Меню Рубрики

Анализ раствора калия перманганата калия

Скачать: 22.zip [83,58 Kb] (cкачиваний: 152)

1 Введение в объёмный анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Метод нейтрализации. Приготовление рабочего титрованного

раствора кислоты. Приготовление рабочего титрованного раствора

щелочи. Определение концентрации кислоты по щелочи . . . . . . . . . . . . 12

Метод нейтрализации. Количественное определение карбонатов и

бикарбонатов в растворе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Оксидиметрия. Перманганатометрия. Приготовление рабочего

титрованного раствора перманганата калия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

Перманганатометрия. Определение массовой доли железа в соли

Оксидиметрия. Иодометрия. Приготовление рабочего титрованного

раствора тиосульфата натрия. Определение массовой доли меди в

медном купоросе методом иодометрии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

Определение содержания уксусной кислоты в уксусе . . . . . . . . . . . . . . . 30

10 Лабораторная работа № 9

Определение степени гидролиза методом измерения рН раствора . . . . . .32

11 Лабораторная работа № 10

Метод комплексообразования. Трилонометрия. Определение общей

жёсткости воды методом комплексонометрии . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 34

12 Лабораторная работа № 11

Определение зольности пищевых кислот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

13 Лабораторная работа № 12

Весовой анализ. Определение массовой доли бария в хлориде бария. . . 39

14 Требования к рабочему журналу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Список использованных источников . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .43

1. 1 характеристика и методы объёмного анализа

Объемным (титриметрическим) анализом называют метод количественного химического анализа аналитической химии, основанный на точном измерении объемов растворов реагирующих между собой нацело веществ.

Основной операцией объемного анализа является титрование – постепенное приливание одного раствора, находящегося в бюретке, к точно известному объему другого вещества, находящемуся в колбе, до точки эквивалентности. Точкой эквивалентности считают момент титрования, в который все вещество из раствора в колбе прореагирует.

Точка эквивалентности фиксируется глазом аналитика по изменению внешнего вида (например, цвета) растворов реакционной системы или специально добавленного индикатора.

По точно измеренным объемам растворов двух реагирующих веществ и известной концентрации одного из них рассчитывают неизвестную концентрацию другого раствора.

Расчеты основывают на законе эквивалентов: «Вещества вступают в химические реакции друг с другом строго определенными массами их эквивалентов”.

Можно закон сформулировать упрощенно: «Количества эквивалентов прореагировавших веществ равны между собой”, что для той же реакции

1.1.2 Методы объёмного анализа

В зависимости от типа химической реакции, используемой в целях анализа, различают методы объемного анализа:

— методы, основанные на применении реакций обмена (метод нейтрализации или кислотно-основное титрование; метод осаждения);

— методы, основанные на применении реакций окисления-восстановления (оксидиметрия или редоксметрия, или окислительно-восстановительное титрование);

— методы, основанные на применении реакций комплексообразования (комплексонометрия или комплексонометрическое титрование).

1.2 Посуда объёмного анализа и правила обращения с ней

Выполнение химического анализа объемным методом требует точного измерения объемов растворов. Для этой цели служит специальная мерная посуда. Измерение объемов ведется в дм 3 (литрах), а в лабораторных условиях часто применяют мл 3 (миллилитры). Так как в большинстве учебных пособий, а также в фабричных штампах на лабораторной посуде сохраняют привычные единицы измерения объемов – литры и миллилитры, ими и будем пользоваться.

Мерные колбы представляют собой плоскодонные сосуды шарообразной или грушеобразной формы с узким длинным горлом. На горле имеется кольцевая метка, до которой нужно заполнить колбу, чтобы объем раствора был равен обозначенному на фабричном клейме.

Наиболее часто применяют мерные колбы емкостью: 1000, 500, 250, 200, 100 и 50 мл. Объем на колбе обозначают в мл при температуре +20ºС.

Мерные колбы применяют для приготовления известных объемов растворов точной или примерно заданной концентрации, реже – для отмеривания заданных объемов растворов или воды. Мерная колба тарируется на заполнение.

В мерных колбах не разрешается нагревать, длительное время хранить растворы или осуществлять в них химические реакции, так как при этом стекло стенок колбы выщелачивается и объем изменяется.

1.2.2 Правила обращения с мерными колбами

1.2.2.1 Работать с совершенно чистой колбой.

1.2.2.2 Колбу брать только за горло и обязательно выше метки, чтобы не изменить температуру раствора и колбы.

1.2.2.3 Раствор или воду наливать до метки, чтобы вогнутый мениск жидкости касался кольцевой метки своей нижней частью.

1.2.2.4 Для правильного наполнения колбу держать так, чтобы метка находилась точно на уровне глаз (в этом положении кольцевая метка видится отрезком прямой).

Пипетки представляют собой длинные стеклянные трубки малых диаметров, имеющие оттянутый носик и, возможно, расширение в средней части трубки.

Применяются для точного отмеривания и перенесения из одного сосуда в другой небольших объемов растворов. При этом пипетки с расширением (пипетки Мора) имеют одну кольцевую метку для перенесения только одного объема раствора. Цилиндрические пипетки градуированы на мл и их доли и предназначены для перенесения разных объемов растворов (в пределах градуировки). Градуированные пипетки малого объема (1-2 мл), изготовленные из стеклянной трубки очень малого диаметра с ценой деления 0,01-0,05 мл, называются микропипетками и применяются при работе с очень малыми объемами растворов. Пипетки при изготовлении градуируются на слив, поэтому объем раствора, вылитого из пипетки, соответствуют градуировке.

1.2.4 Правила обращения с пипетками

1.2.4.1 Работать с совершенно чистой пипеткой.

1.2.4.2 При высасывании воздуха из пипетки оттянутый носик должен быть до дна погружен в раствор.

1.2.4.3 Как только раствор в пипетке поднимается выше метки, быстро вынуть верхний конец изо рта и закрыть отверстие указательным пальцем.

1.2.4.4 Держа вертикально пипетку так, чтобы метка (нулевая метка) находилась на уровне глаз, слегка ослабить нажим указательного пальца, чтобы раствор вытекал каплями в сосуд до тех пор, пока нижний мениск коснется метки (нулевой метки). Усилить нажим указательного пальца, прекратить вытекание раствора.

1.2.4.5 Ввести оттянутый носик пипетки в колбу или стакан, куда требуется перенести порцию раствора (не касаясь стенок сосуда), ослабить нажим указательного пальца и слить раствор или весь, или до требуемого деления.

1.2.4.6 При сливании всего раствора нельзя выдувать из кончика пипетки удерживаемую капиллярными силами каплю раствора, так как пипетка градуирована на свободный слив.

1.2.4.7 Осмотреть пипетку, и, если на внутренней поверхности остались капли раствора, пипетку промыть моющей смесью, водопроводной водой и дистиллированной водой, отмеривание повторить чистой пипеткой.

Бюретки представляют собой градуированные по высоте на мл и их доли длинные стеклянные трубки с оттянутым носиком, перед которым имеется стеклянный кран или отрезок резинового шланга, перекрываемые металлическим зажимом снаружи или стеклянным шариком внутри.

Бюретка предназначена для титрования или для отмеривания небольших порций растворов в серийных анализах.

1.2.6 Правила пользования бюретками

1.2.6.1 Работать с совершенно чистой бюреткой.

1.2.6.2 Бюретку укреплять в штативе строго вертикально при помощи металлических лапок или специальных зажимов.

1.2.6.3 Перед каждым титрованием обязательно заполнять бюретку раствором до нулевого деления. При этом носик бюретки должен быть заполнен, а воронка убрана.

1.2.6.4 При всех отсчетах по бюретке глаза наблюдателя располагать строго на уровне мениска жидкости.

1.2.6.5 Раствор из бюретки при титровании приливать по каплям, не допуская вытекания струей. Титруемый раствор в колбе постоянно перемешивать.

Кроме мерных колб, пипеток и бюреток в объемном анализе применяют обычную химическую посуду, а для грубых измерений используют мерные цилиндры и мензурки.

1.3 Растворы в объемном анализе, их классификация, способы

выражения и расчёта концентрации

1.3.1 По роли в объемном анализе различают рабочий и анализируемый растворы.

Рабочий раствор – это раствор того вещества, по концентрации которого устанавливают концентрацию анализируемого раствора.

Растворы с известной концентрацией в весовом анализе называют титрованными, т.е. с известным титром.

Титр – один из способов выражения концентрации растворов, показывает, сколько г (или мг) растворенного вещества содержится в 1 мг раствора. Обозначается Т, измеряется в г/мл или мг/мл. Является одним из видов массовой концентрации.

1.3.2 По способу нахождения точной концентрации титрованные растворы делят на два типа:

Приготовленнымраствором называется титрованный раствор, точная концентрация которого становится известной в процессе его приготовления по точной навеске, взятой на аналитических весах, и точному объему раствора:

Навеску вещества рассчитывают заранее. Масса вещества, необходимая для приготовления заданного объема раствора, заданной концентрации (или масса вещества, содержащаяся в любом объеме раствора известной концентрации) прямо пропорциональна концентрации, молярной массе или молярной массе эквивалента растворенного вещества и объему раствора.

г, мг;

г, мг.

Кроме титра рабочего раствора

(г/мл)

часто применяют в расчетах титр рабочего раствора вещества (А) по определяемому иону или веществу (Х).

Титр рабочего раствора по определяемому иону или веществу показывает, сколько г (мг) определяемого иона или вещества (Х) взаимодействует с 1 мл рабочего титрованного раствора вещества (А). Обозначается Т(А/Х). Например, Т(KMnO4/Fe 2+ ) показывает, сколько г взаимодействует Fe 2+ взаимодействует с 1 мл рабочего титрованного раствора KMnO4;

Т(AgNO3/Cl — ) – титр рабочего раствора нитрата серебра по иону Cl — , показывает, сколько г Cl — взаимодействует с 1 мл рабочего титрованного раствора.

1)по затраченному на титрование объему рабочего раствора

, г/мл,

где m (Х)– масса титруемого иона или вещества, г

V (А)– эквивалентный объем рабочего раствора, мл

2) по концентрации рабочего титрованного раствора:

,

(г\мл)

(г/мл)

Вещества, пригодные для получения приготовленных растворов, называется исходным и должны удовлетворять следующим требованиям:

б) иметь определенный химический состав, выражающийся одной формулой и не изменяющийся как при хранении веществ, так и при приготовлении раствора.

Круг таких веществ ограничен (поваренная соль; кристаллогидрат щавелевой кислоты, некоторые квасцы, бура и др.).

Большинство же веществ в той или иной мере изменяются со временем, поэтому для получения из них растворов с точной концентрацией вначале готовят раствор примерной концентрации, а затем устанавливают его точную концентрацию путем титрования.

Установленным раствором называется титрованный раствор, точная концентрация которого стала известной из расчетов по результатам титрования.

Расчет ведут на основании закона эквивалентов, который в применении к веществам, взаимодействующим в растворенном состоянии, можно сформулировать так: «Объемы растворов реагирующих веществ в точке эквивалентности обратно пропорциональны нормальным концентрациям этих веществ (или молярным концентрациям эквивалентов этих веществ)”. Для реакции

где V (A), V (B) – объемы рабочего и анализируемого раствора в точке эквивалентности;

C (1/zA), C (1/zB)– нормальные концентрации рабочего и анализируемого раствора (или молярные концентрации эквивалентов этих веществ).

Нормальная или молярная концентрация эквивалентов показывает, какое количество вещества эквивалента содержится в единице объема раствора. Измеряется в моль/л, ммоль/мл.

Рекомендуется применять целые единицы измерения (моль/л), т.к. пропорциональные дробные величины численно с ними совпадают. Например, если имеется раствор с молярной концентрацией эквивалентов 0,1 моль/л, то его концентрация в ммоль/л также равна 0,1.

Нормальная концентрация (молярная концентрация эквивалента) находится отношением количества вещества эквивалента (n моль), содержащегося в растворе, к объему, этого раствора (V л).

Вычисления в объемном анализе основаны на законе эквивалентов, законе сохранения массы вещества при химических реакциях, законе постоянства состава веществ. В расчетах используются числовые данные периодической системы химических эквивалентов Д.И. Менделеева или справочные таблицы относительных молекулярных масс элементов и различных формульных единиц.

1.4.1 Примеры типовых задач и расчетов в объемном анализе

1.4.1.1 Какова масса двухводного кристаллогидрата щавелевой кислоты, необходимая для приготовления 200 мл раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,1500 моль/л? Каков титр этого раствора?

1) М (Н2С2О4 · 2Н2О) = 126,07 г/моль (из справочной таблицы)

m (Н2С2О4· 2Н2О) = 0,1500 моль/л · ½ · 126 г/моль · 0,2 л = 1,8900 г.

1.4.1.2 Каковы титр и нормальная концентрация раствора серной кислоты, если на титрование 15,0 мл его затрачено 13,7 мл титрованного раствора гидроксида калия с молярной концентрацией 0,1304 моль/л?

C (½H2SO4) = 0,1304 моль/л · 13,7 мл / 15,0 мл = 0,1191 моль/л

М (½H2SO4) = ½ · 98,078 = 49, 039 г/моль

Т (H2SO4) = 0,1191 моль/л · 49,03 г/моль/1000 мл = 0,005836 г/мл

1.4.1.3 Из навески 0,6172 г иодида калия приготовили 100 мл раствора. На титрование 15,0 мл этого раствора затрачено 25,0 мл раствора нитрата серебра, молярная концентрация которого равна 0,0204 моль/л. Вычислите массовую долю иода в иодиде калия по результатам титрования и теоретическую (для сравнения).

T (AgNO3/I — ) = 0,0204 моль/л · 127 г/моль /1000 мл = 0,002591 г/мл

m (I — ) = 0,002591 г/мл · 25 мл · 100 мл / 15 мл = 0,4318 г.

по результатам титрования:

W (I — )прак. = 0,4318 г / 0,6172 г = 0,6996 или 69,96 %

W (I — )теор. = 127 г/моль / 166 г/моль = 0,7651 или 76,51 %

Ответ: W (I — )прак. = 0,6996 или 69,96 %

W (I — )теор. = 0,7651 или 76,51 %

1.4.2 Решить самостоятельно задачи

1.4.2.1 Какова молярная концентрация раствора хлорида натрия, если для приготовления 500 мл раствора бала взята на аналитических весах навеска 0,5850 NaCl х.ч.? Каков титр этого раствора? Какова нормальная концентрация этого раствора?

1.4.2.2 Какова масса сульфата меди в 2,5 л раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,25 моль/л? Вычислите для безводной соли и пятиводного кристаллогидрата.

1.4.2.3 Каковы титр и молярная концентрация эквивалента раствора нитрита натрия, если при титровании его в кислой среде на 10,0 мл раствора нитрита натрия затрачено 12,5 мл раствора перманганата калия, молярная концентрация эквивалента которого равна 0,0800 моль/л? При титровании протекает реакция:

Метод нейтрализации. Приготовление рабочего титрованного раствора кислоты. Приготовление рабочего титрованного раствора щелочи. Определение концентрации кислоты по щелочи

Метод нейтрализации или кислотно-основное титрование является одним из методов объемного химического количественного анализа аналитической химии. Основан на применении реакций нейтрализации в целях анализа. Сущность реакции нейтрализации заключается во взаимодействии протонов с гидроксид-ионами, в результате чего образуются слабодиссоциирующие молекулы:

H + + OH — H2O

Методом нейтрализации устанавливают концентрацию растворов кислот по рабочим титрованным растворам щелочей; концентрацию растворов щелочей по рабочим титрованным растворам кислот; концентрацию растворов гидролитически кислых солей (11) по рабочим титрованным растворам щелочей; концентрацию гидролитически щелочных солей (11) по рабочим титрованным растворам кислот.

Так как реакции нейтрализации обычно не сопровождаются каким-либо внешним эффектом, точку эквивалентности при титровании фиксируют на глаз по изменению цвета добавленного к титруемому раствору индикатора. В методе нейтрализации применяются кислотно-основные индикаторы, изменение цвета которых происходит при изменении реакции среды. Наиболее распространенными индикаторами метода нейтрализации являются:

Таблица 1 – Кислотно-основные индикаторы

Окраска молекулярной формы

Окраска в интервале перехода

2.2 Приготовление рабочего титрованного раствора щавелевой кислоты

Химически чистый двухводный кристаллогидрат щавелевой кислоты удовлетворяет требованиям, предъявляемым к исходным веществам для получения приготовленных титрованных растворов. Поэтому порядок приготовления рабочего титрованного раствора этого вещества таков:

1) рассчитать навеску, необходимую для получения 100 мл раствора с нормальной концентрацией 0,1 моль/л;

Для правильного определения z составить структурную формулу вещества. Расчет навески в граммах выполнить с точностью до 0,0001 г;

2) взвесить на аналитических весах на часовом стекле навеску, близкую к рассчитанной, с точностью до 0,0001 г. При взвешивании вести подробную запись;

3) перенеся навеску с часового стекла (по всем правилам перенесения) в мерную колбу на 100 мл, растворить в небольшом объеме дистиллированной воды, после чего довести объем раствора до метки, закрыть колбу пробкой и тщательно перемешать раствор;

4) рассчитать точную концентрацию (титр и нормальную) приготовленного рабочего титрованного раствора щавелевой кислоты.

2.3 Приготовление рабочего титрованного раствора гидроксида натрия

Кристаллический гидроксид натрия по свойствам не является веществом, пригодным для получения титрованного раствора, так как при хранении взаимодействует с углекислым газом и влагой воздуха с образованием карбонатов и бикарбонатов на поверхности кристаллов. Следовательно, вначале можно получить раствор примерной концентрации, а затем установить его точную концентрацию с помощью рабочего титрованного раствора какой-то кислоты, например, щавелевой.

Учитывая сказанное, можно рекомендовать такой порядок приготовления рабочего титрованного раствора щелочи:

1) рассчитать навеску гидроксида натрия для получения 250 мл раствора с молярной концентрацией 0,1 моль/л и увеличить ее на 30%;

2) взвесить навеску NaOH на технохимических весах рассчитанную (с увеличением) массу NaOH с точностью до 0,01 г;

3) перенести навеску NaOH в сухую мерную колбу, прилить небольшой объем дистиллированной воды (

5,0 мл), быстро ополоснуть кристаллы и слить раствор. Это необходимо для удаления с поверхности кристаллов едкого натра карбонатов и бикарбонатов;

4) растворить NaOH в свежей порции дистиллированной воды, довести объем раствора до метки водой, закрыть колбу пробкой и тщательно перемешать раствор;

Читайте также:  Анализ кала на инфекции и грибок

5) трижды оттитровать порции приготовленного раствора щавелевой кислоты раствором щелочи в присутствии фенолфталеина до бледно-розовой окраски, появляющейся от одной капли титранта и не исчезающей в течение 30 сек. Для каждого титрования брать по 10,0 мл приготовленного раствора щавелевой кислоты. После каждого титрования записывать объем затраченного раствора гидроксида натрия (V1 (NaOH), V2 (NaOH), V3 (NaOH)) и вычислить средний, если объёмы NaOHотличаются не более чем на 0,2 мл. В противном случае число титрований увеличить;

6) перед каждым новым титрованием дополнять бюретку титрантом до нулевого уровня;

7) составить уравнение реакции, протекающей при титровании;

8) рассчитать по результатам титрования на основании закона эквивалентов молярную концентрацию (для NaOH она совпадает с нормальной) и титр раствора едкого натра.

2.4 Определение концентрации раствора соляной кислоты по установленному рабочему раствору щелочи

2.4.1 Установить точную концентрацию имеющегося на рабочем столе раствора соляной кислоты, титруя не менее трех раз по 10,0 мл рабочего раствора щелочи раствором соляной кислоты в присутствии индикатора метилоранжа до перехода желтой окраски в светло-розовую от одной капли титранта.

После каждого титрования записать объем затраченного раствора HCl и вычислить средний, если отличаются друг от друга не более, чем на 0,2 мл. В противном случае число титрований увеличить.

2.4.2 Перед каждым титрованием дополнить бюретку раствором соляной кислоты до нулевого деления.

2.4.3 Составить уравнение реакции, протекающей при титровании.

2.4.4 Рассчитать по результатам титрования на основании закона эквивалентов молярную концентрацию и титр раствора соляной кислоты. (Молярная и нормальная концентрации раствора соляной кислоты совпадают).

4) Т (NaOH) = С (NaOH) · М(NaOH ) / 1000;

6) Т (НСl) = С (НСl) · М(НСl)/ 1000;

Метод нейтрализации. Количественное определение карбонатов и

Метод нейтрализации используется не только для определения концентраций кислот и щелочей, но также для количественного определения солей, которые в растворе при гидролизе создают либо кислую, либо щелочную среду.

3.1 Количественное определение содержания карбоната натрия в растворе

Раствор соды вследствие гидролиза имеет щелочную реакцию среды:

т.е. в водном растворе этой соли устанавливается равновесие:

При титровании раствора карбоната натрия соляной кислотой в первую очередь нейтрализуется вся щелочь, которая образовалась в результате гидролиза.

0,1 н. раствор карбоната натрия имеет pH = 11,5 (см. уравнение 1), фенолфталеин в таком растворе имеет ярко-малиновый цвет.

При титровании кислотой щелочность раствора понижается, pH уменьшается.

В момент полной нейтрализации щелочи, т.е. полного превращения карбоната натрия в гидрокарбонат, получившийся

0,1 н. раствор последнего имеет pH = 8,4.

Если титровать раствор соды соляной кислотой в присутствии фенолфталеина, который имеет интервал перехода малиновой окраски в бесцветную от pH = 9,8 до pH = 8,0, то в момент полного перехода цвет фенолфталеина будет еще розовым (pH = 8,4). От одной лишней капли кислоты раствор станет бесцветным. Следовательно, в присутствии фенолфталеина карбонат натрия титруется только до перехода в бикарбонат, иными словами, карбонат натрия титруется наполовину.

В соответствии с приведенным выше уравнением (2), число эквивалентности в этой реакции равно 1, т.е.

Таким образом, определяя концентрацию раствора по результатам титрования с фенолфталеином, находят точку эквивалентности, соответствующую переходу карбоната натрия в гидрокарбонат. Поэтому при расчете нормальной концентрации карбоната натрия надо объем затраченного раствора соляной кислоты удвоить.

При дальнейшем титровании гидрокарбонат натрия реагирует с соляной кислотой и наступает вторая точка эквивалентности, соответствующая полной нейтрализации (образование Н2CO3).

СО2

Na2CO3 + 2НСl → NaСl + H2CO3 (4)

Во второй точке эквивалентности pH раствора будет равен 3,84, т.к. в этот момент в колбе находится

0,05 н. раствор. Титрование до второй точки эквивалентности следует вести в присутствии индикатора метилоранжа, интервал перехода которого от pH = 4,4 до pH = 3,1. Изменение желтой окраски метилоранжа в оранжево-розовую наступит только после полной нейтрализации карбоната и гидрокарбоната натрия. В соответствии с уравнением (3) число эквивалентности Z (Na2CO3)=2, молярная масса эквивалента Na2CO3 в реакции полной нейтрализации:

3.2 Количественное определение содержания карбоната натрия в растворе с фенолфталеином

3.2.1 Отмерьте пипеткой из общей склянки 10 мл раствора соды в мерную колбу на 100 мл, разбавьте его водой до метки, закройте пробкой и тщательно перемешайте.

3.2.2 Трижды оттитруйте порции этого раствора по 10 мл титрованным рабочим раствором соляной кислоты в присутствии индикатора фенолфталеина до почти полного его обесцвечивания. Запишите V1 (HCl), V2 (HCl),V3 (HCl) и вычислите средний объем.

3.2.3 Вычислите нормальную концентрацию раствора соды, его титр и массу соды в 100 мл раствора. При этом необходимо помнить, что средний объем соляной кислоты эквивалентен половине карбоната натрия в титруемом растворе.

3.3 Количественное определение содержания карбоната натрия в растворе с метиловым оранжевым

3.3.1 Определение провести так же, как и в предыдущем случае (п.п. 3.2.1-3.2.2), только в титруемый раствор добавить в качестве индикатора 1-2 капли метилового оранжевого. Титровать трижды до перехода желтой окраски в оранжево-розовую (т.е. до образования H2CO3, до второй точки эквивалентности).

3.3.2 Вычислить нормальную концентрацию раствора карбоната натрия, его титр, массу соды в 100 мл раствора и сравнить с результатами, полученными при титровании с фенолфталеином.

Оксидиметрия. Перманганатометрия. Приготовление рабочего титрованного раствора перманганата калия

Оксидиметрия или окислительно-восстановительное титрование является одним из методов объемного химического количественного анализа аналитической химии. Оксидиметрия основана на использовании в целях анализа окислительно-восстановительных реакций.

Перманганатометрия – это частный случай оксидиметрии, основанный на применении раствора перманганата калия в качестве рабочего титрованного раствора.

Перманганат калия KMnO4 в химических реакциях служит окислителем. Растворы перманганата калия окрашены в розово-фиолетовый цвет, присущий аниону MnO4 — . Под действием восстановителей степень окисления марганца (+7) в перманганате уменьшается до (+2) в кислой среде, до (+4) в нейтральной или слабощелочной или до (+6) в щелочной среде. При этом образуются соединения марганца иного вида, чем перманганат. Например, в нейтральной среде образуется осадок MnO2, а в щелочной – зеленый раствор MnO4 2- .

Титрование раствором перманганата чаще всего осуществляют в кислой среде, в которой ионы, имеющие розово-фиолетовый цвет, под действием восстановителей восстанавливаются до бесцветных катионов. Каждая капля раствора, взятого в качестве титранта, обесцвечивается до тех пор, пока в титруемом растворе еще имеется восстановитель. Как только восстановитель в титруемом растворе прореагирует полностью, одна лишняя прибавленная капля перманганата окрасит раствор в колбе в бледно- розовый цвет. Таким образом, для фиксирования точки эквивалентности при титровании в перманганатометрии специальный индикатор не требуется. Индикатором является лишняя после точки эквивалентности капля раствора.

Перманганатометрия используется для количественного определения восстановителей.

4.2 Приготовление рабочего титрованного раствора перманганата калия

По свойствам кристаллический перманганат калия не относится к исходным веществам, поэтому точную концентрацию раствора устанавливают путем титрования. Рабочим раствором, пригодным для установления точной концентрации, может быть приготовленный титрованный раствор щавелевой кислоты, являющийся восстановителем. В процессе получения титрованного раствора необходимо учесть, что это вещество лучше растворяется в горячей воде, а концентрация его в первые дни после приготовления изменяется вследствие медленного окисления перманганатом восстановителей и микроорганизмов, возможно содержащихся в дистиллированной воде. Некоторые продукты этой химической реакции, например, MnO2 нерастворимы.

Учитывая сказанное, можно рекомендовать порядок приготовления рабочего титрованного раствора:

1) рассчитать массу перманганата калия, необходимую для получения 1 л раствора с молярной концентрацией эквивалента равной 0,1 моль/л;

2) взвесить кристаллический перманганат калия на технохимических весах с точностью до 0,01 г, перенести в мерную колбу на 1,0 л, растворить в горячей дистиллированной воде, охладить, довести объем раствора до метки дистиллированной водой комнатной температуры;

3) дать раствору постоять в темном месте 7-10 дней;

4) раствор перманганата отфильтровать через стеклянный фильтр или слить с помощью сифона в чистую сухую склянку;

5) для установления точной концентрации раствора приготовить 100 мл 0,1 моль/л раствора щавелевой кислоты. Способ приготовления известен из работы по методу нейтрализации. В отчете по данной работе записать расчет навески, все данные при взвешивании на аналитических весах, расчет точной концентрации;

6) установить точную концентрацию раствора по рабочему титрованному раствору щавелевой кислоты путем титрования в кислой среде. Для титрования раствором перманганата калия желательно применять бюретки со стеклянными кранами, т.к. перманганат окисляет резину.

Бюретку ополоснуть и заполнить раствором перманганата калия. В коническую колбу для создания кислой среды налить 5 мл раствора серной кислоты (1:4) и 10 мл приготовленного раствора щавелевой кислоты. Жидкость в колбе нагреть на водяной бане до 70-80 0 С, но не до кипения, т.к. при кипении щавелевая кислота разлагается. Нагревание раствора ускоряет реакцию. Прикапывание раствора перманганата к горячему раствору щавелевой кислоты проводить сначала медленно, т.к. первые капли обесцвечиваются не сразу. Не следует прибавлять в раствор следующую каплю, пока предыдущая не обесцветится. Как только в растворе образуется небольшое количество ионов двухвалентного марганца, который является катализатором в этой реакции, дальнейшее обесцвечивание происходит почти мгновенно. Титрование заканчивается в тот момент, когда содержимое колбы примет едва заметный на белом фоне бледно-розовый цвет от одной капли раствора KMnO4.

Титрование повторить трижды, записать V1(KMnO4), V2(KMnO4), V3(KMnO4) и вычислить средний объем;

7) составить уравнение реакции, протекающей при титровании. Коэффициенты подобрать одним из известных способов;

8) вычислить нормальную концентрацию и титр раствора перманганата калия;

9) установленный титрованный раствор KMnO4 сохранить для выполнения следующих лабораторных работ;

10) для самоконтроля составить уравнение реакций при титровании перманганатом в нейтральной и щелочной средах. Вычислить для этих случаев молярные массы эквивалентов перманганата калия.

источник

Калия перманганат: инструкция по применению и отзывы

Латинское название: Potassium permanganate

Действующее вещество: Калия перманганат (Potassium permanganate)

Производитель: Татхимфармпрепараты, Ярославская фармфабрика, Обновление ПФК, Тульская фармацевтическая фабрика, Усолье-Сибирский ХФЗ (Россия)

Актуализация описания и фото: 03.11.2017

Калия перманганат – антисептический препарат для наружного и местного применения.

Лекарственная форма Калия перманганата – порошок для приготовления раствора для наружного применения: кристаллы или кристаллический мелкий порошок красно- или темно-фиолетового цвета с металлическим блеском (по 3, 5 или 15 г в пакетах, банках или флаконах, в картонной пачке 1 шт.; по 3, 5 или 15 г в пакетах термосвариваемых, в картонной пачке 10 пакетов; по 15 г в полиэтиленовых пакетах, в картонной пачке 1 пакет; по 3 или 5 г в пробирках стеклянных, в картонной пачке 1 пробирка).

Активное вещество – калия перманганат.

Препарат обладает антисептическим и дезодорирующим эффектом. В процессе восстановлении калия перманганата оксид марганца образует с белками альбумины (комплексные соединения), поэтому в концентрированных растворах препарат оказывает дубящее, прижигающее, раздражающее, а в малых концентрациях – вяжущее действие.

Калия перманганат способен обезвреживать некоторые яды, поэтому он входит в состав растворов, которые используются для промывания желудка при отравлениях. Также данное средство эффективно при лечении язв и ожогов.

При попадании внутрь препарат всасывается и оказывает гематотоксическое действие (вызывает развитие метгемоглобинемии).

Калия перманганат входит в список №4 перечня наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров, подлежащих контролю в РФ.

Применение препарата показано для промывания ран, ожогов, язв; спринцевания и промывания в урологии и гинекологии; промывания желудка в случае отравления принятыми внутрь алкалоидами (в том числе морфин, аконитин) или фосфором.

Терапевтическое использование препарата противопоказано больным с повышенной чувствительностью к калия перманганату.

Раствор Калия перманганата используют наружно и местно.

Рекомендованная концентрация Калия перманганата в виде растворов:

  • Промывание ран: 0,1-0,5%;
  • Полоскание горла: 0,01-0,1%;
  • Смазывание ожоговых и язвенных поверхностей: 2-5%;
  • Спринцевание и промывание (в урологической и гинекологической практике): 0,02-0,1%;
  • Промывание желудка: 0,02-0,1%.

При сильной концентрации Калия перманганат может вызывать побочные эффекты в виде повреждения окружающих тканей.

При передозировке препарата возможно развитие следующих симптомов:

  • резкая боль в ротовой полости, по ходу пищевода, в животе;
  • диарея, рвота;
  • отечность слизистой оболочки ротовой полости и глотки, окрашивание данной области в темно-коричневый или фиолетовый цвет (также возможно развитие отека гортани);
  • механическая асфиксия;
  • ожоговый шок;
  • двигательное возбуждение, судороги, явления паркинсонизма;
  • геморрагический колит;
  • гепатопатия;
  • нефропатия;
  • метгемоглобинемия с одышкой и выраженным цианозом (у пациентов с пониженной кислотностью желудочного сока).
  • аскорбиновая кислота (внутривенно 30 мл раствора 5%);
  • метилтиониния хлорид (50 мл раствора 1%);
  • пиридоксин (внутримышечно 3 мл раствора 5%);
  • цианокобаламин (до 1 мг).

Смертельная доза препарата для детей составляет примерно 3 г, для взрослых – от 0,3 до 0,5 г/кг.

При наружном применении даже незначительная концентрация раствора Калия перманганата способна окрасить кожу в коричневый цвет.

Прием внутрь высококонцентрированного раствора калия перманганата вызывает интоксикацию организма, симптомами и последствием которой могут стать: тошнота и рвота с коричневатой примесью, отек, коричневая окраска и разъедание слизистой оболочки рта, повреждение печени и почек, желудочно-кишечное кровотечение, угнетение деятельности сердца.

Нельзя использовать Калия перманганат в качестве препарата для аборта, поскольку такая процедура сопряжена с большой опасностью для здоровья и жизни беременной. При введении во влагалище высококонцентрированный раствор вызывает глубокий ожог, перфорацию стенки влагалища, сильное кровотечение, перитонит, сосудистый коллапс.

Согласно инструкции, Калия перманганат в данные периоды используется только в тех случаях, когда польза для женщины превышает возможный вред для ребенка.

Клинически значимого лекарственного взаимодействия раствора не установлено.

Аналогами Калия перманганата являются: Аммиак + глицерол + этанол, Асептолин, Анмарин, Бактодерм, Витаон, Дерматоло-дегтярный линимент, Диоксизоль, ЗеленКа, Калефлон, Катапол, Катацел, Нафталановая мазь, Спирт этиловый, Протол, Перекись водорода, Тамбуканская грязь, Формидрон, Формагель, Элекасол, Этол 96%, Цинково-салициловая паста, Чага.

Хранить в сухом, недоступном для детей месте.

Отзывы о Калия перманганате свидетельствуют, что данный антисептик пользуется большой популярностью (в том числе при уходе за новорожденными). Пользователи указывают на эффективность препарата при лечении кожных заболеваний, ангины, отравлений, цистита и др.

Некоторые женщины применяют слабый раствор Калия перманганата для борьбы с нежелательными волосами, которые при регулярном применении средства становятся более тонкими и менее заметными.

Цена на Калия перманганат в зависимости от формы выпуска и объема упаковки составляет 11–165 рублей.

КАЛИЯ ПЕРМАНГАНАТ порошок для приготовления раствора для местного и наружного применения 5г 1 шт.

Калия перманганат порошок для приготовления раствора для местного и наружного применения 3 г 1 шт.

Калия перманганат порошок для приготовления раствора для местного и наружного применения 5 г 1 шт.

Калия перманганат порошок для приготовления раствора для местного и наружного применения 5 г 1 шт.

Калия перманганат порошок для приготовления раствора для местного и наружного применения 15 г 1 шт.

Образование: Ростовский государственный медицинский университет, специальность «Лечебное дело».

Информация о препарате является обобщенной, предоставляется в ознакомительных целях и не заменяет официальную инструкцию. Самолечение опасно для здоровья!

Вес человеческого мозга составляет около 2% от всей массы тела, однако потребляет он около 20% кислорода, поступающего в кровь. Этот факт делает человеческий мозг чрезвычайно восприимчивым к повреждениям, вызванным нехваткой кислорода.

Кровь человека «бегает» по сосудам под огромным давлением и при нарушении их целостности способна выстрелить на расстояние до 10 метров.

Каждый человек имеет не только уникальные отпечатки пальцев, но и языка.

Если улыбаться всего два раза в день – можно понизить кровяное давление и снизить риск возникновения инфарктов и инсультов.

Препарат от кашля «Терпинкод» является одним из лидеров продаж, совсем не из-за своих лечебных свойств.

В Великобритании есть закон, согласно которому хирург может отказаться делать пациенту операцию, если он курит или имеет избыточный вес. Человек должен отказаться от вредных привычек, и тогда, возможно, ему не потребуется оперативное вмешательство.

74-летний житель Австралии Джеймс Харрисон становился донором крови около 1000 раз. У него редкая группа крови, антитела которой помогают выжить новорожденным с тяжелой формой анемии. Таким образом, австралиец спас около двух миллионов детей.

Упав с осла, вы с большей вероятностью свернете себе шею, чем упав с лошади. Только не пытайтесь опровергнуть это утверждение.

Читайте также:  Анализ кала на инфекции сколько делают

Большинство женщин способно получать больше удовольствия от созерцания своего красивого тела в зеркале, чем от секса. Так что, женщины, стремитесь к стройности.

Самая высокая температура тела была зафиксирована у Уилли Джонса (США), который поступил в больницу с температурой 46,5°C.

Многие наркотики изначально продвигались на рынке, как лекарства. Героин, например, изначально был выведен на рынок как лекарство от детского кашля. А кокаин рекомендовался врачами в качестве анестезии и как средство повышающее выносливость.

Образованный человек меньше подвержен заболеваниям мозга. Интеллектуальная активность способствует образованию дополнительной ткани, компенсирующей заболевшую.

Работа, которая человеку не по душе, гораздо вреднее для его психики, чем отсутствие работы вообще.

Американские ученые провели опыты на мышах и пришли к выводу, что арбузный сок предотвращает развитие атеросклероза сосудов. Одна группа мышей пила обычную воду, а вторая – арбузный сок. В результате сосуды второй группы были свободны от холестериновых бляшек.

Когда влюбленные целуются, каждый из них теряет 6,4 ккалорий в минуту, но при этом они обмениваются почти 300 видами различных бактерий.

Бесплодие – проблема деликатная. С ней связано множество домыслов. Давайте разберем самые распространённые слухи о мужской фертильности и выясним, что из этого .

источник

Перманганатометрическое титрование – метод анализа , в котором рабочим раствором (титрантом ) служит раствор перманганата калия. В процессе титрования анализируемого раствора в кислой среде малиново-фиолетовая окраска перманганата обесцвечивается , вследствие образования бесцветных ионов:

После достижения точки эквивалентности первая избыточная капля раствора перманганата калия окрашивает титруемый раствор в розовый цвет. Поэтому титрование перманганатом проводят без введения постороннего индикатора.

Приготовление рабочего раствора перманганата калия.

Приготовить титрованный раствор перманганата калия по точной навеске нельзя, т.к. при растворении KMnO4 в дистиллированной воде происходит частичное восстановление его в MnO2. Поэтому концентрация раствора KMnO4 в первые дни после его приготовления изменяется. Поэтому титр раствора устанавливают через 7-10 дней после его приготовления по исходному веществу-щавелевой кислоте: Н2С2О4 •2Н2О. Для приготовления 1л 0,05н раствора KMnO4 берут навеску:

г.

Взятую навеску переносят в мерную колбу на 1 л, растворяют в дистиллированной воде и оставляют стоять 7-10 дней, а затем фильтруют через стеклянный фильтр в другую склянку из темного стекла.

Приготовление рабочего раствора щавелевой кислоты.

Щавелевая кислота реагирует с перманганатом калия в кислой среде по уравнению:

Молярная масса эквивалента щавелевой кислоты равна:

М(э) Н2С2О4 •2Н2О=г.

для приготовления 100 мл 0,05 н раствора щавелевой кислоты берут навеску : г.

взятие навески: масса бюкса с веществом —————-г

навеску щавелевой кислоты переносят в мерную колбу на 100 мл, растворяют в дистиллированной воде, доводят объем водой до метки.

нормальную концентрацию щавелевой кислоты вычисляют по формуле:

,

Установка молярной концентрации эквивалента, нормальной концентрации (титра) раствора перманганата калия.

моль/л

1.Бюретку, предварительно ополоснув приготовленным раствором KMnO4, заполняют этим раствором.

2.Отбирают аликвотную часть (пипеткой 10 мл) раствора щавелевой кислоты и переносят в коническую колбу для титрования, добавляют 10 мл 2н раствора H2SO4 и нагревают до 60-70 о С. Нагревание необходимо для ускорения взаимодействия MnO4 — c С2О4 2- . Горячий раствор медленно титруют из бюретки по каплям раствором KMnO4 до появления неисчезающей бледно-розовой окраски. Объемы раствора KMnO4 отсчитывают по верхнему краю мениска.

Результаты трех титрований заносят в тетрадь.

Нормальную концентрацию раствора KMnO4 вычисляют по формуле:

.

.

Определение содержания железа (II) в соли Мора.

Определение эквивалентного железа основано на окислении его перманганатом калия в кислой среде по реакции:

Определение железа проводят в растворе двойной соли сульфата железа-аммония (соли Мора) (NH4)2•Fe(SO4)2•6H2Oявляющейся более устойчивой к действию кислорода воздуха, чемFeSO4•7H2O.

полученный в мерной колбе раствор соли Мора доводят водой до метки.

отбирают аликвотную часть (10,0 мл) пипеткой, переносят в коническую колбу для титрования, добавляют мерным цилиндром 10 мл 2 н раствора. Заполняют бюретку стандартизированным раствором KMnO4.

исследуемый раствор титруют на холоде (18-25 о С), т.к. при повышении температуры скорость окисленияFe 2+ кислородом воздуха сильно возрастает. Хлориды мешают перманганатометрическому определению, вследствие возникновения сопряженной реакции окисления ионов С1 — перманганатом,это вызывает дополнительный расходKMnO4, и результаты титрования получаются неточными. Титрование проводят до появления бледно-розовой окраски, не исчезающей в течении 1-2 мин. Результаты трех титрований заносят в тетрадь:

Вычисление граммового содержания железа в 100 мл раствора соли Мора.

1 способ: 1) вычисление нормальной концентрации раствора соли Мора:

моль/л.

2) вычисление граммового содержания:

г.

2 способ: 1) вычисление титра раствора KMnO4:

г.

2) вычисление граммового содержания железа в 100 мл раствора соли Мора:

источник

Метод перманганатометрии основан на реакциях окисления восстановителей ионом перманганата. Окисление может проводиться как в кислой, так и в щелочной (или нейтральной) среде.

При окислении в кислой среде ион Мп04 восстанавливается до Мп 2+ по реакции

Окислительный потенциал в кислой среде для Мп04/Мп 2+ составляет 1,51 В и является более высоким, чем в нейтральной (Мп04/Мп02|, ф° = = 0,59 В) или щелочной среде. При титровании перманганатом в кислой среде, как правило, не применяют индикаторы, так как реагент сам окрашен и является чувствительным индикатором: избыточная капля КМп04 окрашивает раствор в бледно-розовый цвет. Применять безиндикаторное титрование в нейтральной среде на фоне бурого осадка Мп02| и в щелочной — на фоне зеленой окраски иона Мп04 затруднительно.

Приготовить титрованный раствор перманганата калия по точной навеске нельзя, так как он не соответствует требованиям, предъявляемым к установочным веществам. КМп04 всегда содержит примеси продуктов восстановления, например Мп02. Кроме того, он легко разлагается под влиянием восстановителей — аммиака, органических веществ и др. Титр его необходимо устанавливать не ранее, чем через 7—10 дней после приготовления раствора.

Серная кислота H2S04, 2 н раствор.

А) Приготовление 500 мл приблизительно 0,02 и раствора перманганата калия

Для приготовления 500 мл 0,02 н раствора перманганата калия взвешивают на технических весах около 0,32 г КМп04. Далее отмеряют цилиндром 0,5 л дистиллированной воды для растворения навески. Так как кристаллы КМп04 растворяются довольно медленно, часть взятой воды нагревают почти до кипения и ее небольшими порциями обрабатывают при тщательном перемешивании навеску КМп04 в стакане или колбе. Время от времени осторожно сливают жидкость с кристаллов в другую емкость, заменяя ее новой порцией горячей воды. Приготовленный охлажденный раствор переливают в склянку из темного стекла, добавляют гуда же оставшуюся воду и, тщательно перемешав, оставляют на 7—10 дней.

Б) Приготовление 250 мл стандартного 0,02 н раствора щавелевой кислоты

Наиболее удобными установочными веществами являются оксалат натрия Na,C.;4 и щавелевая кислота Н2С24-2Н20.

Протекающая при титровании этих веществ перманганатом суммарная реакция соответствует уравнению

Эта реакция является примером автокаталитической реакции, протекающей через несколько промежуточных стадий. Катализатором является ион Мп 2+ , который накапливается в процессе реакции. В начальный момент реакция между Мп04 и С20 2- протекает очень медленно, но когда концентрация иона Мп 2+ достигает определенной величины, реакция начинает протекать с большой скоростью.

Окисление ионов С20 2- происходит по схеме

Молярная масса эквивалента щавелевой кислоты равна

Навеску щавелевой кислоты, необходимую для приготовления 250 мл 0,02 н стандартного раствора, рассчитывают по формуле

Рассчитанную навеску взвешивают на аналитических весах, переносят в мерную колбу на 250 мл, растворяют в холодной дистиллированной воде до метки и тщательно перемешивают, затем вычисляют титр и нормальную концентрацию раствора но формулам

В) Установление нормальной концентрации раствора КМп04по щавелевой кислоте

Помещают в колбу для титрования 10—15 мл 2 н раствора серной кислоты и нагревают до 80—85°С. К нагретому раствору прибавляют пипеткой

10,00 мл щавелевой кислоты.

Раствором КМп04 заполняют бюретку и устанавливают уровень жидкости на нуле. Далее раствор КМп04 приливают по каплям к горячему раствору исходного вещества. Каждую следующую каплю прибавляют после того, как исчезнет окраска от предыдущей капли. Первые капли раствора КМп04 обесцвечиваются довольно медленно. Но как только образуется немного Мп 2+ , являющегося катализатором для этой реакции, дальнейшее обесцвечивание происходит практически мгновенно. Закончить титрование следует в момент, когда одна капля раствора окрасит весь раствор в бледно-розовый цвет, не исчезающий в течение 30 с.

Точное титрование проводят не менее трех раз, из сходящихся отсчетов берут среднее и рассчитывают нормальную концентрацию КМп04:

где Т, и N — объем (мл) и нормальная концентрация раствора щавелевой кислоты, a V2 и N2 — раствора КМп04.

источник

Среди растворов окислителей и восстановителей, применяемых в химическом анализе, наибольшее значение имеют растворы перманганата калия, бихромата калия, бромата калия, бромид-бромата калия, йода, йодида калия, тиосульфата натрия, соли Мора, перекиси водорода, щавелевой кислоты и ее солей.

Приготовление растворов перманганата калия и установление их концентрации

Обычно применяют 0,1 н. растворы перманганата калия, реже 0,01 н. Более разбавленные растворы менее устойчивы при хранении, поэтому готовят 0,1 н. раствор перманганата, а растворы с меньшей концентрацией получают путем точного разбавления 0,1 н. раствора непосредственно перед проведением анализов. Для приготовления раствора применяют химически чистый перманганат калия.

Для приготовления 0,1 н. раствора необходимое количество перманганата калия рассчитывают по формуле. Эквивалент перманганата калия 31,60.

После взвешивания навески перманганата калия на техно-химических весах ее растворяют в свежеперегнанной дистиллированной воде (лучше в воде после вторичной перегонки), нагретой до 40°C.

Для растворения берут обычно объем воды, в пять раз меньший требуемого объема раствора. Растворение проходит медленно; для ускорения раствор перемешивают путем вращения сосуда до тех пор, пока при наклоне сосуда на стенках его не будет наблюдаться отсутствие кристалликов перманганата. После полного растворения раствор разбавляют до нужного объема свежеперегнанной дистиллированной водой и хорошо перемешивают.

Содержащиеся в воде примеси органических веществ постепенно окисляются перманганатом и в растворе выделяется двуокись марганца, которая способствует каталитическому разложению перманганата с выделением кислорода. Поэтому после приготовления раствор оставляют стоять в темноте в течение около 10 дней для обеспечения полного окисления органических примесей. Затем раствор отфильтровывают от двуокиси марганца через стеклянный или асбестовый фильтр, после чего устанавливают концентрацию.

Для быстрого приготовления небольшого количества раствора перманганата калия навеску его растворяют в необходимом объеме свежеперегнанной дистиллированной воды, нагревают раствор до кипения, кипятят 1—2 минуты и через 2 часа фильтруют через стеклянный фильтр, а затем устанавливают концентрацию.

Раствор перманганата калия может быть приготовлен из фиксанала, но в этом случае требуется очень чистая вода.

При установлении концентрации раствора перманганата калия в качестве исходных веществ могут служить оксалат натрия, оксалат аммония, щавелевая кислота, титрованный раствор тиосульфата натрия. Наиболее удобным для этой цели является оксалат натрия, так как он не содержит кристаллизационную воду и после его перекристаллизации и сушки в сушильном шкафу при 105—110°С легко получить чистую соль постоянного состава.

При установлении концентрации раствора перманганата калия по оксалату натрия обычно применяют метод титрования навесок, а при использовании раствора оксалата натрия, приготовленного из фиксанала, концентрацию раствора перманганата определяют методом пипетирования.

При методе титрования навесок величина навески оксалата натрия в случае бюретки емкостью 25 мл должна быть около 0,12 г. Три-четыре навески химически чистого оксалата натрия, взвешенные с точностью до 0,0002 г, помещают в конические колбы емкостью 200—250 мл. Каждую навеску растворяют в 30 мл дистиллированной воды и добавляют 20 мл 2 н. серной кислоты. Затем раствор нагревают на водяной бане до 70—80°С (раствор нельзя нагревать до кипения, так как при этом происходит частичное разложение оксалата и перманганата). Нагретый раствор титруют раствором перманганата. Первые капли раствора перманганата обесцвечиваются очень медленно, а затем по мере накопления в растворе ионов двухвалентного марганца, каталитически ускоряющих реакцию, обесцвечивание раствора перманганата идет значительно быстрее.

Титрование ведут так, чтобы новые капли раствора перманганата вводили после обесцвечивания предыдущих.

Титрование заканчивают при появлении розовой окраски раствора, не исчезающей в течение 1 мин. После титрования всех навесок вычисляют концентрацию раствора для каждого титрования:

где m1 — навеска оксалата натрия, г;

V2 — объем раствора перманганата калия, израсходованного на титрование.

Расхождение между отдельными определениями концентрации не должно превышать 0,3%.

Таким же способом можно установить концентрацию раствора перманганата калия методом титрования навесок щавелевой кислоты или навесок оксалата аммония.

При установлении концентрации раствора перманганата калия по щавелевой кислоте часто пользуются 0,1 н. раствором щавелевой кислоты, приготовленным из фиксанала. Если применяют бюретку емкостью 25 мл, то в коническую колбу для титрования отмеривают пипеткой 20 мл 0,1 н. раствора щавелевой кислоты, добавляют 20 мл 2 н. раствора серной кислоты, нагревают раствор на водяной бане до 70°С и титруют раствором перманганата до розового окрашивания. Титрование повторяют три-четыре раза. По этой же методике определяют концентрацию раствора перманганата калия методом пипетирова-ния по раствору оксалата натрия или оксалата аммония.

Нормальную концентрацию раствора перманганата калия рассчитывают по формуле:

где N1 — нормальная концентрация раствора щавелевой кислоты или раствора оксалата;

V1 — объем раствора щавелевой кислоты или раствора оксалата, взятый для титрования;

V2 — объем раствора перманганата, израсходованный на титрование (средний сходящийся результат).

При определении концентрации раствора перманганата калия по титрованному раствору тиосульфата в коническую колбу с притертой пробкой емкостью 300 мл приливают 15 мл 10%-ного раствора йодида калия (или всыпают 1,5 г йодида калия и растворяют его в 15 мл дистиллированной воды). Затем добавляют 15 мл 2 н. раствора серной кислоты и из бюретки приливают 20 мл раствора перманганата. После этого добавляют 100 мл дистиллированной воды и через 1 мин выделившийся йод оттитровывают 0,1 н. раствором тиосульфата натрия до соломенно-желтого окрашивания раствора. Затем приливают 1 мл 0,5%-ного раствора крахмала и продолжают титровать до обесцвечивания окраски раствора (количества растворов указаны для случая, когда титруют из бюретки емкостью 25 мл). Параллельно проводят холостое титрование, при котором вместо раствора перманганата в колбу приливают 20 мл дистиллированной воды.

Нормальную концентрацию раствора перманганата рассчитывают по формуле:

где N1 — нормальная концентрация раствора тиосульфата натрия;

V1 — объем раствора тиосульфата, израсходованного на титрование в основном опыте (средний сходящийся результат);

V — объем раствора тиосульфата, израсходованного на титрование в холостом опыте;

V2 — объем раствора перманганата, взятого на титрование.

Раствор перманганата калия хранят в темной бутыли, закрытой пришлифованной стеклянной гладкой резиновой или полиэтиленовой пробками и защищают от действия прямых солнечных лучей, а также от попадания пыли. Если склянка соединяется с бюреткой, то для соединения применяют стеклянный сифон, проходящий через пробку; в другое отверстие пробки вставляют U-образную трубку, которая служит фильтром от пыли.

При титровании раствором перманганата калия применяют бюретки с кранами. Краны на бюретках перед титрованием протирают и слегка смазывают концентрированной серной кислотой (нельзя смазывать вазелином). Титрование раствором перманганата ведут в кислой среде, чтобы концентрация кислоты в растворе к концу титрования была не менее 0,5 г-экв/л. Кислую среду создают серной кислотой (не следует применять соляную кислоту, так как окислительно-восстановительный потенциал перманганата больше окислительного потенциала хлора и в растворе может происходить побочный процесс окисления иона хлора перманганатом).

Пример 1. На титрование навески оксалата натрия 0,1128 г израсходовано 16,90 мл раствора перманганата калия. Определить нормальную концентрацию раствора перманганата.

Нормальная концентрация раствора перманганата калия:

1000 • 0,1128 / 67 • 16,9 = 0,09970 н.

Пример 2. Определить нормальную концентрацию раствора перманганата калия, если на титрование 15,00 мл 0,1000 н. раствора щавелевой кислоты расходуется 15,20 мл раствора перманганата.

Нормальная концентрация раствора перманганата калия:

0,1000 • 15 / 15,20 = 0,09868 н.

Пример 3. Определить нормальную концентрацию раствора перманганата калия, если при установлении его концентрации по титрованному раствору тиосульфата натрия на 20 мл раствора перманганата израсходовано 19,80 мл 0,1012 н. раствора тиосульфата натрия, а в холостом опыте расход тиосульфата натрия составил 0,10 мл.

Читайте также:  Анализ кала на инфекции у взрослых

Нормальная концентрация раствора перманганата калия:

0,1012(19,8 —&nbsp 0,1) / 20 = 0,09968 н.

Приготовление растворов бихромата калия и установление их концентрации

Растворы бихромата калия K2Cr2O7 отличаются хорошей устойчивостью при хранении. В техническом анализе применяют 0,1 н. раствор бихромата.

Для приготовления рабочего раствора бихромата пользуются точной навеской химически чистого препарата, перекристаллизованного и высушенного при 150—200°С путем ее растворения в соответствующем объеме воды в мерной колбе.

Концентрацию полученного раствора вычисляют по величине навески:

Точный раствор бихромата можно получить также растворением фиксанала бихромата калия.

Большие количества раствора бихромата калия готовят как приблизительные растворы из химически чистого препарата, взвешивая навеску на техно-химических весах. Концентрацию этих растворов затем уточняют титрованием.

Массу навески определяют из приведенного выше уравнения.

Концентрацию бихромата калия устанавливают по титрованному 0,1 н. раствору тиосульфата натрия. При применении бюретки емкостью 25 мл в коническую колбу с притертой пробкой емкостью 300 мл приливают из бюретки или пипеткой 20 мл раствора бихромата калия, вносят 1,5 г йодида калия (или 1 мл свежеприготовленного 10%-ного раствора йодида калия) и 5 мл концентрированной соляной кислоты или 7 мл раствора серной кислоты (1:2); раствор хорошо перемешивают, оставляют в темном месте на 5 мин, добавляют 150 мл дистиллированной воды и выделившийся йод титруют 0,1 н. раствором тиосульфата натрия до желтовато-зеленой окраски. Затем добавляют 1 мл 0,5%-ного раствора крахмала, после чего титруют до резкого перехода синей окраски раствора в светло-зеленую. Параллельно проводят холостое титрование, при котором вместо раствора бихромата берут 20 мл дистиллированной воды.

Нормальную концентрацию раствора бихромата калия рассчитывают по формуле для расчета концентрации перманганата калия.

Растворы бихромата калия хранят в склянках, плотно закрытых резиновыми или полиэтиленовыми пробками. Для титрования бихроматом используют бюретки с кранами. Титрование ведут в кислой среде, чтобы концентрация кислоты в растворе к концу титрования была не менее 1 г-экв/л. Для создания кислой среды можно применять серную или соляную кислоты.

Пример 4. Определить нормальную концентрацию раствора бихромата калия, если 4,8634 г химически чистого бихромата калия были растворены в воде в мерной колбе емкостью 1 л.

1000 • 4,8634 / 49,032 • 1000 = 0,09919 н.

Пример 5. Определить нормальную концентрацию раствора бихромата калия, если при установлении его концентрации по раствору тиосульфата натрия было взято 20 мл раствора бихромата, а на титрование было израсходовано 20,20 мл 0,09980 н. раствора тиосульфата в основном опыте и 0,20 мл в холостом опыте.

0,09980 • (20,2-0,2) / 20 = 0,9980 н.

Приготовление растворов йода и установление их концентрации

В техническом анализе применяют 0,1; 0,05; 0,02 н. растворы йода в водных растворах йодистого калия, а также 0,2 н. спиртовый раствор йода.

Раствор йода точной концентрации можно получить непосредственно растворением точной навески йода, очищенного предварительно возгонкой, или растворением фиксанала йода. Раствор йода может быть приготовлен также из чистого для анализа препарата, не подвергнутого возгонке, с последующей установкой нормальности полученного раствора по раствору тиосульфата натрия.

Для приготовления раствора навеску йода вычисляют по формуле. Эквивалент йода 126,9.

При приготовлении водных растворов навеску йода вначале растворяют в концентрированном растворе йодистого калия. На каждый 1 л 0,1 н. раствора йода берут концентрированный раствор, содержащий 35 г йодида калия в 25 мл воды (количество йодида калия должно быть в три раза больше количества йода).

Если раствор готовят из йода, очищенного возгонкой, то в бюксе в дистиллированной воде растворяют йодид калия, получая концентрированный раствор; после того как раствор примет температуру окружающего воздуха (при растворении происходит охлаждение), бюкс закрывают крышкой и взвешивают на аналитических весах. Затем на техно-химических весах в другом бюксе или на часовом стекле отвешивают навеску йода после возгонки и переносят ее в бюкс с раствором йодида калия. Бюкс закрывают крышкой и снова взвешивают на аналитических весах. Массу навески йода находят по разности результатов взвешивания. Раствор из бюкса через воронку переливают в мерную колбу, тщательно промывают бюкс и воронку дистиллированной водой. Взбалтывают раствор в колбе до полного растворения йода и доливают водой до метки.

Нормальную концентрацию полученного раствора йода рассчитывают по формуле:

где mн — масса навески йода, г;

При приготовлении водного раствора из препарата йода, не подвергнутого возгонке, навеску йода, взвешенную на техно-химических весах, растворяют в концентрированном растворе йодистого калия, приготовленном в колбе или склянке, а затем доливают необходимое количество воды до полного объема раствора и хорошо перемешивают.

Спиртовый раствор йода получают растворением навески йода в соответствующем объеме 95%-ного спирта с последующим определением нормальности полученного раствора по титрованному раствору тиосульфата натрия.

Установление и проверку концентрации раствора йода по титрованному раствору тиосульфата проводят незадолго перед использованием раствора йода для анализов, так как концентрация его быстро изменяется вследствие летучести йода. Если для титрования применяют бюретку емкостью 25 мл, то для установления концентрации в коническую колбу с притертой пробкой наливают из бюретки или пипеткой 20 мл раствора йода, добавляют 20 мл дистиллированной воды и титруют раствором тиосульфата натрия до желтого окрашивания раствора. Затем добавляют 1 мл 0,5%-ного раствора крахмала и продолжают титрование до обесцвечивания. Нормальные концентрации растворов йода и тиосульфата должны быть близкими по величине.

Концентрацию раствора йода рассчитывают по формуле:

где N1 — нормальная концентрация раствора тиосульфата;

V1 — объем раствора тиосульфата, израсходованный на титрование;

V2 — объем оттитрованного раствора йода.

Растворы йода хранят в склянках из темного стекла, закрытых хорошо пришлифованными стеклянными пробками. Концентрацию растворов проверяют не реже одного раза в месяц, а если растворы используют не часто, то проверку проводят перед каждой новой серией анализов.

Титрование растворами йода проводят только из бюреток с кранами. Нельзя применять бюретки с резиновыми насадками. Титрование йодом можно вести в кислой, нейтральной и слабощелочной средах до pH=9. Нельзя титровать в сильнощелочной среде, так как при pH>9 йод переходит в йодноватистокислый натрий, не дающий реакции с крахмалом.

Пример 6. Рассчитать количество воды и йодида калия для приготовления 2 л 0,1 н. раствора йода.

126,9 • 0,1 • 2000 / 1000 = 25,4 г.

Масса йодида калия 35 • 2 = 70 г.

Пример 7. Определить нормальную концентрацию раствора йода, если на титрование 15,00 мл этого раствора израсходовано 14,95 мл 0,1014 н. раствора тиосульфата натрия.

0,1014 • 14,95 / 15 = 0,01011 н.

Приготовление растворов тиосульфата натрия и установление их концентрации

Для анализа обычно применяют 0,1 н. растворы тиосульфата натрия (реже 0,01 н.). Тиосульфат натрия является довольно сильным восстановителем, но его растворы имеют хорошую устойчивость при хранении, если в них не попадают вещества, создающие кислую среду, окислители и тиобактерии, способные размножаться в растворах тиосульфата, разлагая его.

Растворы тиосульфата готовят из чистого для анализа препарата, представляющего собой кристаллогидрат.

Количество тиосульфата, необходимое для приготовления раствора, вычисляют по формуле. Эквивалент кристаллогидрата тиосульфата 248,2.

Для растворения берут объем воды, равный объему раствора. Навеску тиосульфата взвешивают на техно-химических весах и растворяют в нужном объеме дистиллированной воды, не содержащей углекислого газа (свежеперегнанной и охлажденной). В раствор добавляют карбонат натрия из расчета 0,1 г карбоната на 1 л раствора. Раствор оставляют стоять в темном месте 8—10 дней и после этого устанавливают его концентрацию, применяя в качестве исходных веществ бихромат калия, марганцевокислый калий, йод, йодат калия и другие окислители.

Установление концентрации по бихромату калия можно проводить методом титрования навесок и методом пипетирования. При установлении концентрации методом титрования навесок в отдельные бюксы берут 3—4 навески химически чистого бихромата калия дважды перекристаллизованного и высушенного при 150—200°С. При определении концентрации 0,1 н. раствора тиосульфата натрия и применении для титрования бюретки емкостью 25 мл масса каждой навески должна быть около 0,1 г, точность взвешивания до 0,0002 г.

Каждую навеску переносят в коническую колбу с притертой пробкой емкостью 300 мл и растворяют в 50 мл дистиллированной воды. Затем добавляют 1,5 г химически чистого йодида калия или 15 мл свежеприготовленного 10%-ного раствора йодида калия и 5 мл серной кислоты (1:2). Раствор хорошо перемешивают, оставляют стоять в темном месте 5 минут, добавляют 150 мл дистиллированной воды и выделившийся йод титруют раствором тиосульфата до желтовато-зеленой окраски раствора, добавляют 1 мл 0,5%-ного раствора крахмала и титруют до резкого перехода синего цвета раствора в ярко-зеленый.

Параллельно титрованию отдельных навесок проводят холостое титрование без навески бихромата.

Нормальную концентрацию раствора тиосульфата рассчитывают по формуле:

где mн — масса навески бихромата калия, г;

V2 — объем раствора тиосульфата, израсходованный на титрование в основном опыте, мл;

V — объем раствора тиосульфата, израсходованный на холостое титрование, мл.

Установление концентрации раствора тиосульфата натрия по раствору бихромата методом пипетирования проводят так же, как и установление концентрации раствора бихромата по раствору тиосульфата. Этим методом, в частности, пользуются, когда раствор бихромата калия приготовлен из фиксанала.

Нормальную концентрацию раствора тиосульфата натрия при этом методе рассчитывают по формуле:

где N1 — нормальная концентрация раствора бихромата калия;

V1 — объем раствора бихромата;

V2 — объем раствора тиосульфата, израсходованный на титрование;

V — объем раствора тиосульфата, израсходованный на холостое титрование (в опыте без раствора бихромата).

Установление концентрации раствора тиосульфата по раствору перманганата калия ведут методом пипетирования, подобно установлению концентрации раствора перманганата по раствору тиосульфата.

Нормальную концентрацию раствора тиосульфата натрия при этом методе вычисляют по формуле:

где N1 — нормальная концентрация раствора перманганата;

V1 — объем раствора перманганата, взятый для титрования;

V2 — объем раствора тиосульфата, пошедший на титрование;

V — объем раствора тиосульфата, израсходованный на холостое титрование (в опыте без раствора перманганата).

Растворы тиосульфата натрия хранят в темных склянках, плотно закрытых пробками, что защищает их от действия углекислого газа. Если склянка сообщается с бюреткой, ее закрывают пробкой с хлоркальциевой трубкой, заполненной натронной известью. Если в растворе выпал осадок серы, то его нужно заменить новым, но склянку следует предварительно тщательно промыть хромовой смесью для уничтожения тиобактерий, вызвавших разложение тиосульфата. Концентрацию раствора тиосульфата проверяют не реже одного раза в три месяца.

Растворы тиосульфата применяют при анализе для оттитровывания йода. Хотя тиосульфат взаимодействует со многими окислителями, по продукты, образующиеся при этом, бывают различны по составу (политионаты, сульфат). При взаимодействии с йодом тиосульфат окисляется до тетратионата:

Тиосульфатом титруют кислые, нейтральные и слабощелочные растворы, содержащие йод. При титровании кислых растворов необходимо раствор хорошо перемешивать и приливать тиосульфат по каплям. Через 10—15 мин после титрования кислые растворы иногда снова синеют вследствие медленного окисления йодида кислородом воздуха, но на это не следует обращать внимания.

Пример 8. Определить массу навески кристаллогидрата тиосульфата натрия для приготовления 5 л 0,1 н. раствора тиосульфата.

248,2 • 0,1 • 5000 / 1000 = 125 г.,

Пример 9. При установлении концентрации раствора тиосульфата натрия по бихромату навеска бихромата калия имела массу 0,1252 г.

На титрование в основном опыте израсходовано 28,40 мл раствора тиосульфата натрия, а в холостом опыте — 0,10 мл. Определить нормальную концентрацию раствора тиосульфата натрия:

1000 • 0,1252 / 49,032(28,4 — 0,1) = 0,09024 н.

Пример 10. Определить массу отдельной навески бихромата калия для определения концентрации 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, если для титрования служит бюретка емкостью 50 мл.

Предполагаем израсходовать на титрование 30 мл раствора тиосульфата.

Масса навески бихромата калия:

Пример 11. При установлении концентрации раствора тиосульфата натрия по раствору перманганата было взято 25,00 мл 0,09820 н. раствора перманганата калия. На титрование было израсходовано 24,80 мл раствора тиосульфата, а в холостом титровании — 0,20 мл. Определить нормальную концентрацию раствора тиосульфата.

Приготовление раствора йодистого калия. В качестве вспомогательного раствора при йодометрическом титровании применяют 10%-ный раствор йодида калия, который готовят растворением навески х. ч. йодида калия, взвешенной на техно-химических весах, в дистиллированной воде, свободной от углекислого газа (свежепрокипяченной). Этот раствор, особенно на свету и в присутствии кислот, быстро окисляется кислородом воздуха. Поэтому при анализе пользуются только свежеприготовленным раствором.

Количество йодида калия для приготовления 10%-ного раствора вычисляют по формуле.

Раствор хранят в склянке из темного стекла, плотно закрытой пробкой.

Пример 12. Определить количество йодистого калия и количество воды, необходимое для приготовления 500 г 10%-ного раствора йодистого калия.

Приготовление растворов соли Мора и сульфата закиси железа и установление их концентраций

При количественном анализе окислителей часто применяют 0,1 н. раствор соли Мора или раствор сульфата закиси железа. Соль Мора (сульфат аммония и закисного железа) Fe(NH4)2(SO4)2 • 6Н2O при хранении в закрытых банках долго сохраняет свой состав, заметно не окисляясь и не подвергаясь выветриванию. Она имеет большую эквивалентную массу, что уменьшает относительную ошибку при взвешивании. Однако соль Мора загрязнена соединениями магния, цинка и марганца, которые не удаляются при перекристаллизации, так как кристаллы изоморфны кристаллам соли Мора. Поэтому из нее готовят приблизительные растворы, уточняя затем концентрацию титрованием. Вместо соли Мора может быть использован сульфат закисного железа FeSO4 • 7H2O.

Соль Мора или сульфат закиси железа растворяют в воде, содержащей серную кислоту, для предупреждения гидролиза этих солей в растворе и замедления окисления ионов двухвалентного железа кислородом воздуха. Эти растворы нельзя хранить длительное время, так как ионы двухвалентного железа постепенно окисляются и концентрация их заметно снижается.

Массы навесок солей закисного железа для приготовления 0,1 н. раствора рассчитывают по формуле. Эквивалент соли Мора 392, сульфата закисного железа 278.

Для приготовления растворов используют химически чистой соли. На каждый литр раствора берут 100 мл концентрированной серной кислоты. Объем воды для приготовления раствора находят по разности объемов раствора и кислоты (если раствор готовят не в мерной колбе). К половине общего объема доливают серную кислоту, затем в этом растворе растворяют соль Мора или сульфат закиси железа, после чего раствор разбавляют дистиллированной водой до нужного объема, перемешивают и, при наличии осадка, фильтруют через стеклянный фильтр.

Концентрацию растворов соли Мора и сульфата закиси железа можно определить по 0,1 н. раствору перманганата калия или по 0,1 н. раствору бихромата калия.

Для установления концентрации по раствору перманганата калия 20 мл раствора соли Мора или раствора сульфата закиси железа помещают в коническую колбу для титрования, доливают 2 мл 80%-ной ортофосфорной кислоты (для связывания ионов трехвалентного железа в бесцветный комплекс) и титруют 0,1 н. раствором перманганата калия до розового окрашивания, не исчезающего в течение 30 с.

При установлении концентрации по раствору бихромата калия 20 мл раствора соли Мора или раствора сульфата закиси железа вносят в колбу для титрования, приливают 150 мл свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной воды и 8 мл химически чистой концентрированной серной кислоты, добавляют 0,5 мл 1%-ного раствора фенилантраниловой кислоты и титруют 0,1 н. раствором бихромата калия до появления вишневокрасного окрашивания.

Концентрацию растворов соли Мора или сульфата закиси железа N2 вычисляют по формуле:

где N1 — нормальная концентрация раствора перманганата или раствора бихромата;

V1 — объем раствора перманганата или раствора бихромата, израсходованный на титрование;

V2 — объем оттитрованного раствора соли Мора или раствора сульфата закиси железа.

Растворы соли Мора и сульфата закиси железа хранят в склянках, закрытых резиновыми или полиэтиленовыми пробками.

Проверку концентрации этих растворов проводят перед каждой серией анализов.

Пример 13. Рассчитать количества соли Мора и серной кислоты, потребные для приготовления 2 л 0,1 н. раствора.

392 • 0,1 • 2000 / 1000 = 80 г.

Количество концентрированной серной кислоты:

Пример 14. Определить нормальную концентрацию раствора сульфата закиси железа, если на титрование 20 мл раствора израсходовано 19,25 мл 0,1071 н. раствора перманганата калия:

источник