Способы выражения концентрации рабочего раствора

Рабочий раствор – раствор вещества, вступающего в реакцию с определяемым веществом, имеющий точно известную концентрацию.

Рабочее вещество – вещество, из которого приготовлен рабочий раствор.

Титр по рабочему веществу (Тр.в.), или просто титр, - количество граммов рабочего вещества, содержащегося в 1 мл рабочего раствора.

Титр по определяемому веществу (Тр.в./о.в.) - количество граммов определяемого вещества, эквивалентное количеству рабочего вещества, содержащегося в 1 мл рабочего раствора, т.е. оттитровываемое одним миллилитром его.

Нормальность – количество грамм-эквивалентов рабочего вещества, содержащееся в 1 л (или миллиграмм-эквивалентов в 1 мл) данного рабочего раствора.

Поправочный коэффициент (К), или поправка, - число, показывающее, во сколько раз нормальность данного рабочего раствора больше одной из следующих точных концентраций: 0,1; 0,2; 0,5; 0,01; 0,02; 0,05; …н., или какую часть от них она составляет.

При изучении тем «Окислительно-восстановительное титрование», «Комплексонометрическое титрование», «Кислотно-основное титрование» необходимо усвоить сущность методов данного вида титрования, запомнить рабочие растворы и установочные вещества, индикаторы метода и изучить практическое применение метода.

Пример 1. Рассчитать массу навески Na₂B₄О₇·10Н₂О, необходимой для приготовления раствора в мерной колбе емкостью 200 мл, который будет использован для стандартизации ранее приготовленного ~0,1 М раст­вора HCl.

Решение:

m(Na₂B₄О₇·10H₂O)= 0,1·200,0·190,67/1000 = 3,81 г.

В случае приготовления раствора разбавлением

nf_экв(Х)_{исх.раст} = nf_экв (Х)Х_{приг.раст}

Сf_экв (Х)Х_исх V_исх= Сf_экв (Х)Х_приг V_MK= Сf_экв (Т)ТV_MK

Таким образом, для приготовления раствора в объеме V_MKмер­ной колбы необходимо взять следующий объем, мл, исходного раствора, концентрацию которого хотят определить:

V_исх =

Пример 2. Рассчитать объем раствора трилона Б с концентрацией ~0,1М, необходимый для приготовления раствора в мерной колбе емко­стью 250,0 мл, если его стандартизация будет проводиться по 0,02516М раствору сульфата магния.

Решение.

V_{Na Н Y} = = 62,9 ≈63 мл.

Пример 3. Рассчитать молярную и нормальную концентрации, а так­же титр, титр по соляной кислоте и поправочный коэффициент раство­ра буры, приготовленного:

а) растворением навески Na₂B₄О₇·10Н₂О массой 4,8950 г в мерной колбе емкостью 250,0 мл:

С (Na₂B₄О₇·10Н₂О) = = =0,05134 М,

С(1/2Na₂B₄О₇·10Н₂О) = = =0,1027 М,

Т (Na₂B₄О₇·10Н₂О) = = = 0,01958 г/мл,

T(Na₂B₄О₇·10H₂O/HCl) = =

= = 0,003744 г/мл;

б) разбавлением 50 мл 0,55М раствора Na₂B₄О₇·10H₂O в мерной колбе емкостью 250,0 мл:

С (Na₂B₄О₇·10Н₂О) = = = 0,1100 М,

С(1/2Na₂B₄О₇·10Н₂О) = = = 0,2200 М;

в) растворением стандарт-титра (фиксанала), содержащего 0,1 моль­эквивалента в мерной колбе емкостью 500,0 мл:

С(Na₂B₄О7·10Н₂О) = = = 0,1000 М;

С(1/2Na₂B₄О₇·10Н₂О) = = = 0,2000 М;

T(Na₂B₄О₇·10Н₂О) =

= = = 0,03814 г,

Т(Na₂B₄О₇·10Н₂О/НС1) =

= = = 0,007292 г/мл

Пример 4. На титрование навесок декагидрата тетрабората натрия мас­сой0,2106; 0,3313 и 0,1863 г было затрачено соответственно 10,55; 16,58 и 9,36 мл приготовленного раствора хлороводородной кислоты. Чему равна молярная концентрация раствора кислоты?

n(1/2Na₂B₄O₇·10Н₂О) = n(НСl);

= ;

С(HCl) =

Подставляя значение масс и объемов, получаем значения концентра­ций, по которым вычисляем молярную концентрацию раствора кислоты:

С₁ = = 0,1047; С₂ = = 0,1048;

С₃ = = 0,1044;

C(HCl)_cp = (0,1047 + 0,1048 + 0,1044)/3 = 0,1046М.

Пример 5. На титрование трех объемов раствора гидроксида натрия с концентрацией 0,1053М, отобранных пипеткой емкостью 10,01 мл, за­трачено соответственно 12,58; 12,52 и 12,63 мл стандартизируемого рас­твора хлорной кислоты. Чему равны молярная концентрация и титр рас­твора кислоты?

Находим среднее значение объема затраченного раствора кислоты и рассчитываем по нему ее молярную концентрацию:

V(HClO₄) = (12,58 +12,52 + 12,63)/3 = 12,55 мл,

С(НСlO₄) = (12,55·0,1053)/10,01 = 0,1323М,

T(HClO₄) = = = 0,01329 г/мл.

Вопросы для самоконтроля:

1. Дайте определение терминов «титрование», «титрант», «титруемое вещество», «индикатор», «точка эквивалентности», «конечная точка».

2. Объясните, в чем заключается сущность титриметрического метода анализа с визуальным фиксированием конечной точки титрования.

3. Изложите требования, которые должны удовлетворять реакциям, лежащим в основе титриметрического определения. Дайте объяснения необходимости выполнения каждого требования к реакциям титрования.

4. Объясните, что такое титрант, и каким требованиям он должен удовлетворять.

5. Изложите способы, которыми можно приготовить стандартные растворы и сущность каждого из них.

6. Дайте определение понятия «индикатор» и укажите основные характеристики индикаторов.

7. Объясните, что такое интервал перехода и показатель титрования индикатора, и укажите, какова связь между этими характеристиками.

8. Объясните в чем заключается сущность метода кислотно-основного титрования.

9. Назовите кислотно-основные индикаторы.

10. Опишите ход приготовления стандартных растворов кислот и щелочей.

11. Перечислите установочные вещества метода кислотно-основного титрования.

12. Изложите сущность метода комплексонометрии.

13. Назовите способы обнаружения конечной точки титрования в методе комплексонометрического титрования.

14. Перечислите требования, которым должны соответствовать металлохромные индикаторы.

15. Назовите важнейшие комплексоны, применяемые в комплексонометрическом титровании.

16. Укажите характерные особенности комплексов ЭДТА с металлами.

17. Изложите сущность методов окислительно-восстановительного титрования.

18. Изложите сущность определения восстановителей и окислителей методом иодометрии.

19. Определите случаи использования методов прямого и косвенного титрования.

20. Охарактеризуйте стандартные растворы, установочные вещества и индикаторы метода иодометрии.