Метод осадительного титрования. Практическое применение метода

Курская Государственная сельхоз Академия

Выполнила Лопина Елена

План

1.Сущность осадительного титрования.

2.Аргентометрическое титрование.

3.Тиоцианатометрическое титрование.

4. Применение осадительного титрования :

а) приготовление стандартизированного раствора нитрата серебра.

б) приготовление стандартизированного раствора тиоцианата аммония.

в) определение содержания хлора в образце по Фольгарду.

г) определение содержания трихлорацетата натрия в техническом препарате

1. Сущность осадительного титровани

Метод объединяет титриметрические определения, основанные на реакциях образования осадков малорастворимых соединений. В этих целях пригодны только некоторые реакции, удовлетворяВнющие определенным условиям. Реакция должна протекать строго по уравнению и без побочных процессов. Образующийся осадок должен быть практически нерастворимым и выпадать достаточно-быстро, без образования пересыщенных растворов. К тому же неВнобходимо иметь возможность определять конечную точку титроваВнния с помощью индикатора. Наконец, явления адсорбции (соосаждения) должны быть выражены при титровании настолько слабо,, чтобы результат определения не искажался.

Наименования отдельных методов осаждения происходят от наВнзваний применяемых растворов. Метод, использующий раствор нитрата серебра, называют аргентометрией. Этим методом опредеВнляют содержание ионов С1~ и Вг~ в нейтральных или слабощелочВнных средах. Тиоцианатометрия основана на применении раствора тиоцианата аммония NH₄SCN (или калия KSCN) и служит для опВнределения следов С1- и Вг~, но уже в сильнощелочных и кислых растворах. Используют ее и для определения содержания серебра в рудах или сплавах.

Дорогостоящий аргентометрический метод определения галогеВннов постепенно вытесняется меркурометрическим. В последнем исВнпользуют раствор нитрата ртути (I) Hg₂(NO₃)₂.

Рассмотрим более подробно аргентометрическое и тиоцианатометрическое титрование.

2. Аргентометрическое титрование 1

Метод основан на реакции осаждения ионов С1~ и Вг~ катионами серебра с образованием малорастворимых галогенидов: Cl-+Ag+=AgClbBr^- + Ag+= AgBr |

При этом используют раствор нитрата серебра. Если же анализируют вещество на содержание серебра, то пользуются раствоВнром хлорида натрия (или калия).

Для понимания метода аргентометрии большое значение имеют кривые титрования. В качестве примера рассмотрим случай титВнрования 10,00 мл 0,1 н. раствора хлорида натрия 0,1 н. раствором нитрита серебра (без учета изменения объема раствора).

До начала титрования концентрации хлорид-ионов в растворе равна общей концентрации хлорида натрия, т. е. 0,1 моль/л или [Cl-J^lO-¹.

Обозначив отрицательный логарифм концентрации (или активВнности) определяемых хлорид-ионов через рС1, можно написать:

рci = тАФ lg [C1-] = тАФlg lO-i ₌ 1.

Когда к титруемому раствору хлорида натрия будет прибавВнлено 9,00 мл раствора нитрата серебра и 90% хлорид-ионов будут осаждены, концентрация их в растворе уменьшится в 10 раз и стаВннет равна Ы0~² моль/л, а рС1 будет равен 2. Поскольку же велиВнчина nPAgci= IQ-¹⁰, концентрация ионов серебра при этом состаВнвит:

[Ag+] = 10-ю/[С1-] = Ю-Ю/10-2 = 10-8 _Моль/л, ИЛИ pAg= тАФ lg[Ag+] = тАФ IglO- = 8.

Аналогичным образом вычисляют все остальные точки для поВнстроения кривой титрования. В точке эквивалентности pCl=pAg= = 5 (см. табл.).

Таблица . Изменение рС\ и pAg при титровании 10,00 мл 0,1 н. раствора хлорида натрия 0,1 н. раствором нитрата серебра

Прибавлено раствора AgNO₃, 'ВлV. МЛ	[С1-]	[Ag+]	рС\	Ms
0	Ю-¹		1
9,00 9,90	ю-² ю-³	ю-⁸ю-⁷	2 3	8 7
9,99 10,00 (точка экв.) 10,01	ю-⁴ю-⁵ю-⁶.	ю-⁶ю-⁵ю-*	4 5 6	6 5 4
10,10	ю-⁷	ю-³	7	Q
11,00 20,00	ю-⁸ю-⁹	ю-²ю-¹	8 9	2

Интервал скачка при аргентометрическом титровании зависит

от концентрации растворов и от значения произведения раствориВнмости осадка. Чем меньше величина ПР получающегося в резульВнтате титрования соединения, тем шире интервал скачка на кривой титрования и тем легче фиксировать конечную точку титрования с помощью индикатора.

Наиболее распространено аргентометрическое определение хлоВнра по методу Мора. Сущность его состоит в прямом титровании жидкости раствором нитрата серебра с индикатором хроматом каВнлия до побурения белого осадка.

Индикатор метода Мора тАФ раствор К2СгО₄ дает с нитратом сеВнребра красный осадок хромата серебВнра Ag₂CrO₄, но растворимость осадка (0,65-10~⁴Э/л) гораздо больше раствоВнримости хлорида серебра (1.25Х _Х10~⁵ Э/л). Поэтому при титровании раствором нитрата серебра в присутВнствии хромата калия красный осадок хромата серебра появляется лишь посВнле добавления избытка ионов Ag+, когВнда все хлорид-ионы уже осаждены. При этом всегда к анализируемой жидкости приливают раствор нитрата серебра, а не наоборот.

Возможности применения аргентоВнметрии довольно ограничены. Ее исВнпользуют только при титровании нейтВнральных или слабощелочных раствоВнров (рН от 7 до 10). В кислой среде осадок хромата серебра растворяется.

В сильнощелочных растворах нитрат серебра разлагается с выВнделением нерастворимого оксида Ag₂O. Метод непригоден и для анализа растворов, содержащих ион NH^", так как при этом обраВнзуется с катионом Ag⁺ аммиачный комплекс [Ag(NH₃h]⁺- АнализиВнруемый раствор не должен содержать Ва²+, Sr²⁺, Pb²⁺, Bi²⁺ и друВнгих ионов, дающих осадки с хроматом калия. Тем не менее аргентометрия удобна при анализе бесцветных растворов, содержащих С1~ и Вг_-ионы..

Растворы, содержащие Ag+, не выливают в раковину, а собирают в специальную склянку, так как серебро из них регенерируют.

3. Тиоцианатометрическое титрование.

Тиоцианатометрическое титрование основано на осаждении ионов Ag+ (или Hgl⁺ ) тиоцианатами:

Ag+ + SCN- = AgSCN

Для определения необходим раствор NH₄SCN (или KSCN). ОпреВнделяют Ag+ или Hgi⁺ прямым титрованием раствором тиоцианата.

Тиоцианатометрическое определение галогенов выполняют по так называемому методу Фольгарда. Суть его можно выразить схеВнмами:

CI- + Ag+ (избыток) -* AgCI + Ag+ (остаток), Ag+ (остаток) + SCN~-> AgSCN

Иначе говоря, к жидкости, содержащей С1~, приливают избыВнток титрованного раствора нитрата серебра. Затем остаток AgNO₃обратно оттитровывают раствором тиоцианата и вычисляют реВнзультат.

Индикатор метода Фольгарда тАФ насыщенный раствор NH₄Fe(SO₄)₂- 12H₂O. Пока в титруемой жидкости имеются ионы Ag+, прибавляемые анионы SCN~ связываются с выделением осадВнка AgSCN, но не взаимодействуют с ионами Fe³⁺. Однако после точки эквивалентности малейший избыток NH₄SCN (или KSCN) вызывает образование кроваво-красных ионов [Fe(SCN)]²+ и [Fe(SCN)₂]+. Благодаря этому удается определить эквивалентную точку.

Тиоцианатометрические определения применяют чаще, чем аргентометрические. Присутствие кислот не мешает титрованию по методу Фольгарда и даже способствует получению более точных результатов, так как кислая среда подавляет гидролиз соли Fe**. Метод позволяет определять ион С1~ не только в щелочах, но и в кислотах. Определению не мешает присутствие Ва²+, РЬ²+, Bi³+ и некоторых других ионов. Однако если в анализируемом растворе имеются окислители или соли ртути, то применение метода ФольВнгарда становится невозможным: окислители разрушают ион SCN-, а катион ртути осаждает его.

Щелочной исследуемый раствор нейтрализуют перед титрованиВнем азотной кислотой, иначе ионы Fe³+, входящие в состав индикаВнтора, дадут осадок гидроксида железа (III).

4. Применение осадительного титрования

а) Приготовление стандартизированного раствора нитрата серебра

Первичными стандартами для стандартизации раствора нитрата серебра служат хлориды натрия или калия. Готовят стандартный раствор хлорида натрия и приблизительно 0,02 н. раствор нитрата серебра, стандартизируют второй раствор по первому.

Приготовление стандартного раствора хлорида натрия. Раствор хлорида натрия (или хлорида калия) приготовляют из химически чистой соли. Эквивалентная масса хлорида натрия равна его моВнлярной массе (58,45 г/моль). Теоретически для приготовления 0,1 л 0,02 н. раствора требуется 58,45-0,02-0,1 = 0,1169 г NaCl.

Возьмите на аналитических весах навеску приблизительно 0,12 г хлорида натрия, перенесите ее в мерную колбу вместимостью 100 мл, растворите, доведите объем водой до метки, хорошо переВнмешайте. Вычислите титр и нормальную концентрацию исходного раствора хлорида натрия.

Приготовление 100 мл приблизительно 0,02 н. раствора нитрата серебра. Нитрат серебра является дефицитным реактивом, и обычВнно растворы его имеют концентрацию не выше 0,05 н. Для данной работы вполне пригоден 0,02 н. раствор.

При аргентометрическом титровании эквивалентная масса AgN0₃ равна молярной массе, т. е. 169,9 г/моль. Поэтому 0,1 л 0,02 н. раствора должны содержать 169,9-0,02-0,1 = 0,3398 г AgNO₃. Однако брать точно такую навеску не имеет смысла, так как проВндажный нитрат серебра всегда содержит примеси. Отвесьте на технохимических весах приблизительно 0,34 тАФ 0,35 г нитрата серебра; цште навеску в мерную колбу вместимостью 100 мл, раствора в небольшом количестве воды и доведите объем водой хранить раствор в колбе, обернув ее черной бумагой и перелить в склянку темного стекла. Стандартизация раствора нитрата сера по хлориду натрия. Тщательно вымытую бюретку промойте раствором нитрата серебВнра и подготовьте eg к титрованию. Пипетку ополосните раствором хлорида натрия и перенесите 10,00 мл раствора в коническую колВнбу. Прилейте 2 капли насыщенного раствора хромата калия и осВнторожно, по каплям, титруйте раствором нитрата серебра при пеВнремешивании. Добейтесь, чтобы переход желтой окраски смеси в красноватую произошел от одной избыточной капли нитрата серебВнра. Повторив титрование 2 тАФ 3 раза возьмите среднее из сходящихся отсчетов и вычислите нормальную концентрацию раствора нитВнрата серебра

Допустим, что на титрование 10,00 мл 0,02097 н. раствора хлоВнрида натрия пошло в среднем 10,26 мл раствора нитрата серебра. Тогда

A^_AgNOj. 10,26 = 0,02097. 10,00, AT_AgNOs = 0, 02097- 10, 00/10, 26 = 0,02043.

Если предполагается определять содержание С1~ в образце, то вычисляют, кроме того, титр раствора нитрата серебра по хлору: Т ,- = 35, 46-0 ,02043/ 1000 = 0,0007244 г/мл,

это означает, что 1 мл раствора нитрата серебра соответствует 0,0007244 г оттитрованного хлора.

б) Приготовление стандартизированного раствор тиоцианата аммония.

Раствор NH₄SCN или KSCN с точно известным титром нельзя приВнготовить растворением навески, так как эти соли очень гигроскоВнпичны. Поэтому готовят раствор с приблизительной нормальной .концентрацией и устанавливают ее по стандартизированному расВнтвору нитрата серебра. Индикатором служит насыщенный раствор NH₄Fe(SO₄)₂- 12Н₂О. Чтобы предупредить гидролиз соли Fe, к саВнмому индикатору и к анализируемому раствору прибавляют перед титрованием 6 н. азотную кислоту.

Приготовление 100 мл приблизительно 0,05 н. раствора тиоциаВнната аммония. Эквивалентная масса NH4SCN равна его молярной массе, т. е. 76,12 г/моль. Поэтому 0,1 л 0,05 н. раствора должны содержать 76,12.0,05-0,1=0,3806 г NH₄SCN.

Возьмите на аналитических весах навеску около 0,3тАФ0,4 г, пеВнренесите в колбу вместимостью 100 мл, растворите, доведите объВнем раствора водой до метки и перемешайте.

Стандартизация раствора тиоцианата аммония по нитрату сеВнребра. Подготовьте бюретку для титрования раствором NH₄SCN. Ополосните пипетку раствором нитрата серебра и отмерьте 10,00мл его в коническую колбу. Добавьте 1 мл раствора NH₄Fe(SO₄)2 (индикатор) и 3 мл. 6 н. азотной кислоты. Медленно, при непрерывВнном взбалтывании, приливайте из бюретки раствор NH₄SCN. ТитроВнвание прекратите после появления коричнево-розовой окраски [Fe(SCN)]²+, не исчезающей при энергичном встряхивании.

Повторите титрование 2тАФ3 раза, из сходящихся отсчетов возьВнмите среднее и вычислите нормальную концентрацию NH₄SCN.

Допустим, что на титрование 10,00 мл 0,02043 н. раствора ниВнтрата серебра пошло в среднем 4,10 мл раствора NH₄SCN.

в) Определение содерания хлора в образце по Фольгарду

Галогены по Фольгарду определяют обратным титрованием остатВнка нитрата серебра раствором NH₄SCN. Однако точное титрование возможно здесь лишь при условии, что будут приняты меры, предВнотвращающие (или замедляющие) реакцию между хлоридом сеВнребра и избытком тиоцианата железа:

3AgCI + Fe (SCN)₃ = SAgSCNJ + FeCl₃

при которой появляющаяся сначала окраска постепенно исчезает. Лучше всего отфильтровать осадок AgCl перед титрованием избытка нитрата серебра раствором NH₄SCN. Но иногда вместо этого к раствору добавляют какую-нибудь органическую жидкость, не смешивают с водой и как бы изолирующую осадокАрС1от избытка нитрата.

Метод определения. Возьмем пробирку раствором анализируемого вещества, содержащего хлорид натрия.Навеску вещества растворяют в мерной колбе вместимостью 100 мл и доведете объем раствора водой до метки (концентрация хлорида в растворе должна быть не более 0,05 н.).

Перенесите пипеткой 10,00 мл анализируемого раствора в коВнническую колбу, добавьте 3 мл 6 н. азотной кислоты и прилейте из бюретки заведомый избыток раствора AgNO₃, например 18,00 мл. Затем осадок хлорида серебра отфильтруйте. Оттитруйте остаВнток нитрата серебра раствором NH₄SCN, как описано в предыдуВнщем параграфе. Повторив определение 2тАФ3 раза, возьмите среднее. Если осадок хлорида серебра отфильтровали, то его следует проВнмыть и присоединить промывные воды к фильтрату.

Допустим, что навеска образца составила 0,2254 г. К 10,00 мл анализируемого раствора добавили 18,00 мл 0,02043 н. раствора .нитрата серебра. На титрование избытка его пошло 5,78 мл тАв0,04982 н. раствора NH₄SCN.

Прежде всего вычислим, какой объем 0,02043 н. раствора нитраВнта серебра соответствует затраченным на титрование 5,78 мл 0,04982 н. раствора NH₄SCN:

следовательно, на осаждение иона С1~ пошло 18,00 тАФ 14,09 = 3,91 мл 0,2043 н. раствора нитрата серебра. Отсюда легко найти нормальВнную концентрацию раствора хлорида натрия

Поскольку эквивалентная масса хлора равна 35,46 г/моль,* обВнщая масса хлора в навеске составляет:

772=0,007988-35,46-0,1 =0,02832 г.

Содержание хлора в массовых долях (%) составляет

0,2254 г С1тАФ 100%

х= 0,02832-100/0,2254 = 12,56%.:

0,02832 > С1 тАФ х%

По методу Фольгарда определяют также содержание ионов Вг~ и I-. При этом отфильтровывать осадки бромида или иодида сеВнребра не требуется. Но нужно учитывать, что ион Fe³+ окисляет иодиды до свободного иода. Поэтому индикатор добавляют после осаждения всех ионов I- нитратом серебра.

г)Определение содержания трихлорацетата натрия| в техническом препарате (по хлору)

Технический трихлорацетат натрия (ТХА)тАФгербицид для тожения сорняков злаков. Он представляет собой кристаллическое вещество белого или светло-коричневого цвета, хорошо растворимое в воде.По Фольгарду сначала определяют массовую долю хлоридо органических соединений, а затем после разрушения хлора. По разности находят массовую долю (%) хлора трихлор-ацетата натрия.

Определение массовой доли ( % ) хлора неорганических соединеВнний. Точную навеску препарата 2тАФ2,5 г поместите в мерную колбу вместимостью 250 мл, растворите, доведите раствор водой до метВнки, перемешайте. Перенесите пипеткой в коническую колбу 10 мл раствора и прилейте 5тАФ10 мл концентрированной азотной кислоты.

262

Прибавьте из бюретки 5 или 10 мл 0,05 н. раствора нитрата серебра и избыток его оттитруйте 0,05 н. раствором NH₄SCN в присутствии NH₄Fe(SO₄)₂ (индикатор).

Массовую долю (%) хлора (х) неорганических соединений выВнчислите по формуле

( VтАФ l/i) 0,001773-250х100

х = --------------------------------------------------

т 10

где V тАФ объем точно 0,05 н. раствора AgNO₃, взятый для анализа; ViтАФ объем точно 0,05 н. раствора NH₄SCN, пошедший на титроВнвание избытка AgNO₃; т тАФ навеска трихлорацетата натрия; 0,001773 тАФ масса хлора, отвечающая 1 мл 0,05 н. раствора AgNO_. Определение массовой доли (% ) общего хлора. В коническую колбу возьмите 10 мл приготовленного ранее раствора, прилейте 10 мл раствора с массовой долей NaOH 30% и 50 мл воды. СоедиВнните колбу с обратным шариковым холодильником и кипятите соВндержимое ее в течение 2 ч. Дайте жидкости остыть, промойте хоВнлодильник водой, собирая промывные воды в ту же колбу. ПрибавьВнте к раствору 20 мл разбавленной (1:1) азотной кислоты и прилейте из бюретки 30 мл 0,05 н. раствора нитрата серебра. Избыток ниВнтрата серебра оттитруйте 0,05 н. раствором NH₄SCN в присутствии NH₄Fe(SO₄)2. Массовую долю (%) общего хлора (xi) вычислите по приведенной выше формуле. Массовую долю (%) трихлорацетаВнта натрия в препарате (х^) найдите по формуле

х2 = ( х1 тАФ х) (185,5/106,5),

где 185,5 тАФ молярная масса трихлорацетата натрия; 106,5 тАФ масса хлора, содержащегося в молярной массе трихлорацетата натрия.

Вместе с этим смотрят:

20 мешков картошки с 1 сотки

Cовершенствование организации производства молока на КПУП "ГМЗ № 3"

Cостояние полезащитных лесных полос в северном Приднестровье

РЖнтегрований захист озимоi пшеницi

РЖнтенсифiкацiя та ii економiчна ефективнiсть у сiльському господарствi