Методи за качествен анализ. Видове, типове и основни характеристики на аналитичните реакции
Индикаторите, използвани в киселинно-основния обемен анализ трябва да отговарят на следните изисквания
Изтегляне 0.64 Mb.
|
Индикаторите, използвани в киселинно-основния обемен анализ трябва да отговарят на следните изисквания
HInd L Н+ + Ind- HInd + H2OL H3O+ + Ind- Цвят1 Цвят2 Основните характеристики на киселинно-основните индикатори са: 1. Индикаторен експонент рКНInd = -lgКНInd Важна специфична характеристика на всеки индикатор, която показва стойността на рН, при която се извършва промяната на цвета на индикатора. Напр. Индикаторът фенолфталейн има рК = 8,7, от което следва, че безцветната протонирана (нейонизирана) форма се променя в малиновочервена при рН= 8,7. 2. Интервал на превръщане на индикатора рКНInd Величина, свързана със способността на човешкото око да възприема промяната в цвета на индикатора в сравнително тесен рН интервал, тъй като два различни цвята се възприемат като смесени само когато съотношението на двете оцветени форми е приблизително 1:10 до 10:1. рКНInd = рКНind + 1
Интервалът на превръщане на индикаторите се използва при избора на индикатор за конкретно титруване. Общият принцип е, че интервалът на превръщане трябва да се вмества в еквивалентната част на титрувалната крива. 3. Експонент на титруване рТ Величина, която показва стойността на рН, при която завършва титруването, тъй като най-рязко се променя цвета.. Тази стойност не винаги съвпада със стойността на рКНInd Напр. Индикаторът метилоранж има рКНInd = 3,5, но рТ = 4,0 Титрувалните криви в киселинно-основния обемен анализ са графично представяне на зависимостта рН = f(VR). Имат S-образна форма. Най-важната част от графиката е т.н. еквивалентна част, която е успоредна на ординатната ос. Характерни точки от графиката са : начална – когато още не е започнало титруването (VR = 0) , крайна – когато титруването е приключило, еквивалентен пункт (момента на еквивалентно взаимодействие между определяното вещество и титранта) – инфлексната точка на кривата, намира се върху еквивалентната част, начална точка на еквивалентната част и крайна точка на еквивалентната част. Построяването на титрувалната крива може да се извърши по два начина – или чрез изчисляване на координатите на всяка точка от нея по формули, или експериментално чрез използване на рН метър или автоматичен титратор. При титруване на киселини и основи с различна константа на дисоциация (протолизна константа), при различна концентрация на титранта и титруваното вещество се получават различни по големина еквивалентни части и еквивалентни точки в различни области на рН скалата, а от там и различните индикатори, които могат да се използват. Основният принцип при избор на индикатор е, че интервалът на превръщане на индикатора трябва да се вмества в еквивалентната част на титрувалната крива. Така че, колкото по-широка е еквивалентната част, толкова възможността за избор на индикатор е по-голяма. Напр. Титруване на силна Титруване на слаба Титруване на слаба киселина със силна основа киселина със силна основа основа със силна киселина
Най-използваният титрант в алкалиметрията е разтвор на NaOH с концентрация СN( NaOH) = 0,1 mol/l. Приготвянето му се извършва по непряк начин, тъй като NaOH е силно хигроскопична и лесно карбонатизира на въздуха. Основните етапи на приготвянето на стандартен разтвор на NaOH са: 1. Изчисляване на масата на NaOH в грамове, необходима за приготвяне на Vk ml разтвор с концентрация N( NaOH) по формулата
2. Претегляне на тази маса на техническа везна 3. Прехвърляне в подходящ мерителен съд за приготвяне на разтвора 4. Приготвяне на разтвора с приблизителна концентрация, хомогенизиране 5. Стандартизиране на разтвора (определяне на точната концентрация) чрез титруване с разтвор на титроустановител H2C2O4.2H2O или с отделни (единични) проби на стандартното вещество H2C2O4.2H2O 6. Изчисляване на точната концентрация на титранта по формулата СN(NaOH )= СN(H2C2O4).V(H2C2O4)/ V(NaOH) Пример за пряко титруване и изчисления в киселинно-основния обемен анализ Определяне на NaOH в разтвор чрез титруване със стандартен разтвор на HCl NaOH + HCl L NaCl + H2O Отмерва се точно определен обем от пробата за анализ, съдържаща натриева основа, прибавя се подходящ индикатор (метилоранж, фенолфталейн, и др.) и се титрува със стандартен разтвор на солна киселина до промяна на цвета на разтвора. Отчита се обема на титранта в еквивалентния пункт и се правят изчисления за: m(NaOH)= СN(HCl).V(HCl).m Meq (NaOH) Ако концентрацията на изходния разтвор, съдържащ определяното вещество е висока , преди титруването се извършва разреждане на точно определен обем от него V изх в мерителна колба с обем Vk и се титрува аликвотна част от разредения разтвор. В този случай масата на NaOH в грамове се определя по формулата m(NaOH)= СN(HCl).V(HCl).m Meq (NaOH). Vk /V изх б) масовата част на NaOH в пробата в % (процентно съдържание) - w(NaOH)% = m(NaOH) .100 /W = СN(HCl).V(HCl).m Meq (NaOH).100 / W Пример за непряко (остатъчно) титруване и изчисления в киселинно-основния обемен анализ Определяне на алкалоземни карбонати ( СаСО3 ) СаСО3 + 2HCl L CaCl2 + H2O +CO2 HCl + NaOH L NaCl + H2O , където
Претегля се определена маса лабораторна проба в конична колба, прибавя се точно определен обем стандартен разтвор на солна киселина, нагрява се внимателно (ако е необходимо) до пълно разтваряне на пробата, титрува се със стандартния разтвор на натриева основа при индикатор метилоранж до първата промяна на цвета в оранжево, отчита се обемът в еквивалентния пункт, правят се ичисления за: а) масата на СаСО3 в грамове
б) масовата част на СаСО3 в пробата в % (процентно съдържание) w(СаСО3)% = (СN(HCl).V(HCl) - СN(NaOH).V (NaOH)).m Meq (СаСО3).100/W ИЗПИТНА ТЕМА №8: КОНТРОЛ НА ТЕХНОЛОГИЧНИЯ ПРОЦЕС ЗА ПРОИЗВОДСТВО НА ЗАХАР.
КОНТРОЛ НА ТЕХНОЛОГИЧНИЯ ПРОЦЕС ЗА ОБРАБОТКА НА МЕСОТО И ПРОИЗВОДСТВО НА МЕСНИ ПРОДУКТИ.
План-тезис: Закон за еквивалентното взаимодействие. Характеристика и пример за директен, остатъчен и заместителен метод на титруване. Изчисления за концентрацията на определеното вещество (Nх), количеството на веществото в грамове (m х), и неговото процентно съдържание в пробата (Х %) при методите на титруване. № Критерии за оценяване на изпитна тема №8 Максимален по ред брой точки 5. Формулира закона за еквивалентното взаимодействие. 5 6. Характеризира и представя примери за методите на титруване. 20 7. Представа формулите за изчисления за СN (Х ), m(X) , w(Х)% при отделните методи. 15 Основните правила при изчисляване на резултатите от обемния анализ са : а) правило (закон) за еквивалентното взаимодействие , според който при една химична реакция един еквивалент от веществото А взаимодейства с един еквивалент от веществото В, от където следва, че броят на еквивалентите на определяното вещество Х са равни на броя еквиваленти на титранта R (T), когато реакцията протича до край. neq(X) = neq(R) в еквивалентния пункт (е.п.) б) правило на пропорционалност – като се знае, че neq = N.V , следва СN(Х).V(Х) = СN (R).V(R) в еквивалентния пункт (е.п.) От тази зависимост може да се изчисли концентрацията на разтвора на определяното вещество N(Х) СN (Х )= СN (R).V(R)/ V(Х) Пряко (директно) титруване – прилага се най-често в практиката на титриметричните определения. Определяното вещество взаимодейства непосредствено с титранта. Правят се изчисления за: а) масата на определяното вещество в грамове m(X) m(X) = СN (Х).V(Х). mМeq (X), но СN (Х).V(Х) = N(R).V(R), от където следва m(X) = СN (R).V(R).m Мeq (X) Ако концентрацията на изходния разтвор, съдържащ определяното вещество е висока, преди титруването се извършва разреждане на точно определен обем от него V (Х) изх в мерителна колба с обем Vk и се титрува аликвотна част от разредения разтвор. В този случай масата на определяното вещество в грамове m(X) се определя по формулата m(X )= СN (R).V(R). mМeq (X). Vk /V (Х) изх б) масовата част на определяното вещество в пробата в % (процентно съдържание) - w(Х)% = m(Х) .100 /W = СN (R).V(R). mМeq (X).100 / W , където W е масата на претеглената аналитична проба в грамове Напр. Определяне на NaOH в разтвор чрез титруване със стандартен разтвор на HCl NaOH + HCl L NaCl + H2O Отмерва се точно определен обем от пробата за анализ, съдържаща натриева основа, прибавя се подходящ индикатор (метилоранж, фенолфталейн, и др.) и се титрува със стандартен разтвор на солна киселина до промяна на цвета на разтвора. Отчита се обема на титранта в еквивалентния пункт и се правят изчисления за: а) масата на NaOH в грамове m(NaOH) = СN (HCl).V(HCl).mМeq (NaOH) Ако концентрацията на изходния разтвор, съдържащ определяното вещество е висока , преди титруването се извършва разреждане на точно определен обем от него V изх в мерителна колба с обем Vk и се титрува аликвотна част от разредения разтвор. В този случай масата на NaOH в грамове се определя по формулата m(NaOH )= СN (HCl).V(HCl).э(NaOH). Vk /V изх б) масовата част на NaOH в пробата в % (процентно съдържание) - w(NaOH)% = m(NaOH) .100 /W = СN (HCl).V(HCl). mМeq (NaOH).100 / W Непряко (остатъчно) титруване – прилага се в случаите, когато пробата, съдържаща определяното вещество е трудноразтворима или когато реакцията протича с малка скорост. Определението се състои в следното: Претегля се лабораторната проба, разтваря се в точно определен обем (mL) подходходящ реактив V(R1) с точна концентрация СN (R1) (количеството на реактива е така изчислено, че след пълното взаимодействие с определяното вещество една част от реактива да остане нереагирала), остатъкът от реактива се титрува с подходящ титрант при подходящ индикатор и подходящи условия, отчита се обема в еквивалентния пункт V(R2), правят се изчисления за: а) масата на определяното вещество в грамове m(X) m(X) = (СN (R1).V(R1) - СN (R2).V(R2)).m Мeq (X), б) масовата част на определяното вещество в пробата в % (процентно съдържание) – w(Х)% = m(Х) .100 /W w(Х)% = (СN (R1).V(R1) - СN (R2).V(R2)). mМeq (X).100/W, където R1 – реактивът, взет в излишък , а R2 – титрантът, W – масата на пробата в грамове Напр. Определяне на алкалоземни карбонати ( Са СО3 ) СаСО3 + 2HCl L CaCl2 + H2O +CO2 HCl + NaOH L NaCl + H2O , където
Претегля се определена маса лабораторна проба в конична колба, прибавя се точно определен обем стандартен разтвор на солна киселина, нагрява се внимателно (ако е необходимо) до пълно разтваряне на пробата, титрува се със стандартния разтвор на натриева основа при индикатор метилоранж до първата промяна на цвета в оранжево, отчита се обемът в еквивалентния пункт, правят се изчисления за: а) масата на СаСО3 в грамове
б) масовата част на СаСО3 в пробата в % (процентно съдържание) w(СаСО3)% = (СN (HCl).V(HCl) - СN (NaOH).V (NaOH)). mМeq (СаСО3).100/W Непряко (заместително) титруване (титруване чрез заместване) – състои се в извършването на специфична или селективна реакция с определяния компонент, в резултат на която се получава еквивалентно количество от вещество, което може да се титрува с подходящ титрант. Количеството на прибавения реактив е в излишък, позволяващ количествено протичане на реакцията на взаимодействие с определяния компонент Х X + R1 P P + R P1 R1 е реактив, с който се извършва специфична или селективна реакция с определяния компонент Р е продукт на реакцията, чието количество е еквивалентно на определяното вещество R е титрант В такъв случай neq(X) = neq(P) = neq(R) или neq(X) = neq(R) Напр. Определяне на Сu2+ чрез заместително йодометрично титруване. 2Сu2+ + 4I -L 2CuI + I2 Пробата, съдържаща Сu2+ се подкиселява до подходящо рН (3-4), отмерва се точно определен обем от нея, прехвърля се в колба за йодно число, прибавя се КІ в излишък (по-голямо количество от стехиометрично изчисленото), при което разтворът се оцветява в червенокафяв цвят, колбата се затваря със запушалката, оставя се да престои на тъмно известно време (5-15мин.), изважда се и се разрежда с равен обем д.вода, титрува се със стандартен разтвор на динатриев тиосулфат до бледожълто оцветяване, прибавя се индикатор 1% разтвор на нишесте (цветът на разтвора се променя в тъмносинъо),титруването продължава до получаването на бледожълта суспензия, отчита се общият обем на динатриевия тиосулфат, изразходен от началото на титруването, правят се изчисления за: а) масата на Сu2+ в грамове m(Сu2+) = СN (Na2S2O3).V(Na2S2O3). mМeq (Сu2+) Ако концентрацията на изходния разтвор, съдържащ определяното вещество е висока , преди титруването се извършва разреждане на точно определен обем от него V изх в мерителна колба с обем Vk и се титрува аликвотна част от разредения разтвор. В този случай масата на Сu2+ в грамове се определя по формулата m(Сu2+) = СN (Na2S2O3).V(Na2S2O3).m Мeq (Сu2+). Vk /V изх б) масовата част на Сu2+ в пробата в % (процентно съдържание) - w(Сu2+)% = m(Сu2+) .100 /W = СN (Na2S2O3).V(Na2S2O3). mМeq (Сu2+).100 / W ИЗПИТНА ТЕМА №9: КОНТРОЛ НА ТЕХНОЛОГИЧНИЯ ПРОЦЕС ЗА ПРОИЗВОДСТВО НА ШОКОЛАДОВИ ИЗДЕЛИЯ.
КОНТРОЛ НА ТЕХНОЛОГИЧНИЯ ПРОЦЕС ПРИ ФЕРМЕНТАЦИЯ НА ТЮТЮН.
План-тезис: Комплексометрия – същност на метода. Понятие за комплексон и комплексонат. Характеристика, роля и примери за изходни разтвори и индикатори. Методи на титруване и изчисления. Приложение. № Критерии за оценяване на изпитна тема №9 Максимален брой точки по ред
6. Обяснява същността и схематично изразява 5 комплексообразователна реакция. 7. Дефинира понятията комплексон и комплексонат. 5 8. Характеризира, посочва ролята и дава примери за буферен 15 разтвор, комплексон и индикатор. 9. Обяснява методите на титруване и изчисленията. 15 10. Посочва приложението на метода. 5 Комплексонометричен обемен анализ (Комплексонометрията) е титриметричен метод за анализ, който се основава на комплексообразувателни процеси между метални йони и подходящи лиганди от групата на аминополикарбоксилните киселини или техни соли, наречени комплексони. Директно се титруват метални йони, чиято степен на окисление е втора или по-голяма от втора, а непряко (остатъчно) могат да се определят някои аниони в присъствие на подходящи металохромни индикатори и подходящи условия (рН). Съотношението между броя молове метални йони и броя молове комплексон е 1:1 Mn+ + nL L [MLn] Основните понятия в комплексонометрията са : Комплексони - органични съединения, производни на аминополикарбоксилните киселини и техни соли. Познати са много комплексони, но най-широко приложение намират комплексон ІІ и комплексон ІІІ. Етилендиаминотетраоцетната киселина (EDTA) e позната в аналитичната практика като комплексон ІІ и има слената формула: HOOC COOH ( N â CH2 â CH2 â N ( H4Y HOOC COOH Комплексон ІІІ е динатриевата сол на EDTA
( N â CH2 â CH2 â N ( HOOC COOH Na2H2Y Комплексоните са полидентантни лиганди. Комплексон ІІ и комплексон ІІІ са хексадентантни лиганди, защото молекулата им съдържа два донорни азотни атома и четири донорни кислородни атома от ацетатните групи. С определяните метални йони образуват стабилни комплексни съединения в съотношение между броя молове метални йони и броя молове комплексон 1:1 Комплексите от този тип са хелати и са наречени комплексонати. Индикаторите, използвани в комплексометрията са органични багрила, които с металните йони образуват интензивно оцветени комплекси и поради това са известни като металохромни индикатори. Металохромните индикатори трябва да отговарят на следните изисквания
MIn < MY 3. Цветовете на свободния индикатор и на неговия комплекс трябва да са различни и достатъчно контрастни MIn + H2Y2-L MY2-+ In2-+ 2H+
Най-широко приложение в комплексометрията са намерили металохромните индикатори от групата на азобагрилата, например ериохром черно Т и от групата на трифенилметана – ксиленолоранж, пирокатехинвиолет и др. Титруването трябва да се извършва в присъствие на буферен разтвор, който да поддържа подходящо рН на средата. Най-използваният титрант в комплексонометрията е разтвор на комплексон ІІІ с концентрация СМ( к.ІІІ) = 0,05 mol/l. Приготвянето му се извършва най-често по непряк начин. Основните етапи на приготвянето на стандартен разтвор на NaOH са:
Изтегляне 0.64 Mb. Сподели с приятели:
|
