Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тверской государственный технический университет»

(ТвГТУ)

Кафедра биотехнологии, химии и стандартизации

Отчет по производственной практике

на тему:

Окислительно-восстановительное титрование

Выполнил: студент 2 курса

группы Б.ХИМ.МФХ.19.05

Субонов А.А.

Тверь 2021

Содержание

• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. Теоретические основы окислительно-восстановительного титрования
• ГЛАВА 2. Индикаторы окислительно-восстановительного титрования
• ГЛАВА 3. Виды и методы окислительно-восстановительного титрования
• 3.1 Перманганатометрия
• 3.2 Иодометрия
• 3.3 Броматометрия
• 3.4 Дихроматометрия
• 3.5 Цериметрия
• ГЛАВА 4. Реакции, применяемые в методах окислительно-восстановительного титрования
• Экспериментальная часть
• Вычисления
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение

окислительное восстановительное титрование

Производственная практика - одна из важнейших составляющих профессиональной подготовки обучающегося. Производственная практика является составной частью основной профессиональной образовательной программы высшего образования и представляет собой одну из форм организации учебного процесса, заключающуюся в профессионально-практической подготовке обучающихся на базах практики, содействует закреплению теоретических знаний, установлению необходимых деловых контактов университета с предприятиями, организациями и учреждениями.

В процессе прохождения практики развиваются общекультурные, общее-профессиональные и профессиональные компетенции будущих специалистов. Производственная практика проводится для приобретения практических навыков работы по направлению подготовки, формирования умений принимать самостоятельные решения на конкретных участках работы в реальных условиях, формирования у студентов целостного представления о содержании, видах и формах профессиональной деятельности.

Целью данной производственной практики явилось ознакомление с основами процесса окислительно-восстановительного титрования.

Титриметрия (от франц. titre - качество, характеристика и греч. metreo-измеряю) - совокупность методов количественного анализа, основанных на измерении количества реагента, необходимого для взаимодействия с определяемым компонентом в растворе или газовой фазе в соответствии со стехиометрией химических реакций между ними.Титриметрические методы, в которых в качестве титрантов используют растворы окислителей или восстановителей, называют окислительно-восстановительными методами титрования.

Актуальность изучаемого вопроса заключается в том, что существует несколько десятков различных методов ОВ титрования. Широкое применение на практике, особенно в фармацевтическоманализе, получили такие методы ОВ-титрования, как перманганатометрия, иодиметрия, иодометрия, броматометрия, бромометрия, нитритометрия.

В соответствии с поставленной целью при прохождении производственной практики решались следующие задачи:

1. Ознакомиться с теоретическими аспектами окислительно-восстановительного титрования;

2. Рассмотреть индикаторы, применяемые при окислительно-восстановительном титровании;

3. Изучить виды и методы окислительно-восстановительного титрования;

4.Привести требования, предъявляемые к рассматриваемому титрованию;

5. Обобщить найденные сведения и оформить отчет по производственной практике.

Глава 1. Теоретические основы окислительно-восстановительного титрования

Методы окислительно-восстановительного титрования, или редоксметоды, основаны на использовании реакций с переносом электронов - окислительно-восстановительных (ОВ) реакций. Другими словами, окислительно-восстановительное титрование (редоксметрия) - это титрование, сопровождаемое переходом электронов от иона-донора или молекулы (восстановителя, редуктанта) Red₁ к акцептору электронов (окислителю, оксиданту) Ox₂:

Red₁ + Ox₂ = Ox₁ + Red₂(1).

Восстановленная форма одного вещества Red₁, отдавая электроны, переходит в окисленную форму Ox₁ того же вещества. Обе формы образуют одну редокс-пару Ox₁ / Red₁.

Окисленная форма Ox₂ второго вещества, участвующего в ОВ-реакции, принимая электроны, переходит в восстановленную форму Red₂ того же вещества. Обе эти формы также образуют редокспару Ox₂/ Red₂.

В любой окислительно-восстановительной реакции участвуют минимум две редокс-пары.Мерой ОВ свойств веществ является окислительно-восстановительный потенциал Е⁰. Сравнивая стандартные потенциалы ОВ-пар, участвующих в ОВР, можно заранее определить направление самопроизвольного протекания реакции.

ОВ реакция самопроизвольно протекает в направлении превращения сильного окислителя в слабый восстановитель, сильного восстановителя в слабый окислитель.

Чем больше стандартный потенциал окислительно-восстановительной пары, тем более сильным окислителем является её окисленная форма и тем более слабым восстановителем - восстановленная форма. Чем меньше стандартный потенциал ОВ-пары, тем более сильным восстановителем является восстановленная форма, тем более слабым окислителем - окисленная форма. Поэтому в окислительно-восстановительном титровании (редоксиметрии) в качестве титрантов при определении восстановителей применяют такие окислители (Ох₂), стандартные ОВ-потенциалы окислительно-восстановительных пар которых имеют как можно более высокие значения, тем самым с их помощью можно оттитровать большее число восстановителей (Red₁).

Например, Е⁰ (MnO₄^-, H⁺, Mn²⁺) = +1,51В, Е⁰ (Cr₂O₇^2-, H⁺, Cr³⁺) = +1,33В и др.

При определении окислителей (Ох₂) в качестве титрантов применяют восстановители (Red₁), стандартный ОВ-потенциал редокс-пар которых имеет по возможности минимальное значение.

Например, Е⁰ (I₂ / 2I^-) = +0,536В, Е⁰ (S₄O₆^2- / 2S₂O₃^2-) = +0,09В и др. [3].

Редокс-методы - важнейшие фармакопейные методы количественного анализа.Оксидиметрия - методы определения восстановителей с применением титранта-окислителя.Редуктометрия - методы определения окислителей с применением титранта-восстановителя.

Молярная масса эквивалента окислителя или восстановителя зависит от числа принимаемых или отдаваемых электронов в данной полуреакции и численно равна произведению молярной массы вещества на фактор эквивалентности:

М_экв.(х) = M(x) · f_экв , где f _экв 1/n (2).

М_экв. - молярная масса эквивалента;

М - молярная масса вещества (х);

f_экв. - фактор эквивалентности;

n - число принятых или отданных электронов.

Основой количественных расчетов в титриметрии служит закон кратных отношений Дальтона (закон эквивалентов): все вещества реагируют между собой и образуются в эквивалентных отношениях.

n₁= n₂

n₁ - количество моль титранта,

n₂ - количество моль титруемого вещества.

Глава 2. Индикаторы окислительно-восстановительного титрования

Индикатор - вещество, которое при определенном потенциале раствора раствора окисляется или восстанавливается с изменением цвета.

Индикатор - вещество, вступающее в специфическое взаимодействие с окислителем или восстановителем с образованием окрашеных соединений.

Для установления точки эквивалентности в редоксиметрии используют окислительно-восстановительные индикаторы, представляющие собой вещества, способные обратимо окисляться и восстанавливаться, причем окисленная и восстановленная формы их имеют различную окраску. Примером такого индикатора является дифениламин.

ОВ индикаторы представляют собой органические соединения, окисленная и восстановленная форма которых имеет различные окраски. Изменение цвета редокс-индикатора обуславливается окислением восстановленной формы индикатора и превращением ее в окисленную форму или восстановлением окисленной формы и переходом ее в восстановленную форму при определенном значении потенциала.

Часто в редоксиметрии применяется так называемое безиндикаторное титрование, например, в перманганатометрии роль индикатора выполняет титрант - перманганат калия. Количественные расчеты в ОВ титровании, как и в других методах титриметрического анализа, основаны на законе эквивалентов.

Индикатор дает правильное показание, если момент изменения его окраски совпадает с точкой эквивалентности.

Применяемые в ОВ титровании индикаторы должны удовлетворять следующим требованиям:

1. Индикатор должен быть чувствителен, т.е. реагировать в точке эквивалентности с минимальным избытком окислителя или восстановителя.

2. Окраски окисленной и восстановленной форм индикатора должны резко отличаться друг от друга.

3. Изменение окраски должно быть отчетливо заметно при применении небольшого количества индикатора.

4. Интервал индикатора должен быть невелик.

5. Индикатор должен быть устойчив к кислороду воздуха, свету, углекислому газу воздуха.

Индикаторы ОВ титрования могут быть обратимыми и необратимыми.

Обратимые индикаторы меняют окраску обратимо при потенциале раствора в ТЭ или вблизи ее при этом не разрушаются.

Необратимые индикаторы изменяют окраску при достижении определенного значения потенциала в ТЭ или вблизи ее и при этом необратимо разрушаются. К ним относятся: метиловый оранжевый, метиловый красный, нейтральный красный.

Глава 3. Виды и методы окислительно-восстановительного титрования

Методы окислительно-восстановительного титрования классифицируют по используемому титранту (в скобках указаны титранты метода):

? - перманганатометрия (перманганат калия KMnO₄);

? - дихроматометрия (дикромат калия K₂Cr₂O₇);

? - иодиметрия (иод I₂);

? - иодометрия (тиосульфат натрия Na₂S₂O₃);

? - иодатометрия (иодат калия KIO₃);

? - броматометрия (бромат калия KBrO₃);

? - бромометрия (бром Br₂);

? - нитритометрия (нитрит натрия NaNO₂);

? - цериметрия (сульфат церия (IV) Ce(SO₄)₂);

? - титанометрия (соли титана (III));

? - аскорбинометрия (аскорбиновая кислота) и другие.

В клинических исследованиях чаще других используют иодометрические методы и перманганатометрию.

В ОВ титровании применяют прямое, обратное и заместительное титрование. Наиболее точные результаты, при прочих равных условиях, применяют при прямом титровании.

Прямое ОВ титрование проводят тогда, когда ОВ реакция удовлетворяет требования, предъявленные к ней.

Заместительное ОВ титрование применяют для определения веществ как вступающих, так и не вступающих в ОВ реакции.

Так, при иодометрическом определении пероксида водорода к аликвоте анализируемого раствора, содержащего определяемый пероксид водорода в сернокислой среде, прибавляют избыточное количество иодида калия. Выделившийся иод (заместитель) в количестве, эквивалентном количеству пероксида водорода в аликвоте, оттитровывают стандартным раствором тиосульфата натрия.

Далее рассмотрим некоторые методы окислительно-восстановительного титрования.

3.1Перманганатометрия

Одним из методов окислительно-восстановительного титрования является перманганатометрическое титрование. Это метод анализа, в котором в качестве титранта-окислителя используют раствор перманганата калия KMnO₄. Анион MnO₄^-проявляет окислительные свойства в кислой, нейтральной и щелочной средах, восстанавливаясь соответственно до катиона Mn²⁺(бесцветные ионы), оксида марганца (IV) MnO₂(бурый осадок) и аниона MnO₄^2-(зеленый раствор, буреющий на воздухе).

Уравнения полуреакций:

- кислая среда

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e^- > Mn²⁺ + 4H₂O

E⁰ (MnO₄^-, H⁺Mn²⁺) = +1,51В

-нейтральная среда

MnO₄^- + 2H₂O + 3e^- > MnO₂v + 4OH^-

E⁰ (MnO₄^-/MnO₂) = + 0,60В

-щелочная среда

MnO₄^- + e^- > MnO₄^2-

E⁰ (MnO₄^-/MnO₄^2-) = + 0,56В

В перманганатометрии титрование проводят в кислой среде, так как:

1. Наиболее сильными окислительными свойствами перманганат-ион MnO₄^- обладает в кислой среде по сравнению с нейтральной и щелочной, о чем свидетельствуют значения стандартных ОВ-потенциалов (+1,51В против +0,60В и +0,56В);

2. Определению конечной точки титрования в нейтральной среде будет мешать бурый осадок MnO₂; в щелочной среде образующиеся манганат-ионы MnO₄^2-, имеющие зеленую окраску, также затрудняют фиксацию конечной точки титрования. Образующиеся же в кислой среде катионы Mn²⁺ бесцветны;

3. При титровании в кислой среде создается возможность четко фиксировать конечную точку титрования без применения постороннего индикатора, так как одна лишняя капля перманганата калия окрашивает бесцветный раствор в бледно-розовый цвет.

Титрант: раствор перманганата калия (в кислой среде).

Индикатор: перманганат калия.

Определяемые вещества: ионы Fe²⁺, Cr³⁺, NO₂^-, перекись водорода Н₂О₂, этиловый спирт, в биологических исследованиях мочевая кислота, глюкоза, содержание некоторых витаминов, активность фермента каталазы, окисляемость бытовых и сточных вод, органические загрязнения в атмосфере.

Одним из недостатков перманганатометрии является необходимость стандартизации раствора перманганата калия, так как его титрованный раствор нельзя приготовить по точной навеске. Кроме того, концентрация перманганата калия, переведенного в раствор, заметно уменьшается. Поэтому точную концентрацию раствора КMnO₄ устанавливают не ранее чем через 5 - 7 дней после его приготовления. Для стандартизации используют щавелевую кислоту или её соли (оксалаты натрия или аммония)[3].

Стандартные вещества:

Н₂С₂О₄·2Н₂О, Na₂C₂O₄, (NH₄)₂C₂O₄ЧH₂O.

Уравнение реакции, протекающей при стандартизации раствора KMnO₄ по щавелевой кислоте:

Н₂С₂О₄ + КMnO₄ + H₂SO₄ > CO₂^ + Mn²⁺

C₂O₄^2- - 2e^- > 2CO₂ | 5

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e^- > Mn²⁺ + 4H₂O | 2

Суммарно в ионно-молекулярном виде:

5C₂O₄^2- + 2MnO₄^- + 16H⁺ > 10CO₂^ + 2Mn²⁺ + 8H₂O

Итогополучаем:

5H₂C₂O₄ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ > 10CO₂^ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O

Методом перманганатометрии можно проводить определение различных окислителей и восстановителей. Восстановители непосредственно титруют методом прямого титрования раствором перманганата калия. Таким способом определяют: пероксид водорода, металлическое железо и некоторые другие металлы, соединения железа (II) и олова (II), щавелевую кислоту и оксалаты, нитрит натрия, карбоновые кислоты, соединения с гидразогруппами R-NH-NHR, общую окисляемость воды и почв.

Используя титрование по замещению, перманганатометрией можно определять вещества, не обладающие окислительно-восстановительными свойствами. Для этого определяемое вещество переводят в форму соединения, обладающего восстановительными или окислительными свойствами, а затем проводят титрование.

Перманганатометрию применяют для определения не только восстановителей, но и окислителей, используя обратное титрование.

Перманганатометрия - один из самых распространенных методов ОВ титрования. Перманганатометрическое титрование применяется в фармацевтическом анализе для контроля качества пероксида водорода, лактата и глюконата кальция, нитрита натрия, левомицетина, фумарата железа, соединений с гидразогруппами и ряда других лекарственных препаратов. В ходе фармацевтического синтеза проводят анализ карбоновых, и оксикарбоновых, сульфиновых кислот, альдегидов.

Перманганатометрию используют в биохимическом и клиническом анализе для определения в крови мочевой кислоты, каталазы, глюкозы, кальция.

В санитарно-гигиеническом анализе титрование перманганатом калия применяют для определения общей окисляемости воды - санитарного показателя качества воды, отражающего содержание в ней органических веществ и выражаемого количеством кислорода в мг, необходимым для их окисления в 1 л воды.

3.2Иодометрия

Иодиметрия (иодиметрическое титрование) - метод определения восстановителей прямым титрованием стандартным раствором йода.

Иодометрия (иодометрическое титрование) - метод определения окислителей косвенным титрованием заместителя - иода - стандартным раствором тиосульфата натрия.

Довольно часто методы объединяют под общим названием иодометрия (или иногда иодиметрия).

При прямом титровании определяемых веществ иодом в основе метода лежит полуреакция:

I₂ + 2e> 2I^-

Стандатный ОВ потенциал редокс-пары I₂/2I^- при комнатной температуре равен Е⁰ = +0,545B, т.е. имеет не очень высокое значение. Значение ОВ потенциала пары I₂/2I^- является промежуточным между значениями потенциала для типичных сильных окислителей и восстановителей и характеризует иод как окислитель средней силы, а иодид-ион как восстановитель средней силы. Поэтому иодометрические методы применяются как для определения окислителей, так и для определения восстановителей.

При определении восстановителей прямым титрованием титрантом метода служит раствор иода в растворе иодида калия обычно с молярной концентрацией эквивалента 0,1 или 0,01 моль/л.

Товарный реактив иода обычно загрязнен примесями Cl₂, Br₂, соединениями иода с другими галогенами: IBr, ICl, ICl₃. Кроме того, он может содержать гигроскопическую воду. Раствор титранта готовят по точной навеске с использованием предварительно сублимированного кристаллического иода марки “х.ч.”.

Для получения раствора иода с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л растворяют 13 г кристаллического иода в 50 мл водного раствора, содержащего 36 г иодида калия, в мерной колбе вместимостью 1 л и доводят объем раствора до метки дистиллированной водой.

Затем раствор стандартизируют по раствору тиосульфата натрия Na₂S₂O₃ прямым титрованием в присутствии индикатора - свежеприготовленного раствора крахмала - до появления устойчивой синей окраски титруемого раствора от одной капли раствора.

I₂ + 2Na₂S₂O₃ > 2NaI + Na₂S₄O₆

Также стандартизацию довольно часто проводят по оксиду мышьяка (III) As₂O₃.

Многие иодометрические реакции обратимы и протекают до конца только при создании определенных условий:

1. Титрование иодом необходимо проводить нахолоду, так как, вопервых, иод-летучее соединение и, во-вторых, при нагревании чувствительность крахмала к иоду уменьшается.

2. рН раствора не должно превышать 9.

3. В качестве индикатора в иодометрии обычно используют свежеприготовленный 1%-ный раствор крахмала. При титровании раствором иода (определение восстановителей методом прямого титрования) точка эквивалентности определяется по появлению интенсивно синего окрашивания. При титровании рабочим раствором тиосульфата натрия (определение восстановителей методом обратного титрования и определение окислителей методом заместителя) конец реакции определяется по исчезновению синей окраски от одной капли раствора тиосульфата натрия.

Крахмал необходимо добавлять в самом конце титрования, когда иода в растворе становится мало (раствор приобретает соломенно-желтый цвет). Крахмал, добавленный к раствору с высокой концентрацией иода, разрушается, что вносит ошибку в определение точки эквивалентности.

Очень высокая чувствительность крахмала к иоду и резкое изменение окраски раствора в точке эквивалентности позволяет использовать рабочие растворы с меньшей концентрацией, чем в других методах титриметрического анализа - от 0,01 до 0,05 моль/л.

В иодометрических методах могут использоваться все способы титрования: прямое, заместительное, обратное.

В клиническом анализе метод иодометрического титрования используют при определении в крови сахара и фермента пероксидазы. В санитарно- гигиеническом анализе - для определения “активного” хлора в хлорной извести, остаточного хлора в воде.

В ряде случаев при контроле качества лекарственных препаратов применяют иодометрические методы. Прямое титрование иодом служит для определения натрия тиосульфата и препаратов мышьяка (III). Иодиметрия широко используется для определения аскорбиновой кислоты в фармацевтических препаратах, продуктах питания.Иодометрическое определение, основанное на окислении альдегидов иодом, используют для количественной оценки хлоралгидрата, формальдегида, а также лекарственных веществ, образующих формальдегид при гидролизе (никодин, метазид). Процесс окисления лежит в основе иодометрического определения и других органических лекарственных веществ (фурацилина, изониазида, метионина, анальгина, пенициллина и т.д.).

Метод заместительного иодометрического титрования используют при количественном определении пероксида водорода, калия перманганата, препаратов, содержащих соединения мышьяка (V), меди (II), а также обладающих сильными окислительными свойствами гипохлоритов и хлорпроизводных амидов сульфокислот (хлорамины, пантоцид).

3.3Броматометрия

Броматометрия - метод, в котором используются реакции окисления броматом калия KBrO₃.

Броматометрический метод титриметрического анализа основан на окислении восстановителей броматом калия, который в кислой среде (при [H+] = 1 моль/дм3) является сильным окислителем E⁰ = 1,45В.

При восстановлении бромат-ион переходит в бромид:

BrO₃- + 6H⁺ + 6e > Br- + 3H₂O

При титровании броматом первая избыточная капля бромата вступает в реакцию с получающимся в растворе бромидом, выделяя свободный бром, который может быть обнаружен по появлению желтой окраски:

BrO₃- + 5Br- + 6H⁺ > 3Br₂ + 3H₂O

Обычно бромид прибавляют в раствор бромата. При титровании применяют азоиндикаторы, например,метиловый красный или метиловый оранжевый. Эти индикаторы после окончания основной реакции окисляются бромом и разрушаются: цвет раствора из красного переходит в бледно-желтый. Так как переход окраски связан с разрушением индикатора, процесс этот необратим; при титровании необходимо осторожное приливание окислителя. Индикаторами могут служить также индигосульфоновые кислоты.

Броматометрию применяют для определения мышьяка (III), сурьмы (III), таллия (I) и гидразина в кислой среде; в инертной атмосфере можно титровать олово (II) и медь (I).

Для увеличения скорости реакции титрование проводят при нагревании до 50-60 °С.

Стандартным раствором служит 0,1 н раствор бромата калия. Этот раствор готовят по точной навеске чистого перекристаллизованного бромата калия, высушенного при 150 °С. Раствор бромата калия может быть стандартизирован по раствору мышьяковистой кислоты.

Широкое применение броматометрии объясняется тем, что бромат-бромидная смесь может участвовать не только в реакциях окисления-восстановления, но и в реакциях замещения и присоединения.

Броматометрический метод имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами:

1) бромат-бромидные растворы можно применять не только для определения восстановителей и окислителей, но и для анализа органических ненасыщенных, ароматических и гетероциклических соединений, а также для косвенного определения разнообразных ионов, осаждаемых в виде нерастворимых в воде соединений напримерв виде оксихинолятов;

2) в отличие от стандартных растворов йода или брома, применяемых для анализа тех же соединений, растворы бромата калия устойчивы и не изменяют своей концентрации в течение продолжительного времени. Поэтому при использовании бромата получаются более надежные результаты анализа;

3) при введении в бромат-бромидную смесь ионов ртути (II) увеличивается потенциал системы бром-бромид благодаря образованию устойчивых комплексных ионов [HgBr₄]^2-При этом происходит окисление таких ионов и соединений, которые в отсутствие ионов ртути не окисляются бромат-бромидной смесью. Например, хром (III) легко окисляется до хрома (VI).

У броматометрического метода имеются некоторые недостатки:

1) вода, присутствующая в растворе или образующаяся в процессе титрования неводных растворов, мешает определению многих органических соединений;

2) окисление некоторых органических соединений сопровождается побочными реакциями гидролиза, замещения и присоединения, вызываемых действием воды и элементарного брома;

3) в ряде случаев реакции бромата калия с органическими соединениями протекают не в строго стехиометрическом соотношении, что приводит к искажению конечных результатов анализа.

3.4Дихроматометрия

Дихромат калия ввели в практику титриметрического анализа П. Шабус и С. Пенни в 1850 г., независимо друг от друга. Важнейшей особенностью дихромата, обусловившей его широкое применение в оксидиметрии (титрование растворами окислителей), являются неустойчивость промежуточных степеней окисления хрома +5 и +4 и высокое значение стандартного электродного потенциала полуреакции в кислом растворе:

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e = 2Cr³⁺ + 7H₂O E⁰ = 1,33 В

Двух- или трехкратная перекристаллизация реагента из водного раствора и дальнейшее высушивание при 150-200 °С позволяют получить высокочистый дихромат, пригодный в качестве первичного стандарта. Поэтому стандартные растворы готовят растворением в воде точных навесок дихромата калия. Он легко растворяется в воде, полученные растворы устойчивы в течение многих лет, если их предохранять от испарения. Кроме того, растворы дихромата можно кипятить длительное время, не опасаясь разложения.

3.5Цериметрия

Цериметрией называют метод титриметрического анализа, основанный на использовании в качестве окислителя соединений церия (IV):

Ce⁴⁺ + e > Ce³⁺

В качестве исходных веществ для приготовления стандартных растворов в цериметрии преимущественно применяют комплексные аммониевые соли церия (IV): гексанитратоцерат (IV), трисульфатоцерат (IV), гексахлороцерат (IV), гексаперхлоратоцерат (IV), тетрасульфатоцерат (IV) этилендиаммония. Окислительно-восстановительные потенциалы соответствующих систем имеют различные значения в зависимости от состава титруемого вещества и среды: солянокислые +1,28 В, сернокислые +1,45 В, азотнокислые +1,60 В и хлорнокислые +1,70 В.

Высокий окислительно-восстановительный потенциал системы Ce(IV)/Ce(III) позволяет проводить почти все определения, какие возможны при участии перманганата калия.

Цериметрический метод отличается рядом преимуществ по сравнению с другими методами окисления-восстановления.

1. Соли, используемые для приготовления стандартных растворов Ce(IV), устойчивы, не расплываются на воздухе, не подвергаются действию CO₂ и O₂, не выветриваются и, самое главное, имеют относительно высокие молекулярные массы. Стандартный раствор можно приготовить по точной навеске исходной соли, не подвергая стандартизации.

2. Стандартные растворы долгое время сохраняют постоянную концентрацию, они очень устойчивы к воздействию компонентов окружающей среды.

3. Титрование растворами солей церия (IV) можно проводить не только в сернокислой, но и в солянокислой средах.

4. При титровании растворами солей церия (IV), как правило, не образуются промежуточные и побочные продукты, снижающие точность определения или замедляющие процесс титрования.

5. Широкий диапазон значений реальных окислительно-восстановительных потенциалов пары Ce(IV)/Ce(III), зависящих от среды и концентрации лигандов, дает возможность использовать цериметрический метод для определения самых разнообразных объектов, не определяемых другими окислительно-восстановительными методами.

6. Можно применять ионы Ce⁴⁺, генерируемые электрохимическим путем.

В цериметрии применяют различные способы фиксации конечной точки титрования.

Безиндикаторный метод. Основан на визуальном наблюдении за изменением окраски титруемого раствора, который при избытке титранта окрашивается в желтый цвет. Данный метод не применяется при титровании окрашенных или мутных растворов, а также в тех случаях, когда появляется окраска, вызываемая образованием цветных продуктов реакции.

Индикаторный метод. Основан на применении окислительно-восстановительных индикаторов (ферроина, 2,2?-дипиридила, 5,6-диметилферроина, сетополина С, дифениламиносульфокислоты и др.) и необратимых индикаторов (метилового оранжевого, метилового красного и т. п.)

Глава 4. Реакции, применяемые в методах окислительно-восстановительного титрования

Реакции, применяемые в методах окислительно-восстановительного титрования, должны отвечать следующим требованиям:

1. Реакции должны практически протекать до конца.

2. Реакция должна протекать достаточно быстро, чтобы равновесие, при котором реальные окислительно-восстановительные потенциалы обеих редокс-пар равны, устанавливалось практически мгновенно.

3. Реакция должна протекать стехиометрически, побочные процессы должны быть исключены.

4. Конечная точка титрования должна определяться точно и однозначно либо с индикаторами, либо без индикаторов.

Экспериментальная часть

Ход работы:

Бюретку заполнить раствором тиосульфата натрия.

Получить у преподавателя аликвоту раствора сульфата меди (II), добавить с помощью мерного цилиндра 4 мл 10% раствора KI, накрыть отверстие колбы часовым стеклом 138 и оставить на 5 минут в темном месте для завершения реакции. Затем добавить в колбу 25 мл дистиллированной воды и хорошо перемешать.

Титровать раствором тиосульфата натрия до перехода темно-бурой окраски раствора в бледно-желтую, после чего прибавить 10 капель раствора крахмала и продолжить титрование, пока синяя окраска раствора не исчезнет от одной капли титранта.

Определение меди растворе сульфата меди (//)

Определение меди в растворе сульфата меди (//) СuSO4 выполняется методом замещения, в основе которого лежат реакции:

CuSO4+KI>CuI+I2+K2SO4

I2+Na2SO4>NaI+Na2S4O6

№Опыта	V(Na2S2O3), мл
1	2,6
2	2,5
3	2,7
4	3,0
5	3,3

Вычисления

Рассчитаем величину среднего обьема раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование:

V(Na2S2O3)=

Вычисляем массу меди в растворе предварительно рассчитав молярные массы эквивалента тиосульфата натрия.

Мэв(Na2S2O3)=0,5М(Na2S2O3)=79г/моль

Мэкв(Cu)=М(Cu)=64г/моль

Т(Na2S2O3)==0,0079г/мл

m(Cu)=

Заключение

Целью производственной практики явилось ознакомление с основами метода окислительно-восстановительного титрования.

Так, было установлено, что окислительно-восстановительное титрование основано на взаимодействии определяемого вещества со стандартным (рабочим) раствором окислителя или восстановителя.

Во время производственной практики были получены общие представления о сущности метода. Получены теоретические и практические навыки с их возможностью дальнейшего применения в курсе аналитической химии, а также в своей будущей профессиональной деятельности.

Производственная практика пройдена успешно.

Список использованных источников

окислительное восстановительное титрование

1. Шкутина, И.В. Окислительно-восстановительное и комплексонометрическое титрование. Учебно-методическое пособие. / И.В. Шкутина, З.М. Саркисян. - СПб.: СПбГПМУ, 2019. - 40 с.

2. Харитонов, Ю.Я. Аналитическая химия, Кн.2. Количественный анализ. Физико-химические (инструментальные) методы анализа: Учебн. для вузов / Ю.Я. Харитонов. - 2-е изд., испр. - М.: Высш.шк, 2003. - 559 с.

3. Калюкова, Е.Н. К Титриметрические методы анализа: Учебное пособие / Е.Н. Калюкова. - Ульяновск: УлГТУ, 2008. - 108 с.

4. Кунце У., Шведт Г. Основы качественного и количественного анализа - М.: Мир, 1997. - 424 с.

5. Золотов, Ю.А. Основы аналитической химии. В 2 кн. Кн. 2. Методы химического анализа: Учеб. для вузов / Ю.А. Золотов, Е.Н. Дорохова, В.И. Фадеева и др. / Под ред. Ю.А. Золотова. - 3-е изд. - М.: Высш. шк., 2004. - 503 с., ил.

6. Пономарев, В.Д. - Аналитическая химия. Учебник для фармац. и фак. мед. ин-тов / В.Д. Пономарев. - М.: Высшая школа, 1982. - 288 с., ил.

7. Васильев, В.П. Аналитическая химия. В 2-х ч / В.П. Васильев. - М.: Высш.шк., 1989. Ч.1. - 320 с.

8. Окислительно-восстановительное титрование: [учеб-меО504 тод. пособие] / [сост. А. Л. Подкорытов, Л. К. Неудачина, С. А. Штин ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т]. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2015. - 64 с.

Размещено на Allbest.ru

...