Техника выполнения титриметрического анализа

Измерительная посуда.Мерные цилиндры применяют для приближенного, с точностью до 1-2 мл, измерения жидкостей.

Мерные колбы используют для приготовления растворов с точно известной концентрацией. Обычно навеску вещества количественно переносят в мерную колбу, растворяют и разбавляют водой до определенного объема (например, 100 мл), ограниченного круговой меткой (чертой) на горлышке (пока нижний край мениска жидкости не коснется черты).

Пипетки используют для отбора и переноса точного объема раствора из одного сосуда в другой. Перед употреблением пипетку моют, промывают дистиллированной водой и обязательно ополаскивают тем же раствором, который будут отмеривать. Иначе оставшаяся в пипетке вода разбавит отмериваемый для анализа раствор и концентрация его изменится. Правила работы с пипетками: Нижний конец пипетки погружают в раствор и засасывают раствор резиновой грушей через верхнее отверстие. Когда уровень жидкости поднимется выше черты, быстро закрывают верхнее отверстие указательным пальцем правой руки и вынимают пипетку из раствора. Затем лишний раствор осторожно выпускают, пока нижний край мениска не совпадет с чертой, нанесенной на пипетку. В тот момент, когда мениск коснется черты, палец плотно прижимают к верхнему отверстию пипетки и останавливают вытекание жидкости. Наполненную пипетку переносят в колбу для титрования. Для этого колбу держат в наклонном положении, пипетку приставляют нижним ее концом к стенке колбы, держа пипетку вертикально. Слегка отпустив указательный палец, дают раствору стечь, ждут еще примерно 15 секунд и удаляют последнюю каплю прикосновением кончика пипетки к стенке колбы. Не следует выдувать или вытряхивать последние капли жидкости из пипетки, так как при калибровке пипетки метку наносят с учетом того, что при свободном истечении жидкости немного ее остается на стенках.

Бюретки представляют собой цилиндрические градуированные сосуды с краном или резиновым затвором. Крупные деления нанесены через каждый миллилитр, а мелкие – через 0,1 мл. Бюретки используют для измерения объема раствора, израсходованного на титрование. Перед работой бюретку моют, затем ополаскивают раствором, которым будут титровать. Затем, поместив зажим на резиновую часть бюретки, наполняют ее раствором для титрования выше «0» деления, заполняют оттянутую трубку, следя за тем, чтобы в ней не оставалось воздуха. После этого устанавливают нижний мениск на «0» делении, выпуская лишний раствор из бюретки. Отсчеты по бюретке делают с точностью до 0,05 мл. Выполнение отсчета затрудняется тем, что жидкость в бюретке имеет вогнутый мениск. Поэтому глаз при отсчете следует держать точно на уровне жидкости. В противном случае отсчет будет сделан неправильно. Каждое титрование начинают с «0» деления, так как при этом лучше всего компенсируются погрешности калибрования бюретки. Выпускают раствор из бюретки не очень быстро (не быстрее 3-4 капель в секунду), иначе он не будет вовремя стекать со стенок и отсчет окажется неверным.

Приготовление стандартных растворов:

1. Составить уравнение реакции между стандартным веществом и веществом, концентрацию которого следует установить. По уравнению реакции рассчитать молярную массу эквивалента (Э) стандартного вещества. Далее рассчитать массу стандартного вещества, необходимую для приготовления заданного объема раствора заданной концентрации, используя формулу:

, (29)

где С – молярная концентрация эквивалента (нормальность) раствора; V – необходимый объем раствора в мл.

2. На технохимических весах взвесить пустой бюкс.

3. Взвесить бюкс с навеской на технохимических весах.

4. Взвесить бюкс с навеской на аналитических весах.

5. Количественно без потерь перенести навеску из бюкса в мерную колбу через сухую воронку (после перенесения вещества воронку из колбы не вынимать!). Взвесить пустой бюкс на аналитических весах.

6. Приготовить раствор. Для этого вначале смыть остатки вещества с воронки в колбу, предварительно чуть приподнять воронку, чтобы был зазор между ней и стенками колбы. Добавить в колбу дистиллированной воды на 1/3 – 1/2 её объема и содержимое колбы вращательными движениями тщательно перемешать до полного растворения навески. Довести объем раствора до калибровочной метки (по нижнему мениску), закрыть колбу пробкой и, придерживая, её указательным пальцем, тщательно перемешать, переворачивая колбу горлышком вниз не менее 8 раз.

7. Рассчитать титр стандартного раствора, используя при этом точную массу навески, т.е. данные взвешиваний на аналитических весах (п. 4-5) по формуле (23) с точностью до пятого знака после запятой.

8. Рассчитать нормальность (молярную концентрацию эквивалента) стандартного раствора с точностью до четвертого знака после запятой по формуле:

(н) (30)

Отбор пробы и титрование:

1. Подготовить к работе бюретку. Для этого ополоснуть бюретку небольшим количеством раствора титранта, использованный раствор вылить. После этого заполнить бюретку раствором титранта почти доверху; затем, подставив под неё стакан и приоткрыв зажим, заполнить «носик» бюретки (оттянутую трубку бюретки) так, чтобы в ней не оставалось пузырьков воздуха. Установить уровень титранта на «0» деление по нижнему мениску раствора.

2. В колбу для титрования отобрать с помощью мерной пипетки отдельную порцию титруемого раствора (аликвоту), предварительно ополоснув пипетку отбираемым раствором, чтобы удалить из неё остаток воды. Добавить в колбу необходимые для титрования реагенты, индикатор.

3. Провести титрование. Для этого колбу с титруемым раствором помещают на штатив под бюретку таким образом, чтобы «носик» бюретки находился в колбе. Левой рукой держат зажим, правой рукой – колбу за её верхнюю часть, чтобы не закрывать раствор, находящийся в колбе. Сжимая зажим и круговыми движениями постоянно перемешивая содержимое колбы, осуществляют титрование. При этом титрант выпускают из бюретки не быстрее 3-4 капель в секунду, иначе он не будет вовремя стекать со стенок и отсчет окажется неверным. По достижении точки эквивалентности (внешне это проявляется в изменении окраски раствора) титрование прекращают. Снимают показания титрования по бюретке с точностью до 0,05 мл и записывают объем титранта в лабораторный журнал. Титрование осуществляют не менее трех раз. При этом результаты титрования должны быть сходящимися, т.е. расхождение не должно превышать 0,1мл. При получении трех сходящихся результатов, находят среднее значение и рассчитывают концентрацию анализируемого раствора. Если в результате трех титрований сходящиеся результаты не получены, проводят 4-е, 5-е титрование до получения трех сходящихся результатов.

Расчеты результатов титрования:

Расчет среднего объема титранта осуществляют по формуле:

(31)

Расчет молярной концентрации эквивалента (нормальности) титранта по раствору стандартного вещества.По закону эквивалентов:

, (32)

где С_ст.р-ра – нормальность стандартного раствора; С_т – нормальность титранта; V_ст.р-ра – объем стандартного раствора, равный объему пипетки; V_т - объем титранта, равный среднему значению отсчетов по бюретке (V_ср).

Из формулы (31) выразим молярную концентрацию эквивалента титранта:

(33)

Расчет массы определяемого вещества в определенном объеме раствораосуществляют по формуле:

, (34)

где С – нормальность титранта; Э – молярная масса эквивалента определяемого вещества; V_ср – средний объем трех сходящихся результатов титрования.