Приготування стандартного розчину

оксалатної кислоти

Взаємодія оксалатної кислоти з натрію гідроксидом проходить за рівнянням:

H₂C₂O₄ + 2NaOH → Na₂C₂O₄ + 2H₂O.

Масу наважки оксалатної кислоти для приготування 200 см³ 0,1н розчину розраховують за формулою:

Зважують на технічних терезах бюкс, потім у ньому зважують на технічних терезах наважку перекристалізованої оксалатної кислоти (1,2-1,5 г). Точно зважують бюкс з наважкою на аналітичних терезах. Обережно пересипають через лійку оксалатну кислоту в мірну колбу. Бюкс із крупинками оксалатної кислоти, що залишилась, знову зважують на аналітичних терезах і за різницею знаходять масу кислоти у колбі. Дистильованою водою з промивалки змивають щавелеву кислоту з лійки в колбу.

Дистильовану воду додають у колбу так, щоб вона була заповнена на 2/3 об’єму, виймають лійку і перемішують вміст колби круговими рухами до повного розчинення оксалатної кислоти. Після цього розчин у колбі доводять до мітки дистильованою водою.

Розраховують титр і молярну концентрацію еквіваленту отриманого розчину:

1.4. Встановлення концентрації розчину NaOH

За оксалатною кислотою

Розчин натрію гідроксиду наливають у бюретку. Відбирають піпеткою місткістю 20 см³ розчин оксалатної кислоти, переносять у конічну колбу місткістю 200 см³, додають 4-5 крапель фенолфталеїну і титрують розчином NaOH до появи блідо-малинового кольору, який не зникає при збовтуванні протягом 30 секунд.

Точне титрування в присутності фенолфталеїну можливе тільки в розчині, що не містить вуглекислого газу, інакше малинове забарвлення появится лише після зв’язування карбонатної кислоти:

H₂CO₃ + NaOH → NaHCO₃ + H₂O,

і на титрування буде витрачено більший об’єм натрію гідроксиду. Тому для приготування оксалатної кислоти беруть попередньо прокип’ячену дистильовану воду.

Титрування проводять не менше трьох разів, щоб різниця між паралельними титруваннями не перевищувала 0,1 см³, і знаходять середнє значення об’єму титранту.

Концентрацію розчину натрію гідроксиду розраховують за формулою:

1.5. Титрування досліджуваного розчину

HCl розчином NaOH

Отриманий у мірній колбі розчин (з невідомим вмістом HCl) доводять до мітки дистильованою водою і добре перемішують. Відбирають піпеткою 20 см³ цього розчину і титрують з фенолфталеїном до появи блідо-малинового забарвлення, яке не зникає протягом 30 секунд.

Проводять не менше трьох титрувань, що різняться за об’ємом не більше, ніж на 0,1 см³, і знаходять середнє значення.

Розраховують концентрацію хлоридної кислоти за формулою:

Вміст HCl у досліджуваному розчині знаходять за формулою:

ЛІТЕРАТУРA

1.Аналітична хімія: Навчальний посібник/ О.М.Гайдукевич, В.В.Болотов, Ю.В.Сич та ін. –Х.: Основа, Видавництво НФАУ, 2000. –432 с.

2.Пономарев В.Д. Аналитическая химия: В двух ч. –М.: Высшая школа, 1982. –Ч.1. –304 с; Ч.2. –303 с.

3.Державна Фармакопея України / Держ. підприємство “Науково-експертний фармакопейний центр.” –1-е вид. –Харків: РІРЕГ, 2001. –556 с.

4.Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия. В 2-х кн.. Кн. 1. Общие теоретические основы. Качественный анализ. М.: Высшая школа, 2001. –604 с.

5.Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия. В 2-х кн.. Кн. 1. Количественный анализ. Физико-химические методы анализа -М.: Высшая школа, 2001. –645 с.

6.Конспект лекцій.

7.Основы аналитической химии: В 2-х кн. Учеб. для вузов/ Ю.А.Золотов, Е.Н.Дорохова, В.И.Фадеева и др. –М.: Высшая школа, 1996. –Кн.1. –383 с.; Кн.2. –461 с.

8.Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия: В 2-х кн. –М.: Химия, 1990. –Кн.1. –480 с.; Кн.2. –460 с.

9.Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. –М.: Химия, 1989. –447 с.

10.Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Аналитическая химия. Физико-химические методы анализа. –М.: Высшая школа, 1991. –256с.

11.Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии: В 2-х кн. –М.: Мир, 1979. –Кн.1. –480 с.; Кн.2. –430 с.

12.Васильев В.П. Аналитическая химия: В 2-х кн. –М.: Высшая школа, 1989. –Кн.1. –319 с.; Кн.2. –383 с.

13.Державна Фармакопея України. –1-е вид. –Харків: РІРЕГ, 2001. –Доповнення 1. -2004. -520 с.

14.Кількісний аналіз. Титриметричні методи аналізу / В.В.Петренко, Л.М.Стрілець, С.О.Васюк – Запоріжжя, 2006. -215 с.

ЗАНЯТТЯ №18

ТЕМА: Кислотно-основне титрування. Титрування слабких кислот та слабких основ. Визначення вмісту ацетатної і ортоборатної кислот, аміаку в розчинах.

АКТУАЛЬНІСТЬ:Вміння визначати концентрацію розчинів слабких кислот та основ дає можливість застосовувати отримані навики при вивченні фармацевтичного, фітохімічного та хіміко-токсикологічного аналізу, є необхідними умовами для аналізу речовин і правильного трактування одержаних результатів досліджень.

НАВЧАЛЬНІ ЦІЛІ: Освоєння методики кількісного визначення вмісту аміаку, ацетатної та ортоборатної кислот за допомогою виготовлених титрантів.

ЗНАТИ: -техніку виконання операцій у кількісному титриметричному аналізі;

-розрахунки процентного вмісту досліджуваної речовини за

результатами аналізу;

-правила титрування слабких кислот та основ;

-вихідні речовини для виготовлення стандартних розчинів;

-розрахунки величини наважки при виготовленні стандартних

розчинів.

ВМІТИ:-проводити розрахунки молярної маси еквіваленту речовини при

виготовленні розчинів;

-встановлювати точку кінця титрування з кислотно-основними

індикаторами;

-виготовити стандартні розчини;

-правильно вибирати індикатори в методі кислотно-основного

титрування;

-виготовляти титровані розчини з вихідних речовин з розрахованим

титром та титровані розчини з встановленим титром з

концентрованих кислот;

-проводити титрування та робити розрахунки кількості речовини у

препараті;

-робити висновки з результатів аналізу і оформляти їх у вигляді

протоколу.

САМОСТІЙНА ПОЗААУДИТОРНА РОБОТА

1.Які можуть бути помилки в методі кислотно-основного титрування? Наведіть приклади.

2.Особливості титрування слабких кислот лугами і основ сильними кислотами. Процес титрування. Точка еквівалентності і точка кінця титрування.

3.Принцип побудови та аналіз кривих титрування. Скачок титрування. Відповідь обґрунтуйте та запишіть.

4.Суть, особливості і використання в аналізі різних методичних прийомів: способи і методи титрування. Титрування пряме, зворотнє і заміщення. Методи піпетування і окремих наважок.

5.Дайте загальну характеристику індикаторів методу кислотно-основного титрування. Як грамотно підібрати індикатор для титрування слабких кислот і основ?

6.Поясніть, чому не визначають аміак в солях амонію методом прямого титрування?

7.Що таке константа дисоціації індикатора? Наведіть приклади.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1.Які існують способи виготовлення стандартних розчинів?

2.Особливості титрування слабких кислот.

3.Особливості титрування слабких основ.

4.Чому не можна безпосередньо титрувати ортоборатну кислоту лугами?

5.Що таке фіксанали, стандартні взірці (нормальні) і для чого їх використовують?

6.З якою метою при титруванні ортоборатної кислоти додають гліцерин або інші багатоатомні спирти? Напишіть рівняння реакцій, які відбуваються при цьому.

7.Що таке твердість води? Чим зумовлена постійна і тимчасова твердість води? Відповідь обґрунтуйте та запишіть.

8.Яким чином можна визначити значення постійної, тимчасової та загальної твердості води? Відповідь обґрунтуйте та запишіть.

9.Розрахувати рН розчину, якщо до 15 см³ 0,1М розчину аміаку додали:

а) 10 см³ 0,05М розчину сульфатної кислоти;

б) 15 см³ 0,1М розчину сульфатної кислоти.

10.Розрахуйте титр, молярність, коефіцієнт поправки для титрованого розчину натрію гідроксиду, якщо на титрування 20,00 см³ цього розчину витрачається 19,84 см³ 0,09910М розчину хлоридної кислоти.

11.До 25 см³ 0,2М розчину ацетатної кислоти додали 24 см³ 0,2М розчину натрію гідроксиду. Чому дорівнює рН отриманого розчину?

САМОСТІЙНА РОБОТА НА ЗАНЯТТІ

1.Ознайомитись з методом титрування слабких кислот та слабких основ за допомогою дослідів, описаних у даних методичних вказівках.

2.Виготовляти стандартні розчини методу нейтралізації.

3.Виконати лабораторні роботи, вказані в цих методичних матеріалах.

4.Оформити та захистити протокол.

5.Відповідати на запитання, запропоновані викладачем, з використанням записів на дошці.

6.Розв'язувати розрахункові задач, запропоновані викладачем.

Експериментальна частина

Завдання 1. Визначення ацетатної кислоти

Визначення ацетатної кислоти є одним з прикладів титрування слабких кислот робочим розчином натрію гідроксиду. Реакція між ацетатною кислотою і лугом протікає за рівнянням:

CH₃COOH + NaOH = CH₃COONa + H₂O.

В точці еквівалентності отримуємо розчин натрію ацетату. Ця сіль піддається гідролізу:

CH₃COO^– + H₂O = CH₃COOH + OH^–.

Тому відтитрований розчин має слаболужну реакцію; рН у точці еквівалентності можна обчислити за рівнянням:

рН = 7 + 1/2рК + 1/2lgС_кисл.

Для ацетатної кислоти рК = 4,8. Концентрація солі в кінці титрування становить приблизно 0,05н. Отже,

рН = 7+ 2,4 - 0,7 = 8,7.

Із цього розрахунку видно, що для титрування потрібно взяти слабкий індикатор з показником титрування, рівним 8,7 або близьким до цього значенням. Найбільш придатним індикатором є фенолфталеїн.

Якщо для титрування застосовують робочий розчин натрію гідроксиду, який не містить карбонатів, то визначення не представляє труднощів. Однак, звичайно, робочий розчин лугу містить певну кількість карбонату, причому ця кількість збільшується з часом внаслідок поглинання СО₂ з повітря.

Для уникнення цієї помилки застосовують різні методи. Найпростіше безпосередньо перед визначенням слабкої кислоти відібрати піпеткою 25 см³ 0,1М розчину хлоридної кислоти і відтитрувати її даним робочим розчином лугу в присутності фенолфталеїну. На основі результатів цього титрування обчислюють концентрацію розчину лугу за фенолфталеїном. Для обрахунку вмісту слабкої кислоти користуються цим коефіцієнтом еквівалентності.

Хід аналізу

Спочатку визначають питому густину кислоти ареометром (питома густина – 1,014 г/см³) і за довідниковою таблицею встановлюємо її приблизний кількісний склад у процентах (10 %). Потім розраховують, яку кількість ацетатної кислоти необхідно зважити для приготування 250 см³ 0,1М розчину:

Таким чином, для приготування 250 см³ 0,1М розчину ацетатної кислоти необхідно взяти 1,5010 г 100 %-ї або 15 г 10 %-ї кислоти, що за об’мом становить:

Відмірявши мензуркою або мірним циліндром 15 см³ аналізованої кислоти, точно зважують її у закритому бюксі на аналітичних терезах. Наважку потім старанно переносять у мірну колбу на 250 см³, розбавляють водою до мітки і добре збовтують.

Із мірної колби відбирають піпеткою 25 см³ розчину, переносять у конічну колбу, потім додають 2-3 краплі фенолфталеїну і титрують 0,1М розчином NaOH до появи стійкого, не зникаючого рожевого забарвлення. Масову частку ацетатної кислоти обчислюють за формулою:

де – молярна концентрація еквіваленту NaОН;

V(NaOH) – об’єм лугу, затраченого на титрування, в см³;

– молярна маса еквіваленту СН₃СООН;

g – наважка СН₃СООН, взята на одне титрування.

Завдання 2. Визначення ортоборатної кислоти

Ортоборатна кислота є дуже слабкою кислотою. Константа дисоціації К= 5,7•10^-10 або рК = 9,2.

Значення рН у точці еквівалентності можна обчислити за формулою:

рН = 7 + 1/2рК + 1/2lg С_кисл.,

при С = 0,1М; то рН = 7 + 4,6 - 0,5 = 11,1.

Цей результат дозволяє зробити висновок, що сіль, яка утворилася, сильно гідролізована і крива титрування характеризується слабким перегином біля точки еквівалентності. Індикатори з рТ=11 не застосовуються в об’ємному аналізі, тому визначення ніколи не проводять безпосереднім титруванням ортоборатної кислоти розчином лугу.

Однак, ортоборатна кислота реагує з деякими багатоатомними спиртами. При цьому утворюються комплексні сполуки, які володіють властивостями кислот, з константами дисоціації значно більшими, ніж константа дисоціації ортоборатної кислоти. Таким чином, при змішуванні нейтральних розчинів багатоатомних спиртів з розчином ортоборатної кислоти дисоціація її посилюється і стає можливим провести пряме титрування лугом з фенолфталеїном, як індикатором. Звичайно для цієї мети використовують глюкозу (С₆Н₁₂О₆). Замість глюкози краще брати інвертний цукор, який містить фруктозу, яка утворює з ортоборатною кислотою сильнішу комплексну сполуку. Можна також застосувати манніт (С₆Н₈(ОН)₆) або гліцерин (С₃Н₅(ОН)₃).

Хід аналізу

5 г ортоборатної кислоти розчиняють у 100-150 см³ гарячої води, попередньо прокип’яченої для видалення СО₂, потім розчин переносять у мірну колбу місткістю 250 см³ і доводять дистильованою водою до мітки. Відбирають піпеткою 50 см³ розчину, переносять у конічну колбу, додають 4-5 крапель фенолфталеїну і 20 см³ 30 %-ного нейтралізованого за фенолфталеїном розчину глюкози і титрують 0,5М розчином NaOH до появи червоного забарвлення. Додавання глюкози і титрування лугом продовжують до тих пір, поки від чергової порції глюкози індикатор не перестає обезбарвлюватися і розчин залишається забарвленим у червоний колір.

Масову частку ортоборатної кислоти в препараті вичисляють за формулою:

де – молярна концентрація еквіваленту NaOH;

– об’єм розчину лугу, затраченого на титрування, в см³;

– молярна маса еквіваленту ортоборатної кислоти;

g – наважка, г.

Завдання 3. Визначення аміаку

Це визначення має велике практичне значення. При аналізі речовин рослинного і тваринного походження майже завжди доводиться визначати Нітроген. Для цього органічну речовину руйнують, нагріваючи її з концентрованою сульфатною кислотою, при цьому нітрогеновмісна речовина перетворюється в амонію сульфат ((NH₄)₂SO₄). Розкладаючи цю сіль, визначають аміак, що виділився, після чого обчислюють вміст Нітрогену в досліджуваній пробі.

При аналізі нітратних чи нітритних солей, їх попередньо відновлюють до аміаку, а потім виходячи з його кількості, обраховують вміст нітратів чи нітритів. Відновлення звичайно ведуть в лужному середовищі цинком:

KNO₃ + 4Zn + 7KOH = NH₃↑ + 4K₂ZnO₂ + 2H₂O.

Визначення аміаку проводять також при аналізі амонійних солей для виявлення ступеня чистоти солі і в ряді інших випадків.

Існує декілька способів визначення аміаку в амонійних солях. Найчастіше застосовують спосіб, при якому розчин, що містить амонійні солі, обробляють надлишком лугу. Аміак, що виділяється, відганяють, збираючи дистилят у робочий титрований розчин хлоридної або сульфатної кислоти, після чого титрують залишок кислоти лугом. Цей спосіб можна застосувати у всіх випадках, незалежно від присутності в досліджуваному розчині сторонніх кислот, лугів, солей Алюмінію, Феруму, тощо. Однак відганяти аміак потрібно в перегінному апараті, що займає досить багато часу. Тому для аналізу препаратів амонійних солей, що не містять вільних кислот і солей, які перешкоджають визначенню аміаку, застосовують інший спосіб.

Амонійну сіль обробляють надлишком робочого розчину лугу і аміак, що виділяється, видаляють кип’ятінням; потім надлишок лугу титрують розчином хлоридної кислоти.

Крім того, існує спосіб, оснований на взаємодії амонійної солі з формальдегідом НСНО:

2(NH₄)₂SO₄ + 6HCHO = (CH₂)₆N₄ + 2H₂SO₄ + 6H₂O.

В результаті реакції утворюється гексаметилентетрамін ((CH₂)₆N₄) (уротропін) і виділяється еквівалентна кількість сильної кислоти, яку відтитровують розчином лугу.

Хід аналізу

Зважують на аналітичних терезах наважку амонійної солі з таким розрахунком, щоб отримати 250 см³ приблизно 0,1М розчину. Так, при аналізі амонію сульфату, молярна маса еквіваленту якого дорівнює:

величина наважки повинна бути біля 1,6 г. Наважку переносять у мірну колбу місткістю 250 см³, розчиняють у воді і доводять об’єм розчину до мітки. Відбирають із колби піпеткою 25 см³ розчину, переносять у хімічну склянку і додають туди 50 см³ 0,1М розчину лугу.

Вміст склянки нагрівають майже до кипіння і продовжують нагрівати до повного видалення аміаку, повноту видалення якого визначають за допомогою змоченого водою червоного лакмусового папірця. Після повного видалення аміаку розчин охолоджують і титрують 0,1М розчином хлоридної кислоти з метиловим оранжевим. Вміст аміаку в амонійній солі визначають за такою формулою:

де і – молярні концентрації еквівалентів NaOH і HCl;

і – об’єми розчинів NaOH і HCl, затрачених на титрування;

– молярна маса еквіваленту NH₃;

g – наважка, г.

ЛІТЕРАТУРA

2.Пономарев В.Д. Аналитическая химия: В двух ч. –М.: Высшая школа, 1982. –Ч.1. –304 с; Ч.2. –303 с.

6.Конспект лекцій.

8.Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия: В 2-х кн. –М.: Химия, 1990. –Кн.1. –480 с.; Кн.2. –460 с.

9.Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. –М.: Химия, 1989. –447 с.

11.Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии: В 2-х кн. –М.: Мир, 1979. –Кн.1. –480 с.; Кн.2. –430 с.

12.Васильев В.П. Аналитическая химия: В 2-х кн. –М.: Высшая школа, 1989. –Кн.1. –319 с.; Кн.2. –383 с.

13.Державна Фармакопея України. –1-е вид. –Харків: РІРЕГ, 2001. –Доповнення 1. -2004. -520 с.

14.Кількісний аналіз. Титриметричні методи аналізу / В.В.Петренко, Л.М.Стрілець, С.О.Васюк – Запоріжжя, 2006. -215 с.

ЗАНЯТТЯ №19

ТЕМА: Кислотно-основне титрування. Титрування багатоосновних кислот, основ, сумішей кислот і основ. Контрольна задача.

АКТУАЛЬНІСТЬ:Вміння визначати концентрацію розчинів багатоосновних кислот та основ дає можливість застосовувати отримані навики при вивченні фармацевтичного, фітохімічного та хіміко-токсикологічного аналізу, є необхідними умовами для аналізу речовин і правильного трактування одержаних результатів досліджень.

НАВЧАЛЬНІ ЦІЛІ: Освоєння методики кількісного визначення вмісту багатоосновних кислот та основ за допомогою виготовлених титрантів.

ЗНАТИ: -техніку виконання операцій у кількісному титриметричному аналізі;

-розрахунки процентного вмісту досліджуваної речовини за

результатами аналізу;

-правила титрування багатоосновних кислот та основ;

-вихідні речовини для виготовлення стандартних розчинів;

-розрахунки величини наважки при виготовленні стандартних

розчинів.

ВМІТИ:-проводити розрахунки молярної маси еквіваленту речовини при

виготовленні розчинів;

-встановлювати точку кінця титрування з кислотно-основними

індикаторами;

-виготовити стандартні розчини;

-правильно вибирати індикатори в методі кислотно-основного

титрування;

-виготовляти титровані розчини з вихідних речовин з розрахованим

титром та титровані розчини з встановленим титром з

концентрованих кислот;

-проводити титрування та робити розрахунки кількості речовини у

препараті;

-робити висновки з результатів аналізу і оформляти їх у вигляді

протоколу.

САМОСТІЙНА ПОЗААУДИТОРНА РОБОТА

1.Способи класифікації титриметричних методів аналізу: а) за типом реакції; б) за способом титрування. Відповідь обґрунтуйте та запишіть.

2.У чому суть методу визначення аміаку в солях амонію титруванням за заміщенням. Напишіть хімізм реакцій. Поясніть, як розраховують процентний вміст аміаку у препараті.

3.Чому при титруванні ортофосфатної кислоти лугом (індикатор фенолфталеїн) бажано додавати натрію хлорид?

4.Скільки грамів ортофосфатної кислоти міститься в даному розчині, якщо на титрування його з метиловим оранжевим використано 24,50 см³ розчину натрію гідроксиду з молярною концентрацією 0,2000 моль/дм³?

5.Напишіть, яка з сполук: KOH, KHCO₃, K₂CO₃ міститься в даному розчині, якщо: а) на титрування його з фенолфталеїном і метиловим оранжевим витрачається однакова кількість HCl; б) на титрування з фенолфталеїном йде вдвоє менше розчину HCl, ніж на титрування з метиловим оранжевим; в) розчин не дає лужної реакції з фенолфталеїном, але може бути від титрований з метиловим оранжевим.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1.Особливості титрування багатоосновних кислот.

2.Які існують способи вираження концентрації розчинів?

3.Які робочі розчини застосовують у методі нейтралізації та як їх готують? Відповідь обґрунтуйте та запишіть.

4.Криві титрування багатоосновних кислот. Від чого залежить фактор еквівалентності багатоосновних кислот? Наведіть приклади.

5.Як можна протитрувати ортофосфатну кислоту як триосновну?

6.З яким індикаторами можна титрувати ортофосфатну кислоту? Як змінюється молярна маса еквіваленту ортофосфатної кислоти при титруванні її з різними індикаторами?

7.Які вимоги до реакцій, що можуть використовуватися в титриметричному аналізі?

8.До наважки плюмбуму (II) оксиду масою 0,1167 г додали 20 см³ 0,1012М розчину нітратної кислоти. Надлишок кислоти відтитрували 9,75 см³ 0,1050М розчину натрію гідроксиду. Розрахуйте відсотковий вміст плюмбуму (II) оксиду у досліджуваному зразку.

9.Розрахувати похибку титрування 0,1000 моль/дм³ розчину аміаку 0,1000 моль/дм³ розчином хлоридної кислоти в присутності індикаторів: а) метилового оранжевого (рТ = 4,0); б) фенолфталеїну (рТ = 9,0); в) метилового червоного (рТ = 5,5).

10.Розрахувати похибку титрування 0,1000 моль/дм³ розчину ацетатної кислоти 0,1000 моль/дм³ розчином натрію гідроксиду з індикаторами: а) метиловим оранжевим (рТ = 4,0); б) фенолфталеїном (рТ = 9,0).

САМОСТІЙНА РОБОТА НА ЗАНЯТТІ

2.Виготовляти стандартні розчини методу нейтралізації.

3.Виконати лабораторні роботи, вказані в цих методичних матеріалах.

4.Оформити та захистити протокол.

5.Відповідати на запитання, запропоновані викладачем, з використанням записів на дошці.

6.Розв'язувати розрахункові задач, запропоновані викладачем.

Експериментальна частина

Завдання 1. Визначення вмісту багатоосновних кислот

1.1. Визначення вмісту H₂SO₄ в технічній кислоті

Визначення сульфатної кислоти основане на титруванні її розчинів стандартним розчином NaOH. Як індикатор застосовують метиловий оранжевий, метиловий червоний або фенолфталеїн. Нейтралізація сульфатної кислоти відбувається у дві стадії:

H₂SO₄+NaOH=NaHSO₄+H₂O,

NaHSO₄+NaOH=Na₂SO₄+H₂O.

Однак, оскільки H₂SO₄ і HSO₄^- досить сильні кислоти, то при титруванні водних розчинів сульфатної кислоти спостерігається тільки одна точка еквівалентності.

Хід аналізу

Перш за все вимірюють густину розчину H₂SO₄. Якщо вихідна кислота дуже концентрована, то її наважку розраховують за формулою:

Якщо кислота розведена, то наважку її збільшують у відповідності з концентрацією.

При зважуванні кислот дотримуються певних правил обережності. Спочатку зважують кислоту в бюксі, в який попередньо наливають 10 см³ води, потім точно зважують на аналітичних терезах, стараючись, щоб сульфатна кислота не попала ні на терези, ні на зовнішню сторону бюкса. Якщо вихідна кислота не концентрована, то воду в бюкс не наливають.

Для того, щоб взяти точну наважку, бюкс з водою ставлять на ліву чашку технічних терезів і тарують. Після цього на праву частину терезів ставлять різноважки, а потім у бюкс краплями додають обережно сульфатну кислоту до тих пір, поки чашки терезів не зрівноважаться. Зважену кислоту переносять за допомогою лійки в мірну колбу на 250 см³, в яку попередньо налито 100-150 см³ води. Бюкс і лійку декілька раз ополіскують водою і нею ж доводять об’єм у мірній колбі до мітки. Піпеткою відбирають із колби 25 см³ розчину в конічну колбу, додають 2-3 краплі розчину фенолфталеїну і титрують 0,1М розчином лугу.

Масову частку сульфатної кислоти визначають за формулою:

де – молярна маса еквіваленту H₂SO₄;

– об’єм лугу, що пішов на титрування;

– молярна концентрація еквіваленту NaOH;

g – наважка кислоти, г.

1.2. Визначення вмісту ортофосфатної кислоти

Титрування H₃PO₄ відзначається певними особливостями. Її визначення основане на титруванні стандартними розчинами NaOH.

Перша константа дисоціації H₃PO₄ досить велика (К₁= 1,1•10^-2; рК=1,96), тому ортофосфатну кислоту можна титрувати в присутності метилового оранжевого.

При титруванні в присутності цього індикатору ортофосфатна кислота титрується як одноосновна:

H₃PO₄ + NaOH = NaH₂PO₄ + H₂O.

Молярна маса еквіваленту H₃PO₄ для цього випадку дорівнює її молекулярній масі .

Друга константа дисоціації H₃PO₄ в 100 раз менша константи дисоціації ацетатної кислоти (К₂= 2,0•10^-7; рК= 6,7), тому H₃PO₄ як двоосновну кислоту можна титрувати в присутності фенолфталеїну. Для зменшення процесу гідролізу до титрованого розчину додають натрію хлорид:

H₃PO₄ + 2NaOH = Na₂HPO₄ + 2H₂O.

В цьому випадку молярна маса еквіваленту H₃PO₄ дорівнює половині її молекулярної маси. .

Третя константа дисоціації H₃PO₄ дуже мала (К₃= 3,6•10^-12; рК= 11,44) і тому неможливо відтитрувати у водному розчині H₃PO₄ як триосновну кислоту згідно з рівнянням:

H₃PO₄ + 3NaOH « Na₃PO₄ + 3H₂O.

Протіканню цієї реакції зліва направо перешкоджає гідроліз Na₃PO₄ – солі, утвореної катіоном сильної основи і аніоном дуже слабкої кислоти. Гідроліз обумовлюється взаємодією PO₄^3- з йонами гідрогену. Якщо PO₄^3- осадити у вигляді якої-небудь малорозчинної солі (наприклад, Ca₃(PO₄)₂), то тоді можна відтитрувати H₃PO₄, як триосновну кислоту.

1. H₃PO₄ + ОН^– ® H₂PO₄^–+ H₂O (метиловий оранжевий)

2. H₂PO₄^– + ОН^– ® HPO₄^2–+ H₂O (фенолфталеїн)

3. 2HPO₄^2– + 3Са²⁺ + 2ОН^– ® Са₃(РO₄)₂ + 2H₂O (в присутності CaСl₂ – фенолфталеїн)

У цьому випадку молярна маса еквіваленту дорівнює:

Хід аналізу

Перш за все вимірюють густину розчину H₃PO₄. Якщо вихідна речовина дуже концентрована, то наважку її обчислюють за формулою:

Взяття наважки проводиться за методикою, описаною для сульфатної кислоти. Одержаний розчин H₃PO₄ доводять у мірній колбі водою до мітки, добре перемішують, відбирають аліквотну частину, приливають по 1-2 краплі індикатора і титрують стандартним розчином лугу.

Розрахунок результатів аналізу.

1. Титрування в присутності метилового оранжевого.

(г).

2. Титрування в присутності фенолфталеїну.

(г).

3. Титрування в присутності солей кальцію (індикатор – фенолфталеїн).

(г).

ЛІТЕРАТУРA

2.Пономарев В.Д. Аналитическая химия: В двух ч. –М.: Высшая школа, 1982. –Ч.1. –304 с; Ч.2. –303 с.

6.Конспект лекцій.

8.Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия: В 2-х кн. –М.: Химия, 1990. –Кн.1. –480 с.; Кн.2. –460 с.

9.Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. –М.: Химия, 1989. –447 с.

11.Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии: В 2-х кн. –М.: Мир, 1979. –Кн.1. –480 с.; Кн.2. –430 с.

12.Васильев В.П. Аналитическая химия: В 2-х кн. –М.: Высшая школа, 1989. –Кн.1. –319 с.; Кн.2. –383 с.

13.Державна Фармакопея України. –1-е вид. –Харків: РІРЕГ, 2001. –Доповнення 1. -2004. -520 с.

14.Кількісний аналіз. Титриметричні методи аналізу / В.В.Петренко, Л.М.Стрілець, С.О.Васюк – Запоріжжя, 2006. -215 с.

ЗАНЯТТЯ №20

ТЕМА: Кислотно-основне титрування. Визначення масової частки карбонату і гідрокарбонату натрію при їх одночасній присутності в розчині. Визначення ортофосфатної і сульфатної кислот при їх одночасній присутності в розчині. Контрольна задача.

АКТУАЛЬНІСТЬ:Вміння визначати кількісний вміст компонентів у суміші дає можливість застосовувати отримані навики при вивченні фармацевтичного, фітохімічного та хіміко-токсикологічного аналізу, є необхідними умовами для аналізу речовин і правильного трактування одержаних результатів досліджень.

НАВЧАЛЬНІ ЦІЛІ: Освоєння методики кількісного визначення вмісту суміші кислот і солей у розчині за допомогою виготовлених титрантів.

ЗНАТИ: -техніку виконання операцій у кількісному титриметричному

аналізі;

-розрахунки процентного вмісту досліджуваної речовини за

результатами аналізу;

-правила титрування суміші кислот та солей;

-вихідні речовини для виготовлення стандартних розчинів;

-розрахунки величини наважки при виготовленні

стандартних розчинів.

ВМІТИ:-проводити розрахунки молярної маси еквіваленту речовини

при виготовленні розчинів;

-встановлювати точку кінця титрування з кислотно-основними

індикаторами;

-виготовити стандартні розчини;

-правильно вибирати індикатори в методі кислотно-основного

титрування;

-проводити титрування речовин у суміші та робити

розрахунки кількості речовини у препараті;

-володіти технікою та методиками прямого та зворотнього

титрування;

-робити висновки з результатів аналізу і оформляти їх у

вигляді протоколу.

САМОСТІЙНА ПОЗААУДИТОРНА РОБОТА

1.Cуть титрування поліпротонних кислот сильними основами і поліпротонних основ сильними кислотами.

2.Розрахунок рН розчинів, які містять поліпротонні кислоти або основи, суміші двох кислот або основ. Відповідь обґрунтуйте та запишіть.

3.Криві кислотно-основного титрування сумішей різних речовин, їх аналіз. Скачки титрування.

4.Які існують способи вираження концентрації розчинів?

5.Що таке пряме титрування, зворотнє титрування (титрування за залишком) та титрування за заміщенням? Відповідь обґрунтуйте та запишіть.

6.Яким чином визначити кількість натрію карбонату та натрію гідрокарбонату в суміші?

7.Як кількісно визначають ортофосфатну та сульфатну кислоти при їх одночасній присутності в розчині? Відповідь обґрунтуйте та запишіть.

8.Константа титрування. Розрахунок констант титрування для різних речовин з кислотно-основними властивостями.

9.Розрахуйте рН в першій і другій точках еквівалентності при титруванні 0,1М розчину винної кислоти 0,1М розчином натрію гідроксиду.

10.Розрахуйте титр 0,1000М розчину хлоридної кислоти по натрію гідроксиду і натрію карбонату.

11.На титрування 2,0002 г зразку, що містить арсенатну кислоту у присутності індикатору фенолфталеїну витрачається 15,10 см³ 0,1М розчину натрію гідроксиду. Розрахуйте процентний вміст арсенатної кислоти в досліджуваному зразку.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1.Особливості титрування суміші кислот.

2.Особливості титрування суміші солей.

3.У чому суть методу Уордера та методу Вінклера?

4.Чому за методом Уордера застосовують два індикатори при одному титруванні?

5.Що таке титр розчину? Яка різниця між титром робочим і титром нормальним?

6.З яким індикатором і чому потрібно титрувати солі слабких кислот та сильних основ, солі слабких основ та сильних кислот?

7.Що таке активні і неактивні домішки у препаратах, які визначаються методом кислотно-основного титрування?

8.Можливості і умови титрування поліпротонних кислот за ступенями та диференційованого титрування двох кислот або основ в їх суміші (спосіб титрування, індикатори, свідок титрування та ін.).

9.Чому наважку натрію гідроксиду, карбонатів, які будуть визначатися методом кислотно-основного титрування, необхідно розчиняти у воді, позбавленій карбонатної кислоти?

10.Які робочі розчини застосовують у методі нейтралізації та як їх готують?

11.Криві титрування багатоосновних кислот. Від чого залежить фактор еквівалентності багатоосновних кислот? Наведіть приклади.

12.Залежність між константою дисоціації індикатора і концентрацією Гідроген-йонів середовища.

13.На титрування 1,0000М зразку, що вміщує ортофосфатну кислоту в присутності індикатору метилового оранжевого витрачається 28,20 см³ 0,1000М розчину натрію гідроксиду. Розрахуйте відсотковий вміст ортофосфатної кислоти у зразку.

14.Чому при титруванні за методом Вінклера суспензії 0,1М розчином хлоридної кислоти титрант додають повільно, добре перемішуючи суміш? Обгрунтуйте відповідь.

15.Які вимоги до реакцій, що можуть використовуватися в титриметричному аналізі?

16.У чому суть визначення речовин методом піпетування і методом окремих наважок? Який з цих методів більш точний, а який – швидший? Відповідь обґрунтуйте та запишіть.

17.Яким чином можна визначити значення постійної, тимчасової та загальної твердості води?

18.Розрахуйте титр 0,1012М розчину натрію гідроксиду по ортофосфатній кислоті, якщо при титруванні використовують індикатор фенолфталеїн.

САМОСТІЙНА АУДИТОРНА РОБОТА

1.Ознайомитись з методом титрування суміші кислот та солей за допомогою дослідів, описаних в даних методичних вказівках.

2.Виготовляти стандартні розчини методу нейтралізації.

3.Виконати лабораторні роботи, вказані в цих методичних матеріалах.

4.Оформити та захистити протокол.

5.Відповідати на запитання, запропоновані викладачем, з використанням записів на дошці.

6.Розв'язувати розрахункові задач, запропоновані викладачем.

Експериментальна частина

Завдання 1. Визначення натрію карбонату та натрію гідрокарбонату при їх одночасній присутності в розчині

Як відомо, натрію карбонат у водному розчині зазнає гідролізу, згідно з рівнянням:

CО₃^2- + НOH = НCО₃^- + ОН^-.

Звільнювані гідроксид-йони зв’язуватимуться йонами Гідрогену кислоти з утворенням води і натрію гідрокарбонату:

CО₃^2- + H⁺ = НСО₃^–.

Подібний процес нейтралізації натрію карбонату до натрію гідрокарбонату може бути здійснений при додаванні такого індикатора, інтервал переходу якого відповідатиме рН розчину в точці еквівалентності.

Теоретичний розрахунок показує, що константи дисоціації карбонатної кислоти відповідно дорівнюють: К₁ = 3•10^-7 (рК₁ = 6,5) і К₂ = 6•10^-11 (рК₂ = 10,22). Отже, розчин натрію гідрокарбонату повинен мати значення рН = ½(6,5 + 10,22) = 8,36. Відповідно до цього, при титруванні хлоридною кислотою карбонатів найбільш придатним індикатором є фенолфталеїн (рН = 8,9 - 10,0). Слід також звернути увагу на те, що перехід кольору від малиново-червоного до прозорого в кінці титрування не різкий, і тому для порівняння слід користуватись розчином натрію гідрокарбонату, що відповідає за об’ємом титрованій суміші з тим же числом крапель індикатора.

При такому способі титрування E(Na₂CO₃) = M =106 і 1 см³ 0,1М розчину хлоридної кислоти відповідатиме 0,0106 г натрію карбонату.

Подальший гідроліз натрію гідрокарбонату за рівнянням:

НCО₃^- + НOH = Н₂CО₃ + ОН^-

відбувається в дуже малій мірі.

Для зміщення рівноваги гідролізу вправо необхідно продовжити титрування кислотою, яка реагує з гідрокарбонат-йоном за рівнянням:

НCО₃^- + Н⁺ = Н₂О + СО₂.

Індикатором може служити метиловий оранжевий, інтервал переходу якого (рН = 3,1-4,4) відповідає значенню рН 0,1М розчину карбонаної кислоти:

рН = 1/2рК₁ + 1/2рС_кисл. = 3,78.

Процес нейтралізації натрію карбонату в цьому випадку проходить до кінця, і 1 см³ 0,1М розчину хлоридної кислоти відповідатиме 0,0053 г натрію карбонату.

Хід аналізу

Згідно методу Уордера, наважку речовини, розраховану на 100 см³ 0,1М розчину, зважують на аналітичних терезах і розчиняють у мірній колбі в свіжопрокип’яченій та охолодженій дистильованій воді. 25 см³ одержаного розчину титрують 0,1М розчином хлоридної кислоти в присутності фенолфталеїну до знебарвлення розчину. При цьому відтитровується половина наявного в розчині вуглекислого натрію (Б см³). Зробивши за бюреткою відповідний відлік витраченої кислоти (Б см³), додають до титрованої суміші 1-2 краплі метилового оранжевого і продовжують титрування до одержання стійкого слаборожевого кольору розчину. Після цього за бюреткою відмічають загальний об’єм витраченої кислоти (А см³) і проводять розрахунки. Якщо на обидва титрування було витрачено А см³ 0,1М розчину хлоридної кислоти, то вміст натрію гідрокарбонату становитиме: А – 2Б = В см³ 0,1М розчину.

Масовий вміст натрію карбонату (а) і натрію гідрокарбонату (б) знаходять наступним чином:

а = 4Б•0,0106 г Na₂CO₃;

б = 4В•0,0084 г NaНCO₃.

Надійніші результати визначення досягаються за методом Вінклера. Цей метод слід рекомендувати в тих випадках, коли досліджуваний зразок містить мало NaHCO₃ і відносно значну кількість Na₂CO₃.

Для цього в 25 см³ досліджуваного розчину визначають загальну основність за метиловим оранжевим (А см³). До інших 25 см³ розчину доливають точно відміряний об’єм титрованого розчину NaOH, який не містить Na₂CO₃ (Б см³); цей розчин реагує з натрію гідрокарбонатом за таким рівнянням:

НCО₃^- + OH^- = CО₃^2- + Н₂О.

Потім до розчину для осадження вуглекислих солей доливають невеликий надлишок розчину барію хлориду:

CО₃^2- + Ba²⁺ → BaCО₃↓.

Не відфільтровуючи осаду, надлишок лугу титрують кислотою в присутності фенолфталеїну (В см³).

Різниця Б – В = Г см³ буде еквівалентна кількості натрію гідрокарбонату в розчині, а різниця А – Г = Д см³ відповідатиме вмісту натрію карбонату в розчині.

Завдання 2. Визначення ортофосфатної і сульфатної кислот

при їх одночасній присутності в розчині

Метод грунтується на послідовному титруванні цих кислот 0,1М розчином натрію гідроксиду спочатку в присутності метилового оранжевого, а потім у присутності фенолфталеїну.

На першому ступені (індикатор – метиловий оранжевий) титрується вся сульфатна кислота і 1/3 ортофосфатної кислоти, яка перетворюється у первинний фосфат NaH₂PO₄. На другому ступені (фенолфталеїн) титрується йон H₂PO₄^- з утворенням двозаміщеного фосфату Na₂HPO₄:

Н₂РО₄^- + OH^- = НРО₄^2- + Н₂О.

Таким чином, при титруванні суміші кислот у присутності метилового оранжевого визначається сума ортофосфатної і сульфатної кислот (V), в присутності фенолфталеїну - тільки ортофосфатна кислота (v). За різницею між результатами першого і другого титрувань (V – v) обчислюють вміст сульфатної кислоти.

Хід аналізу

Для титрування 10-20 см³ приблизно 0,1М розчину суміші кислот переносять піпеткою в конічну колбу, туди ж додають 2-3 краплі індикатора метилового оранжевого і титрують вміст 0,1М розчином натрію гідроксиду до жовтого забарвлення. Записують об’єм розчину лугу (V), витрачений на титрування. Потім додають 2-3 краплі фенолфталеїну, 2-3 г натрію хлориду і продовжують титрувати 0,1М розчином натрію гідроксиду до появи рожевого кольору (v).

Вміст сульфатної кислоти обчислюють за формулою:

X г (H₂SO₄) = (V – v) •0,1 • 0,049,

де 0,049 – титр нормального розчину сульфатної кислоти.

Вміст ортофосфатної кислоти визначають за формулою:

X г (H₃РO₄) = v •0,1 • 0,098,

де 0,098 – титр нормального розчину ортофосфатної кислоти.

Цей спосіб цілком себе виправдовує також при визначенні ортофосфатної кислоти в суміші з однозаміщеними фосфатами натрію або кальцію.

ЛІТЕРАТУРA

2.Пономарев В.Д. Аналитическая химия: В двух ч. –М.: Высшая школа, 1982. –Ч.1. –304 с; Ч.2. –303 с.

6.Конспект лекцій.

8.Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия: В 2-х кн. –М.: Химия, 1990. –Кн.1. –480 с.; Кн.2. –460 с.

9.Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. –М.: Химия, 1989. –447 с.

11.Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии: В 2-х кн. –М.: Мир, 1979. –Кн.1. –480 с.; Кн.2. –430 с.

12.Васильев В.П. Аналитическая химия: В 2-х кн. –М.: Высшая школа, 1989. –Кн.1. –319 с.; Кн.2. –383 с.

13.Державна Фармакопея України. –1-е вид. –Харків: РІРЕГ, 2001. –Доповнення 1. -2004. -520 с.

14.Кількісний аналіз. Титриметричні методи аналізу / В.В.Петренко, Л.М.Стрілець, С.О.Васюк – Запоріжжя, 2006. -215 с.

ЗАНЯТТЯ №21

ТЕМА: Семінар «Титриметричні методи аналізу. Кислотно-основне титрування».

АКТУАЛЬНІСТЬ:Вміння визначати кількісний вміст компонентів у суміші за допомогою методу кислотно-основного титрування дає можливість застосовувати отримані навики при вивченні фармацевтичного, фітохімічного та хіміко-токсикологічного аналізу, є необхідними умовами для аналізу речовин і правильного трактування одержаних результатів досліджень.

НАВЧАЛЬНІ ЦІЛІ: Освоєння методики кількісного визначення вмісту суміші кислот, основ і солей, що гідролізують у розчині за допомогою виготовлених титрантів.

ЗНАТИ: -техніку виконання операцій у кількісному титриметричному

аналізі;

-розрахунки процентного вмісту досліджуваної речовини за

результатами аналізу;

-правила титрування суміші кислот та солей;

-вихідні речовини для виготовлення стандартних розчинів;

-розрахунки величини наважки при виготовленні

стандартних розчинів.

ВМІТИ:-проводити розрахунки молярної маси еквіваленту речовини

при виготовленні розчинів;

-встановлювати точку кінця титрування з кислотно-основними

індикаторами;

-виготовити стандартні розчини;

-правильно вибирати індикатори в методі кислотно-основного

титрування;

-проводити титрування речовин у суміші та робити розрахунки

кількості речовини у препараті;

-володіти технікою та методиками прямого та зворотнього

титрування;

-робити висновки з результатів аналізувигляді протоколу.

САМОСТІЙНА ПОЗААУДИТОРНА РОБОТА

1.Які можуть бути помилки в методі кислотно-основного титрування? Наведіть приклади.

3.Принцип побудови та аналіз кривих титрування. Скачок титрування. Відповідь обґрунтуйте та запишіть.

4.Які існують способи вираження концентрації розчинів?

6.Константа титрування. Розрахунок констант титрування для різних речовин з кислотно-основними властивостями.

7.Розрахуйте рН в першій і другій точках еквівалентності при титруванні 0,01М розчину винної кислоти 0,01М розчином натрію гідроксиду.

8.Стандартні речовини і вимоги до них. Стандартні розчини, їх приготування і стандартизація.

9.Що таке константа дисоціації індикатора? Наведіть приклади.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Сутність титриметричного методу аналізу, класифікація методів, вимоги до реакцій, які використовуються.

2. Концентрація розчинів, розрахунки в титриметрії.

3. Приготування та стандартизація титрантів за стандартними речовинами та стандартними розчинами.

4. Методи титрування: пряме, замісникове (непряме); зворотнє (титрування за залишком).

5. Сутність методу кислотно-основного титрування. Титранти, їх приготування та стандартизація. Стандартні речовини, які використовуються для стандартизації кислот та основ.

6. Індикатори методу кислотно-основного титрування. Способи вибору індикатора.

7. Індикаторні помилки титрування. Причини їх виникнення. Інтервал переходу забарвлення індикатора, показник титрування індикатора.

8. Розрахунок, побудова та аналіз кривих титрування. Фактори, які впливають на величину стрибка титрування.

9. Застосування кислотно-основного титрування для визначення кислот, основ, та солей, що гідролізуються. Навести приклади даних визначень.

10. До наважки плюмбуму (II) оксиду масою 0,1167 г додали 20 см³ 0,1012М розчину нітратної кислоти. Надлишок кислоти відтитрували 9,75 см³ 0,1050М розчину натрію гідроксиду. Розрахуйте відсотковий вміст плюмбуму (II) оксиду у досліджуваному зразку.

11. Розрахувати похибку титрування 0,1000 моль/дм³ розчину аміаку 0,1000 моль/дм³ розчином хлоридної кислоти в присутності індикаторів: а) метилового оранжевого (рТ = 4,0); б) фенолфталеїну (рТ = 9,0); в) метилового червоного (рТ = 5,5).

12. Розрахувати похибку титрування 0,1000 моль/дм³ розчину ацетатної кислоти 0,1000 моль/дм³ розчином натрію гідроксиду з індикаторами: а) метиловим оранжевим (рТ = 4,0); б) фенолфталеїном (рТ = 9,0).

САМОСТІЙНА АУДИТОРНА РОБОТА

Відповідати на питання викладача, які будуть задаватися студентам з вивчених тем. Розв'язування типових задач. Письмове виконання тестових завдань за варіантом, запропонованим викладачем.

ЛІТЕРАТУРA

2.Пономарев В.Д. Аналитическая химия: В двух ч. –М.: Высшая школа, 1982. –Ч.1. –304 с; Ч.2. –303 с.

6.Конспект лекцій.

8.Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия: В 2-х кн. –М.: Химия, 1990. –Кн.1. –480 с.; Кн.2. –460 с.

9.Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. –М.: Химия, 1989. –447 с.

11.Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии: В 2-х кн. –М.: Мир, 1979. –Кн.1. –480 с.; Кн.2. –430 с.

12.Васильев В.П. Аналитическая химия: В 2-х кн. –М.: Высшая школа, 1989. –Кн.1. –319 с.; Кн.2. –383 с.

13.Державна Фармакопея України. –1-е вид. –Харків: РІРЕГ, 2001. –Доповнення 1. -2004. -520 с.

14.Кількісний аналіз. Титриметричні методи аналізу / В.В.Петренко, Л.М.Стрілець, С.О.Васюк – Запоріжжя, 2006. -215 с.

ЗАНЯТТЯ №22

ТЕМА: Оксидаційно-відновне титрування. Перманганатометрія. Приготування стандартних розчинів, визначення їх концентрації. Кількісне визначення методом перманганатометрії калію дихромату, гідрогену пероксиду, заліза в солі Мора. Контрольна задача.

АКТУАЛЬНІСТЬ:Вміння визначати кількісний вміст різних речовин методом перманганатометрії дає можливість застосовувати отримані навики при вивченні фармацевтичного, фітохімічного та хіміко-токсикологічного аналізу, є необхідними умовами для аналізу речовин і правильного трактування одержаних результатів досліджень.

НАВЧАЛЬНІ ЦІЛІ: Освоєння методики кількісного визначення вмісту різних речовин методом перманганатометрії за допомогою виготовлених титрантів.

ЗНАТИ: -техніку виконання операцій у кількісному титриметричному аналізі;

-розрахунки процентного вмісту досліджуваної речовини за

результатами аналізу;

-правила титрування в перманганатометрії;

-вихідні речовини для виготовлення стандартних розчинів;

-редокс-потенціали, рівняння Нернста і вплив різних факторів

на величину потенціалів;

-фактори, що впливають на швидкість оксидаційно-відновних

процесів;

-розрахунки величини наважки при виготовленні стандартних

розчинів.

ВМІТИ:-проводити розрахунки молярної маси еквіваленту речовини

при виготовленні розчинів;

-встановлювати точку кінця титрування з окисно-відновними

індикаторами;

-виготовити стандартні розчини;

-проводити титрування речовин методом перманганатометрії,

дотримуючись умов титрування;

-володіти технікою та методиками прямого та зворотнього

титрування;

-кількісно визначати речовини, які застосовуються у фармації,

методом перманганатометрії;

-робити висновки з результатів аналізу і оформляти їх у

вигляді протоколу.

САМОСТІЙНА ПОЗААУДИТОРНА РОБОТА

1.Які можуть бути помилки в методі перманганатометричного титрування? Відповідь обґрунтуйте та запишіть.

2.Основи оксидаційно-відновного титрування, титранти, які використовуються. Відповідь обґрунтуйте та запишіть.

3.Як розрахувати моль-еквівалент речовин, які визначаються методом оксидаційно-відновного титрування?

4.Які існують способи вираження концентрації розчинів?

5.Криві оксидаційно-відновного титрування. Розрахунок точок і принцип побудови кривих титрування.

6.В чому суть методу перманганатометрії? Вибір основного рівняння і можливості методу. Розрахунок молярної маси еквіваленту в оксидаційно-відновних реакціях.

7.Чому для приготування титрованого розчину калію перманганату беруть більшу кількість речовини, ніж потрібно за розрахунками? Відповідь обґрунтуйте та запишіть.

8.Чому дорівнює оксидаційно-відновний потенціал калію перманганату в кислому і лужному середовищі?

9.Молярна концентрація еквіваленту калію перманганату в кислому середовищі дорівнює 0,02200 моль/дм³. Чому рівний титр цього розчину по: а) H₂C₂O₄; б) Fe; в) H₂O₂.

10.Який об’єм 0,1 моль/дм³ розчину калію перманганату необхідно взяти для приготування 100 см³ розчину з молярною концентрацією еквівалента 0,05 моль/дм³.

11.Розрахувати відсотковий вміст заліза, якщо на титрування0,1117 г препарату феруму (II) витратили 15,00 см³ 0,05 М розчину калію перманганату.

12.Наважка вапняку масою 0,1000 г була розчинена в хлоридній кислоті, потім кальцій був осаджений у вигляді кальцію оксалату. Промитий осад кальцію оксалату розчинили у розведеній сульфатній кислоті, відтитрували 20,00 см³ 0,05М розчину калію перманганату. Визначити процентний вміст кальцію в зразку вапняку.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1.Переваги натрію оксалату перед оксалатною кислотою та амонію оксалатом для приготування титрованого розчину. Відповідь обґрунтуйте та запишіть.

2.Чому титрування натрію оксалату розчином калію перманганату необхідно проводити при нагріванні, а перші порції титрованого розчину вносять по одній краплі при збовтуванні?

3.Яку кислоту використовують для підкислення при перманганатометричному титруванні?

4.Робочі розчини в перманганатометрії, особливості їх приготування.

5.Як залежить величина оксидаційно-відновного потенціалу від концентрації оксидника і відновника?

6.Оксидаційні властивості перманганат-йонів в залежності від рН середовища. Відповідь обґрунтуйте та запишіть.

7.Умови проведення перманганатометричних визначень. Встановлення кінцевої точки титрування.

8.Які вимоги до реакцій, що можуть використовуватися в оксидаційно-відновному титруванні? Відповідь обґрунтуйте та запишіть.

9.Використання перманганатометрії в аналізі лікарських речовин.

10.Визначте наважку натрію оксалату для приготування 100 см³ стандартного розчину з молярною концентрацією еквівалента 0,05 моль/дм³, який використовується для стандартизації розчину калію перманганату. Визначте титр розчину натрій оксалату і титр цього ж розчину по калію перманганату.

11.Яка масова частка заліза в препараті, якщо після розчинення його наважки масою 0,1400 г в сульфатній кислоті без доступу повітря на титрування отриманого розчину витрачено 5,95 см³ розчину калію перманганату з молярною концентрацією еквівалента 0,1000 моль/дм³?