Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Построение кривой окислительно-восстановительного титрования





Построение кривой титрования дает возможность оценить, насколько успешным будет титрование, и позволяет выбрать индикатор. При построении кривой окислительно – восстановительного титрования по оси ординат откладывают потенциал системы, а по оси абсцисс – объем титранта или степень оттировывания.

Рассмотрим в качестве примера титрование 100 мл 0,1 н. раствора FeSO4 0,1 н. раствором KMnO4 в кислой среде (+ = 1 моль/л):

5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O.

Запишем уравнения полуреакций для данной окислительно-восстановительной реакции и найдем для них стандартные потенциалы в табл. 5 Приложения:

MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O, E o = 1,51 В;

Fe2+ - 2e → Fe 3+, E o = 0,77 В.

Вычислим константу равновесия этой реакции:

lg К = (1,51-0,77)∙5 / 0,059 = 62 и К = 1062.

Очень большое численное значение К показывает, что равновесие реакции, протекающей при титровании, практически целиком сдвинуто вправо. При расчете кривых окислительно-восстановительного титрования обычно не приводят значение потенциала для точки, соответствующей моменту, когда в исследуемый раствор еще не добавлен титрант.

После добавления первых же капель перманганата калия в растворе образуются две окислительно-восстановительные пары: MnO4-/Mn2+ и Fe3+/Fe2+, потенциал каждой из которых можно вычислить по уравнению Нернста:

При расчете по любому из этих уравнений получится одно и то же значение потенциала, поскольку в каждый момент титрования система находится в равновесии. Однако из соображений простоты расчета до точки эквивалентности потенциал следует рассчитывать по второму из них, а после точки эквивалентности – по первому. Количество вещества Fe3+ до точки эквивалентности будет равно количеству вещества эквивалента добавленного KMnO4, поскольку высокое численное значение константы равновесия говорит о практически полном сдвиге равновесия вправо.

В уравнение Нернста входит соотношение концентраций окисленной и восстановленной форм, поэтому при [Н+] = 1 моль/л изменение объема не влияет на результаты расчета. Следовательно, при построении кривой титрования можно условно считать, что объем титруемого раствора не изменяется и остается равным 100 мл.

Если к 100,0 мл 0,1 н. FeSO4 добавить 1,0 мл 0,1 н. KMnO4 (f экв= 1/5), то в результате реакции образуется эквивалентное количество вещества Fe3+, концентрация которого в растворе будет равна Fe3+ = 0,1∙1,0/100,0=1,0∙10-3 моль-экв/л, а концентрация ионов Fe2+ составит 0,099 моль-экв/л. Окислительно-восстановительный потенциал раствора составит: Е = 0,77 + 0,059 lg (1,0∙10-3/0,099)= 0,65 В.

Остальная часть кривой титрования до точки эквивалентности рассчитывается аналогично; результаты приведены в таблице 4.

Потенциал в точке эквивалентности можно рассчитать по уравнению:

Е т.э = (Е 1 n 1 + E 2 n 2)/(n 1+ n 2),

Е т.э = (1,51∙5 + 0,77∙1)/(5+1) = 1,39 В,

где Е 1 и Е 2- стандартные потенциалы окислительно-восстановительных пар, участвующих в данной реакции;

n 1 и n 2 – число принятых или отданных электронов в полуреакциях.


Таблица 4.– Изменение Е при добавлении 0,1 н. KMnO4 (f экв= 1/5) к 100 мл 0,1 н. FeSO4 при [Н+] = 1 моль/л

Добавлено KMnO4, мл Fe3+ Fe2+ Fe3+/Fe2+ Е, В
50,0 0,05 0,05 1,0 0,77
91,0 0,091 0,009   0,83
99,0 0,099 1,0∙10-3 1∙102 0,89
99,9 0,0999 1,0∙10-4 1∙103 0,95

 

После точки эквивалентности избыток KMnO4 в 0,1 мл при разбавлении до 100 мл создаст в растворе концентрацию перманганата MnO4- = 0,02∙0,1/ 100 = 2∙10-5 моль-экв/л, а концентрация n2+ = 0,02 моль-экв/л останется практически без изменений, такой же, какой она была в точке эквивалентности. Подстановка этих значений в уравнение Нернста дает

Е = 1,51 + 0,0118 lg(2,0∙10-5/ 2,0∙10-2)= 1,47 В.

Если перетитровать на 1,0 мл, то MnO4- = 0,02∙1,0/100 = 2,0∙10-4 моль-экв/л, а потенциал будет равен

Е = 1,51 + 0,0118 lg (2,0∙10-4/2,0∙10-2)= 1,49 В,

а если перетитровать на 10,0 мл, то MnO4- = 0,02∙10/100= 2,0∙10-3 моль-экв/л, потенциал будет равен

Е = 1,51 + 0,0118 lg ( 2,0∙10-3/2,0∙10-2) = 1,51 В.

Кривая титрования Fe2+ перманганатом калия представлена на рисунке 4.1.

В области точки эквивалентности при переходе от раствора, недотитрованного на 0,1%, к раствору, перетитрованному на 0,1%, потенциал изменяется больше, чем на 0,5 В. Резкий скачок потенциала позволяет использовать для обнаружения точки эквивалентности непосредственно потенциометрические измерения или окислительно-восстановительные (редокс) индикаторы, окраска которых изменяется при изменении потенциала. Ввиду необратимости системы MnO4-/Mn2+ в условиях титриметрического анализа реально наблюдаемый скачок титрования будет несколько меньше, чем рассчитанный.

VKMnO4, мл

 

Рисунок 4. – Кривая титрования 100 мл 0,1 н. раствора FeSO4 0,1 н. раствором KMnO4 (f экв = 1/5), [Н+] = 1,0 моль/л







Дата добавления: 2015-06-15; просмотров: 563. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...


Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...


Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...


Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Понятие метода в психологии. Классификация методов психологии и их характеристика Метод – это путь, способ познания, посредством которого познается предмет науки (С...

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ФОРМЫ ДЛЯ ИНЪЕКЦИЙ К лекарственным формам для инъекций относятся водные, спиртовые и масляные растворы, суспензии, эмульсии, ново­галеновые препараты, жидкие органопрепараты и жидкие экс­тракты, а также порошки и таблетки для имплантации...

Тема 5. Организационная структура управления гостиницей 1. Виды организационно – управленческих структур. 2. Организационно – управленческая структура современного ТГК...

Эндоскопическая диагностика язвенной болезни желудка, гастрита, опухоли Хронический гастрит - понятие клинико-анатомическое, характеризующееся определенными патоморфологическими изменениями слизистой оболочки желудка - неспецифическим воспалительным процессом...

Признаки классификации безопасности Можно выделить следующие признаки классификации безопасности. 1. По признаку масштабности принято различать следующие относительно самостоятельные геополитические уровни и виды безопасности. 1.1. Международная безопасность (глобальная и...

Прием и регистрация больных Пути госпитализации больных в стационар могут быть различны. В цен­тральное приемное отделение больные могут быть доставлены: 1) машиной скорой медицинской помощи в случае возникновения остро­го или обострения хронического заболевания...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия