Методы ОВ титрования

Август 13, 2022

Главная
Химия
Методы ОВ титрования

Содержание

2. План 1. Сущность перманганатометрического метода, условия его проведения. Титрант метода. 2. Применение и общая оценка метода
3. 1. Сущность перманганатометрического метода, условия его проведения. Титрант метода. Перманганатометрическое титрование, или пермангатометрия - метод количественного
4. В зависимости от кислотности титруемого раствора окислительные свойства перманганат-иона проявляются по-разному.
5. В сильнокислой среде перманганат-ион восстанавливается до катионов марганца (II) Mn2+, которые обладают очень слабой розоватой окраской
6. С ростом концентрации ионов водорода в растворе реальный потенциал рассматриваемой редокс-пары Е = ЕО + (0,
7. В нейтральной среде перманганат-ион восстанавливается до диоксида марганца MnO2: при рН ≥ 7 MnO4- + 2H2О
8. Стандартный ОВ потенциал редокс-пары MnO4-MnO2 сравнительно невелик и при комнатной температуре равен Е0 = 0,60 В,
9. Поэтому, как титрант - окислитель перманганат калия в нейтральной среде практически не применяется.
10. В сильнощелочных средах перманганат-ион восстанавливается до манганат-иона MnO42-: при рН > 7 MnO4- + ē →
11. Манганат-ион вступает в реакцию с водой: 3MnO42- + 2Н2О = 2MnO4- + MnO2↓ + 40Н- с
12. Следовательно, КMnO4 как титрант - окислитель в щелочных средах практически не применяется.
13. Вывод: перманганатометрическое титрование целесообразно проводить в сильнокислых средах.
14. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ 1.Влияние рН среды. Перманганатометрическое титрование проводят в сильно кислой среде при концентрации
15. Хлороводородную кислоту в перманганатометрии также не используют, так как хлорид-ионы окисляются перманганат-ионами до хлора по схеме:
16. 2) Влияние температуры. Чаще всего перманганатометрическое определение проводят при комнатной температуре. Исключением является реакция перманганат-иона с
17. 3) Фиксация конечной точки титрования. При перманганатометрическом титровании обычно не применяют посторонний индикатор, так как сам
18. 4) Ход титрования. Обычно в перманганатометрии к раствору определяемого вещества медленно, по каплям прибавляют раствор титранта,
19. Титрант метода - водный раствор перманганата калия, чаще всего - с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л.
20. Стандартизацию раствора перманганата калия проводят по различным установочным веществам: Н2С2О4∙2Н2О, Na2C2О4, Аs2О3, KI, (NH4)2Fe(SО4)2∙6Н2О, по металлическому
21. Часто стандартизацию проводят по стандартному раствору щавелевой кислоты на основе реакции: 2MnO4- + 5Н2С2О4 + 6Н+
22. Разработаны две методики стандартизации раствора перманганата калия по стандартному раствору щавелевой кислоты. 1) Медленно титруют аликвоту
23. 2) К нагретому раствору щавелевой кислоты быстро прибавляют 95% требуемого объема раствора перманганата калия, нагревают смесь
24. Применение метода перманганатометрии: Прямым титрованием в кислой среде определяют восстановители со стандартными потенциалами менее 1 В.
25. 2. ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ. Перманганатометрическое титрование применяют преимущественно для определения веществ, играющих по отношению к перманганат-иону
26. Перманганатометрию применяют для определения не только восстановителей, но и окислителей, используя обратное титрование. Так, например, можно
27. ДОСТОИНСТВА МЕТОДА: титрование проводится без постороннего индикатора; широкий диапазон изменения рН раствора; высокое знaчение стандартного ОB
28. НЕДОСТАТКИ МЕТОДА: невозможность приготовления стандартного раствора титранта по точной навеске, его нестабильность при хранении, необходимость строгого
29. 3. ДИХРОМАТОМЕТРИЯ Титрант метода: K2Cr2O7 – перв. стандар. раствор; CrO3 в CH3COOH (ледяная). Реакция метода: Cr2O72-
30. Индикаторы:- дифениламин, N-фенилантраниловая кислота, дифениламиносульфоновая кислота - хемилюминесцентные (силоксен) , лейкометиленовый голубой. Определяемые вещества: восстановители –
31. Преимущества дихроматометрии: K2Cr2O7– первичный стандартный раствор – устойчивый во времени; можно титровать в присутствии Cl- Cr2O72-
32. Недостатки дихроматометрии: .Окислитель более слабый, чем KMnO4; .Медленное протекание реакции; .Необходимы индикаторы; .Часто обратное титрование, потому
33. 4. ЙОДОМЕТРИЯ Йодометрия - метод определения окислителей косвенным титрованием заместителя – иода (I2) стандартным раствором Na2S2O3.
34. Титрант: Na2S2O3 (0,1; 0,01;.0,02 моль/л) втор. стандартный раствор (т.к. Na2 S2O3 · 5H2O (крист.) при хранении
35. Стандартизация: по стандартным растворам КІО3, KBrO3, K2Cr2O7: Cr2O72- + 14H+ + 6I- = 3I2 + 2Cr3+
36. ЙОДОМЕТРИЯ Особенности приготовления натрий тиосульфата и крахмала: Растворы Na2S2O3 при хранении изменяют свой титр из-за неустойчивости
37. Йодометрия Определяемые вещества: окислители - H2O2, Na2O2, MgO2, BaO2, Cu(II), K2Cr2O7, KMnO4, Na3AsO4, I2. Возможно также
39. Скачать презентацию

Слайд 2

План
1. Сущность перманганатометрического метода, условия его проведения. Титрант метода.
2. Применение

и общая оценка метода перманганатометрического титрования.
3. Дихроматометрия.
4. Иодометрия.

Слайд 3

1. Сущность перманганатометрического метода, условия его проведения. Титрант метода.

Перманганатометрическое титрование,

или пермангатометрия - метод количественного определения веществ (восстановителей) с применением титранта – раствора перманганата калия KMnO4.

Слайд 4

В зависимости от кислотности титруемого раствора окислительные свойства перманганат-иона проявляются по-разному.

Слайд 5

В сильнокислой среде перманганат-ион восстанавливается до катионов марганца (II) Mn2+, которые

обладают очень слабой розоватой окраской (практически бесцветны):
при рН < 7
MnO4- + 8H+ + 5ē → Mn2+ + 4H2О, Е0 MnO4-/ Mn2+ = 1,51 В

Слайд 6

С ростом концентрации ионов водорода в растворе реальный потенциал рассматриваемой редокс-пары

Е = ЕО + (0, 059 /5) lg ([MnO4-][Н+]5 /[Mn2+])
возрастает и эффективность перманганат-иона как окислителя повышается.
Т.к. в ОВ полуреакции участвуют … электронов, то молярная масса эквивалента перманганата калия как окислителя в кислой среде равна
М( KMnO4) = М(KMnO4)/ = г/моль.

Слайд 7

В нейтральной среде перманганат-ион восстанавливается до диоксида марганца MnO2:
при рН

≥ 7
MnO4- + 2H2О + 3ē → MnО2↓ + 4ОН-, Е0 MnO4-/ MnО2 = 0,58 В,

Слайд 8

Стандартный ОВ потенциал редокс-пары MnO4-MnO2 сравнительно невелик и при комнатной температуре

равен Е0 = 0,60 В, поэтому в нейтральной среде эффективность перманганата калия как окислителя значительно ниже, чем в сильнокислых растворах.
Кроме того, образующийся в результате ОВ реакции бурый осадок диоксида марганца затрудняет фиксацию КТТ, обладает развитой поверхностью и может адсорбировать определяемое вещество, что увеличивает ошибку анализа.

Слайд 9

Поэтому,
как титрант - окислитель перманганат калия в нейтральной среде практически

не применяется.

Слайд 10

В сильнощелочных средах перманганат-ион восстанавливается до манганат-иона MnO42-:
при рН >

7
MnO4- + ē → MnО42- , Е0 MnO4-/ MnО42- = 0,558 В.
Образующийся манганат-ион обладает зеленой окраской умеренной интенсивности, что затрудняет обнаружение изменения окраски раствора и фиксацию КТТ.

Слайд 11

Манганат-ион вступает в реакцию с водой:
3MnO42- + 2Н2О = 2MnO4-

+ MnO2↓ + 40Н-
с образованием бурого осадка диоксида марганца и перманганат-иона, что искажает результаты анализа.
Стандартный ОВ потенциал редокс-пары MnO4-IMnO42- невелик и при комнатной t◦ равен Е0 = 0,56 В, т.е. в щелочных средах КMnO4 как окислитель менее эффективен, чем в кислых растворах.

Слайд 12

Следовательно,
КMnO4 как титрант - окислитель в щелочных средах практически не

применяется.

Слайд 13

Вывод: перманганатометрическое титрование целесообразно проводить в сильнокислых средах.

Слайд 14

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ
1.Влияние рН среды.
Перманганатометрическое титрование проводят в сильно

кислой среде при концентрации ионов водорода [Н3О+] = 1-2 моль/л.
Кислая среда создается введением серной кислоты. Азотную кислоту применять нельзя, так как она сама является сильным окислителем и может окислять определяемое вещество.

Слайд 15

Хлороводородную кислоту в перманганатометрии также не используют, так как хлорид-ионы окисляются

перманганат-ионами до хлора по схеме:
10Сl- +2MnO4- +16Н+ = 5C12 +2Mn2+ + 8Н2О
При этом часть титранта расходуется на окисление хлорид-ионов, что вызывает перерасход титранта и увеличивает ошибку анализа.
В сернокислой среде указанные побочные процессы отсутствуют, поэтому перманганатометрическое титрование ведут в сернокислой среде.

Слайд 16

2) Влияние температуры. Чаще всего перманганатометрическое определение проводят при комнатной температуре.

Исключением является реакция перманганат-иона с щавелевой кислотой и оксалатами, которую проводят при нагревании титруемого раствора.

Слайд 17

3) Фиксация конечной точки титрования. При перманганатометрическом титровании обычно не применяют

посторонний индикатор, так как сам титрант - раствор перманганата калия - обладает интенсивной малиново-фиолетовой окраской. Прибавление одной избыточной капли титранта в ТЭ приводит к окрашиванию титруемого раствора в розовый цвет.
Окраска раствора в КТТ неустойчива, раствор постепенно обесцвечивается
.
Перманганатометрия –
безиндикаторное титрование

Слайд 18

4) Ход титрования.
Обычно в перманганатометрии к раствору определяемого вещества медленно,

по каплям прибавляют раствор титранта, для того чтобы в растворе не было избытка окислителя перманганат-иона и не протекали побочные процессы.

Слайд 19

Титрант метода - водный раствор перманганата калия, чаще всего - с

молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л.
Сам кристаллический перманганат калия обычно содержит примеси диоксида марганца. Водные растворы перманганата калия неустойчивы из-за склонности перманганат-ионов окислять воду по схеме:
4MnO4- + 2Н2О = 4MnO2↓ + 3О2↑ + 4ОН-
Разложение перманганат-ионов ускоряется на свету, при нагревании, под действием кислот и оснований, в присутствии катионов марганца(II) Mn2+, диоксида марганца MnO2, который осаждается на стенках сосуда, образуя темный налет.
Стандартный раствор перманганата калия нельзя приготовить по точной навеске.

Слайд 20

Стандартизацию раствора перманганата калия проводят по различным установочным веществам:
Н2С2О4∙2Н2О, Na2C2О4,

Аs2О3, KI, (NH4)2Fe(SО4)2∙6Н2О, по металлическому железу и т.д. мгновенно).

Слайд 21

Часто стандартизацию проводят по стандартному раствору щавелевой кислоты на основе реакции:

2MnO4- + 5Н2С2О4 + 6Н+ = 2Mn2+ + 10СО2↑ + 8Н2О
При комн температуре реакция идет медленно; она ускоряется по мере накопления катализатора - катионов Mn2+. Поэтому исходный раствор щавелевой кислоты нагревают до ~60-80 оC. В начале титрования горячий раствор обесцвечивается медленно; при достижении определенной концентрации катионов марганца(II) реакция протекает быстро.

Слайд 22

Разработаны две методики стандартизации раствора перманганата калия по стандартному раствору щавелевой

кислоты.
1) Медленно титруют аликвоту раствора щавелевой кислоты, нагретого до -60-80 0С, дo появления устойчивой розовой окраски раствора, постепенно ослабевающей при стоянии раствора в течение одной-двух минут.

Слайд 23

2) К нагретому раствору щавелевой кислоты быстро прибавляют 95% требуемого объема

раствора перманганата калия, нагревают смесь примерно до 60оC и заканчивают титрование, уже медленно прибавляя оставшуюся часть стандартизуемого раствора перманганата калия до получения устойчивой розовой окраски титруемого раствора, исчезающей в течение одной-двух минут.
Данная методика позволяет получить результаты с меньшей ошибкой.
Стандартизованный раствор перманганата калия хранят в темной склянке в темном месте. Концентрацию раствора периодически проверяют, поскольку по причинам, описанным выше, она несколько изменяется при хранении раствора.

Слайд 24

Применение метода перманганатометрии:
Прямым титрованием в кислой среде определяют восстановители со стандартными

потенциалами менее 1 В.
Обратным титрованием можно определить нитрит-ионы, т.к. при прямом титровании в кислых средах протекает побочная реакция выделения оксидов азота. Обратным титрованием можно определить органические вещества, обладающие восстановительными свойствами, которые медленно взаимодействуют в перманганат-ионами, а также окислители.
Методом Кубеля определяют суммарное содержание восстановителей (органических веществ) в сточных и природных водах.

Слайд 25

2. ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ.
Перманганатометрическое титрование применяют преимущественно для определения веществ, играющих

по отношению к перманганат-иону роль восстановителей, таких, как Н2О2, MgО2, NaNО2, металлическое железо и некоторые другие металлы, карбоновые кислоты, соединения с гидразогруппами R-NH-NH-R, для определения общей окисляемости воды и почвы (т.е. для определения суммы восстановителей, присутствующих в этих объектах).

Слайд 26

Перманганатометрию применяют для определения не только восстановителей, но и окислителей, используя

обратное титрование.
Так, например, можно определять дихромат-ионы. Для этого к аликвоте анализируемого раствора дихромата калия К2Сr2O7 прибавляют известное количество раствора FeSO4, избыточное по сравнению со стехиометрическим количеством. При этом железо(II) окисляется до железа(III):
Cr2O72- + 6Fe2+ + 14Н+ =6Fe3+ + 2СrЗ+ + 7Н2О
Избыток непрореагировавшего железа (II) оттитровывают стандартным раствором перманганата калия по реакции:
5Fe2+ + MnO4- + 8Н+ = 2Mn2+ + 5FеЗ+ + 4Н2О

Слайд 27

ДОСТОИНСТВА МЕТОДА:
титрование проводится без постороннего индикатора;
широкий диапазон изменения рН раствора;

высокое знaчение стандартного ОB потенциала редокс-пары MnO4-,H+│Mn2+позволяет определять большое число веществ;
4) перманганат калия доступен и сравнительно недорог.

Слайд 28

НЕДОСТАТКИ МЕТОДА:
невозможность приготовления стандартного раствора титранта по точной навеске,
его нестабильность

при хранении,
необходимость строгого соблюдения условий проведения титрования, регламентируемых соответствующей аналитической методикой (часто необходимо нагревание строгое выдерживание условий, описанных в методике ).

Слайд 29

3. ДИХРОМАТОМЕТРИЯ
Титрант метода: K2Cr2O7 – перв. стандар. раствор;
CrO3 в CH3COOH

(ледяная).
Реакция метода: Cr2O72- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O E =1,33 B Среда: кислая (сульфатная, хлоридная или фосфатная).

Слайд 30

Индикаторы:- дифениламин, N-фенилантраниловая кислота, дифениламиносульфоновая кислота - хемилюминесцентные (силоксен) , лейкометиленовый

голубой.
Определяемые вещества: восстановители – прямое титрование: Fe2+, SO32-, I-, AsO33-, аскорбиновая кислота, глицерин, CH3OH; окислители – обратное титрование: NO3-, ClO3-, MnO4- и др.

Слайд 31

Преимущества дихроматометрии:
K2Cr2O7– первичный стандартный раствор – устойчивый во времени;
можно

титровать в присутствии Cl-
Cr2O72- - медленно реагирует с органическими веществами, присутствующими в дистиллированной воде;
K2Cr2O7 достаточно сильный окислитель и может окислять много органических веществ (этим отличается от І2 )
не требует нагревания
используется для определения окислителей и восстановителей
можно титровать 2- и 3-компонентные смеси в присутствии концентрированной Н3РO4.

Слайд 32

Недостатки дихроматометрии:
.Окислитель более слабый, чем KMnO4;
.Медленное протекание реакции;

.Необходимы индикаторы;
.Часто обратное титрование, потому что невысокая скорость реакции.

Слайд 33

4. ЙОДОМЕТРИЯ
Йодометрия - метод определения окислителей косвенным титрованием заместителя – иода

(I2) стандартным раствором Na2S2O3.
В основе лежит реакция:
2I- + Ох = І2 + Red
Например: I2 + 2Na2 S2O3 = 2NaI + Na2S4O6

Слайд 34

Титрант: Na2S2O3 (0,1; 0,01;.0,02 моль/л) втор. стандартный раствор (т.к. Na2 S2O3

· 5H2O (крист.) при хранении обезвоживается, поэтому вначале готовят Na2S2O3 с приблизительной концентрацией, а затем его стандартизируют).
.

Слайд 35

Стандартизация: по стандартным растворам КІО3, KBrO3, K2Cr2O7:
Cr2O72- + 14H+ + 6I-

= 3I2 + 2Cr3+ + 7H2O
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6
Индикатор метода – 1 % крахмал, который добавляют перед окончанием титрования, когда р-р принимает зеленовато-желтую окраску и титруют до перехода окраски из синей в светло-зеленую

Слайд 36

ЙОДОМЕТРИЯ
Особенности приготовления натрий тиосульфата и крахмала:
Растворы Na2S2O3 при хранении изменяют

свой титр из-за неустойчивости тиосульфат-ионов, которые разлагаются в кислой среде с выделением свободной S.
S2O32- + H2O + CO2 = HCO3- + HSO3- + S .
2) Окисляются кислородом воздуха также с выделением S:
S2O32- + O2 = 2Na2SO4 + 2S
3) S2O32- разлагаются на свету и в присутствии микроорганизмов
4) Растворы Na2S2O3 наиболее устойчивы при рН= 9-10, поэтому для стабилизации раствора в него вводят Na2CO3 или NaНSO4.
5) Na2S2O3 + Na2CO3 – стандартизируют через 1 день.
6) 1% крахмал стабилизируют с помощью HgI2

Слайд 37

Йодометрия
Определяемые вещества: окислители - H2O2, Na2O2, MgO2, BaO2, Cu(II), K2Cr2O7, KMnO4,

Na3AsO4, I2.
Возможно также определение восстановителей с избытком иода, непрореагировавшее количество которого определяется титрованием тиосульфата натрия.

Методы ОВ титрования

Содержание

План1. Сущность перманганатометрического метода, условия его проведения. Титрант метода. 2. Применение

1. Сущность перманганатометрического метода, условия его проведения. Титрант метода. Перманганатометрическое титрование,

В зависимости от кислотности титруемого раствора окислительные свойства перманганат-иона проявляются по-разному.

В сильнокислой среде перманганат-ион восстанавливается до катионов марганца (II) Mn2+, которые

С ростом концентрации ионов водорода в растворе реальный потенциал рассматриваемой редокс-пары

В нейтральной среде перманганат-ион восстанавливается до диок­сида марганца MnO2: при рН

Стандартный ОВ потенциал редокс-пары MnO4-MnO2 сравнитель­но невелик и при комнатной температуре

Поэтому, как титрант - окислитель перманганат калия в нейтральной среде практически

В сильнощелочных средах перманганат-ион восстанавливается до манганат-иона MnO42-: при рН >

Манганат-ион вступает в реакцию с водой: 3MnO42- + 2Н2О = 2MnO4-

Следовательно, КMnO4 как титрант­ - окислитель в щелочных средах практически не

Вывод: перманганатометрическое титрование целесообразно прово­дить в сильнокислых средах.

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ1.Влияние рН среды. Перманганатометрическое титрование проводят в сильно

Хлороводородную кислоту в перманганатометрии также не исполь­зуют, так как хлорид-ионы окисляются

2) Влияние температуры. Чаще всего перманганатометрическое оп­ределение проводят при комнатной температуре.

3) Фиксация конечной точки титрования. При перманганатометри­ческом титровании обычно не применяют

4) Ход титрования. Обычно в перманганатометрии к раствору опре­деляемого вещества медленно,

Титрант метода - водный раствор перманганата калия, чаще всего - с

Стандартизацию раствора перманганата калия проводят по различ­ным установочным веществам: Н2С2О4∙2Н2О, Na2C2О4,

Часто стандарти­зацию проводят по стандартному раствору щавелевой кислоты на основе реакции: