«Задания для студенток заочного отделения технологических специальностей Составили. Г. Г. Мельченко В. А. Старовойтова В. П. Гуськова Н. В. Юнникова Г. Н. Микилева В. Ф. Юстратова Л. С. Сизова Утвержд (стр. 13 из 19)
145. На чем основана классификация методов окисления-восстановления? Опишите иодометрическое определение восстановителей: назовите рабочий раствор, способ его приготовления, приведите химические реакции и способы фиксирования точки эквивалентности.
146. В чем сущность безиндикаторного способа фиксирования точки эквивалентности? Приведите примеры. Опишите приготовление рабочего раствора тиосульфата натрия в иодометрии, условия его хранения, установочное вещество, условия установления концентрации, приведите соответствующие химические реакции.
147. Какие требования предъявляются к реакциям окисления-восстановления, используемым в количественном анализе? Опишите перманганатометрическое определение пероксида водорода: укажите условия проведения анализа, способ фиксирования точки эквивалентности, приведите химическое уравнение реакции.
148. Дайте определение стандартного электродного потенциала. Факторы, влияющие на величину равновесного потенциала; уравнение Нернста. Опишите иодометрическое определение кислот: укажите рабочий раствор, условия проведения анализа, способ фиксирования точки эквивалентности. Приведите химические реакции.
149. Факторы, влияющие на скорость окислительно-восстановительных реакций. Каким образом можно увеличить скорость реакций? Приведите примеры. Опишите метод броматометрии: укажите рабочий раствор, установочные вещества, способ фиксирования точки эквивалентности, возможности метода, приведите соответсвующие химические уравнения.
150. Приведите примеры выполнения анализов прямым методом, обратным и титрованием заместителя, используемые в редоксиметрии. Опишите определение нитритов методом перманганатометрии: укажите рабочие растворы, условия проведения анализа, способы фиксирования точки эквивалентности, приведите соответствующие уравнения химических реакций.
3.3. Вычисления в титриметрическом анализе
3.3.1. Закон эквивалентов
Вычисления в титриметрическом анализе основаны на законе эквивалентов. Если вещество А вступает во взаимодействие с веществом В, то математическое выражение закона эквивалентов в общем виде записывают следующим образом:
или nэкв.(А) = nэкв.(В) (46)В зависимости от способа выражения состава раствора количество вещества эквивалента может быть вычислено несколькими путями:
(47)Следовательно, уравнение закона эквивалентов тоже может иметь несколько математических выражений. Например, если определяемое вещество (ОВ) и состав этих растворов выражен в виде молярной концентрации эквивалента, то уравнение закона эквивалентов принимает следующий вид:
(48)3.3.2. Способы подготовки проб
При выполнении титриметрического анализа пробу определяемого вещества следует перевести в раствор. Используют два способа подготовки проб: способ отдельных навесок и способ пипетирования.
При подготовке пробы способом отдельных навесок пробу определяемого вещества взвешивают на аналитических весах, растворяют в произвольном объеме дистиллированной воды, а затем целиком титруют рабочим веществом. Для выполнения параллельного анализа берут вторую навеску пробы, близкую по величине к первой, и также растворяют и титруют.
При подготовке пробы способом пипетирования навеску определяемого вещества также взвешивают на аналитических весах, затем переносят в мерную колбу, растворяют в дистиллированной воде, доводят до метки и перемешивают. При выполнении анализа мерной пипеткой отбирают объем раствора определяемого вещества, который называют аликвотной частью (АЧ), а затем проводят титрование. При выполнении параллельного титрования необходимо вновь отобрать аликвотную часть.
3.3.3. Способы выполнения титриметрического анализа
Существует три способа проведения титриметрического анализа: прямое титрование, титрование заместителя и обратное или титрование по остатку. При расчете результатов анализа необходимо учитывать как способ подготовки пробы, так и способ титрования.
1. Способ прямого титрования заключается в том, что к раствору определяемого вещества (ОВ) небольшими порциями добавляют до точки эквивалентности раствор рабочего вещества (РВ). Выражение закона эквивалентов будет иметь вид (уравн. 46).
(49)Например, при определении содержания хлоридов раствор хлорида натрия (ОВ) титруют нитратом серебра (РВ) до точки эквивалентности. В основе анализа лежит химическая реакция:
NaCl + AgNO3 AgCl + NaNO3 
Cl- + Ag+ AgClВыражение закона эквивалентов записывают следующим образом:
2. При заместительном титровании к определяемому веществу добавляют вспомогательный реагент, который, вступая в реакцию с определяемым веществом, образует эквивалентное количество нового вещества – заместителя. Выделившийся заместитель титруют рабочим веществом.
(50)В уравнении (50) средний член можно опустить, тогда выражение закона эквивалентов примет вид, используемый для вычислений при прямом титровании, уравнение (49). Другими словами, расчеты результатов анализа при заместительном титровании аналогичны расчетам при прямом титровании. Например, при йодометрическом определении содержания дихромата калия к раствору дихромата калия (ОВ) добавляют вспомогательный реагент – иодид калия. В результате реакции образуется эквивалентное количество заместителя – свободного иода (Зам.), который титруют рабочим веществом – тиосульфатом натрия.
В основе анализа методом заместительного титрования лежат две химические реакции. Первая реакция соответствует образованию заместителя определяемого вещества:
K2Cr2O7 + 6 KI + 7 H2SO4 2 Cr2(SO4)3 + 3 I2 + 7 H2O + 4 K2SO4 Cr2O72- + 6 I- + 14 H+ 2 Cr3+ + 3 I2 + 7 H2OВторая реакция соответствует титрованию заместителя рабочим раствором:
I2 + 2 Na2S2O3 2 NaI + Na2S4O6 
I2 + 2 S2O32- 2 I - + S4O62-Уравнение закона эквивалентов при заместительном титровании записывают в следующем виде:
3. Способ обратного титрования заключается в том, что к раствору определяемого вещества добавляют точно измеренный объем первого рабочего вещества (раствора) (РВ1), взятого в избытке.
После химического взаимодействия между определяемым веществом и первым рабочим раствором остается избыток первого рабочего раствора, который оттитровывают вторым рабочим раствором (РВ2). Выражение закона эквивалентов записывают следующим образом:
(51)Например, при определении содержания карбоната кальция методом обратного титрования к навеске карбоната кальция добавляют заведомо избыточное количество хлороводородной кислоты (РВ1). Одна часть хлороводородной кислоты вступает в химическую реакцию с карбонатом кальция (ОВ). А другая часть остается в растворе в избытке (остатке), который титруют вторым рабочим раствором – гидроксидом натрия (РВ2).
При обратном титровании протекают две химические реакции. Первая реакция отражает взаимодействие между определяемым веществом и первым рабочим раствором:
CaCO2 + 2 HCl CaCl + CO2 + H2O CO32- + 2 H+ CO2 + H2OВторая реакция отражает взаимодействие между избытком первого рабочего раствора и вторым рабочим раствором:
HCl + NaOH NaCl + H2O H+ + OH- H2OЗакон эквивалентов, используемый для расчетов в данной задаче, будет выражен следующим образом:
