Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Индикаторные ошибки титрования




Кроме метода кривых титрования, для выбора индикатора при­меняют способ вычисления индикаторной ошибки титрования.

Индикаторной ошибкой титрования называют погрешность, которая вызывается несовпадением показателя титрования, исполь­зуемого индикатора с величиной рН в точке эквивалентности.

Благодаря этой погрешности анализируемый раствор или не­много перетитровывают, или недотитровывают, поэтому после окончания титрования смесь содержит свободные ионы Н+ или ОН- Различают несколько типов индикаторных ошибок.

Водородная ошибка титрования обусловливается наличием в растворе избытка ионов водорода. Это может быть или в резуль­тате недотитрования сильной кислоты сильной щелочью (Н+нед-ошибка), или вследствие перетитрования сильного основания сильной кислотой (Н+пер-ошибка).

Гидроксильная ошибка может быть двух видов: ОН-нед-ошибка и ОН-пер-ошибка.

Кислотная ошибка титрования обусловливается наличием в растворе нейтральных молекул слабой кислоты.

Основная ошибка титрования вызывается присутствием в рас­творе (после окончания титрования) нейтральных молекул слабого основания.

Водородная ошибка титрования

Пример 1. Вычислить водородную ошибку титрования, если даны показатель титро­вания индикатора рТ, нормальность раствора сильной кис­лоты н., объем ее V¢ мл и общий объем в конце титрования V" мл.

Решение.

Выведем формулу для расчета. Каждый миллилитр нормального раствора будет содержать н.: 1000 г-экв кислоты, а для титрования взяли г-экв кислоты, содержащих такое же коли­чество грамм-ионов Н+. Сколько же грамм-ионов Н+ останется несвязанными, если титрование закончили при рН = рТ применяемо­го индикатора?

Поскольку рН = -lg [Н+], постольку данным величинам рН и соответствует концентрация Н+. Оставшееся количество недотитрованных ионов Н+ будет равно [Н+]= 10 -pT г-ион/л.

После титрования в объеме V" мл раствора количество грамм-ионов Н+ будет равно:

 

Таким образом вычисляют индикаторную ошибку и решают вопрос, можно ли применять данный индикатор или нет. В том слу­чае, если индикатор не дан, его подбирают так, чтобы рТ был воз­можно ближе к величине рН в точке эквивалентности (эта ошибка должна быть примерно ± 0,2%).

Пример 2. Вычислить индикаторную ошибку, если титровать 0,12 н. раствор соляной кислоты 0,12 н. раствором гидроксида натрия с метиловым оранжевым.

Решение.

1. Точка эквивалентности при титровании соляной кислоты НС1 гидроксидом натрия достигается при рН = 7, а титрование заканчивают при рН = 4. Следовательно, раствор по окончании титрования будет содержать некоторое количество ионов Н+ (из­быточная кислотность), что и вызовет Н+нед- ошибку.



2. Так как нормальность обоих растворов одинакова, тонареакцию затрачиваются равные объемы кислоты и щелочи. По­этому объем в конце титрования увеличится в два раза и будет равен 2V¢, т. е. V¢¢ = 2V¢.

Используя формулу, находим:

Знак «минус» показывает, что анализируемый раствор НС1 недотитрован. Величина 0,2% говорит о том, что погрешность не выходит за допустимые пределы, и, следовательно, индикатор метиловый оранжевый в данном случае применим.

Гидроксидная ошибка титрования.

Пример 3.Вычислить ОН--ошибку, ес­ли титруют V¢ мл нормального раствора сильной щелочи сильной кислотой и если объем раствора в конце титрования будет V" мл.

Решение.

Титрование заканчивают при рН = рТ взятого индикатора, т. е. в данном случае при рН = 14 — рТ. Следовательно, в конце титрования [0Н-] = 10-(14 — рТ) Тогда в V" мл раствора будет содержаться:

грамм-ионов ОН-, а это и будет ОН--ошибкой.

Для выражения данной ошибки в процентах также составляем пропорцию:

Пример 4. При титровании 0,1 н. раствора соляной кислоты НС1 0,1 н. раствором гидроксида натрия NaOH в присутствии фенолфталеина титрование заканчивается при рН = рТ – 9, т. е, при [H+] , = 10-9 г-ион/л (в щелочной среде). Следовательно, при титровании будет иметься некоторый избыток щелочи, что приведет к ОНошибке, которую необходимо определить в %..

Решение.

Пользуясь формулой, имеем:

Кислотная ошибка титрования. Вычислим кислотную ошибку титрования, т. е. погрешность, вызванную наличием недиссоциированных молекул слабой кислоты в конце титрования (НАn).

Написав уравнение постоянной диссоциации данной кислоты в растворе, имеем:

Преобразовав данное уравнение, получим;

Поскольку НАn — кислота слабая, величина (НАn) практически будет равна общей концентрации свободной кислоты в растворе, а величина [An-] — концентрации соли в растворе.

Но каждый моль соли образуется в результате нейтрализации 1 моль кислоты. Поэтому отношение:

можно рассматривать как отношение концентраций неоттитрованной части кислоты к оттитрованной и считать его мерой величины кислотной ошибки титрования.

Зная, что [Н+] = 10-pT, а К. = 10-pK, введем эти величины в уравнение

получим окончательную формулу:

НАn-ошибка = 10pK-pT

Пример 5. Вычислить ошибку титрования 0,1 н. раствора уксус­ной кислоты 0,1 н. раствором гидроксида натрия с индикатором метиловым оранжевым.

Решение.

Для выяснения типа ошибки вычисляем рН рас­твора в точке эквивалентности:

При вычислении Ссоли учитывается увеличение объема раствора в два раза при титровании. Вследствие этого Ссоли будет равна 0,05 М.

Поскольку титрование с метиловым оранжевым заканчивается при рН = 4, то в растворе по окончании титрования будет присут­ствовать избыточная (неоттитрованная) уксусная кислота. Уксус­ная кислота -кислота слабая, поэтому она вызовет НАn-ошибку.

Используя уравнение:

НАn-ошибка = 10 pK - pT = 104,76-4 = 10 0,76

 

и, следовательно, НАn-ошибка = 5,7. Отсюда следует, что неоттитрованная часть уксусной кислоты будет относиться к оттитрованной ее части как 5,7 : 1, т. е. из 6,7 части, взятой для титрования, кислоты останется неоттитрованной 5,4. Выражая ошибку (в %), получим:

6,7 ч. кислоты составляет 100%

5,7 ч. » » х %

Следовательно, титровать уксусную кислоту в присутствии индикатора метилового оранжевого нельзя, так как ошибка во много раз превышает допустимую величину.

При выборе индикатора для титрования слабых кислот силь­ными основаниями рекомендуется руководствоваться правилом.

Если титрование нужно провести так, чтобы индикаторная ошибка титрования не превышала 0,1%, т. е. чтобы оставшаяся неоттитрованная часть составила не более 0,001 от количества от­титрованной кислоты, нужно, чтобы рТ индикатора превышал бы величину рК не менее чем на 3 единицы, т. е.

рТ³, или рК + 3, или 10рК-рТ ≤ 10-3

 

Пользуясь этим правилом, можно сказать, что для получения хороших результатов уксусную кислоту можно титровать с индикаторами, у которых рТ ³ 7,73. Следовательно, целесообразно использовать индикатор фенолфталеин с рТ = 9, крезоловый пур­пурный с рТ = 8,2.

Щелочная ошибка титрования. Щелочная ошибка титрования вычисляется так же, как и кислотная. Для вычисления ошибки пи­шут уравнение постоянной диссоциации основания и преобразу­ют его:

 

Поскольку рН в конце титрования равен рТ, а рОН- =14 - рТ. получим:

Следовательно, титрование может быть достаточно точным при условии, если МеОН-ошибка равна или меньше величины 10-3, т. е.

рК + рТ - 14 ≤ 3, или рТ ≤ 11 — рК. Поэтому при ти­тровании раствора аммиака в воде (р/С = 4,75) можно применить индикатор с рТ ≤ 6,25. Для того положения можно использовать индикаторы метиловый красный (рТ = 5,5) и метиловый оранже­вый (рТ = 4).

 

 





Дата добавления: 2015-06-30; Просмотров: 2487; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.144.14.128
Генерация страницы за: 0.093 сек.