Комплексонометрических определений

Расчёты результатов этих анализов не отличаются от применяемых во всех объёмных методах. Фактор эквивалентности – Z – для всех ионов металлов в этом методе равен двум.

Пример: Для трилонометрического определения кальция и магния 2,0850 г минерала после определенной обработки растворили в колбе на 250,00 мл. Из этого раствора в две колбы для титрования взяли две аликвоты 25,00 мл и 100,00 мл. На титрование первой пошло 11,20мл 0,05240 н раствора трилона Б. На титрование второй (после отделения кальция) израсходовали 21,65 мл трилона Б. Сколько процентов кальция и магния в образце?

Решение: Эквивалентные массы кальция и магния равны 20,04 и 12,15 г/моль соответственно.

1) Найдем количество магния и w%.

;

;

.

2) Найдём количество кальция и магния:

;

3) Найдём количество кальция и ω%.

_;

_;

_.

Ответ: .

1. Анализируемый объект содержит K₂CO₃, Na₂CO₃ и SiO₂. Навеску 0,1250 г обработали соляной кислотой, отфильтровали и промыли, фильтрат выпарили и получили 0,1282 г смеси KCl и NaCl. На титрование смеси хлоридов потребовалось 19,70 мл 0,1003 М раствора AgNO₃. Рассчитать массовую долю каждого из компонентов в анализируемом объекте.

2. Навеску 2,1500 г образца технического бромфенола (C₆H₅OBr) подвергли омылению в спиртовом растворе KOH , в результате чего выделилось эквивалентное количество KBr. Полученный раствор нейтрализовали, довели объём до 200,00 мл , затем отобрали 20,00 мл и на его титрование в присутствии роданидного комплекса железа (Ш) (индикатор) затратили 22,86 мл 0,05100 н. раствора Hg₂(NO₃)₂. На титрование индикатора в «холостой пробе» затратили 0,52 мл того же стандартного раствора. Вычислить массовую долю бромфенола в образце.

3. Навеску 1,8230 г кристаллогидрата нитрата алюминия растворили и разбавили водой в мерной колбе вместимостью 100,00 мл. К аликвоте 10,00 мл этого раствора добавили избыток комплексона магния. Среднее значение объёма 0,02503 М раствора комплексона Ш, пошедшего на титрование выделившихся ионов магния, составило 18,55 мл. Вычислить массовую долю нитрата алюминия в кристаллогидрате.

4. Для определения свободного цианида калия отобрали 2,00 мл электролита золочения и добавили к нему 10,00 мл 0,0102 M раствора NiSo₄ и аммонийный буферный раствор. При этом цианид-ионы были связаны в виде комплекса [Ni(CN)₄]^2-. На титрование остатка сульфата никеля затрачено 4,46 мл 0,0105 М раствора комплексона Ш. Вычислить массовую концентрацию цианида калия в электролите.

5. 1,00 л сточной воды, содержащей никель, выпарили досуха и после отделения мешающих примесей получили осадок диметилглиоксимата никеля. Промытый осадок растворили, добавили 10,00 мл 0,0100 М раствора комплексона III, на титрование избытка которого затратили 3,05 мл 0,0100 М раствора соли магния. Вычислить массовую концентрацию никеля (мг/л) в сточной воде.

6. Какую массу силиката, содержащего около 20% Al₂O₃, следует взять для анализа, чтобы после сплавления, соответствующей обработки пробы и добавления избытка Na₂[Mg ЭДТА] алюминий был оттитрован 10,00 мл 0,1 М ЭДТА?

7. Рассчитайте массу смеси, содержащей 45,00 % KBr, 48,00% NaBr и 7,00% индифферентных примесей, чтобы при меркуриметрическом титровании её было израсходовано 21,25 мл 0,04966 н. Hg(NO₃)₂ (f экв=1/2).

8. Какая масса ртути содержалось в 250,0 мл раствора, если после прибавления к 50,00 мл его 25,00 мл 0,01000 М ЭДТА избыток последнего оттитровали 10,50 мл 0,01000 М MgSO₄?

9. Раствор солей кальция и магния разбавили водой до 100,00 мл. На титрование 20,00 мл аликвоты с эриохром черным Т израсходовали 18,45 мл 0,01020 М ЭДТА, а на титрование такой же аликвоты с мурексидом затратили 8,22 мл ЭДТА. Какая масса Ca и Mg содержалась в исходном растворе?

10. Какая масса KCN содержалась в 500,0 мл раствора, если на титрование 20,00 мл его до появления неисчезающей мути затрачено 20,05 мл 0,1215 М AgNO₃? Учесть образование в точке эквивалентности комплекса [Ag(CN)₂]^-, в соответствии с этим принять для молярной массы эквивалента M (2KCN).

11. На титрование 20,00 мл раствора NiCl₂ израсходовано 21,22 мл 0,02065 М ЭДТА. Определить концентрацию (г/л) раствора соли никеля.

12. Определить концентрацию (г/л) раствора Bi(NO₃)₃, если на титрование 20,00 мл его израсходовано 17,26 мл 0,06905 М ЭДТА.

13. На титрование 20,00 мл раствора Hg(NO₃)₂ после добавления избытка Na₂[Mg ЭДТА] и протекания реакции замещения

[MgЭДТА]^2-+Hg²⁺=[HgЭДТА]^2-+Mg²⁺

затрачено 19,85 мл 0,05 М ЭДТА (К=1,055). Вычислить концентрацию (г/л) исследуемого раствора Hg(NO₃)₂.

14. На титрование 25,00 мл раствора Ba(NO₃)₂ в присутствии Na₂[MgЭДТА] затратили 18,05 мл 0,1 М ЭДТА (К=0,9878). Вычислить концентрацию (г/л) раствора Ba(NO₃)₂

15. Какая масса натрия содержалась во взятой пробе раствора, если после осаждения его в виде NaZn(UO₂)₃(CH₃COO)₉ּ6H₂O полученный осадок отделили, растворили и оттитровали цинк 20,85 мл 0,01 М ЭДТА (к=0,9194)?

16. При определении железа в сточной воде объемом 200,00 мл его окислили до трехвалентного, осадили аммиаком, отделили от раствора и после растворения в HCl оттитровали 5,14 мл 0,005 М ЭДТА (К=1,101). Найти общую концентрацию (мг/л) железа в воде.

17. Стандартный раствор хлорида магния приготовили растворением 0,1065 г чистого оксида магния в соляной кислоте, раствор разбавили и довели водой до 250,00 мл в мерной колбе. Пробу приготовленного раствора объёмом 20,00 мл использовали для стандартизации раствора ЭДТА и титровали при рН 10,0. На титрование израсходовали 19,75 мл раствора ЭДТА. Вычислить концентрацию (моль/л) раствора ЭДТА.

18. К 10,00 мл раствора NiCl₂ добавили дистиллированную воду, аммиачный буферный раствор и 20,00 мл 0,01085 М раствора ЭДТА. Избыток ЭДТА оттитровали 0,01292 М MgCl₂, на титрование израсходовали 5,47 мл. Рассчитать исходную концентрацию (г/л) раствора NiCl₂.

19. При анализе пробы производственных сточных вод объёмом 100,00 мл сульфат-ионы осадили раствором хлорида бария, осадок сульфата бария отфильтровали, промыли и растворили в 30,00 мл 0,025 М ЭДТА (K=1,001). Избыток ЭДТА оттитровали 15,00 мл 0,025 М хлорида магния (К=0,9987). Определить концентрацию SO₄^2—ионов (мг/л).

20. Для определения содержания сульфат-ионов в воде минерального источника к 150,00 мл её прибавили 25,00 мл 0,1115 М BaCl₂. Не фильтруя осадок BaSO₄, добавили к смеси аммонийный буфер, содержащий комплексонат магния, и оттитровали 14,00 мл 0,01242 М ЭДТА. Вычислить концентрацию сульфат-ионов (мг/л).

21. При определении карбонатной жесткости на титрование 200,0 мл воды израсходовано 10,25 мл 0,1 М HCl (К=0,9845). При определении общей жесткости на 100,00 мл той же воды израсходовано 15,12 мл 0,05 М ЭДТА (К=0,8918). Вычислить карбонатную, общую и постоянную жесткость воды (ммоль/л), принимая молярную массу эквивалента Мe²⁺ равной М(1/2 Мe²⁺).

22. Вычислить массовую долю (%) брома в техническом бромиде натрия, если на титрование раствора, полученного из навески массой 0,5569 г его, израсходовано 21,20 мл 0,2500 н. Hg(NO₃)₂. Сравнить с теоретическим.

23. Для определения хлоридов навеску кальцинированной соды массой 1,652 г растворили в воде и объём довели до 100,00 мл. На титрование пробы 20,00 мл полученного раствора после нейтрализации азотной кислотой затратили 18,38 мл 0,01 н. Hg(NO₃)₂ (f_экв=1/2) (К=1,075). Вычислить массовую долю (%) хлоридов в пересчёте на NaCl в исследуемом образце.

24. Из навески BaCl₂ ×2H₂O массой 1,099 г приготовили 100,00 мл раствора, к 20,00 мл которого добавили Na₂[Mg ЭДТА]. На титрование образовавшейся смеси затрачено 17,65 мл 0,05085 М ЭДТА. Вычислить массовую долю (%) BaCl₂ в образце, полагая, что при титровании бария в присутствии магния n(Ba)=n(ЭДТА). Сравнить рассчитанное значение с теоретическим для BaCl₂×2H₂O.

25. Для определения суммы лантаноидов в фосфоросодержащем материале взяли навеску массой 0,2043 г. После растворения её и отделения мешающих ионов раствор оттитровали из микробюретки 1,82 мл 0,01078 М ЭДТА с ксиленоловым оранжевым. Рассчитать массовую долю (%) суммы лантаноидов в пробе в пересчёте на лантан.

26. Какая массовая доля (%) свинца в тройном сплаве Pb-Na-K, если навеску его массой 2,8850 г растворили и раствор разбавили до 250,00 мл, а затем 25,00 мл этого раствора оттитровали 12,28 мл 0,1 М ЭДТА (К=1,086) с ксиленоловым оранжевым?

27. Растворением навески Hg(NO₃)₂×nH₂O массой 0,7634 г приготовили 250,00 мл раствора, к 25,00 мл которого прибавили 50,00 мл 0,01007 М ЭДТА. На титрование избытка ЭДТА израсходовали 23,83 мл 0,01178 М ZnSO₄. Вычислить массовую долю (%) Hg(NO₃)₂ в образце, определить число молекул воды в кристаллогидрате.

28. Навеску удобрения массой 2,5030 г обработали минеральной кислотой и объём полученного раствора довели до 250,00 мл, осадок отфильтровали; 50,00 мл фильтрата поместили в мерную колбу вместимостью 100,00 мл, туда же добавили 25,00 мл 0,1 Bi(NO₃)₃ (K=0,9789) и довели раствор до метки. В результате взаимодействия ортофосфорной кислоты с Bi(NO₃)₃ образовался осадок BiPO₄ в соответствии с реакцией

Bi(NO₃)₃+H₃PO₄=BiPO₄¯+3HNO₃,

который вновь отделили фильтрованием. В 50,00 мл фильтрата оттитровали избыток ионов Bi³⁺ 15,00 мл 0,05 М ЭДТА (К=1,001) в присутствии пирокатехинового фиолетового. Определить массовую долю (%) P₂O₅ в удобрении.

29. Вычислить массовую долю (%) CaCO₃ и MgCO₃ в известняке, если после растворения 1,000 г его получили 100,00 мл раствора, на титрование 20,00 мл которого для определения суммы Ca и Mg затратили 19,25 мл 0,5140 М ЭДТА, а на титрование Ca в отдельной пробе (20,00 мл) израсходовали 6,25 мл того же раствора ЭДТА

30. В процессе анализа каолина навеску его массой 0,5108 г сплавили с Na₂CO₃ и Na₂B₄O₇, сплав растворили в разбавленной HCl и объём раствора довели до 250,00 мл. Пробу 100,0 мл раствора нейтрализовали, добавили уротропин, отфильтровали выпавшую в осадок кремниевую кислоту, промыли теплым раствором уротропина; фильтрат и промывные воды оттитровали 10,16 мл 0,005040 М ЭДТА с индигокармином в присутствии 20%-ного KOH. Вычислить массовую долю (%) CaO в каолине.

31. Раствор, полученный из навески феррита состава Fe₂O₃-BaO массой 0,3822 г, пропустили для отделения железа через колонку с анионитом. Полученный раствор нейтрализовали до рН 10,0, ввели 25,00 мл 0,025 М ЭДТА (К=1,096) с индикатором эриохром черным Т, затрачивая 20,92 мл. Вычислить массовые доли (%) оксидов в феррите.

32. Раствор, приготовленный из навески феррита состава Fe₂O₃-NiO-CoO массой 0,6018 г, пропустили через сильноосновный анионит и применили для разделения элементов следующие элементы: в 9 М HCl на анионите удерживаются соединения железа и кобальта, а в 4 М HCl происходит вымывание кобальта, а в 1 М HCl - вымывание железа. В результате разделения получены растворы ионов, которые были оттитрованы комплексонометрически. При этом на титрование никеля было затрачено 19,53 мл 0,05 М ЭДТА (К=1,102), на титрование кобальта - 4,81 мл 0,01 М ЭДТА (К=0,9906). Определить массовые доли (%) оксидов в феррите.

33. Вычислить объем пробы, который надо взять на анализ из раствора, содержащего 0,67 г/л свободного комплексона III и некоторое количество его комплексов с железом, если на титрование этой пробы в присутствии кcиленолового оранжевого при рН 1,0 будет затрачено 20,00 мл 0,01 М Bi(NO₃)₃.

34. Навеску медицинского препарата, содержащего хинингидрохлорид массой 0,5200 г, после растворения разбавили водой до 50,00 мл. Из пробы 20,00 мл раствора в ацетоно-бензольной среде осадили Cu(C₂₀H₂₄N₂O₂)Cl₂×(CH₃COCH₃)_x. Осадок отфильтровали, растворили в аммиаке и оттитровали медь 0,05000 М ЭДТА в присутствии мурексида, израсходовав 10,75 мл. Вычислить массовую долю (%) хинина С₂₀H₂₄N₂O₂ (М=324,42 г/моль) в медицинском препарате.

35. Для определения содержания кофеина C₈H₁₀N₄O₂ (К=194,19 г/моль) в медицинском препарате навеску массой 0,4882 г растворили и довели объем до 50,00 мл. После отделения соответствующих компонентов отобрали пробу 20,00 мл, добавили 25,00 мл 0,02000 М K[biI₄] и таким путем осадили кофеин по реакции
Осадок отфильтровали, фильтрат разбавили до 40,00 мл и в 20,00 мл его оттитровали избыток висмута 19,85 мл 0,01000 М ЭДТА до исчезновения желтой окраски K[BiI₄]. Рассчитайте массовую долю (%) кофеина в препарате.

36. В процессе отмывки теплоэнергетического оборудования с помощью комплексонов получают растворы, содержащие комплексонаты железа и меди.

Пробу 50,00 мл такого раствора обработали концентрированной HNO₃ при нагревании для разрушения комплексонатов металлов и комплексона, остаток разбавили в мерной колбе до объема 100,00 мл. В 25,00 мл разбавленного раствора железо осадили аммиаком, осадок гидроксида отделили, растворили в соляной кислоте и оттитровали ЭДТА с сульфосалициловой кислотой. Аммиачный фильтрат после отделения гидроксида железа собрали и оттитровали раствором ЭДТА с индикатором ПАР для определения содержания меди.

Результаты титрования железа и меди приведены в таблице.

Вариант	Титрование железа	Титрование меди
(ЭДТА), мл	С (ЭДТА), моль/л	(ЭДТА), мл	С (ЭДТА), моль/л
	12,18	0,01021	16,11	0,01021
	10,92	0,01095	14,15	0,01095
	11,62	0,02516	15,81	0,02516
	15,41	0,02498	19,14	0,02498
	12,62	0,01203	16,17	0,05013
	10,35	0,01142	15,26	0,05212

Вычислить концентрацию (г/л) железа и меди в исследуемом растворе.

37. Из навески карбонатной породы 0,5126 г после определенной обработки получили 250,00 мл раствора. На титрование 50,00 мл этого раствора пошло 20,42 мл 0,1012 н. раствора трилона Б. На титрование 100,00 мл того же раствора после отделения кальция расходуется 19,62мл того же трилона Б. Определить процентное содержание CaO и MgO в образце.

38. Из навески 2,0250 г доломита после обработки получили 500,00 мл раствора. На титрование 25,00 мл этого раствора расходуется 20,20 мл 0,1025 н. Раствора трилона Б. На 100,00 мл этого же раствора после отделения Ca²⁺ расходуется 38,50 мл того же рабочего раствора. Сколько процентов CaO и MgO в образце.

39. Определить концентрацию (г/л) раствора Bi(NO₃)₃ , если на титрование 20,00 мл его израсходовано 17,26 мл 0,06905 М трилона Б.

40. Навеску 2,885 г сплава Pb-Na-K растворили в 250,0 мл. 25,00 мл этого раствора оттитровали 12,28 мл 0,1086 М раствором трилона Б с ксиленоловым оранжевым. Сколько процентов свинца в сплаве?

Варианты домашних заданий.

вариант	Номера задач
			36(1)
			36(2)
			36(3)
			36(4)
			36(5)
			36(6)

МЕТОД ГРАВИМЕТРИИ

В гравиметрическом анализе о содержании определяемого вещества (элемента, иона) в исследуемой пробе судят по массе осадка, полученного после осаждения этого элемента (иона) из вещества в виде какого-либо труднорастворимого соединения. В методе осаждения навеску анализируемого вещества переводят в раствор, определяемый ион переводят в труднорастворимый осадок. Осадок отделяют фильтрованием, промывают, прокаливают, взвешивают. По массе прокаленного осадка и его формуле рассчитывают содержание в нем данного иона. Этот анализ очень точный, так как применяется только один измерительный прибор – аналитические весы.

Так как при прокаливании многие осадки претерпевают химические изменения, то взвешивают часто какое-то другое соединение, а не то, которое было получено при осаждении. Например, при определении Fe³⁺ осаждаемой формой является гидроксид Fe(OH)₃, весовой формой является безводный оксид Fe₂O₃, образующийся из указанного гидроксида при прокаливании 2Fe(OH)₃=Fe₂O₃+3H₂O. Вследствие этого в гравиметрическом анализе различают осаждаемую форму осадка и весовую форму.

Осаждаемая формадолжна:

а) иметь малую растворимость (ПР<1·10^-8);

б) иметь по возможности кристаллическую структуру;

в) легко превращаться в весовую форму.

Весовая форма должна:

а) точно соответствовать своей формуле;

б) быть химически устойчивой;

в) содержать как можно меньше определяемого иона.

Эти требования к осадкам определяют выбор осадителя; кроме того, осадитель должен быть летучим веществом.

При расчете результатов анализа пользуются аналитическим множителем (фактором пересчета) F. Это отношение молярной массы определяемого вещества к молярной массе весовой формы с учетом стехиометрических коэффициентов. Тогда массу определяемого вещества (х) находят по формуле х=а·F, где а – масса весовой формы. Величины факторов пересчета для различных определений находятся в справочниках. Например, при определении магния по весовой форме Mg₂P₂O₇ фактор пересчета находится так: