Аскорбінометрія

Цей метод титриметричного аналізу застосовують для визначення окисників за допомогою стандартного робочого розчину аскорбінової кислоти, яка має сильні відновні властивості.

Розчин аскорбінової кислоти застосовується для прямого титрування розчинів окисників. При цьому аскорбінова кислота (АК) окиснюється до дегідроаскорбінової кислоти (ДГАК):

Аскорбінова кислота є похідним L-гулонової кислоти: 2,3-ендіол-1,4-лактону-L-гулонової кислоти. Кислотний характер аскорбінової кислоти обумовлений енольними гідроксилами ( =4,17; =11,57).

Нормальний редокс-потенціал системи АК/ДГАК ( = +0,18В).

При дії відновників дегідроаскорбінова кислота, яка утворюється при окисненні аскорбінової кислоти, знову відновлюється до аскорбінової кислоти, тобто редокс-система АК/ДГАК зворотна. Окисно-відновний потенціал цієї системи у значній мірі залежить від pH розчину. З підвищенням кислотності розчину він збільшується.

При дії сильних окисників аскорбінова кислота може окиснюватись до L-треонової і щавлевої кислоти:

АК " ДГАК "

При окисненні аскорбінової кислоти до дегідроаскорбінової не сильними окисниками фактор еквівалентності f_екв(АК) = ½, а еквівалент f_екв(АК)АК = ½АК.

Аскорбінова кислота відновлює багато неорганічних і органічних речовин: Fe³⁺, Hg²⁺, Ag⁺, Au³⁺, I₂, хлорати, бромати, йодати, ванадати, церати, розчинений у розчинниках О₂, нітро-, нітрозо-, азо-, аміногрупи, індофеноли та ін.

Оскільки аскорбінова кислота здатна відновлювати вільний йод, вона може замінювати натрій тіосульфат у йодометричному методі. При цьому замість крохмалю як індикатор застосовують варіаміновий синій, який знебарвлюється в кінці титрування.

Розділ 13
Запитання і вправи з титриметричних методів аналізу

§ 65. Запитання для самоперевірки

1. Стандартизувати розчин HCl можна за титрованими розчинами NaOH чи Na₂B₄O₇·10H₂O. Який з цих способів забезпечить більш високу точність і чому?

2. Визначити фактори еквівалентності учасників наступних реакцій:

а) Ca(OH)₂ + 2H₂SO₄ = Ca(HSO₄)₂ + 2H₂O;

в) Na₃PO₄ + H₂SO₄ = NaH₂PO₄ + Na₂SO₄;

в) 2KMnO₄ + 3H₂O₂ + H₂SO₄ = 2MnO₂ + 3O₂ + K₂SO₄ + 4H₂O.

3. У якому з наведених титрувань точка еквівалентності відповідає pH>7:

a) HNO₃ + NaOH;

б) CH₃COOH + NaOH;

в) KOH + HCl;

г) Na₂CO₃ + HCl?

4. Як впливає константа дисоціації, температура, концентрація розчинів, об’єм розчину, що титрується, швидкість титрування на величину і положення стрибка титрування?

5. Який із індикаторів (метиловий оранжевий, фенолфталеїн, лакмус) можна застосувати для визначення кінця титрування:

а) HCOOH + NaOH;

б) HNO₃ + NaOH;

в) CH₃NH₂ + HCl;

г) KCN + HCl?

6. Який вид індикаторної похибки слід враховувати при титруванні з метиловим оранжевим:

а) CH₃COOH + NaOH;

б) HCl + NaOH;

в) Na₂CO₃ + HCl?

7. Написати формулу для розрахунку титру розчину HCl при титруванні розчину K₂HPO₄ з метиловим оранжевим.

8. Який склад буферного розчину буде при титруванні розчином NaOH розчину H₃PO₄ у присутності метилового оранжевого?

9. Як визначити масові частки Na₂CO₃ і NaHCO₃ у суміші при титруванні розчину суміші з фенолфталеїном і метиловим червоним? Навести відповідні розрахункові формули.

10. Який з методів – пряме чи обернене кислотно-основне титрування використовується при визначенні вмісту NH₄Cl, NH₃·H₂O, CaCO₃?

11. Як залежить величина стрибка титрування від константи стійкості комплексної сполуки, температури, концентрації і pH середовища?

12. Вивести формули для розрахунків рСа при титруванні розчином ЕДТА (c=0,01моль/дм³) розчину СаСl₂ (c(CaCl₂)=0,01моль/дм³), якщо речовина, що визначається, відтитрована при pH 10,0 на 99,9; 100,0; 100,1%.

13. Чому комплексонометричне визначення йонів Со²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺ проводять у середовищі амоніачного буфера?

14. Чому визначення йонів Fe³⁺ за допомогою ЕДТА проводять у кислому середовищі?

15. У чому суть роздільного комплексонометричного титрування компонентів суміші з використанням маскуючих речовин:

а) Cu²⁺, Pb²⁺ у присутності KCN;

б) Ni²⁺, Fe³⁺ у присутності KF;

в) Cu²⁺, Cd²⁺ у присутності Na₂S₂O₃?

16. Як залежить величина стрибка титрування від добутку розчинності малорозчинного електроліту, температури і концентрації розчину?

17. У якій послідовності будуть випадати осади при аргентометричному визначенні суміші, що містить йони Cl^–, Br^–, I^– при однаковій молярній концентрації?

18. Вивести формули для розрахунків рСl при титруванні розчином AgNO₃ (c(AgNO₃) = 0,1 моль/дм³) розчину NaCl (c(NaCl)=0,1моль/дм³), якщо речовина, що визначається, відтитрована на 99,9; 100,0; 100,1%.

19. При титруванні розчину якого галогеніду (NaCl чи NaBr) однакової концентрації, точність тіоціанометричного визначення буде вища?

20. У якому випадку стрибок титрування буде більшим, якщо розчин KBr (c(KBr)=0,1моль/дм³) титрують розчином АgNO₃ (c(AgNO₃)=0,1моль/дм³), чи розчином Hg₂(NO₂)₂ такої ж концентрації?

21. Які вимоги до окисно-відновних реакцій, що застосовуються в титриметричному аналізі?

22. Визначити молярну масу еквівалента окисника і відновника в реакціях:

а) I₂ + 2 " 2I^– + .

б) 5H₂C₂O₄ + 2 + 6H⁺ = 2Mn²⁺ + 10CO₂ + 8H₂O

в) 3N₂H₄ + 2 = 3N₂ + 2Br^̅ + 6H₂O.

23. Як залежить величина стрибка титрування в редокс-методах від концентрації вихідних розчинів, pH розчину, різниці стандартних потенціалів окисника і відновника?

24. Як зміниться величина стрибка у процесі титрування йонів Fe²⁺, розчином KMnO₄ при додаванні у розчин йонів PO₄^3– або F^– ?

25. Розчин H₂SO₃ титрується розчином І₂ (c(І₂)=0,02моль/дм³) при різних значеннях pH: 0,0 і 3,0. При якому значенні pH стрибок титрування буде більшим?

26. Поясніть, чому реакція 2Cu²⁺ + 4I^– = 2CuI(т) + I₂ відбувається зліва направо, а не у зворотному напрямку, як це випливає із стандартних окисно-відновних потенціалів пар Cu²⁺/Cu⁺ і I₂/2I^–.

27. Привести конкретні приклади фіксування точок еквівалентності в методах окиснення-відновлення.

28. Які способи встановлення кінцевої точки титрування в методах окиснення-відновлення найбільш розповсюджені: безіндика­торні, з редокс-індикаторами, із специфічними індикаторами?

29. Величина стрибка титрування становила 0,84…1,02В. Які редокс-індикатори можна застосувати у даному титруванні?

30. Які реакції називаються індукованими? Як пояснюються реакції спряженого окиснення?

31. Які реагенти вводять у розчин, що містить йони Fe²⁺ і Cl^–, перед титруванням перманганатом і для чого?

32. Чому для встановлення титру розчину калій перманганату краще взяти натрій оксалат, ніж щавлеву кислоту?

33. Навести приклади прямого, зворотного перманга­натомет­ричного титрування.

34. Які умови (температура, pH розчину, швидкість додавання титранту) необхідно дотримувати при прямому перманганатометричному визначенні відновників?

35. Порівняти переваги і недоліки методів перманганатометрії і хроматометрії.

36. Які умови (температура, pH розчину, тривалість титрування, застосування індикатора) потрібно виконувати при йодометричному титруванні.

37. Чому при визначенні йонів SO₃^2– йодометричним методом переважно застосовують зворотне титрування?

38. Як у йодометрії визначають вміст окисників, відновників? Написати відповідні рівняння реакцій, розрахунки молярних мас еквівалентів речовин, які визначаються.

39. Які індикатори застосовують у методі броматометрії? Який механізм їх дії?

40. Написати рівняння реакцій, що лежать в основі визначення сильних кислот редокс-методом.