Класифікація методів осадження

Загальна характеристика методів осадження та їх теоретичні основи.

Лекція 12. Методи осадження. Метод комплексонометрії.

План

1. Загальна характеристика методів осадження та їх теоретичні основи.

2. Класифікація методів осадження.

3. Загальна характеристика комплексонометрії.

4. Методи титрування у комплексонометрії.

Методи осаджувального титрування об’єднують ті методи титриметричного визначення при яких у результаті реакції проходить кількісне осадження визначаємої речовини.

Основну реакцію методу осадження в загальному вигляді можна виразити рівнянням:

mKt+ + n An- = KtmAnn↓

Реакції осадження є надзвичайно поширеними в аналітичній хімії. Однак широкому використанню їх у титриметрії заважають такі проблеми:

а) У момент еквівалентності між визначаємою речовиною і доданим титрованим розчином часто не буває досить повного осадження визначаємого йону

б)В результаті реакцій осадження часто утворюються аморфні осади. Останні

адсорбують на своїй поверхні визначаємі та сторонні йони, що заважає точному встановленню точки кінця титрування.

в) Осад заважає спостереженню зміни забарвлення індикатора

г) У зв’язку з різноманітністю складу осадів не існує індикаторів, загальних для методу осадження. Частіше всього в кожному окремому методі користуються спеціальним індикатором.

Основною вимогою, що ставиться до реакції, яка застосовується в методах осадження, є мінімальна розчинність утвореного осаду.

1. Аргентометрія – метод титриметрії, оснований на застосуванні стандартного розчину AgNO3. Використовується, зазвичай, для визначення галогенід – іонів:

Ag+ + НаІ- = Ag НаІ↓

2. Меркурометрія -метод титриметрії, оснований на утворенні малорозчинних сполук одновалентного меркурію:

Нg22+ + + 2 СІ - = Нg2СІ2↓

Як індикатор у меркурометрії використовують:

а) розчин ферум тіоціонату (характерного „ криваво –

червоного”забарвлення), який знебарвлюється в

присутності надлишку Нg22+- йонів:

3Нg22+ + 2 Fe(CNS)3 = 2 Fe3+ + 3Hg2(CNS)2

б) дифенілкарбозон, який утворює з Нg22+ комплексну

сполуку синього кольору (власне забарвлення індикатора червоне)

3. Сульфатометрія – метод осаджувального титрування, оснований на

застосуванні стандартного розчину Na2SO4. Точку кінця титрування встановлюють за допомогою металохромних індикаторів.

Реакції, які застосовуються в методах осадження повинні задовольняти наступним умовам:

1. Осад повинен випадати швидко та бути практично нерозчинним

2. На результати титрування не повинні впливати побічні реакції

3. Точка еквівалентності повинна легко фіксуватися

Точку еквівалентності в методах осадження визначають:

Або за допомогою індикатора, або за зміною фізико – хімічних властивостей розчину – електропровідності, поглинання або відображення світла.

Метод аргентометрії застосовують:

Для аналізу солей галогеноводневих кислот – хлоридів, бромідів, йодидів лужних та лужно – земельних металів та органічних основ.

Методи осадження широко застосовуються в аналізі фармацевтичних препаратів.

В залежності від того, яким чином фіксується точка еквівалентності, в аргентометрії розрізняють методи:

1) метод Гей – Люссака - який дозволяє встановити точку кінця титрування, реакція проходить між Ag+ і НаІ- без індикатора.

(Для цього до розчину, що містить СІ- - йони, доливають із бюретки малими порціями стандартний розчин нітрату аргентуму. При цьому розчин стає мутним. Кожну наступну порцію розчину нітрату аргентуму вводять лише після того, як розчин над осадом злегка просвітліє. Доливання з бюретки стандартного розчину закінчують у той момент, коли наступна крапля долитого розчину нітрату аргентуму не викличе утворення нових кількостей осаду хлориду аргентуму. У точці еквівалентності розчин над осадом стає прозорим внаслідок коагуляції хлориду аргентуму.

2) Метод Мора - оснований на реакції, яка проходить між Ag+ і СІ- - йонами в присутності розчину K₂CrO₄ як індикатора.

3) Метод Фольгарда - оснований на реакції, яка протікає між Ag+ і SCN- йонами в присутності індикатора – йонів Fe3+.

4) Метод Фаянса – базується на великій адсорбційній здатності аморфних осадів.

Метод Мора оснований на реакції осадження СІ- і Вr - - йонів йонами аргентуму з утворенням важкорозчинних галогенідів:

СІ- + Ag+ = AgСІ↓

Вr- + Ag+ = Ag Вr↓

Робочим розчином в методі є AgNO3.

Кінець титрування встановлюють за допомогою індикатора K2CrO4.

За методом Мора визначають:

Хлориди і броміди - за допомогою титрування розчином AgNO3.

Солі аргентуму - за допомогою титрування розчином NaСІ або КСІ

Визначення йодидів і роданідів цим методом не проводять, тому що осади, що утворюються – AgІ та Ag SCN, адсорбують K2CrO4, і стає неможливим фіксування точки еквівалентності. Застосування K2CrO4 в якості індикатора ґрунтується на тому, що йон CrO42- з Ag+ утворює осад цегляно – червоного кольору Ag2CrO4:

2 Ag+ + CrO42- = Ag2CrO4↓

Розчинність Ag2CrO4 (1 * 10-4 моль/л) значно більше розчинності AgСІ (1,25* 10-5 моль/л) або Ag Вr (7,94 * 10-7 моль/л). Тому при титруванні розчинів, що містять йони СІ- або Вr - розчином нітрату аргентуму спочатку утворюється осад AgСІ або Ag Вr. Після того, як усі йони СІ- будуть практично осаджені, починається взаємодія між CrO42- і Ag+ з утворенням забарвленого осаду, при цьому лимонно – жовте забарвлення розчину переходить в слабко – рожеве. Титрування припиняють.

Титрування по методу Мора проводиться в нейтральному або слабко лужному середовищі при рН від 7,0 до 10,0. В кислих розчинах титрування проводити неможливо, тому що осад Ag2CrO4 розчиняється в сильно – лужному середовищі йони Ag+ з йонами ОН- утворюють AgОН. Котрий розпадається:

2 AgОН = Ag₂О + Н₂О

Метод Мора неможливо застосовувати в аміачному середовищі, тому що осади AgСІ та Ag₂CrO₄ розчиняються з утворенням комплексного йону [Ag(NН3)2]+:

AgСІ + 2 NН4ОН = [Ag(NН3)2]СІ + 2 Н2О

Ag2CrO4 + 2 NН4ОН = [Ag(NН3)2] CrO4 +2 Н2О

Метод не можна застосовувати в присутності йонів Ва2+, Рb2+, Ві3+, які утворюють осади з K2CrO4,а також в присутності забарвлених розчинів.

Титрування по методу Мора проводять в певній послідовності: завжди до відміреного об’єму солі галогену додають розчин солі аргентуму, тобто титрування ведуть від галогену до нітрату аргентуму. Тільки в цьому випадку утворюється різка зміна забарвлення індикатора. При кінці титрування розчин нітрату аргентуму додають повільно. По краплям, для того, щоб осад уплотнився.

Таблиця

Осаджувальне титрування Назва методу	Аргентометричне титрування по методу Мора
Титрант	Розчин AgNO3 - 0,1 моль/л... 0,01 моль/л
Індикатори методу	1. Індикаторний: K2CrO4 5 % розчин
Стандартні речовини	КСІ, NaСІ
Можливості методу	Визначають: СІ-, Br-
Умови титрування	Титрування проводять: 1) рН 6,3 – 10,5 2) відсутність Ва2+, Рb2+, СО32-, Нg22+, РО43-
Рівняння реакції	Ag+ + СІ- = AgСІ↓ 2 Ag+ + CrO42- = Ag2CrO4↓

Метод Фаянса базується на прямому титруванні галогенідів стандартним розчином AgNO₃ в присутності адсорбційних індикаторів.

Осади, які утворюються в результаті тієї чи іншої реакції, як правило адсорбують на своїй поверхні різні йони з розчину. Адсорбційна здатність осадів вибіркова. Адсорбції піддаються переважно ті йони, з яких складається сам осад. Якщо до розчину KBr додавати розчин AgNO₃, то осад AgBr буде адсорбувати на своїй поверхні переважно Br - (або Ag+ у випадку його надлишку). Інтенсивність адсорбції пропорційна концентрації.

При осадженні йонів Br – поступовим додаванням AgNO₃ до того моменту, коли наступає точка еквівалентності концентрація Br – в розчині значно перевищує концентрацію Ag+, тому AgBr буде адсорбувати переважно негативно заряджені йони Br – та внаслідок цього всі частинки осаду AgBr будуть заряджені негативно. Якщо додати надлишок AgNO₃, концентрація йонів аргентуму буде значно більшою, ніж йонів брому, тому осад AgBr буде адсорбувати Ag+ і частинки осаду будуть заряджені позитивно. Тобто, в процесі титрування в точці еквівалентності заряд осаду змінюється на протилежний.

На цих властивостях осаду базується застосування адсорбційних індикаторів

Вперше застосування таких індикаторів запропонував Фаянс.

Суть методу Фаянсу:

Якщо під час титрування в розчині знаходиться барвник, у якого забарвленим є аніон, то до кінця титрування забарвлені йони барвника будуть відштовхуватись від осаду та осад буде не забарвленим. Коли титрування закінчується і відбувається перезарядження поверхні осаду, забарвлені аніони барвника почнуть притягуватись до поверхні осаду і він забарвлюється.

Фаянс запропонував в якості адсорбційних індикаторів:

Флюоресцеїн, дихлорфлюоресцеїн, еозин.

Метод Фольгарда базується на реакції осадження йонів Ag+ йонами СNS-

Ag+ + СNS- = AgСNS↓

Метод Фольгарда застосовується для кількісного визначення солей СNS-, Ag+, HaI-

Дата добавления: 2014-01-07