Презентация на тему: Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций

Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Список литературы:
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Основное правило титриметрических методов анализа (закон эквивалентов) В точке эквивалентности число моль эквивалента титранта равно числу моль эквивалента
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Требования, предъявляемые к реакциям в титриметрическом анализе
Приемы титриметрического анализа
1. В методах прямого титрования определяемое вещество непосредственно реагирует с титрантом. Типичным примером прямого титрования является титрование щелочи
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
III. Осадительное титрование
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций
1/103
Средняя оценка: 4.6/5 (всего оценок: 59)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1123 Кб)
1

Первый слайд презентации: Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций

Волков А.В., Филимонов Д.А., Березина Н.М., Базанов М.И. ГОУ ВПО «ИГХТУ» Кафедра аналитической химии ПЛ097/П

Изображение слайда
2

Слайд 2: Список литературы:

Васильев, В.П. Аналитическая химия. Кн. 1. - М.: Дрофа, 2003. Лабораторные работы по химическим методам анализа.: метод. указания / Кочергина Л.А., Ю.А. Жуков; Иван. хим.-технол. ин-т. Иваново, 1991. /библ. № 370 /. Аналитическая химия: лабораторный практикум / В.П. Васильев, Р.П. Морозова, Л.А. Кочергина. - М.: Дрофа, 2004. Аналитическая химия: сборник вопросов, упражнений и задач / В.П. Васильев, Л.А. Кочергина, Т.Д. Орлова - М.: Дрофа, 2003.

Изображение слайда
3

Слайд 3

Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. - М.: Химия, 1985. Раздаточный материал к лекционному курсу по аналитической химии (количественный анализ).: метод. указания / М.И. Базанов и др.; Иван. гос. хим.-технол. ун-т. Иваново, 2004. /библ. № 933 /. Расчеты в количественном анализе.: метод. указания / М.И. Базанов, Л.А.Кочергина, Т.Д. Орлова; Иван. гос. хим.-технол. ун-т. Иваново, 2005. / библ. № 949 /. Задания для экспресс-опроса студентов при изучении курса «Аналитической химии».: метод. указания / Л.А.Кочергина и др.; Иван. гос. хим.-технол. ун-т. Иваново, 2005. / библ. № 958 /.

Изображение слайда
4

Слайд 4

Аналитическая химия - наука о методах определения химического состава вещества и его структуры. Предметом аналитической химии является разработка методов анализа и их практическое выполнение, а также широкое исследование теоретических основ аналитических методов. 4

Изображение слайда
5

Слайд 5

1. Качественный анализ. 2. Количественный анализ. P = f ( c ) Р – аналитический сигнал (измеряемое свойство). а) Р – V (объем) – титриметрический анализ. б) Р – m (массы) – гравиметрический анализ. Аналитическая химия 5

Изображение слайда
6

Слайд 6

Титриметрический анализ основан на точном измерении объема стандартного раствора пошедшего на реакцию с определяемым веществом. Стандартным раствором называют раствор, концентрация которого известна с высокой точностью (±0,1%). Титрование – процесс постепенного прибавления титранта (стандартный раствор) к определяемому веществу для определения точки эквивалентности. Точка эквивалентности – момент титрования, когда количество титранта химически эквивалентно количеству анализируемого вещества.

Изображение слайда
7

Слайд 7

Эквивалент – реальная или условная частица, соответствующая одному протону или другому одноразрядному иону в данной реакции. Фактор эквивалентности показывает, какая доля реальной или условной частицы соответствует одному протону или другому однозарядному иону в данной реакции. М экв = f экв ∙ М(А) Na 2 CO 3 + HCl = NaHCO 3 + NaCl Na 2 CO 3 + 2HCl = H 2 CO 3 + 2NaCl f экв (Na 2 CO 3 ) = 1 f экв (Na 2 CO 3 ) = ½ М экв = 1 ∙ М (Na 2 CO 3 ) = 10 5,99 М экв = ½ ∙ М (Na 2 CO 3 ) = 5 2,99

Изображение слайда
8

Слайд 8: Основное правило титриметрических методов анализа (закон эквивалентов) В точке эквивалентности число моль эквивалента титранта равно числу моль эквивалента определяемого вещества n (титранта) = n (определяемого вещества)

8

Изображение слайда
9

Слайд 9

Способы выражения концентрации Молярная (моль / л) с (HCl) = 0,1 М с (H 2 SO 4 ) = 1 M 2. Молярная концентрация эквивалента (нормальность) (моль·экв/л) с ( f A) с( HCl ) = 0,1 н с( 1/5 KMnO 4 ) = 0,1 н с( 1/2 H 2 SO 4 ) = 1 н

Изображение слайда
10

Слайд 10

3. Титр (г/мл) Т(HCl) = 0.005026 4. Титр по определяемому веществу (г/мл) Т(А/В)(условный титр) – сколько грамм вещества В соответствует 1мл титранта А. Т(HCl/CaO) = 0.002914

Изображение слайда
11

Слайд 11: Требования, предъявляемые к реакциям в титриметрическом анализе

Реакция должна протекать с большой скоростью. Константа равновесия должна быть велика, т.е. реакция должна протекать полностью. Должны отсутствовать побочные реакции. Возможность фиксирования точки эквивалентности (т.э.). 11

Изображение слайда
12

Слайд 12: Приемы титриметрического анализа

прямое титрование; обратное титрование (титрование по остатку); титрование по замещению (титрование заместителя). 12

Изображение слайда
13

Слайд 13: 1. В методах прямого титрования определяемое вещество непосредственно реагирует с титрантом. Типичным примером прямого титрования является титрование щелочи кислотой

n(NaOH) = n(HCl) c(NaOH) ∙ V(NaOH) = c(HCl) ∙ V(HCl) 13

Изображение слайда
14

Слайд 14

m(NaOH) = Т (HCl/NaOH) ∙ V(HCl) m(NaOH) = n(NaOH) ∙ M(NaOH) = n(HCl) ∙M(NaOH) 14

Изображение слайда
15

Слайд 15

2. В методах обратного титрования используется два титрованных рабочих раствора — основной и вспомогательный. Пример 1. CaCO 3 + 2 HCl (изб – №1) = CaCl 2 + H 2 O + CO 2  + ( HCl ост ) HCl ост + NaOH №2 = NaCl + H 2 O n (1/2CaCO 3 ) = n (HCl) – n (NaOH) 15

Изображение слайда
16

Слайд 16

Пример 2. Определение солей аммония и азота в органических соединениях по Кьельдалю а) Н 2 SO 4 изб. + 2 NH 3 = ( NH 4 ) 2 SO 4 + ( Н 2 SO 4 ост ) Н 2 SO 4 ост + 2NaOH = Na 2 SO 4 + 2 H 2 O n (NH 4 + ) = n ( 1/2 Н 2 SO 4 ) – n (NaOH) 16

Изображение слайда
17

Слайд 17

б) NH 4 С l + NaOH изб. = NH 3 + NaCl + H 2 O + ( NaOH ост. ) NaOH ост + HCl = NaCl + H 2 O n (NH 4 + ) = n (NaOH ) – n (HCl)

Изображение слайда
18

Слайд 18

3. T итрование заместителя или титрование по замещению В этом методе к определяемому веществу добавляют специальный реагент, вступающий с ним в реакцию. Один из продуктов взаимодействия о ттитровывается рабочим раствором.

Изображение слайда
19

Слайд 19

П ример ы : При иодометрическом определении меди к анализируемому раствору добавляется заведомый избыток KI и происходит реакци я: 2С u 2+ + 4 I - = 2 CuI + I 2 Выделившийся иод оттитровывают тиосульфатом: I 2 + 2S 2 O 4 2- = 2I - + S 4 O 6 2- 2) Определение NH 4 + 4NH 4 + + 6CH 2 O = 6(CH 2 )N 4 ↓ + 4H + + 6H 2 O Образовавшуюся кислоту оттитровывают щелочью.

Изображение слайда
20

Слайд 20

3) Определение Ca : С aC 2 O 4  + H 2 SO 4 = С aSO 4  + H 2 C 2 O 4 5H 2 C 2 O 4 + 2MnO 4 - + 6H + =10CO 2 + 2Mn 2+ + 8H 2 O n(½CaC 2 O 4 ) = n(½H 2 C 2 O 4 ) = n(1/5KMnO 4 ) 20

Изображение слайда
21

Слайд 21

Методы титриметрического анализа: I. Кислотно-основное титрование Н + +ОН - = Н 2 О II. Комплексометрическое титрование Hg 2+ + 2Cl - = HgCl 2 (меркуриметрия) M 2+ + H 2 ЭДТА 2- = МЭДТА 2- + 2Н + (комплексонометрия) III. Осадительное титрование А g + + Cl - = AgCl  (аргентометрия) Hg 2 2+ + 2 Cl - = Hg 2 Cl 2  (меркурометрия) IV. Окислительно-восстановительное титрование (редоксиметрия) 5 Fe 2+ + MnO 4 - + 8H + = 5 Fe 3+ + Mn 2+ + 4H 2 O 21

Изображение слайда
22

Слайд 22

I. Кислотно-основное титрование Н + +ОН - = Н 2 О Титранты: Сильные кислоты - HCl, HNO 3, Н 2 SO 4 Сильные основания - NaOH, KOH Определяемые вещества: кислоты, основания, соли. В процессе титрования происходит изменение рН p Н = - lg a H + = - lg (  H + ] ∙  H + ); p Н  - lg H + ]. Крив ая титрования - это графическая зависимость рН раствора от объема добавленного титранта (рН = f ( V титранта )).

Изображение слайда
23

Слайд 23

Расчет кривой титрования сильного основания сильной кислотой 100мл 0,1М NaOH + V мл 0,1М HCl ; V общ = const (100 мл) NaOH + HCl = NaCl + H 2 O 1 ) V ( HCl ) = 0 мл,  ОН -  =  Na ОН = 0,1 моль/л рОН = - lg 0,1 = 1; рН = 14-1= 13 2 ) V ( HCl ) = 50,0 мл, рОН = - lg 0,05 = 1,3; рН = 12,7 3 ) V ( HCl ) = 90,0 мл, рОН = - lg 0,01 = 2; рН = 12 23

Изображение слайда
24

Слайд 24

4) V(HCI)=99,0 мл; pOH=3; рН = 11 5) V ( HCl ) = 99,9 мл; рОН = 4; рН = 10 6) V ( HCl ) = 100,0 мл – т.э.;  ОН -  =  Н +  = 10 -7 моль/л; рН = 7 7) V ( HCl ) = 100,1 мл; рН = 4

Изображение слайда
25

Слайд 25

V( HCl ), мл Остаток Na ОН, мл рОН рН 0 10 0,0 1,0 13,0 50,0 50,0 1,3 12,7 90,0 10,0 2,0 12,0 99,0 1,0 3,0 11,0 99,9 0,1 4,0 10,0 100,0 0 7,0 7,0 100,1 0 10,0 4,0 Таблица результатов расчета кривой титрования 25

Изображение слайда
26

Слайд 26

Рис. 1. Кривая титрования сильного основания сильной кислотой. 26

Изображение слайда
27

Слайд 27

Пересечение линии эквивалентности (Л.Э.) с линией нейтральности (Л.Н.) дает точку нейтральности (Т.Н.). В данном случае, при титровании сильного основания сильной кислотой Т.Н. и Т.Э. совпадают. Резкое изменение рН вблизи Т.Э. называется скачком титрования (С.Т.). Точка на кривой титрования, когда раствор недотитрован на 0,1% называется началом С.Т., когда раствор перетитрован на 0,1% - конец С.Т.

Изображение слайда
28

Слайд 28

Факторы, влияющие на величину скачка титрования а) Концентрация с ( Na ОН) = с (НС l ) = 1M V ( HCl ) = 99,9 мл; рОН = 3; рН = 11 V ( HCl ) = 100,1 мл; рН = 3 Скачок титрования : 11 – 3 = 8 единиц рН. С увеличением концентрации величина скачка титрования увеличивается. 28

Изображение слайда
29

Слайд 29

б) Температура t = 25 0 C K w = 10 -14 t = 60 0 C K w = 10 -13 V ( HCl ) = 99,9 мл,  ОН -  = 10 -3 моль/л; рОН = 3; рН = 10 V ( HCl ) = 100,1 мл,  Н +  = 10 -3 моль/л; рН = 3 При 60 0 C Δ рН =10 - 3 = 7 С ростом температуры, величина скачка титрования уменьшается. 29

Изображение слайда
30

Слайд 30

Расчет кривой титрования слабой кислоты сильным основанием 100мл 0,1М СН 3 СООН + V мл 0,1М NaOH ; V общ = const (100 мл) 1) V NaOH = 0 мл СН 3 СООН + Н 2 О =СН 3 СОО - +Н 3 О + СН 3 СООН =СН 3 СОО - +Н + C a -x х х 30 К а = 1,74 ∙ 10 -5 т.к. х << С a, С a -x ~ C a х = [ H + ] = 1,32 ∙10 -3 моль/л; рН = 2,89 рОН = 11,11

Изображение слайда
31

Слайд 31

0 < V ( NaOH ) < 100 мл – буферная область СН 3 СООН = СН 3 СОО - + Н + 2) V NaOH = 9,0 мл Образовалось:  СН 3 СОО -  = С s = Остаток:  СН 3 СООН = С a =. рН = 3,7 5 C s + x C a -x 31 x

Изображение слайда
32

Слайд 32

3) V NaOH = 50,0 мл Образовалось:  СН 3 СОО -  = С S = 0,05 моль/л, Остаток:  СН 3 СООН = С А = 0,05 моль/л рН = 4,76 4) V NaOH = 90,0 мл Образовалось:  СН 3 СОО -  = С S = 0,09 моль/л, Остаток:  СН 3 СООН = С А = 0,01 моль/л рН = 5,71 32 рОН = 9,24 рОН = 8,29

Изображение слайда
33

Слайд 33

5 ) V NaOH = 99,9 мл Образовалось:  СН 3 СОО -  = С S = 0,0999 моль/л, Остаток:  СН 3 СООН = С А = 0,0001 моль/л рН = 7,76 33 рОН = 6,24

Изображение слайда
34

Слайд 34

6 ) V NaOH = 100 мл – эквивалентное количество Образовалось:  СН 3 СОО -  = С S = 0,1 моль/л, Остаток:  СН 3 СООН = С А = 0 моль/л СН 3 СОО - + Н 2 O = СН 3 СООН + ОН -  Н +  = 10 -14 / (7,6 ∙ 10 -6 ) = 1,32 ∙ 10 -9 моль/л рН = 8,88 рОН = 5,12 34

Изображение слайда
35

Слайд 35

7 ) V NaOH = 100,1 мл (избыток 0,1 мл)  O Н -  = 0,1 ∙ 0,1/100 = 1,0 ∙ 10 -4 моль/л рОН = 4; рН = 10 35

Изображение слайда
36

Слайд 36

Таблица результатов расчета кривой титрования V ( Na ОН), мл  СН 3 СООН , моль/л  СН 3 СОО - , моль/л рОН рН 0 0, 1 1.32 ∙ 10 -3 11, 11 2, 89 9,0 0, 091 0, 009 10, 24 3, 75 50,0 0, 05 0, 05 9, 24 4, 76 9 0,0 0, 0 1 0, 09 8, 2 9 5, 7 1 99, 9 10 -4 0, 0999 6, 24 7, 76 100,0 - 0, 1 5, 12 8, 88 100, 1 - 0, 1 4, 0 10, 0 36

Изображение слайда
37

Слайд 37

Рис.2. Кривая титрования слабой кислоты сильным основанием. 37

Изображение слайда
38

Слайд 38

Кривая титрования слабого основания сильной кислотой 0,1М NH 3 + 0,1М Н Cl, К b = 1, 76 ∙ 10 -5 ; К а = 5, 68 ∙ 10 -10 ; рН = 14 – рК b + lg ( [ NH 3 ] / [ NH + 4 ] ) V (Н Cl ), мл остаток  NН 3 , моль/л рОН рН 0 100,0 2,9 11,1 50,0 50,0 4,7 9,3 99,0 1,0 6,7 7,3 99,9 0,1 7,7 6,3 100,0 0 8,9 5,1 100,1 0 10,0 4.0 Точка эквивалентности находится в кислой области. 38

Изображение слайда
39

Слайд 39

Рис.3. Крив ая титрования слабого основания сильной кислотой. 39

Изображение слайда
40

Слайд 40

Факторы, влияющие на величину скачка титрования : Концентрация реагирующих веществ; 2.Температура ( t °); 3. Природа реагирующих веществ ( K дисс ). 40

Изображение слайда
41

Слайд 41

Титрование смеси двух кислот 1. Титрование смеси двух сильн ых кислот. Оттитровать отдельно одну сильную кислоту в присутствии другой сильной кислоты невозможно. Можно определить только общую кислотность (щелочность). 2. Титрование смеси сильной и слабой кислот (оснований). Оттитровать сильную кислоту в присутствии слабой с погрешностью в 1 % можно, если K a слабой кислоты ≤ 10 -5. HCl + CH 3 COOH ; K а = 1,7 4 ∙ 10 -5 HCl + C 6 H 5 COOH ; K а = 6,6 ∙ 10 -5 41

Изображение слайда
42

Слайд 42

3. Титрование смеси двух слабых кислот НХ; H У титрант – щелочь. Предположим, что одну слабую кислоту в присутствии другой слабой кислоты можно оттитровать с точностью в 1%. НХ – оттитрована на 99% HУ – оттитрована на 1% 42

Изображение слайда
43

Слайд 43

НХ = Н + + Х - НУ = Н + + У -

Изображение слайда
44

Слайд 44

K нх ∙ 10 -2 = K ну ∙ 10 2 ; Т.о. Оттитровать одну слабую кислоту в присутствии другой слабой кислоты с точностью в 1% можно, если отношение величин K a этих кислот отличается больше, чем на четыре порядка. 44

Изображение слайда
45

Слайд 45

Выведем формулу для расчета рН в т.э. [ H + ] 2 = K нх ∙ K ну ;

Изображение слайда
46

Слайд 46

Титрование многоосновных кислот 100 мл 0,1 м Н 3 РО 4 + V мл 0,1 м NaOH Н 3 РО 4  Н + + Н 2 РО - 4 К 1 = 7,58 ∙ 10 -3 рК 1 = 2,12 Н 2 РО - 4  Н + + НРО 2- 4 К 2 = 6,16 ∙ 10 -8 рК 2 = 7,21 НРО 2- 4  Н + + РО 3- 4 К 3 = 4,26 ∙ 10 -13 рК 3 = 12,38 V NaOH = 100 мл - I т. э. V NaOH = 200мл - II т.э V NaOH = 300мл III т.э В области третьей точки эквивалентности скачка не наблюдается, т.к. К 3 очень мала.

Изображение слайда
47

Слайд 47

РО 3- 4 + Н 2 О  НРО 2- 4 + ОН - Рис.4. Кривая титрования фосфорной кислоты сильным основанием.

Изображение слайда
48

Слайд 48

Титрование солей многоосновных кислот 100 мл 0, 1 М Na 2 CO 3 + V мл 0, 1 М HCl 48

Изображение слайда
49

Слайд 49

2) 0  V ( HCl )  100 мл – 1 я буферная область. 3) V ( HCl )=100 мл – 1 я точка эквивалентности. 49

Изображение слайда
50

Слайд 50

Рис.5. Кривая титрования Na 2 CO 3 сильной кислотой. 50

Изображение слайда
51

Слайд 51

Индикаторы кислотно-основного титрования Кислотно-основные индикаторы – это органические соединения сложной структуры, которые изменяют свою окраску в зависимости от рН раствора.

Изображение слайда
52

Слайд 52

Hind  H + + Ind - кр желт Интервал pH, при котором индикатор изменяет свою окраску, называется интервалом перехода индикатора. Ионная теория

Изображение слайда
53

Слайд 53

Хромофорная теория В соответствии с этой теорией изменение цвета индикатора связано с существенным изменением его молекулярной структуры. Окраска соединений связана с наличием хромофорных групп: - NO 2 -, - N = N - т. д., и ауксохромных групп, которые в присутствии хромофорных также влияют на окраску. Структурные изменения в растворах метилового оранжевого при изменении рН можно представить схемой: В воде, нейтральном и щелочном растворе метиловый оранжевый имеет желтую окраску (форма Ind - ), при подкислении структура молекулы изменяется и индикатор приобретает красную окраску (форма HInd ).

Изображение слайда
54

Слайд 54

Другим широко применяемым индикатором в методах кислотно-основного титрования является фенолфталеин, структурные изменения в молекуле которого также связаны с изменением рН. Упрощенная схема этих изменений имеет вид : В кислых и нейтральных растворах фенолфталеин бесцветен ( HInd ), в щелочной среде он приобретает красный цвет (форма Ind - ). Смешением нескольких индикаторов получают так называемый универсальный индикатор, непрерывно изменяющий свою окраску в широком интервале рН и пригодный для приближенного определения рН в этом интервале. 54

Изображение слайда
55

Слайд 55

Условия выбора индикатора 1. По кривой титрования. 2. По показателю титрования. Показатель титрования – это то значение рН, при котором заканчивают титрование с данным индикатором.Показатель титрова6ния должен находиться в пределах скачка титрования рТ  рН в т.э. 3. По индикаторной ошибке. 55

Изображение слайда
56

Слайд 56

Индикаторные ошибки титрования Тип ошибки Причина ошибки Водородная Н + -ошибка,  Н + Избыток ионов Н + вследствие недотитрования сильной кислоты или перетитрования основания (сильного или слабого) сильной кислотой. Гидроксильная ОН - - ошибка,  ОН - Избыток ионов ОН - вследствие недотитрования сильного основания или перетитрования кислоты (сильной или слабой) сильным основанием. V 1 – объем анализируемого раствора, взятый для титрования; V 2 – объем раствора в конце титрования; Сн – нормальная концентрация анализируемого раствора; рК – показатель константы диссоциации слабого электролита; рТ – показатель титрования индикатора.

Изображение слайда
57

Слайд 57

Кислотная НА – ошибка,  НА Избыток молекул НА слабой кислоты при её недотитровании Щелочная МОН-ошибка,  МОН Избыток молекул слабого основания МОН при его недотитровании Индикаторные ошибки титрования V 1 – объем анализируемого раствора, взятый для титрования; V 2 – объем раствора в конце титрования; Сн – нормальная концентрация анализируемого раствора; рК – показатель константы диссоциации слабого электролита; рТ – показатель титрования индикатора.

Изображение слайда
58

Слайд 58

58 Практическое применение метода кислотно-основного титрования (анализ функциональных групп) Функциональная группа Реакция Титрование Сульфогруппа (- SO 3 H ) RNHSO 3 H + NaOH = RNHSO 3 Na + H 2 O Раствором NaOH Карбоксильная группа ( - COOH ) RCOOH + NaOH = RCOONa + H 2 O Раствором NaOH Аминогруппа (- NH 2 ) а) в алифатических соединениях б) в ароматических соединениях RNH 2 + HCl = RNH 3 Cl С 2 H 5 NH 2 + HClO 4 =С 6 H 5 NH 2  HClO 4 а) Раствором HCl б) Раствором HClO 4 в среде ледяной уксусной кислоты (неводное титрование) Эфирная группа R 1 COOR 2 + OH - изб = R 1 COO - + R 2 OH Избыток NaOH титруют НС l Карбонильная группа R 1 R 2 CO + NH 2 OH·HCl = R 1 R 2 CONOH+ HCl + H 2 O Избыток HCl титруют раствором NaOH

Изображение слайда
59

Слайд 59

II. Комплексометрическое титрование Меркуриметрия Титрант – Hg(NO 3 ) 2 Определяемые вещества – Cl -, Br -, SCN -, CN - Индикаторы – нитропруссид натрия, дифенилкарбазид, дифенилкарбазон Hg 2+ + 2 Г -  Hg Г 2 59  - константа устойчивости Hg Г 2

Изображение слайда
60

Слайд 60

60 Простейшим комплексоном является иминодиуксусная кислота: Для целей количественного анализа наиболее часто в качестве титранта используется двухзамещенная натриевая соль этилендиаминтетраксусной кислоты – комплексон III (трилон Б, ЭДТА) : 2. Комплексонометрия (хелатометрия) Основными титрантами являются комплексоны. Комплексонами называют группу аминополикарбоновых кислот.

Изображение слайда
61

Слайд 61

Метод комплексонометрии основан на образовании прочных комплексных соединений ионов металлов с комплексоном III (комплексонатов металлов) в соотношении M : L = 1 :1 по схеме: M 2+ + H 2 Edta 2- = MEdta 2- + 2H + M 3 + + H 2 Edta 2- = MEdta - + 2H +

Изображение слайда
62

Слайд 62

Условия комплексонометрического титрования 1. pH  3 титровать нельзя, т.к. образуются менее прочные кислые комплексы. 2. pH  10 титровать нельзя. М(ОН) 2  3. Оптимальное значение pH = 810 в среде аммонийного буфера ( NH 3 + NH 4 Cl ) M 2+ + H 2 Y 2- = MY 2- + 2 H + ; H 2 Y 2- - комплексон; MY 2- - комплексонат. 4. Аммиак кроме части буферного раствора является также дополнительным лигандом. M(NH 3 ) 4 2+ + H 2 Y 2- = MY 2- + 2NH 4 + + 2NH 3 5. Маскировка мешающих ионов металлов с помощью солей органических кислот. 62

Изображение слайда
63

Слайд 63

Условная константа устойчивости Zn 2+ + L 4-  ZnL 2- При наличии дополнительных лигандов и ионов Н + возможно наличие конкурирующих равновесий.  Zn 2+  / и  L 4-  / - условные концентрации. - истинная константа устойчивости. - условная константа устойчивости 63

Изображение слайда
64

Слайд 64

Изображение слайда
65

Слайд 65

Изображение слайда
66

Слайд 66

- коэффициент побочных реакций для металла.

Изображение слайда
67

Слайд 67

L 4- + H +  HL 3- L 4- + 2 H +  H 2 L 2-

Изображение слайда
68

Слайд 68

L 4- + 3 H +  H 3 L - L 4- + 4 H +  H 4 L

Изображение слайда
69

Слайд 69

- коэффициент побочных реакций для лиганда

Изображение слайда
70

Слайд 70

Расчет скачка титрования 100 мл 0,01М Са 2+ + V мл 0,01М трилона Б. Са 2+ + Y 4- =CaY 2- ; 1) V тр. Б = 99, 9 мл рСа 2+ = 5 2) V тр.Б = 100 мл – т.э. Са Y 2- =Ca 2+ + Y 4- 0,01-х х х х = 5  10 -7 моль/л; рСа = 6,3 70 10 -5 -х х 0,00999-х

Изображение слайда
71

Слайд 71

3) V тр.Б = 100,1 мл Са Y 2- =Ca 2+ + Y 4- 0,01-х х х+10 -5 х = 2,5  10 -8 моль/л; рСа = 7,7 Кривую титрования строят в координатах рСа – V титранта. 71

Изображение слайда
72

Слайд 72

72 Рис.6. Влияние рН на вид кривой титрования 0,01 М раствора соли кальция 0,01 М раствором трилона Б.

Изображение слайда
73

Слайд 73

Металлохромные индикаторы Применяются в методе комплексонометрии, представляют собой слабые органические кислоты, которые образуют окрашенные комплексы с металлами, устойчивость которых ниже, чем устойчивость соответствующих комплексонатов (мурексид, эриохром черный Т, ксиленовый оранжевый и др.). Эриохром черный Т (Н 3 Ind ): рН  6 рН = 8 10 рН  11 красн голуб оранж Zn 2+ + NH 3 + HInd 2- = ZnInd - (кр-фиол) + NH 4 + ZnInd - + NH 3 + H 2 Y 2- = ZnY 2- + NH 4 + + HInd 2- ( голуб ) При выборе индикатора необходимо учитывать правило :  73

Изображение слайда
74

Слайд 74

Применение метода комплексонометрии 1. Прямое титрование Zn 2+ ; Ca 2+ ; Ni 2+ ; Co 2+ ; Cd 2+ ; Mg 2+ и др. с аммонийным буфером и эриохромом черным Т. Fe 3+ ; Zr 4+ - в кислой среде с ксиленовым оранжевым. Прямое титрование использовать нельзя, если: а) возможно образование гидроксидов металлов. б) реакция комплексообразования протекает медленно. в) нет подходящего металлохромного индикатора. г) возможно блокирование индикатора. 74

Изображение слайда
75

Слайд 75

2. Косвенное титрование а) обратное титрование M 2+ + H 2 Y 2- ( изб.) = MY 2- + 2H + + (H 2 Y 2- ( ост.) ) H 2 Y 2- ( ост.) + Zn 2+ =ZnY 2- + 2H + n(M 2+ ) = n(H 2 Y 2- ) – n(Zn 2+ ) Определяют: Hg 2+, Al 3+ ; Cr 3+ и др. б) т итрование по замещению M 2+ + MgY 2- = MY 2- + Mg 2+ Mg 2+ + H 2 Y 2- = MgY 2- + 2H + n(M 2+ ) = n(Mg 2+ ) = n(H 2 Y 2- ) Определяют: Hg 2+, Th 4 + ; Cu 2 + и др.

Изображение слайда
76

Слайд 76

3. Косвенное определение анионов SO 4 2- + Ba 2+ ( изб.) = BaSO 4 + (Ba 2+ ( ост.) ) Ba 2+ (ост.) + H 2 Y 2- = BaY 2- + 2H + n(SO 4 2- ) = n(Ba 2+ ) – n(H 2 Y 2- ) Определяют : SO 4 2-, PO 4 3- и др.

Изображение слайда
77

Слайд 77: III. Осадительное титрование

Требования к реакциям осаждения: 1. Малая растворимость осадка. 2. Высокая скорость образования осадков. 3. Явление адсорбции и окклюзии должно быть минимальным. 4. Возможность фиксирования точки эквивалентности. 77

Изображение слайда
78

Слайд 78

Аргентометрия Титрант – AgNO 3. Ag + + X - = AgX  ПР AgX = [Ag + ][X - ] ; Определяемые ионы - X = Cl -, Br -, I -, SCN -. 1. Безиндикаторные методы. Метод равного помутнения (Гей-Люссака). 2. Метод Мора (индикатор K 2 CrO 4 ). Ag + + Cl - = AgCl  Индикаторная реакция: CrO 4 2- + 2 Ag + = Ag 2 CrO 4  кирпично-красный Условия: рН 6,5 10 осадок рН  6,5 CrO 4 2- + Н + = Н CrO 4 - рН  10 Ag 2 O (черный осадок) 78

Изображение слайда
79

Слайд 79

3. Метод Фольгарда (тиоционатометрия) Индикатор - Обратное титрование (рабочие растворы- AgNO 3, К SCN или NH 4 SCN ): Cl - + Ag + (изб)  AgCl + Ag + (ост) Ag + (ост) + SCN -  AgSCN Индикаторная реакция: Fe 3+ + nSCN - (изб) = n (Cl - )= n ( Ag + ) - n (SCN - ) 79

Изображение слайда
80

Слайд 80

4. Метод Фаянса (адсорбционные индикаторы) Адсорбционные индикаторы – красители, которые при адсорбции на осадке изменяют свой цвет. ( Флуоресцеин – для определения хлоридов при рН = 7-10, дихлорфлуоресцеин –для определения хлоридов при рН= 4, эозин – для определения бромидов, иодидов, тиоцианатов при рН=2). K + + I - + Ag + + NO 3 - = AgI  + K + + NO 3 - 80

Изображение слайда
81

Слайд 81

Рис. 7. Кривые аргентометрического титрования: 1- NaCl ; 2- NaBr ; 3- NaI.

Изображение слайда
82

Слайд 82

Факторы, влияющие на величину скачка титрования в методах осаждения 1. Концентрация реагентов. 2. Температура. 3. Произведение растворимости (ПР). 4. Ионная сила раствора ( I). 82

Изображение слайда
83

Слайд 83

Меркурометрия Рабочий раствор – Hg 2 ( NO 3 ) 2 FeSCN 2+ - кроваво - красный, Hg 2 (SCN) 2 – белый. 2. Индикатор дифенилкарбазон – адсорбционный индикатор, который окрашивает суспензию Hg 2 Cl 2 в сине-фиолетовый цвет. Hg 2 2+ + 2 X - = Hg 2 X 2  ; X= Cl -, Br -, SCN - ; ПР= [Hg 2 2+ ][X - ] 2 1. Ин д икатор – FeSCN 2+ 2FeSCN 2+ + Hg 2 2 + = Hg 2 (SCN) 2  + 2Fe 3+ ; 83

Изображение слайда
84

Слайд 84

IV. Окислительно-восстановительное титрование Фактор эквивалентности – доля условной или реальной частицы, которая соответствует 1 электрону в окислительно-восстановительной реакции. f экв ( Fe 2+ ) = 1 В реакциях окисления-восстановления существует 2 редокс-пары. Окислительно-восстановительная система характеризуется окислительно-восстановительным потенциалом. 84

Изображение слайда
85

Слайд 85

Уравнение Нернста

Изображение слайда
86

Слайд 86

Величина Е зависит от следующих факторов: t ; Концентрация; Величина рН; От реакций протекающих совместно:

Изображение слайда
87

Слайд 87

а) образование труднорастворимых соединений: Cu 2+ + e → Cu + 2Cu 2+ + 4I - = 2CuI  + I 2

Изображение слайда
88

Слайд 88

б) реакции комплексообразования: 88

Изображение слайда
89

Слайд 89

Константа равновесия окислительно-восстановительных реакций 89 К р – константа равновесия реакции; E ox 0 - стандартный потенциал пары окислителя; E red 0 - стандартный потенциал пары восстановителя; m – наименьшее общее кратное из числа принятых и отданных электронов.

Изображение слайда
90

Слайд 90

Расчет скачка титрования 100 мл 0,1 М FeCl 2 + V мл 0,1 н KMnO 4 ;  Н +  = 1 моль/л, рН=0 и [H + ]=0,1 моль / л, рН=1 0,1 н К MnO 4 = 0,02 М К MnO 4

Изображение слайда
91

Слайд 91

1 ) V(KMnO 4 ) = 99, 9 мл 91

Изображение слайда
92

Слайд 92

2 ) V ( KMnO 4 ) = 100 мл - точка эквивалентности, а)  Н +  = 1 моль/л, рН =0 а, в – число принятых и отданных электронов. б)  Н +  = 0,1 моль/л, рН=1 К р = 10 62,7 = 5  10 62

Изображение слайда
93

Слайд 93

5х х 0,1 0,1-5х 0,02-х х = 9  10 -12 моль / л 93

Изображение слайда
94

Слайд 94

3) V ( KMnO 4 ) = 100,1 мл а)  Н +  = 1 моль/л б)  Н +  = 0,1моль / л Величина скачка титрования зависит от рН. Кривую титрования строят в координатах Е – V титранта. 94

Изображение слайда
95

Слайд 95

Рис.8. Кривая титрования FeCl 2 раствором KMnO 4.

Изображение слайда
96

Слайд 96

Методы окислительно-восстановительного титрования Перманганатометрия KMnO 4 (безиндикаторный) ; Иодометрия I 2, Na 2 S 2 O 3 (индикатор - крахмал) ; Хроматометрия K 2 Cr 2 O 7 (индикатор - дифениламин) ; Броматометрия KBrO 3 (индикаторы - метиловый оранжевый, метиловый красный). 96

Изображение слайда
97

Слайд 97

Гравиметрический анализ Гравиметрический метод анализа основан на измерении массы вещества, полученного в результате химической реакции. а) Метод отгонки. Состоит в переводе одного из компонентов в летучее соединение и его последующем удалении б) Метод осаждения. Состоит в выделении определяемого вещества в осадок в виде малорастворимого соединения. 97

Изображение слайда
98

Слайд 98

Соединение, в виде которого определяемый компонент осаждают из анализируемого раствора, называют формой осаждения, которая должна отвечать требованиям : 1. Полнота осаждения. 2. Легкая фильтруемость. 3. Чистота осадка. 98

Изображение слайда
99

Слайд 99

Соединение, в виде которого определяемое вещество взвешивают, называют гравиметрической формой. Требования к гравиметрической форме: 1. Состав гравиметрической формы должен соответствовать химической формуле. 2. Гравиметрическая форма должна иметь большую молекулярную массу для определения меньшего количества вещества с большей точностью. 3. Гравиметрическая форма должна быть устойчива и не должна взаимодействовать с окружающей средой.

Изображение слайда
100

Слайд 100

Условия аналитического осаждения кристаллических осадков Размер частиц кристаллического осадка связан с величиной относительного пересыщения (О.П.) раствора в процессе осаждения, которая определяется по формуле: Чем меньше величина О.П., тем больше размер кристаллов.

Изображение слайда
101

Слайд 101

Основной причиной, вызывающей загрязнение осадков, является соосаждение – выпадение в осадок вместе с определяемым веществом примесей, для которых в условиях осаждения произведение растворимости не достигнуто. Соосаждение примесей на поверхности осадка называют адсорбцией. Соосаждение, при котором примеси или маточный раствор захватываются внутрь кристалла, называют окклюзией.

Изображение слайда
102

Слайд 102

Кристаллические осадки осаждают медленно из горячих, разбавленных растворов разбавленным раствором осадителя при интенсивном перемешивании в присутствии солей аммония. Аморфные осадки осаждают быстро из горячих, концентрированных растворов в присутствии солей аммония с последующим разбавлением. Горячие растворы сразу фильтруют.

Изображение слайда
103

Последний слайд презентации: Аналитическая химия (количественный анализ) курс лекций

Определение сульфата гравиметрическая форма и форма осаждения F – фактор перерасчета Погрешность метода не более 0,5%, масса определяемого вещества 0,01  1,00 гр., при процентном отношении не менее 0,1%. 103

Изображение слайда