Реферат: Расчет и построение ТКТ, выбор оптимального индикатора и определение индикаторной погрешности при титровании - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Расчет и построение ТКТ, выбор оптимального индикатора и определение индикаторной погрешности при титровании

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 101 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

12 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение В ысшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Кафедра : " Аналитическая химия " Курсовая работа Расчет и построение ТКТ, выбор оптимального индикатора и определение индикаторной погрешности при титровании Руководитель : к . х . н . C а мара Протолитометрия - это раздел титриметрии с использованием кислотно-основной реакции (реакции нейтрализации ). Название этот раздел получил от протолитической теории кислот и оснований . Протолиметрию подразделяют на ацидиметрию (от лат . аcidum - кислота ) и алкалиметрию (от лат . alcalum - щелочь ). В ацидиметрии в качестве рабочего раствора используют титрованные растворы сильных кислот, а в алкалиметрии - щелочей . Прямым титрованием в протолиметрии определяют концентрацию кислоты или основания, или содержание элементов, образующих растворимые кислоты и основания (например , фосфора в виде фосфорной кислоты и т.п.). Обратным или косвенным титрованием находят содержание некоторых солей . Например, для определения содержания NH4+ в NH4Cl обратным титрованием можно добавить к анализируемому раствору точно отмеренный избыток стандартного раствора NaOH, нагреть смесь до полного удаления NH3, а затем остаток раствора NaOH оттитровать кислотой в присутствии метилового оранжевого . Косвенный вариант титрования NH4+ можно осуществить формальдегидным методом, заместив ионы NH4+ эквивалентным количеством Н+ - ионов реакцией раствора NH4Cl с избытком формальдегида по реакции NH4Cl + 6CH2O я (CH2 ) 6N4 + HCl + 6H2O Содержание NH4+ находят по результатам алкалиметрического титрования заместителя, т.е. HCl . Протолиметрическое титрование в основном проводят в водной среде, но существует и неводный вариант . В последнем случае, подобрав соответствующий растворитель, можно направленно изменять силу растворенных в нем кислот и оснований, превращать соли в кислоты и основания и т.д. Например, HCN в водном растворе - слабая кислота, а в среде сжиженного аммиака - сильная, мочевина в растворе безводной СН3СООН - сильное основание, а в сжиженном аммиаке - кислота и т.п. Поэтому применение неводного титрования делает возможным титрование очень слабых кислот и оснований, различных смесей солей с близкими свойствами, смесей солей с кислотами и основаниями, определение нерастворимых в воде и разлагаемых ею соединений . В зависимости от относительной силы кислот и оснований различают четыре основных случая протолиметрического титрования, каждый из которых моделируется соответствующей ТКТ : I - сильную кислоту титруют сильным основанием ; II - сильное основание титруют сильной кислотой ; III - слабую кислоту титруют сильным основанием ; IV - слабое основание титруют сильной кислотой . Построенная в координатах “pH - V” или “pH - я” протолитическая ТКТ имеет вид графика с одним или несколькими S-образными переходами, каждый из которых отвечает одному или нескольким скачкам титрования . Принципиальное значение имеют точки пересечения графика ТКТ с линиями нейтральности и эквивалентности . Линия, параллельная оси абсцисс и проходящая через значение рН, равное 7, называется линией нейтральности, а точка ее пересечения с ТКТ - точкой нейтральности (ТН ). Линия, параллельная оси ординат и проходящая через значение эквивалентного объема титранта, называется линией эквивалентности, а точка ее пересечения с ТКТ - точкой эквивалентности (ТЭ ). Титрование смеси двух слабых одноосновных кислот подобно титрованию двухпротонной кислоты, если константы кислот различаются в 104 раз, поэтому ТКТ имеют одинаковый вид . ТКТ многокислотных оснований или смеси двух слабых кислот могут быть рассчитаны по формулам, которые выводят, рассматривая химические равновесия устанавливающиеся при их титровании . Ход кривых в этих случаях из щелочной области в кислую . Гидролиз солей, образованных сильной кислотой и слабым основанием (или наоборот ), приводит к слабощелочной или слабокислой среде их растворов, поэтому содержание таких солей тоже может быть установлено кислотно-основным титрованием . ТКТ солей по внешнему виду и способу расчета практически полностью совпадают с ТКТ слабых оснований или слабых кислот . Например, ТКТ солей, образованных сильным основанием и слабой кислотой по внешнему виду тождественны ТКТ слабых оснований при рКосн = 14 - рКкисл . Из тождества следует важный вывод : титрование солей слабых кислот возможно сильными кислотами только при условии, что соответствующая слабая кислота имеет Кдис я 10 - 7, то есть рКдис я 7 . Действительно, если Кдис я 10 - 7, например, 10 - 5, то ТКТ такой соли тождественна титрованию слабого основания с рКосн= 14 - 5 = 9, т.е. с рКосн=10 - 9, но на ТКТ слабого основания с таким значением константы диссоциации скачок титрования отсутствует и реальное титрование невозможно . Аналогичный вывод можно сделать и в отношении солей слабых оснований и сильных кислот : соли слабых оснований можно титровать сильными основаниями, как слабую кислоту, только при условии, что слабое основание имеет Кдися 10-7, т.е. рКдися 7 . Эти два правила позволяют без расчета ТКТ оценить возможность титрования соли . Например, проверим, осуществимо ли ацидиметрическое определение кислых солей NaH2PO4, Na2HPO4, NaHSO3 как слабых оснований титрованием соляной кислотой : NaH 2 PO 4 + HCl = NaCl + H 3 PO 4 Na 2 HPO 4 + HCl = NaCl + NaH 2 PO 4 NaHSO 3 + HCl = NaCl + H 2 SO 3 или в ионном виде : H 2 PO 4 - + H = H 3 PO 4 HPO42 - + H = H2PO4- HSO3 - + H = H2SO3 Два первых ионных уравнения реакции титрования тождественны уравнениям диссоциации ортофосфорной кислоты по первой и второй ступеням (рК1 = 2,15 ; рК2 = 7,21 ), а третье - диссоциации сернистой кислоты по первой ступени (рК1 = 1,85 ), поэтому можно записать для NaH2PO4 рКосн = 14 - 2,15 = 11,85 ; для Na2HPO4 рКосн = 14 - 7,21 = 6,79 ; для NaHSO3 рКосн = 14 - 1,85 = 12,15 ; откуда видно, что титровать кислотой можно только соль Na2HPO4, а две другие нельзя . Аналогично в отношении соли слабого основания NH4Cl (рК(NH4Cl ) =4,75 ) можно решить рКкисл= 14 - 4,75 = 9,25, поскольку ее нельзя определить алкалиметрически как слабую кислоту . Если титрование солей возможно, то при расчете точек ТКТ исходят из того, что до начала титрования рН раствора определяется концентрацией соли и значением констант диссоциации слабой кислоты или слабого основания ; в точках до ТЭ - действием образующихся буферных растворов ; в ТЭ - концентрацией образующейся слабой кислоты, слабого основания или соли, а после ТЭ - избытком титранта . Для расчета [ H+ ] в растворах солей в точке “до начала титрования” необходимо знать ряд формул, которые выводят из Кгидр соли (см . табл .1). Таблица 1 . Тип соли Формула для расчёта [ H+ ] 1 . BA (NH4Cl, NH4I и т . п .) 2 . MAn (KI, KCN и т . п .) 3 . MHAn (NaHSO3 и т . п .), MH2An (NaH2PO4 и т . п .) 4 . M2Han (Na2HPO4, Na2HTeO3 и т . п .) 5 . M2An (Na2CO3 и т . п .) Во всех рассмотренных случаях величина скачка титрования зависит от Кдис титруемой кислоты или основания, концентраций анализируемого и рабочего растворов и их температуры . Скачок титрования растет с увеличением величины Кдис и концентрации растворов, но уменьшается с ростом температуры . Последнее связано с увеличением концентрационных констант равновесия реакции диссоциации . Например, Кw=10-14 при 25яС и 55 .1 0-14 при 100яС . При этом сужается естественная шкала кислотности воды и если нейтральная среда при 25яС характеризуется [ H+ ] = [ OH- ] = 10-7 моль/дм3, то при 100я С - 7,48 .1 0-7 моль/дм3 . Это приводит к уменьшению интервала рН и уменьшению скачка титрования на ТКТ . ЗАДАНИЕ Рассчитайте и постройте ТКТ, выберите оптимальный индикатор и определите индикаторную погрешность при титровании : АНАЛИЗ ЗАДАНИЯ Титрование раствором относится к случаю окислительно-восстановительного титрования – редоксиметрии . Степень окисления равна +3, следовательно, соль таллия – окислитель, т. к. таллий является элементом III группы периодической системы . Титруемым раствором является раствор соли , например, сульфат железа ( II ). В сульфате железа ( II ) железо в низшей степени окисления +2, следовательно - восстановитель . По справочнику находим полуреакцию восстановления и окисления и отвечающие этим редокс-переходам значения редокс-потенциалов : ( ); ( ). Реакция титрования будет являться суммой этих двух полуреакций : , или в молекулярном виде : . В этой реакции , а . Проверим возможность протекания реакции титрования в прямом направлении качественным и количественным способами . Качественная проверка заключается в сравнении редокс-потенциалов редокс-пар . Если реакция протекает в прямом направлении, то . В данном случае , следовательно, реакция должна протекать в прямом направлении . Количественно полноту и возможность протекания реакции в прямом направлении проверяют по величине константы равновесия ОВР . При ОВР необратима . , , следовательно, данная реакция титрования – необратима . Редокс-ТКТ выражают зависимость редокс-потенциала титруемого раствора от объема добавленного титранта или степени его оттитрования . Редокс-потенциал рассчитывают по уравнению Нернста : , где : - равновесный редокс-потенциал, В, - стандартный редокс-потенциал, В, - универсальная газовая постоянная, Дж/Кмоль, Т – температура, К, Z – число электронов, участвующих в редокс-переходе, F – число Фарадея, Кл/моль, и - активности окислительной и восстановительной форм вещества, моль/л . После подстановки значений R , F , T =298К и переходе к десятичным логарифмам, уравнение Нернста примет вид : . Для редокс-пары уравнение примет вид : . Для редокс-пары уравнение примет вид : . Расчет точек редокс-ТКТ в области " до ТЭ " ведут обычно по уравнению Нернста для вещества той редокс-пары, или форме которой до начала титрования в титруемом растворе в избытке . В данном случае это редокс-пара , а после ТЭ в избытке будут компоненты редокс-пары титранта , поэтому после ТЭ расчет точек ТКТ будем вести по потенциалу пары . Расчеты можно упростить, используя формулы со степенью оттитрования . Тогда по ТЭ : , а после ТЭ : , где : . Для расчетов примем, что , на титрование взято 100мл раствора . При этих условиях : . При концентрациях 0,1 моль/л допустимо использовать вместо активностей равновесные концентрации, считая, например, . Точку ТКТ " до начала титрования " не рассчитывают, т. к. до добавления титранта ОВР не идет, редокс-пары не образуются и титруемый раствор не имеет редокс-потенциала . РЕШЕНИЕ До ТЭ рассчитывают точки ТКТ при 10 ; 50 ; 90 ; 99 ; 99,9 мл при добавлении титранта (процентах оттитрования ). Например, при добавлении 10 мл (10 % - ов от необходимого для достижения ТЭ ) значение редокс-потенциала можно рассчитать двумя способами . По формуле Нернста с : При добавлении 10 мл титранта , тогда : . При добавлении 50 мл титранта , тогда : . При добавлении 90 мл титранта , тогда : . При добавлении 99 мл титранта , тогда : . При добавлении 99,9 мл титранта , тогда : . В ТЭ расчет редокс-потенциала проводим по формуле : . отвечает объему титранта 100мл ( ), т. к. по закону эквивалентов при равных молярных концентрациях эквивалентов веществ они реагируют равными объемами своих растворов, т.е. на титрование 100 мл раствора пойдет 100 мл раствора . Следовательно, в ТЭ : . После ТЭ точки ТКТ рассчитывают при 100,1 ; 101 ; 110 ; 150 ; 200 мл добавленного титранта (в процентах оттитрования ). Расчет редокс-потенциала после ТЭ ведем по потенциалу пары . По формуле Нернста с : При 110 мл раствора . . При 100,1 мл раствора . . При 101 мл раствора . . При 150 мл раствора . . При 200 мл раствора . . С водная таблица результатов расчета ТКТ № точки ТКТ Добавлено титранта, мл(% ) Осталось титруемого вещества, (% ) Расчет Е, В Е, В 1 10 90 10/100 0,713 2 50 50 50/100 0,77 3 90 10 90/100 0,826 4 99 1 99/100 0,888 5 99,9 0,1 99,9/100 0,947 6 100(ТЭ ) 0 100/100 1,09 7 100,1 0 100,1/100 1,16 8 101 0 101/100 1 , 19 9 110 0 110/100 1,22 10 150 0 150/100 1,24 11 200 0 200/100 1,25 ГРАФИК ТКТ (см . рис.1). ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ИНДИКАТОРА По справочнику для редокс-индикаторов : Фенилантраниловая кислота, , форма – фиолетовая, форма – бесцветная . Дифениламин, , форма - фиолетовая, форма бесцветная . РАСЧЕТ ИНДИКАТОРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ Для выбранных дву х индикаторов рассчитаем индикаторные погрешности . Когда титруемым веществом является восстановитель, оценить индикаторную погрешность при титровании с данным индикатором можно по формуле : , где : . для фенилантраниловой кислоты : , ; для дифениламина : , >> допустимой . ВЫВОД Титрование сульфата железа ( II ) хлоридом таллия ( III ) возможно при данных концентрациях реагирующих веществ, поскольку на кривой титрования имеется четкий, хорошо выраженный скачок титрования ; Для данн ого титрования наиболее подходит в качестве индикатора фенилантралиновая кислота . Нитрофенантролин и фенилантралиновая кислота являются оптимальными индикаторами, т. к. их индикаторные погрешности значительно меньше допустимой (0,1% ).
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Блондинка звонит подруге:
- Мой парень просит сделать ему бефстроганов. Что это ещё за извращение?
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по химии "Расчет и построение ТКТ, выбор оптимального индикатора и определение индикаторной погрешности при титровании", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru