Бакалавр
Дипломные и курсовые на заказ

Расчет кривой комплексонометрического титрования

РефератПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Форма кривой комплексонометрического титрования аналогична кривым титрования в других методах титриметрии (килотно-основном, окислительно-восстановительном, осадительном), то есть на кривой наблюдается резкое изменение рМ вблизи точки эквивалентности — скачок титрования. От концентрации реагирующих веществ — чем больше концентрация титранта и определяемого иона, тем больше скачок; например, при… Читать ещё >

Расчет кривой комплексонометрического титрования (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В комплексонометрическом титровании для определения конечной точки титрования (КТТ) используют специальные металлохромные индикаторы (металлоиндикаторы), образующие с ионами металла менее прочные, чем титрант, комплексы, цвет которых отличается от цвета свободного индикатора. Для того, чтобы правильно выбрать металлохромный индикатор, проводят расчет кривой комплексонометрического титрования, то есть определяют изменение концентрации ионов металла от количества добавленного титранта (расчет проводят с учетом разбавления). Кривые титрования строят в координатах рМ V или рМ Р, где рМ = -lg[Mn+]; V — объём добавленного титранта, мл; Р — степень оттитрованности ионов металла, %.

Приведем расчет кривой титрования ионов металла раствором ЭДТА (трилона Б).

До точки эквивалентности концентрацию свободных ионов металла с достаточным приближением (без учета ионов металла, образующихся при диссоциации комплексона MYn-4) можно вычислить по формуле:

(3.1).

Расчет кривой комплексонометрического титрования.

где СМ и СK — исходные молярные концентрации растворов иона металла и комплексона, моль/л; VM и VK — объёмы растворов ионов металла и комплексона в данный момент титрования, мл.

Если пользоваться понятием степени оттитрованности Р (%):

(3.2).

(3.2).

получим:

(3.3).

Расчет кривой комплексонометрического титрования.

В точке эквивалентности расчет [Mn+] проводим исходя из условной константы устойчивости комплексоната при заданном значении рН (2.3). Так как в точке эквивалентности [Mn+] = C (Y), а[MYn-4] = CMVM/(VM+ VK), получим:

(3.4).

Поскольку при этом CMVM= CKVK, то:

(3.5).

Расчет кривой комплексонометрического титрования.

После точки эквивалентности [Mn+] также рассчитывается из выражения для условной константы устойчивости (2.3):

(3.6).

Расчет кривой комплексонометрического титрования.

Оценивая избыток свободного комплексона (без учета диссоциации комплексоната) как:

(3.7).

(3.7).

получим:

(3.8).

Пример 3. Рассчитать скачок (0,1%) и рСа в точке эквивалентности на кривой титрования 0,01 М раствора хлорида кальция 0,01 М раствором трилона Б при рН=9.

Пример 3. Рассчитать скачок (0,1%) и рСа в точке эквивалентности на кривой титрования 0,01 М раствора хлорида кальция 0,01 М раствором трилона Б при рН=9.

Решение. Из табл.1 lgK (СаY2-) = 10,7, т. е. K (СаY2-) = 5· 1010, а из табл.2 при рН=9 (Y4-) = 5,2· 10-2. Тогда по (2.3) K'(СаY2-) = 5· 1010·5,2·10-2= 2,6· 109.

а) Точка начала скачка Р = 99,9%. Пусть V (CaCl2) = VM= 100 мл, тогда V (H2Y2-) = VK= CMVMP/100CK = 0,01· 100·99,9/100·0,01 = 99,9 мл. Из выражения (3.3) находим:

и рСа = 5,30.

Расчет кривой комплексонометрического титрования.

б) Точка эквивалентности Р = 100%. Из выражения (3.5) получим:

Расчет кривой комплексонометрического титрования.

в) Точка конца скачка Р = 101,1%. Из выражения (3.8) следует, что:

Расчет кривой комплексонометрического титрования.

Величина скачка на кривой данного титрования составит: рСа = 6,40 — 5,30 = 1,10.

При расчете кривой комплексонометрического титрования с учетом дополнительного комплексообразования учитывается коэффициент конкурирующей реакции (Mn+), который рассчитывается по уравнению (2.6). При этом до точки эквивалентности равновесная концентрация ионов металла равна произведению общей концентрации несвязанного с комплексоном металла С (М) на этот коэффициент, а в точке эквивалентности и после неё расчет производится по уравнениям (3.5) и (3.8) с помощью условной константы K" (2.5).

Пример 4. Рассчитать скачок (0,1%) и рСu в точке эквивалентности на кривой титрования 0,01 М раствора сульфата меди 0,01 М раствором трилона Б при рН=9 (0,01 М аммонийная буферная смесь).

Решение. Из табл.1 lgK (СuY2-) = 18,8, т. е. K (СuY2-) = 5· 1010, а из табл.2 при рН=9 (Y4-) = 5,2· 10-2; из справочника для аммиаката меди [Cu (NH3)4]2+ 1 = 1,3· 104; 2 = 4,1· 107; 3 = 3,0· 1010; 4 = 3,9· 1012. Тогда по (2.6) и (2.5):

Расчет кривой комплексонометрического титрования.

= 1,4· 10-5 и K"(CuY2-) = 6· 1018·1,4·10-5·5,2·10-2 = 4,4· 1012.

а) Точка начала скачка Р = 99,9%. Пусть V (CuSO4) = VM= 100 мл, тогда V (H2Y2-) = VK= CMVMP/100CK = 0,01· 100·99,9/100·0,01 = 99,9 мл. Используя выражение (3.3) находим:

Расчет кривой комплексонометрического титрования.

тогда [Cu2+] = 5· 10-6·1,4·10-5= 7· 10-11 и рСu = 10,15.

б) Точка эквивалентности Р = 100%. При этом С (Cu) = С (Y) и из уравнений (3.5) и (2.5) получим:

Расчет кривой комплексонометрического титрования.

тогда [Cu2+] = 3,4· 10-8·1,4·10-5= 4,8· 10-13 и рСu = 12,32.

в) Точка конца скачка Р = 101,1%. Из выражений (3.8) и (2.5) следует, что:

Расчет кривой комплексонометрического титрования.

тогда [Cu2+] = 2,3· 10-10·1,4·10-5= 3,2· 10-15 и рСu = 14,50.

Величина скачка на кривой данного титрования составит: рСu = 14,50 — 10,15 = 4,35.

Форма кривой комплексонометрического титрования аналогична кривым титрования в других методах титриметрии (килотно-основном, окислительно-восстановительном, осадительном), то есть на кривой наблюдается резкое изменение рМ вблизи точки эквивалентности — скачок титрования.

Величина скачка зависит:

  • 1. от прочности образующегося комплексоната — чем больше константа устойчивости, то есть чем прочнее комплексонат, тем больше скачок (рис.1);
  • 2. от кислотности среды — чем она выше, то есть чем меньше значение рН, тем меньше скачок; в кислой среде при титровании ионов металлов, образующих малоустойчивые комплексонаты (например, Ba2+, Mg2+, Ca2+) скачок на кривой титрование отсутствует и определение невозможно (рис.2);
  • 3. от концентрации реагирующих веществ — чем больше концентрация титранта и определяемого иона, тем больше скачок; например, при титровании 0,01 М раствора CaCl2 0,01 М раствором трилона Б величина скачка рСа составляет 1,1 (см. пример 3), а при использовании 0,1 М растворов — 3,1 единицы;
  • 4. от присутствия дополнительных комплексообразователей — чем их больше, тем меньше скачок.
Зависимость величины скачка на кривой комплексонометрического титрования от прочности образующегося комплексоната.

Рис. 1. Зависимость величины скачка на кривой комплексонометрического титрования от прочности образующегося комплексоната

Зависимость величины скачка на кривой комплексонометрического титрования ионов Сакомплексоном от рН раствора.

Рис. 2. Зависимость величины скачка на кривой комплексонометрического титрования ионов Са2+комплексоном от рН раствора

комплексонометрический титрование металлохромный индикатор

Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой