносят в ячейку для титрования. Добавляют воду до нужного уровня и выполняют титрование. Титрование продолжают до тех пор, пока по показаниям прибора не обнаружат один или два излома на кривой - в зависимости от числа определяемых компонентов. Строят кривые титрования, определяют точки эквивалентности и рассчитывают массу определяемых элементов в растворе.

2.4.4 Определение констант диссоциации фосфорной кислоты методом прямой кондуктометрии.

 

Слабая кислота в разбавленном растворе диссоциирует по схеме: HR↔H+ + R-. Степень ее диссоциации α может быть найдена по эквивалентной электрической проводимости λ растворов кислоты с разной концентрацией:

α = [H+]/C HR = λ/ λ0, (2.7)

где λ – экспериментальное значение эквивалентной электрической проводимости; λ0 – эквивалентная электрическая проводимость при бесконечном разбавлении, рассчитываемая по табличным данным как сумма подвижностей ионов.

Константа диссоциации кислоты рассчитывается по уравнению:

(2.8)

 

Если табличные данные по подвижностям ионов отсутствуют, величины КHR и λ0 можно найти из экспериментальных данных по электрической проводимости исследуемых растворов при нескольких концентрациях. Для этого необходимо придать уравнению ( ) вид:

КHR λ02- КHR λ0 λ0 = λ2 СHR (2.9)

Если обе части уравнения ( ) поделить на КHR λ02 λ, то получим:

(2.10)

 

График, построенный в координатах 1 - λ СHR , будет представлять собой прямую линию с угловым коэффициентом

1/( КHR λ02), отсекающая на ординате отрезок 1/ λ0.

 

 

Реактивы и аппаратура.

Фосфорная кислота H3PO4, 0.1 М раствор.

Соляная кислота HCl, 0.100 М раствор.

Гидроксид натрия NaOH, 0.1 М раствор.

Кондуктометр. Установка для кондуктометрического титрования.

 

Выполнение работы.

1. Уточнение концентрации фосфорной кислоты.

Для этого необходимо сначала стандартизовать раствор гидроксида натрия по соляной кислоте (См. п. 2 в 2.4.1).

После чего проводят уточнение концентрации H3PO4. Для этого аликвоту кислоты 10 мл помещают в ячейку для титрования, добавляют необходимое количество воды и титруют 0.100 М раствором гидроксида натрия. Определяют графически ТЭ и рассчитывают концентрацию фосфорной кислоты.

2. Определение константы кондуктометрической ячейки.

Растворением навески хлорида калия в дистиллированной воде готовят раствор, концентрация которого 0.1 М. Путем разбавления этого раствора в мерных колбах (50 мл) готовят стандартные растворы хлорида калия 0.02 и 0.01 М.

Колбы с раствором выдерживают в течение 20-25 мин в термостате при температуре 25 °С. Кондуктометрическую ячейку тщательно промывают дистиллированной водой, ополаскивают стандартным раствором КСl 0.01 М, после чего помещают в термостат и наливают такое количество раствора, чтобы электроды были погружены в раствор. Следует помнить, что при всех измерениях в методе прямой кондуктометрии объем раствора должен быть одним и тем же. (Для этого пользоваться пипеткой на 25 -50 мл).

Измеряют электропроводность æI, по таблицам находят истинное значение æ для раствора хлорида калия и по формуле

æ = kæI рассчитывают константу ячейки.

Для второго стандартного раствора КСl проводят те же операции. Определяют среднее значение константы ячейки.

3. Определение первой константы диссоциации К1.

Готовят серию из 6 растворов фосфорной кислоты в колбах на 100 мл с концентрациями 10-1 -10-6 М методом последовательного разбавления. В приготовленных растворах измеряют электропроводность, предварительно выдержав растворы в термостате при 25 °С в течение 20-25 мин.

Из полученных результатов рассчитывают удельную электропроводность, а из нее – эквивалентную электропроводность.

Необходимо также измерить электропроводность дистиллированной воды в стандартных условиях и учитывать ее при расчете эквивалентной электропроводности очень разбавленных растворов.

По полученным данным строят градуировочный график в координатах 1 =f (λ С H3PO4). С помощью графика определяют λ0, а затем и К1.

4. Определение второй константы диссоциации фосфорной кислоты К2.

Готовят серию растворов NaOH с точной концентрацией 10-1 -10-6 М методом последовательного разбавления исходного стандартизованного 10-1 М раствора.

В шесть стаканчиков помещают по 20 мл фосфорной кислоты соответствующей концентрации (10-1, 10-2 , 10-3 , 10-4 , 10-5 , 10-6М). Соответствующим раствором щелочи нейтрализуют катионы водорода, соответствующие первой ступени диссоциации. Количество необходимой щелочи рассчитывают в соответствии с законом эквивалентов.

В результате проделанных операций получают шесть растворов разной концентрации кислоты H2PO4-. Концентрации H2PO4- рассчитывают по формуле:

[H2PO4-]=C(а2) , (2.11)

где С(а1) – эквивалентная концентрация кислоты H3PO4, C(а2)- эквивалентная концентрация кислоты H2PO4-.

Таким образом, получают серию растворов кислоты H2PO4- с концентрациями С(а1) - С(а6).

В кондуктометрическую ячейку помещают термостатированные при 25 °С полученные растворы в строго фиксированном объеме (объем такой же как и в предыдущих опытах) и измеряют их электропроводность. Измерения надо начинать с самых разбавленных растворов. Кондуктометрическую ячейку и электроды необходимо тщательно промывать, как это описано выше.

По данным электропроводности строят графическую зависимость 1 =f (λ С H2PO4-). С помощью графика определяют λ0, а затем и К2..

5. Определение третьей константы диссоциации фосфорной кислоты К3.

Аналогичным образом (по п.4) готовят серию растворов кислоты HPO42-. Определяют их электропроводность, строят графическую зависимость 1 =f (λ С HPO42-). С помощью графика определяют λ0, а затем и К3

6. Полученные значения констант сравнивают с табличными и рассчитываю относительную ошибку определения.

Табличные значения констант:

К1 = 7.1∙10-3, К2 = 6.2∙10-8, К3 = 5.0∙10-13.

 

2.5. Контрольные вопросы.

 

1. В чем сущность кондуктометрических методов анализа?

2. Какие величины входят в уравнение закона Кольрауша?

3. Как влияет на электрическую проводимость: а) природа

электролита и растворителя; б) концентрация электролита

(сильного, слабого); в) температура?

4. Какая величина называется удельной электрической

проводимостью?

5. В чем состоит сущность закона независимого движения

ионов?

6. Как можно кондуктометрически определить константу

диссоциации слабой кислоты?

7. Какие определения невозможно выполнить методом пря-

мой кондуктометрии: а) определение качества дистилли-

рованной воды; б) содержание натрия и калия в морской

воде; в) общее содержание примесей в технической сер-

ной кислоте; г) общее содержание солей в минеральных

водах?

8. Какой вид имеет кривая титрования слабой кислоты силь-

ным основанием?

9. Какой вид имеет кривая титрования сильного основания

сильной кислотой?

10. Всегда ли приливание избытка титранта вызывает рост

электрической проводимости? Какой пример это опро-

ввергает?

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-23; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.238.248.200 (0.015 с.)