Количественный анализ. Титрование
Количественный анализ – совокупность методов определения относительного количества (концентрации) или массы анализируемого вещества в той или иной пробе. Одним из методов количественного анализа является объемометрическое титрование.
Объемометрическое титрование представляет собой постепенное прибавление контролируемого количества реагента (например, кислоты) к анализируемому раствору (например, щелочи) для определения объема раствора реактива известной концентрации, расходуемого на реакцию с данным количеством (объемом) определяемого вещества. Точка эквивалентности определяется при помощи химических индикаторов или по резкому изменению какой-либо физической характеристики раствора. В точке эквивалентности соотношение реагирующих веществ совпадает со стехиометрическими коэффициентами реакции.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
Основные классы неорганических соединений
Тип работы: индивидуальная
Цель работы:
1. Получить нерастворимый гидроксид металла, исследовать его кислотно-основные свойства.
2. Провести окислительно-восстановительные реакции, определить продукты реакции, используя метод электронно-ионного баланса.
3. Определить концентрацию раствора щелочи методом титрования.
Порядок выполнения работы
Вариант 1
Опыт I. Получение нерастворимого гидроксида металла, исследование его кислотно-основных свойств (уравнения реакций писать в молекулярной и сокращенной ионной форме)
I.А. Получение гидроксида Fe(OH)3 по обменной реакции раствора соли, содержащего катион металла Men+, и раствора щелочи, содержащего гидроксоанион OH–.
Для получения гидроксида Fe(OH)3 поместить в две пробирки по 1−2 мл раствора соли FeCl3, содержащий ион металла Fe3+, и по каплям добавить в обе пробирки раствор разбавленной щелочи NaOH
(ω = 10%) до образования одного и того же осадка гидроксида Fe(OH)3 . Написать уравнение реакций в молекулярной и сокращенной ионной форме.
FeCl3 + NaOH ® …….;
Fe3+ + 3OH− ® ……. ¯
Исследование кислотно-основных свойств полученного гидроксида. (Кислотные свойства – возможность реагировать с основанием – вступать в реакцию нейтрализации в качестве кислоты; основные свойства – возможность реагировать с кислотой – вступать в реакцию нейтрализации в качестве основания; амфотерные свойства – вступать в реакцию нейтрализации, как в качестве основания, так и в качестве кислоты.)
Для этого в одну пробирку, содержащую Fe(OH)3, добавить раствор концентрированной щелочи NaOH (ω = 30%), а во вторую пробирку, также содержащую Fe(OH)3, добавить раствор разбавленной кислоты HCl (ω = 10%). Растворение осадков свидетельствует о протекании реакции нейтрализации (не растворение осадка – отсутствие взаимодействия). Написать уравнения реакций в молекулярной и сокращенной ионной форме.
Fe(OH)3 + NaOH ® …..;
Fe(OH)3 + OH– ® …..
Fe(OH)3 + HCl ® …..;
Fe(OH)3 + H+ ® …..
I.Б. Таким же образом получить гидроксид Sn(OH)2 из раствора соли SnCl2.
Исследовать кислотно-основные свойства Sn(OH)2. Написать уравнения всех реакций. Сделать выводы.
SnCl + NaOH® …..;
Sn2+ + 2OH– ® …..¯
Sn(OH)2 + OH– ®
Sn(OH)2 + H+ ®
Вывод: какой из двух гидроксидов проявляет основные, а какой амфотерные свойства?
Опыт II. Окислительно-восстановительные реакции
Чтобы правильно составить окислительно-восстановительные реакции А и Б, необходимо подобрать коэффициенты методом электронно-ионного баланса.
II.А. Окисление иона Fe2+ перманганат ионом (MnO4–) в кислой среде (H+).
Поместить в пробирку 0,5 мл раствора КMnO4 добавить 1−2 мл разбавленной H2SO4 и до исчезновения окраски иона MnO4− добавить раствор FeSO4.
KMnO4 + Fe SO4 + H2SO4® MnSO4 + Fe2(SO4)3 + ...
II.Б. Растворить металлический кобальт в разбавленной азотной кислоте.
Поместить в пробирку кусочек металлического кобальта добавить 1−2 мл разбавленной HNO3.
Co + HNO3 ® Co(NO3)2 + NO + …
Ионы Co2+ в водном растворе имеют розовую окраску. NO − бесцветный газ с резким запахом, при смешивании с воздухом окисляется кислородом в NO2 – газ бурого цвета.
Опыт III. Титрование
В основе опыта III лежит реакция нейтрализации NaOH + HCl = = NaCl + H2O.
Для проведения опыта при помощи бюретки отобрать 8 мл раствора NaOH (Vщ = 8 мл), поместить его в коническую колбу, добавить 2−3 капли раствора индикатора (метилоранж) и титровать раствором HCl (Cк = 0,1 моль/л) до изменения цвета индикатора с желтого на розовый при добавлении последней капли кислоты. Записать в таблицу объем раствора кислоты (Vкi) израсходованный на реакцию нейтрализации. Опыт повторить три раза. Результаты измерений и расчетов также занести в таблицу.