Файл: Объемный метод анализа Кислотноосновное титрование Индикаторы титриметрические (объемные) методы количественного анализа.pptx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.12.2023

Просмотров: 92

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

объемный метод анализа Кислотно-основное титрование Индикаторы

ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЕ (ОБЪЕМНЫЕ) МЕТОДЫ КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА

Добавляемый реагент называют титрантом, а его раствор с заданной концентрацией – титрованным раствором.

Цель и задачи

Цель: определение концентрации анализируемого вещества.

Задачи метода:

Способы фиксации точки эквивалентности

требования К ХИМИЧЕСКИМ РЕАКЦИЯМ ОБЪЕМНОГО АНАЛИЗА

СТАДИИ ПРОТЕКАНИЯ объемного анализа

1. Приготовление стандартного раствора

2. Выбор индикатора

3. Установление титра и нормальной концентрации стандартного раствора

4. Титрование раствора, анализируемого вещества, стандартным раствором

5. Вычисление результатов анализа

Йодиметрия и йодометрия

Т – титрант

АТ – продукт

R – реагент

AR – промежуточный продукт

Т – титрант

B – вспомогательный реагент

АВ – промежуточный продукт

Т – титрант

АВТ – продукт

Закон эквивалентов для растворов

Произведение объема раствора и нормальной концентрации эквивалента вещества равно числу эквивалентов:

Объемы растворов, реагирующих веществ обратно пропорциональны их нормальной концентрации эквивалента:

где А – анализируемое вещество, Т - титрант

Титр раствора

Титр раствора

Стандартизация растворов

Стандартизация растворов

Расчет результатов титрования

Формулы расчета нормальной концентрации для различных методов титрования.

Прямое титрование:

Заместительное титрование:

Обратное титрование:

Кислотно-основное равновесие – равновесие, в котором участвует протон (Н+).

Согласно протолитической теории Бренстеда-Лоури, все частицы делятся на:

Теория бренстеда-лоури

Таким образом, возникают кислотно – основные пары, которые называют сопряженными. Следовательно, каждая кислота имеет сопряженное с ней основание и каждое основание – сопряженную с ним кислоту.

Константа диссоциации – величина, характеризующая способность электролита диссоциировать на ионы. Чем больше константа диссоциации, тем сильнее электролит.

Расчет рН:

Гидролиз – частный случай кислотно-основного равновесия

Гидролиз - обменное взаимодействие вещества с водой, приводящее к разложению и образованию новых соединений.

Константа гидролиза – константа равновесия гидролитической реакции. Первой константе гидролиза соответствует последняя константа диссоциации.

Теория индикаторов

Индикаторы

Цветовой круг

Поглощение света

Интервалом перехода окраски кислотно-основного индикатора называют область значений рН, в которой человеческий глаз фиксирует полное изменение окраски.

Показатель титрования индикаторов

Оптимальное значение рН титруемого раствора, при котором наблюдается наиболее резкое изменение окраски индикатора, рТ.

Показатель титрования обычно равен рН раствора, при котором концентрации обоих окрашенных форм индикатора равны.

Кислотно-основные индикаторы

Кислотно-основные индикаторы

Типы азоиндикаторов

1)Кислотно-основные (метиловый желтый, метиловый оранжевый, метиловый красный, тропеолины);

Кислотно-основные индикаторы:

Типы азоиндикаторов

2)Металлохромные (эриохромовый черный Т, арсеназо, ПАН (пиридилазонафтол), ПАР, ТАР);

Металлохромные индикаторы:

Принцип окрашивания азоиндикаторов

Сильная кислота

Молекулярная форма

Сильная щёлочь

Ионная форма

Примеры азоиндикаторов

Метиловый оранжевый в щелочной среде (желтый)

В кислой среде происходит присоединение протона и образуется кислотная форма (красный):

Применение

СУЛЬФОФТАЛЕИНЫ

СУЛЬФОФТАЛЕИНЫ

Тимолфталеин

Тимолфталеин

Феноловый красный

Кислотно – основное титрование

Титрование Титрование

кислотами основаниями

АЦИДИМЕТРИЯ

Установочные вещества

АЛКАЛИМЕТРИЯ

Установочные вещества

Спасибо за внимание


Требования, предъявляемые к кислотно-основным индикаторам
  • Вещества, используемые в качестве индикаторов, должны обладать интенсивной окраской (иметь большой молярный коэффициент светопоглощения).
  • Изменение окраски должно быть контрастным (большая разность между λмакс поглощения кислотной и основной форм).
  • Интервал перехода окраски должен быть узким, а процесс изменения окраски обратимым.
Правило выбора индикатора — при титровании используется такой индикатор, который изменяет свою окраску около точки эквивалентности, то есть интервал перехода окраски индикатора должен по возможности совпадать со скачком титрования.
Различная окраска индикаторов при разном pH
  • Ионная теория кислотно-основных индикаторов (теория Оствальда)
  • Хромофорная теория цветности органических соединений
  • Ионно-хромофорная теория

Теории индикаторов:

Теория Оствальда
    • Согласно этой теории, каждый рН-индикатор должен диссоциировать как слабая кислота или слабое основание
    • HInd ⇆ Н++ Ind¯

Хромофорная теория
    • Окраска индикатора обусловлена наличием в его молекуле определенных групп, называемых хромофорами.
    • К хромофорным группам относятся:
    • азогруппа —N=N—
    • нитрогруппа NO—
    • нитрозогруппа —N==O,

Цветовой круг


Иоханнес Иттен — швейцарский художник и преподаватель Баухауса, известный своим вкладом в изучение колористики в начале XX века.

В книге «Искусство цвета» Иттен подробно описал принципы работы с цветом и свой цветовой круг.

Поглощение света

Интервалом перехода окраски кислотно-основного индикатора называют область значений рН, в которой человеческий глаз фиксирует полное изменение окраски.

Показатель титрования индикаторов

Оптимальное значение рН титруемого раствора, при котором наблюдается наиболее резкое изменение окраски индикатора, рТ.

Показатель титрования обычно равен рН раствора, при котором концентрации обоих окрашенных форм индикатора равны.

Кислотно-основные индикаторы


По чувствитель-ности

Чувствительные к кислотам

pT<7

Чувствительные к щелочам

pT>7

Нейтральные

pT7

По цвету

Одноцветные

Двуцветные

По структуре

Азоиндикаторы

ΔpH=3,2-4,4

pT=4

Фталеины

ΔpH=8-9,8

pT=9

Сульфо-фталеины

Анилин-сульфо-фталеины

Нитро-индикаторы

Бензоины


Важно соблюдать требования при выборе индикатора (ΔpH, pT=4)!

*pT- показатель титрования (значение рН, при котором обычно заканчивается титрование)

**ΔpH - интервал перехода индикатора.

Кислотно-основные индикаторы

Типы азоиндикаторов

1)Кислотно-основные (метиловый желтый, метиловый оранжевый, метиловый красный, тропеолины);

Кислотно-основные индикаторы:

  • Органические соединения, растворимые в воде. Меняют окраску при изменении кислотности водного раствора.
  • Применяются для определения точки эквивалентности при ацидиметрическом титровании. При этом подбирают индикатор так, чтобы интервал перехода окраски индикатора лежал внутри диапазона скачка pH в точке эквивалентности.

Типы азоиндикаторов

2)Металлохромные (эриохромовый черный Т, арсеназо, ПАН (пиридилазонафтол), ПАР, ТАР);

Металлохромные индикаторы:

  • Являются многоосновными слабыми кислотами. Образуют с определяемым металлом кислые и средние соли, различающиеся по окраске.
  • Являясь полидентатными лигандами, металлоиндикаторы образуют окрашенные соединения с катионами различных металлов.

Принцип окрашивания азоиндикаторов

Сильная кислота

Молекулярная форма

Сильная щёлочь

Ионная форма


Цвет молекул индикатора в растворе

Цвет ионов

индикатора в

растворе

Примеры азоиндикаторов


Ализариновый жёлтый

Метиловый красный

Метиловый оранжевый

Метиловый оранжевый в щелочной среде (желтый)

  • (СН3)2N-

-N=N-

-SO3- (Ind)

В кислой среде происходит присоединение протона и образуется кислотная форма (красный):

  • (СН3)2N+=

=N-NH-

SO3- (HInd)

___

___

Применение


Азокрасители

Кислотные

Прямые

Дисперсные

Реактивные

СУЛЬФОФТАЛЕИНЫ

СУЛЬФОФТАЛЕИНЫ


Большинство представителей сульфофталеиновых индикаторов имеют три окрашенные формы: кислотную, моно- и дианион.

Моноанионы сульфофталеинов — желтые, а дианионы — красные, малиновые, синие и т.д 

Простейшим сульфофталеиновым красителем является феноловый красный (фенолсульфофталеин).



СУЛЬФОФТАЛЕИНЫ

Тимолфталеин

Тимолфталеин

Феноловый красный


Интервал перехода окраски индикаторов зависит от:
  • температуры;
  • ионной силы;
  • присутствия в растворе посторонних веществ (например, этанола), влияющих на кислотно-основные свойства индикатора.

СУЛЬФОФТАЛЕИНЫ

C20H14O4

Фенолфталеин

Фталеиновые индикаторы

Тимолфталеин

C28H30O4

Фталеиновые индикаторы

Интервал перехода окраски

Фенолфталеин (pH 8,2 – 10)

Тимолфталеин (pH 9,3 – 10,5)

Примеры:

1) метиловый оранжевый, представитель большого класса азоиндикаторов.

pKa B = 3,36. В интервале рН 3,0—4,4 окраска раствора изменяется от красной

к оранжево-желтой.

2) фенолфталеин

Исходная протонированная форма не поглощает света в видимой области, раствор бесцветен.

После отщепления иона водорода H+ образуется сопряженная система, раствор приобретает малиновую окраску.

Интервал рН перехода 8,2—10.

Кислотно – основное титрование

Титрование Титрование

кислотами основаниями


Ацидиметрия

Алкалиметрия

АЦИДИМЕТРИЯ


Рабочий раствор: 0,1н и 0,01н НСI или H2SO4.

Применяют для определения :

веществ основного характера,

содержащие азот (алкалоиды, любые гетероциклические соединения),

основания, соли образованные

слабой кислотой и сильным основанием (например,NаНСОз, Nа2СО3 и др).

Установочные вещества


Для стандартизации кислот

1. Натрия карбонат Na2CO3,

высушенный при 270-3000С.

2. Hатрия тетраборат

Na2B4O7* 10 H2O,

перекристаллизованный при 600С из воды и высушенный.

АЛКАЛИМЕТРИЯ


Рабочий раствор:

1н и 0,01н, стандартные растворы NaOH и КОН, реже Ва(ОН)2.

сильных и слабых кислот,

органических соединений,

проявляющих кислотный характер.

Применяют для определения

Установочные вещества


Для стандартизации оснований

щавелевая кислота (дигидрат)

H2C2O4 ·2H2O,

перекристаллизованная из соляной кислоты и воды и высушенная

Спасибо за внимание