ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
267
Вычисление рСа за точкой эквивалентности. За точкой экви-
валентности общие молярные концентрации СаY
2−
и ЭДТА вычислить
легко. Например, после добавления 60.0 мл титранта
С (СаY
2−
) = 50.0⋅0.0100/110 = 4.55⋅10
−3
М,
С
ЭДТА
= 10.0⋅0.0100/110 = 9.1⋅10
−4
М
В качестве приближения можно написать:
[СаY
2−
] = 4.55⋅10
−3
- [Са
2+
] = 4.55⋅10
-3
- 5.35⋅10
-7
≈ 4.55⋅10
−3
М
С
ЭДТА
= 9.1⋅10
−4
- [Са
2+
] = 9.1⋅10
−4
- 5.35⋅10
−7
≈ 9.1⋅10
−4
М.
Тогда
K'
CaY
= 4.55⋅10
−3
/[Са
2+
]⋅9.1⋅10
−4
= 1.75⋅10
10
[Са
2+
] = 2.86⋅10
−10
моль/л, рСа = 9.54.
Рис.5.4.Влияние рН на титрование 0.0100 М раствора Са
2+
0.0100 М раство-
ром ЭДТА
Рис.5.5. Кривые титрования 50.0 мл 00100 М растворов катионов при рН 6.0
268
На рис.5.4 показаны кривые титрования иона кальция в буфер-
ных растворах с различными значениями рН. Из рисунка видно, что
заметное изменение рСа достигается только при рН ≥ 8. Однако, как
следует из рис.5.5, при титровании катионов, образующих более ус-
тойчивые комплексы, конечная точка четко фиксируется даже в кис-
лых растворах.
Кривая на рис.5.6 показывает, при каком минимальном значении
рН можно удовлетворительно фиксировать конечную точку титрова-
ния различных катионов в отсутствие конкурирующих комплексообра-
зующих реагентов.
Отметим также, что катионы многих тяжелых двухвалентных
металлов можно оттитровать в умеренно кислых растворах, а ионы
железа (III) - в сильно кислой среде.
Влияние посторонних комплексообразующих реагентов
на титрование раствором ЭДТА
Часто процесс титрования раствором ЭДТА осложняется осаж-
дением части определяемого иона в виде основных оксидов или гидро-
ксидов при рН, необходимом для проведения титрования. Чтобы удер-
жать ион металла в растворе особенно в начале титрования, требуется
применять вспомогательный комплексообразующий реагент.
Так, цинк (II) можно титровать в присутствии избытка аммиака и
хлорида аммония. Эта своеобразная сопряженная кислотно-основная
пара образует буферный раствор. К тому же аммиак предотвращает
осаждение гидроксида цинка вследствие образования аммиачных ком-
плексов. Представим реакцию титрования цинка раствором ЭДТА:
Zn(NH
3
)
4
2+
+ HY
3−
↔ ZnY
2−
+ 3NH
3
+ NH
4
+
.
В подобных системах полнота протекания реакции, а следова-
тельно и качество фиксирования конечной точки (т.е. точки эквива-
лентности), зависят не только от рН, но и от концентрации аммиака в
растворе.
Численное значение β легко найти из концентрации аммиака и
константы устойчивости образующихся комплексов. Например,
K
1
= [Zn(NH
3
)
2+
]/[Zn
2+
][NH
3
], [Zn(NH
3
)
2+
] = K
1
[Zn
2+
][NH
3
].
Подобным образом легко показать, что
[Zn(NH
3
)
2
2+
] = K
1
К
2
[Zn
2+
][NH
3
]
2
, и т.д.
Подстановка найденных значений величин в уравнение (5.6) дает
C
М
=
[Zn
2+
]{1+ К
1
[NH
3
] + K
1
К
2
[NH
3
]
2
+ K
1
К
2
К
3
[NH
3
]
3
+
+ K
1
К
2
К
3
К
4
[NH
3
]
4
}.
Вычисление рСа за точкой эквивалентности. За точкой экви- На рис.5.4 показаны кривые титрования иона кальция в буфер-
валентности общие молярные концентрации СаY2− и ЭДТА вычислить ных растворах с различными значениями рН. Из рисунка видно, что
легко. Например, после добавления 60.0 мл титранта заметное изменение рСа достигается только при рН ≥ 8. Однако, как
С (СаY2−) = 50.0⋅0.0100/110 = 4.55⋅10−3 М, следует из рис.5.5, при титровании катионов, образующих более ус-
СЭДТА = 10.0⋅0.0100/110 = 9.1⋅10−4 М тойчивые комплексы, конечная точка четко фиксируется даже в кис-
В качестве приближения можно написать: лых растворах.
[СаY2−] = 4.55⋅10−3 - [Са2+] = 4.55⋅10-3 - 5.35⋅10-7 ≈ 4.55⋅10−3 М Кривая на рис.5.6 показывает, при каком минимальном значении
СЭДТА = 9.1⋅10−4 - [Са2+] = 9.1⋅10−4 - 5.35⋅10−7 ≈ 9.1⋅10−4 М. рН можно удовлетворительно фиксировать конечную точку титрова-
Тогда ния различных катионов в отсутствие конкурирующих комплексообра-
K'CaY = 4.55⋅10−3/[Са2+]⋅9.1⋅10−4 = 1.75⋅1010 зующих реагентов.
[Са2+ ] = 2.86⋅10−10 моль/л, рСа = 9.54. Отметим также, что катионы многих тяжелых двухвалентных
металлов можно оттитровать в умеренно кислых растворах, а ионы
железа (III) - в сильно кислой среде.
Влияние посторонних комплексообразующих реагентов
на титрование раствором ЭДТА
Часто процесс титрования раствором ЭДТА осложняется осаж-
дением части определяемого иона в виде основных оксидов или гидро-
ксидов при рН, необходимом для проведения титрования. Чтобы удер-
жать ион металла в растворе особенно в начале титрования, требуется
применять вспомогательный комплексообразующий реагент.
Так, цинк (II) можно титровать в присутствии избытка аммиака и
хлорида аммония. Эта своеобразная сопряженная кислотно-основная
пара образует буферный раствор. К тому же аммиак предотвращает
Рис.5.4.Влияние рН на титрование 0.0100 М раствора Са2+ 0.0100 М раство-
ром ЭДТА
осаждение гидроксида цинка вследствие образования аммиачных ком-
плексов. Представим реакцию титрования цинка раствором ЭДТА:
Zn(NH3)42+ + HY3− ↔ ZnY2− + 3NH3 + NH4+ .
В подобных системах полнота протекания реакции, а следова-
тельно и качество фиксирования конечной точки (т.е. точки эквива-
лентности), зависят не только от рН, но и от концентрации аммиака в
растворе.
Численное значение β легко найти из концентрации аммиака и
константы устойчивости образующихся комплексов. Например,
K1 = [Zn(NH3)2+]/[Zn2+][NH3], [Zn(NH3)2+] = K1[Zn2+][NH3].
Подобным образом легко показать, что
[Zn(NH3)22+] = K1К2[Zn2+][NH3]2 , и т.д.
Подстановка найденных значений величин в уравнение (5.6) дает
CМ = [Zn2+]{1+ К1[NH3] + K1К2[NH3]2 + K1К2К3[NH3]3 +
+ K1К2К3К4[NH3]4}.
Рис.5.5. Кривые титрования 50.0 мл 00100 М растворов катионов при рН 6.0
267 268
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 132
- 133
- 134
- 135
- 136
- …
- следующая ›
- последняя »
