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)

Химические индикаторы для установления точки эквивалентности

Читайте также:
  1. I. С точки зрения волевой стороны
  2. II. Принципы, определяющие порядок установления и изменения границ муниципальных образований.
  3. II. С точки зрения характеристики субъектов
  4. Абсолютное движение точки
  5. АНАЛИЗ ТОЧКИ КРИТИЧЕСКОГО ОБЪЕМА ПРОДАЖ.
  6. Аналогия между описанием поступательного движения материальной точки и плоского вращения твердого тела.
  7. БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ.
  8. Биоиндикаторы
  9. Биохимические методы диагностики поражений печени
  10. Биохимические методы.
  11. Биохимические механизмы развития печеночной недостаточности
  12. Биохимические механизмы сокращения и расслабления мышц



Вещества, введение которых в анализируемый раствор позволяет установить конец химической реакции или кон­центрацию водородных ионов по легко заметному признаку, называются индикаторами. Индикаторы используют глав­ным образом в титриметрическом анализе для установления точки эквивалентности (конечной точки титрования). В при­сутствии индикаторов в этой точке (или вблизи от нее) мо­гут наблюдаться изменение цвета, появление или исчезновенис мутности, свечение и т. д., обусловленные изменением определенного свойства исследуемого раствора. Индикаторы делят обычно на 5 групп: кислотно-основные; окислительно-восстановительные; комплексономстрические; адсорбцион­ные; хемилюминесцснтные.

Кислотно-основные индикаторы — вещества, изменя­ющие свою окраску при изменении водородного показателя (рН) среды. Эти индикаторы, рассматриваемые (по теории В.Оствальда) как слабые органические кислоты или осно­вания, используют в методах нейтрализации, а также при определении рН методом колориметрии. Интервал значений рН (интервал перехода), в котором наблюдается изменение окраски, связан с константой диссоциации индикатора (рК) соотношением рН = рК ± 1.

При проведении анализа инди­катор выбирают таким образом, чтобы интервал перехода окраски включал то значение рН, которое раствор должен иметь в точке эквивалентности. Наиболее часто анализы ме­тодом нейтрализации проводят с метиловым оранжевым (ин­тервал перехода 3,1 — 4,4), метиловым красным (4,2 — 6,3). фенолфталеином (8,0 — 9,8). Кроме индивидуальных инди­каторов, применяют так называемые смешанные индикато­ры — смеси двух индикаторов (например, тимоловый синий + фенолфталеин), которым свойственно отчетливое изме­нение окраски в узком интервале перехода (до 0.2 единицы рН).

К кислотно-основным относятся также индикаторы: флуоресцентные (например, а-нафтиламин, акридин), в при­сутствии которых появляется, исчезает или изменяется цвет флуоресценции мутных или сильно окрашенных растворов при их освещении ультрафиолетовыми лучами; универсаль­ные — смеси нескольких индикаторов с различными интер­валами перехода, многократно изменяющие свою окраску при разных значениях рН и используемые для приближен­ных определений этого показателя.

Кислотно-основные индикаторы представляют собой чаще всего слабые органические кислоту и основание. Изме­нение цвета раствора индикатора в зависимости от величи­ны рН в соответствии с теорией ионных окрасок Оствальда можно объяснить разной окраской молекулярной и ионной форм индикатора. Например, если индикатор представляет собой слабую органическую кислоту, то процесс диссоциа­ции его молекулы происходит по следующей схеме:



Hlnd = H+ +lnd-

 

Молскулярная форма имеет красную окраску, а ионная форма — синюю. В соответствии с принципом Ле-Шатслье в щелочной среде происходит связывание протона водорода в молекулу воды, и равновесие процесса диссоциации сме­щается вправо, раствор приобретает синюю окраску. В раст­воре, имеющем кислую среду, имеется избыток ионов водо­рода, и равновесие смещается влево, окраска раствора ста­новится красной.

Изменение цвета индикатора связано также с существен­ным изменением его молекулярной структуры. В соответ­ствии с хромофорной теорией окраска соединения связана с наличием в его молекуле так называемых хромофорных групп к которым относятся NO2- ,— N = N и т. д. и ауксохромных, которые в присутствии хромофорных также вли­яют на окраску. Присоединение и отщепление протона но этой теории вызывает перестройку молекулы индикатора, в результате которой появляются новые или исчезают су­ществовавшие ранее хромофорные группы и таким образом происходит изменение цвета индикатора.

Окислительно-восстановительные индикаторы — ве­щества, способные окисляться или восстанавливаться в определенных интервалах значений окислительного потен­циала и изменять при этом свою окраску. Эти индикаторы (например, метиленовый синий, дифениламин, крахмал) ис­пользуют в титриметрических методах анализа, основанных на реакциях окисления-восстановления.

Комплексонометрические индикаторы — вещества, об­разующие с определяемыми ионами окрашенные комплексные соединения. Такие индикаторы называются также металлохромными или металл-индикаторами, используют в титриме­трическом методе анализа, основанном на применении аминолон и карболовых кислот. В качестве индикаторов используют преимущественно водорастворимые органические красители — эриохром черный Т, ксиленоловый оранжевый, кислотный хром темно-синий и др.

Адсорбционные индикаторы — вещества, в присут­ствии которых в точке эквивалентности, устанавливаемой методом осаждения (например, при титровании ионов хлора стандартным раствором нитрата серебра), изменяется цвет осадка. В качестве таких индикаторов применяют главным образом красители (например, эозин, флуоресцин).

Хемилюминесцентные индикаторы — вещества, спо­собные в точке эквивалентности светиться видимым светом и используемые при титровании сильно окрашенных растворов. К таким индикаторам относятся люминол, силоксен и др.

 

Расчеты в титриметрическом анализе

 

Для расчетов результатов устанавливают количество (объем, иногда масса) стандартного раствора, затраченно­го на взаимодействие с определяемым веществом. Точность определений зависит от правильности установления концен­трации стандартного раствора. Обычно ее выражают нор­мальностью. Нормальность, или молярная концентрация эквивалента, показывает количество молей эквивалента, на­ходящегося в 1 л раствора. Эквивалентом называется такое количество вещества, которое соответствует в кислотно-основном взаимодействии одному молю атомов водорода, в окислительно-восстановительных реакциях — одному элек­трону. Нормальность можно рассчитать по формуле:

 

nэкв

N = _______,

V

где V — объем раствора в литрах;

nэкв число молей эквивалента вещества. Рассчитывает­ся по формуле:

m

nэкв =_____, моль-экв.

Мэкв

где m— масса вещества;

Мэкв - молярная масса эквивалента. Определяется ти­пом взаимодействия между определяемым веществом и ве­ществом рабочего раствора (см. § 1, глава 2, раздел 2). Фор­мула для расчета:

 

M

Мэкв= ______,

Э

М — молярная масса вещества;

Э — эквивалент. В первую очередь, его величина опреде­ляется природой соединения. Для кислот при полной нейтра­лизации эквивалент равен основности (числу ионов водоро­да в формуле кислоты). Например, для фосфорной кислоты Н3Р04 эквивалент равен 3. Если же в результате реакции происходит образование кислой соли, следует учитывать эк­вивалентность взаимодействия кислоты и определяемого ве­щества:

Н3Р04 + 3NaOH = Na3PO4 + ЗН20; Э = 3

Н3РО4 + 2NaOH = Na2HP04 + 2Н20; Э = 2

Н3Р04 + NaOH = NaH2P04 + ЗН20; Э = I

Для оснований эквивалент равен кислотности (числу ги-дроксильных групп в химической формуле). Например, для гидроксида меди (II) Си(ОН)2 эквивалент равен 2. Для солей эквивалент равен произведению числа катионов в химиче­ской формуле соли на валентность катиона:

M(Al2(SO4)2)

Мэкв (Al2(SO4)2)= __________________

2*3

 

Для практических целей пользуются также титром. Ти­тром называется число грамм растворенного вещества, со­держащихся в 1 мл раствора.

Титр связан с нормальностью по формуле

Т*1 ООО

N =_____________-

Мэкв

Как уже указывалось, расчет ведут по объему стандарт­ного раствора, затраченного на достижение точки эквива­лентности. При этом в проходящей в растворе химической реакции соблюдается закон эквивалентов:

N1*V1= N2*V2

где N1, V1 — нормальность и объем стандартного раствора;

N2, V2 — нормальность и объем исследуемого раствора.

При проведении анализа часто возникает необходимость напрямую определить массу вещества, содержащегося в растворе. В этом случае расчет ведут по формуле:

Vколбы

m=Траб.р-р/опр.в-во*Vраб.р-ра* ___________

Vпип

Где Траб.р-р/опр.в-во — титр рабочего раствора по определяемо­му веществу

Vраб.р-ра — объем рабочего раствора, пошедшего на титро­вание анализируемого раствора

Vколбы объем раствора, в котором содержится опреде­ляемое вещество

Vпил — объем анализируемого раствора, взятого для ти­трования.

Последний множитель формулы используется только в том случае, если для титрования берется не весь объем рас­твора, содержащего определяемое вещество.

Титр по определяемому веществу рассчитывают по

формуле: Vраб.р-ра* Мэкв опр.в-ва

Траб.р-р/опр.в-во =_________________________

 

При выполнении анализа необходимо учитывать погреш­ность измерения. Ошибки в титриметрическом анализе мо­гут быть методическими и специфическими, обусловленны­ми особенностями данной реакции.

Методические ошибки связаны с особенностями метода титрования и зависят от погрешностей измерительных при­боров, калибровки мерной посуды, пипеток, бюреток, непол­ного отекания жидкостей по стенкам мерной посуды.

Специфические ошибки обусловлены особенностями дан­ной реакции и зависят от константы равновесия реакции и от точности обнаружения точки эквивалентности

 





Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 521; 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 ip: 54.92.141.211
Генерация страницы за: 0.007 сек.