Криві титрування

Грам-еквівалент у реакціях окиснення-відновлення

Грам-еквівалент - це кількість речовини в грамах, що відповідає в реакції одному грам-атому водню або іншого одновалентного елементу. Цим визначенням можна користуватися і при обчисленні грам-еквівалента в реакціях окислення-відновлення. Проте грам-еквівалент зручніше обчислювати за кількістю електронів, що беруть участь у процесі окислення або відновлення іона.. За цим способом для визначення величини грам-еквівалента треба поділити молекулярну вагу речовини на кількість електронів, що приєднуються іонами окислювача або втрачаються іоном відновника в процесі реакції.

Приклад 1. Обчислити грам-еквівалент біхромату калію в реакції окислення йодиду калію.

Напишемо спочатку часткові реакції відновлення біхромат-іонів до іонів хрому (ІІІ) і окислення іонів йоду до вільного йоду:

Cr₂O₇^2-+14H⁺+6e=2Cr³⁺+7H₂O

6I^-=6е+3I₂

Підсумовуючи ці дві реакції, матимемо сумарну реакцію окислення-відновлення:

Cr₂O₇^2-+14H⁺+6І=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O (1)

З рівняння (1): 1 г-іон біхромату еквівалентний 14г-іон водню або 6 г-іон йоду. При обчисленні величини грам-еквівалента цим способом треба мати на увазі, що водневі іони відіграють у цій реакції роль середовища; кількість біхромату визначається не за кількістю іонів водню, які беруть участь у реакції, а за кількість вільного йоду, що виділяється при окисленні іонів йоду. Тому грам-еквівалент біхромату калію дорівнюватиме 1/6 частині молекулярної ваги.

Для обчислення молярної маси еквівалента окисника або відновника враховується число електронів, які беруть участь в окисно-відновній реакції (Мекв. = М / n, де n - число електронів). Для визначення числа електронів необхідно знати початковий та кінцевий ступінь окиснення окисника і відновника.

Найбільш важливими чинниками, що впливають на швидкість реакції, є:
• концентрація реагуючих речовин;

• температура;

• значення рН розчину;

• присутність каталізатора.

У більшості випадків швидкість реакції знаходиться в прямій залежності від температури і рН розчину. Тому багато які визначення методом окисно-відновного титрування слід проводити при певному значенні рН і при нагріванні.

При титруванні окислювачів або відновників змінюється окислювально-відновний потенціал системи. Характер цієї зміни має велике значення для встановлення точки еквівалентності потенціометричним методом для правильного вибору потрібного індикатора і т.д. Графічне зображення зміни потенціалу системи залежно від об`єму робочого розчину окислювача чи відновника називається кривою титрування

Розглянемо найпростіший випадок титрування при визначенні іонів титану III робочим розчином розчину заліза (III). Зміну потенціалу розчину Ti³⁺ при поступовому добавлянні розчину Fe³⁺ можна вивчити експериментально, скориставшись схемою. У розчин солі титану (III) занурюють платиновий електрод, потенціал якого залежить від співвідношень концентрацій окисленої та відновленої форм титану (чи заліза); електрод сполучають через вольтметр чи потенціометр з водневим електродом, а обидва розчини в свою чергу сполучають електролітичним ключем. При титруванні іону титану III робочим розчином заліза співвідношення концентрацій Ti⁴⁺ до Ti³⁺ змінюється;це призводить до зміни потенціалу зануреного в розчин електроду. Отже, електрорушійна сила гальванічного елемента під час титрування змінюється. Спостерігаючи відхилення стрілки вольтметра, можна побудувати графічну залежність потенціалу системи від об`єму робочого розчину.

Зміна потенціалу системи при потенціометричному титруванні

Добавленого робочого розчину FeCl3, мл	Співвідношення концентрацій окисленої і відновленої форм	Потенціал^1,в	Зміна потенціалу на одиницю об`єму робочого розчину, мв
0,1	1/1000	-0,08
1,0	1/99	-0,02	66,5
10,0	1/9	0,04	61,5
50,0		0,10	61,5
90,0		0,16	66,5
99,0		0,22
99,9		0,28
100,0	-	0,425
100,1	1/1000	0,57
101,0	1/9	0,63

¹ При температурі 30⁰ С, коли передлогарифмічний коефіцієнт рівняння Нернста дорівнює 0,06.

В останній графі таблиці наведені дані, що характеризують зміну потенціалу системи на одиницю об`єму робочого розчину. З цих даних видно, що з початку потенціал змінюється досить повільно, але поблизу точки еквівалентності відбувається різка зміна потенціалу, що характеризуються числом 1450 на одиницю об`єму робочого розчину.

Дата добавления: 2017-01-14