Аналитические методы контроля окружающей среды (стр. 18 )

2.3. + 10 мл NaOH. Осталось 10 мл кислоты. моль/л.

Образовалось соли моль,  моль/л.

.

2.4. + 18 мл NaOH. Осталось 2 мл кислоты. моль/л.

моль/л,        .

2.5. + 19,8 мл NaOH. Осталось 0,2 мл кислоты. моль/л, моль/л,        .

2.6. + 20 мл NaOH. В точке эквивалентности имеем соль (ацетат натрия), гидролизующуюся по аниону, концентрация которой

моль/л.

,        ,

=8,73.

2.7. + 20,2 мл NaOH. Избыток NaOH 0,2 мл. Концентрация основания

.        рН = 10,7.

2.8. + 22 мл NaOH. Избыток 2 мл NaOH, [OH−] = моль/л,        рН = 11,7.

2.9. + 40 мл NaOH. Избыток 20 мл NaOH, [OH−] = моль/л,        рН = 12,5.

Полученные данные сведем в таблицу

Объем щелочи, Vщ, мл	0	5	10	18	19,8	20	20,2	22	40
pH раствора	2,88	4,28	4,76	5,71	6,76	8,73	10,7	11,7	12,5

Строим кривую титрования в координатах рН=f (Vщ) (Рис.1 б).

Особенности случая:

1. Точка эквивалентности лежит в щелочной области (pH=8,73).

2. Скачок титрования относительно небольшой, от рН=8 до рН=10.

3. Начальная точка лежит в менее кислой области (pH=2,88).

Применим только фенолфталеин в качестве индикатора, так как рТ других лежит вне зоны скачка рН.

рН                                                 pH

  а  б

  7  7

  Vщ  Vщ

Рис.1. Внешний вид кривых титрования сильной (а)
и слабой (б) кислот щелочью.

Тема 13: «Иодометрия. Аргентометрия. Перманганатометрия»

Перманганатометрия

Основная реакция: MnO4−+5з+8H+ ↔ Mn2++4H2O. Стандартный окислительно-восстановительный потенциал системы .

Первичный стандартный раствор:

1. Н2С2О4·2Н2О – щавелевая кислота, 0,02н раствор.

г/экв.

Реакция: С2О42− − 2з ↔ 2СО2 .

2. Na2С2О4 − оксалат Na, щавелевокислый Na, 0,02н раствор.

г/экв.

Вторичный стандартный раствор (титрант)	Перманганат калия КМnО4, 0,02н р-р. г/экв.
Фиксирование точки эквивалентности, ТЭ	1. Безиндикаторный – по появлению устойчивой слаборозовой окраски. 2. Редоксиндикатор дифениламин изменяет цвет при из бесцветного окисляется в сине-фиолетовый.
Определяемые вещества	1. Окислители – методом обратного титрования. 2. Восстановители – методом прямого титрования. 3. Вещества типа солей кальция – методом замещения или избытка.

Иодометрия

Основная реакция: I2 + 2з ↔ 2I−. Йод – окислитель, йодид − восстановитель.

Индикатор (специфический) − 5% раствор крахмала.

Первичный стандартный раствор: Дихромат калия К2Cr2O7, 0,02н раствор.

Реакция: Cr2O72− + 6з + 14 H+ ↔ 2Cr3+ + 7H2O.

г/экв.

Вторичный стандартный раствор (титрант):

1. Тиосульфат натрия Na2S2O3·5H2O, 0,02н раствор.

Реакция: S4O62− + 2з ↔ 2S2O32−, .

Этс = Мтс = 248,19 г/экв.

2. Йод I2,  0,02н раствор.

Рекция: I2 + 2з ↔ 2I−, .

Вспомогательный раствор: 10% KI; 2н Н2SO4.

Индикатор: 0,5% раствор крахмала.

Определяемые вещества:

1. Окислители. Определяют методом замещения, например, дихромат калия; nдх = n= nтc.

К2Cr2O7 + 6KI + 7Н2SO4 → Сr2(SO4)3 + 3I2 + 4К2SO4 +7H2O

3I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6.

2. Восстановители. Определяют обратным титрованием, например, сульфит натрия; nсн = n– nтс.

Na2SО3 + I2 + H2O → 2HI + Na2SO4 (+ избыток I2)

I2 (избыток) + 2 Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6.

Тема 14: «Комплексонометрия. Определение жесткости воды»

Комплексонометрия

Основная реакция: Na2H2EDТА + Ме2+ → Na2МеEDТА + 2Н+.

Первичные стандартные растворы:

Сульфат магния MgSO4, оксид магния MgO, оксид цинка ZnO, 0,01н растворы.

.

Вторичный стандартный раствор: Двунатривая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б, комплексон-III) Na2H2EDТА∙2Н2О (или Na2H2ЭДТА∙2Н2О), 0,05н раствор.

Структурная формула трилона Б:

,

Фиксирование ТЭ осуществляют индикаторным методом с применением металлоиндикаторов H2R. Это слабые органические кислоты, образующие неустойчивые окрашенные комплексы с катионами металлов, которые разрушаются в присутствии более сильных лигандов, входящих в комплексон. Титрование проводят в буферном слабощелочном растворе.

Mg2+ + H2R(синий) ↔ MgR(розовый) + 2H+

MgR(розовый) + Na2H2EDТА ↔ Na2MgEDTA + Н2R(синий)

Определяемые вещества:

1. Катионы, например, Са2+, Mg2+, Al3+, Fe3+, Tl4+ − прямым титрованием; .

Анионы − обратным титрованием; .

Тема 16: Физико-химические методы анализа

Правильность и статистическая обработка результатов анализа

Главное требование к анализу заключается в том, чтобы полученные результаты отражали истинное содержание элементов в пробе.

Методы установления правильности анализа

Проведение анализа несколькими независимыми методами. Например, свинец можно определять:

- гравиметрически в виде PbSO4;

- йодометрически через PbCrO4 по образовавшемуся I2;

- комплексонометрическим титрованием;

- электролитически по образующемуся на аноде PbO2.

2. Применение стандартных образцов с аттестованным содержанием элементов, указанном в паспорте. Методика верна, если найденное содержание элементов в стандартном образце соответствует паспортным данным.

3. Метод добавок. Ведут несколько параллельных определений, прибавляя к некоторым пробам точно известное количество определяемого элемента. Количество элемента в пробах с добавкой и без, должна соответствовать количеству добавки.

Погрешности

В любом аналитическом определении можно выделить три этапа: отбор пробы, проведение анализа, статистическая обработка результатов.

Анализ включает много различных операций: физических, химических, математических. Так методика определения Ca в известняке предусматривает: отвешивание, перенесение в стакан, растворение в кислоте, нагревание, осаждение, нейтрализацию, отстаивание, отделение осадка фильтрованием, промывку, сушку осадка, перенесение в тигель, сжигание до весовой формы, охлаждение тигля, взвешивание, вычисление результатов (примерно 15 операций).

Даже при всей тщательности выполнения анализа найденный результат всегда в большей или меньшей степени отличается от истинного. Различают абсолютные и относительные систематические и случайные погрешности.

Абсолютная погрешность – отклонение результата измерения xi от истинного значения x0 измеряемой величины:

Дxi= xi–x0 ,

имеет те же единицы измерения, что и xi.