Тетраборат натрия с соляной кислотой реакция

Термин «Бура» применяют по отношению к нескольким близким веществам: она может существовать в безводной форме, в природе чаще встречается в виде пятиводного или десятиводного кристаллогидрата:

Однако наиболее часто слово бура относят к соединению Na2B4O7·10H2O.

Тетраборат натрия (Бура) встречается в солевых отложениях, образованных при испарении сезонных озёр

Бура́ (декагидрат тетрабората натрия, Na2B4O7 · 10H2O) — прозрачные кристаллы, при нагревании до 400 °C полностью теряют воду. В воде бурагидролизуется, ее водный раствор имеет щелочную реакцию. С оксидами многих металлов бура при нагревани образует окрашенные соединения — боратыперлы буры»).

Способы получения буры сохранялись в строжайшей тайне, их не знали даже европейские алхимики.

Тем не менее, алхимики отличали буру от соды, хотя как именно они это делали, неизвестно: ведь оба вещества схожи в том, что дают щелочную среду при растворении в воде и поэтому вытесняют аммиак из хлорида аммония.

Щелочная реакция раствора тетрабората натрия обусловлена тем, что в водном растворе протекает реакция гидролиза c образованием в растворе борной кислоты B(OH) 3:

а выделение аммиака при взаимодействии с NH4Cl отвечает уравнению:

Хотя в 16–17 вв. химики не имели представления о точном составе получаемых и используемых ими веществ, а об их свойствах судили по самым примитивным признакам, вроде пробы на вкус, им удавалось иногда сделать замечательные открытия. Так, голландский алхимик Вильгельм Гомберг, нагревая буру с серной кислотой H2SO4, выделил борную кислоту B(OH)3.

При этом протекала реакция:

А в 1751 Анри Дюамель де Монсо установил, что в составе буры, как и в составе соды, содержится элемент «натр». Можно только догадываться, как именно за три тысячи лет до нашей эры люди натолкнулись на буру. Возможно, индус-паломник, отдыхая на берегу озера, бросил в костер кусок неведомого белого вещества и заметил, что пламя стало зеленым, а вещество оплавилось и стало похоже на стекло. Позже, вероятно, обнаружили, что бура, как и сода, помогает отстирывать одежду от грязи (мыла еще не было). Постепенно люди научились использовать буру для дубления кож, в производстве стекла и глазурей, наконец, как лекарство – антисептик для промывания горла.

Аналитические реакции на катион натрия.

1. Реакция с ацетатом диоксоуран(VI)цинка Zn(UO2)3(CH3COO)8 c образованием жёлтого кристаллического осадка (фармакопейная реакция — ГФ) или жёлтых кристаллов тетра- и октаэдрической формы, нерастворимых в уксусной кислоте (МКС). Для повышения чувствительности реакции следует нагреть исследуемую смесь на предметном стекле.

NaCl + Zn(UO2)3(CH3COO)8 + CH3COOН + 9 H2O

Мешающие ионы: избыток ионов K + , катионы тяжёлых металлов (Hg2 2+ , Hg 2+ , Sn 2+ , Sb 3+ , Bi 3+ , Fe 3+ и др.). Реакция используется как дробная после удаления мешающих катионов.

2. Окрашивание бесцветного пламени горелки в жёлтый цвет (ГФ).

3. Реакция с пикриновой кислотой с образованием кристаллов пикрата натрия жёлтого цвета игольчатой формы, исходящих из одной точки (МКС).

Error: Reference source not found

Реакция используется как дробная только в отсутствие мешающих ионов (K + , NH4 + , Ag + ).

4. Реакция с гексагидроксостибатом(V) калия K[Sb(OH)6] с образованием белого кристаллического осадка, растворимого в щелочах.

NaCl + K[Sb(OH)6] Na[Sb(OH)6] + KCl

Условия проведения реакции: а) достаточная концентрация Na + ; б) нейтральная реакция раствора; в) проведение реакции на холоду; г) потирание стеклянной палочкой о стенку пробирки. Мешающие ионы: NH4 + , Mg 2+ и др.

В кислой среде реагент разрушается с образованием белого аморфного осадка метасурьмяной кислоты HSbO3.

K[Sb(OH)6] + HCl KCl + H3SbO4 + 2 H2O

H3SbO4 HSbO3 + H2O

Аналитические реакции на -ион.

1. С групповым реагентом BaCl2 + CaCl2

2. С куркумовой бумагой (ГФ).

Куркумовая бумага, смоченная раствором тетрабората натрия (или ортоборной кислоты) и несколькими каплями разбавленной хлороводородной кислоты, окрашивается при высушивании в розовый цвет, переходящий в зеленовато-чёрный при дальнейшем смачивании бумаги раствором аммиака. Мешают анионы-окислители, обесцвечивающие куркумовую бумагу.

3. Реакция этерификации с этиловым спиртом в присутствии концентрированной серной кислоты.

Na2B4O7 + H2SO4 + 5 H2O Na2SO4 + 4 H3BO3

H3BO3 + 3 C2H5OH B(OC2H5)3 + 3 H2O

Методика: 0,2 г борной кислоты (или тетрабората натрия) помещают в фарфоровую чашку. Для дробного открытия выпаривают досуха 1 см 3 испытуемого раствора в фарфоровой чашке, прибавляют 1 см 3 концентрированной серной кислоты, 3 см 3 этанола и перемешивают. При зажигании смесь горит пламенем, окаймленным зелёным цветом. Выполнению реакции мешают хлорид-, бромид-, иодид-ионы. Их удаляют выпариванием с серной кислотой до появления «белого дыма».

Стандартизация 0,1 М раствора хлороводородной кислоты

по стандартному раствору тетрабората натрия (способ пипетирования)

А. Приготовление стандартного 0,1 М раствора тетрабората натрия Методика приготовления титрованного раствора по точной навеске приведена в таблице «Способы приготовления титрованных растворов» (тетраборат натрия растворяют в горячей воде) см. табл. 1 стр. 21.

Поправочный коэффициент раствора КП рассчитывают по формуле:

а пр – практическая навеска тетрабората натрия, г

а теор – навеска теоретическая тетрабората натрия, г.

Б. Установка КП 0,1 М раствора хлороводородной кислоты

Методика: Точно отмеривают пипеткой 10-15 см 3 стандартного раствора тетрабората натрия в колбу для титрования, прибавляют 1-2 капли раствора метилового оранжевого и титруют 0,1 М раствором хлороводородной кислоты до перехода жёлтой окраски в розовато-оранжевую.

Здесь и далее расчёт КП раствора с точностью до четвёртого знака после запятой, исходя из основного уравнения титриметрического анализа, производят по среднему значению из трёх параллельных титрований

в производстве эмалей, глазурей, оптических и цветных стекол;

при пайке в качестве флюса;

в бумажной и фармацевтической промышленности;

как дезинфицирующее и консервирующее средство;

как стандартное вещество для определения концентрации растворов кислот;

для качественного определения оксидов металлов (по цвету перлов);

в фотографии — в составе медленно действующих проявителей в качестве слабого ускоряющего вещества; [1]

источник

1) Проба на окрашивание пламени.

Летучие соединения бора окрашивают пламя горелки в зеленый цвет. Поскольку сами бораты не летучи, их переводят в борно-этиловый эфир.

Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O = 4H3BO3 + Na2SO4

H3BO3 + 3C2H5OH = B(OC2H5)3 + 3H2O

5 капель раствора тетрабората натрия выпарьте в тигле досуха, дайте остыть, прибавьте 3 капли концентрированного раствора серной кислоты и 6 капель этанола. Подожгите полученную смесь и наблюдайте окрашивание пламени спирта в зеленый цвет.

Дает со свободной борной кислотой красно-бурое окрашивание. Каплю раствора тетрабората натрия подкислите соляной кислотой для вытеснения свободной борной кислоты, нанесите на полоску куркумовой бумаги и высушите ее. При этом появляется пятно красно-бурого цвета, которое под действием щелочей становится зеленовато-черным или фиолетовым. Выполнению реакции мешают окислители (нитраты и хроматы).

Реакции фосфат иона.

Дает белый кристаллический осадок.

HPO4 + Mg + NH4OH = MgNH4PO4 + H2O

2) Молибденовая жидкость (раствор молибдата аммония в азотной кислоте).

Дает желтый кристаллический осадок молибдата аммония.

PO4 + 3NH4 + 12MoO4 + 2H = (NH4)3[P(Mo12O40)] + 12H2O

Осадок растворим в избытке фосфата. Поэтому при проведении реакции к 5-6 каплям молибденовой жидкости, предварительно нагретой на водяной бане, прибавьте 1-2 капли раствора гидрофосфата натрия и дайте постоять. Полезно прибавить несколько кристаллов нитрата аммония, так как одноименный ион аммония понижает растворимость осадка.

II группа анионов.

Действие группового реагента.

Групповым реагентом является нитрат серебра, образующий с анионами второй аналитической группой анионов осадки соответствующих солей серебра.

CI + Ag = AgCI; Br + Ag = AgBr; I + Ag = AgI; S + 2Ag = Ag2S

белый бледно-желтый желтый черный

Осадки не растворимы в кислотах, за исключением сульфида серебра, и в аммиаке, за исключением хлорида серебра.

AgCI + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]CI + H2O

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 9509 — | 7530 — или читать все.

95.83.2.240 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

источник

Для количественного определения щелочей необходимо иметь титрованный раствор кислоты. Сначала готовят раствор кислоты приблизительно требуемой концентрации, а затем устанавливают его точную нормальность. Нельзя определить нормальность этих кислот, готовя раствор по точной навески (или отмеряя точный объем), так как концентрированная хлористоводородная кислота выделяет газообразный хлористый водород, а серная кислота поглощает воду.

Приготовление приблизительно 0,1 н рабочего раствора соляной кислоты.

Приготовление 250 мл соляной кислоты, приблизительно 0,1 н из концентрированной соляной кислоты, плотностью 1,14 г/см 3 .молярная масса эквивалента НClравна молекулярной массе (36,46), то 1 литр 0,1 н нормального раствора содержит 3,646 г НС1.

m(на 250 мл) ==0,9115 г

Из таблиц справочника находим, что НС1 , плотностью 1,14 г/см 3 содержит 27,7 % по весу хлористого водорода.

Следовательно , 100г конц. НС1 содержит 27,7 г НС1,

Отсюда Х=3,29 г, т.е. 3,29 г концентрированной кислоты содержит необходимое (0,9115г ) количество НС1.

Концентрированную кислоту из-за выделения хлористого водорода не взвешивают, а отмеряют по объему, следовательно нужно от вычисленного веса перейти к объему кислоты. Для этого вычисленное количество кислоты в г делят на ее плотность:

=2,88 мл (2,9 мл)

Найденный объем концентрированной НС1 отмеряют маленькой мензуркой (или мерным цилиндром) , переливают ее в мерную колбу на 250 мл и доводят до объема дистиллированной водой. Приготовленный раствор будет приблизительно 0,1 н. Точную нормальность его устанавливают по раствору тетрабората натрия (буры) Na2B4O7·10H2Oс точно известной концентрацией.

Бура Na2B4O7·10H2Oпредставляет собой соль слабой кислоты и сильного основания. При растворении в воде гидролизуется(1). Раствор имеет щелочную реакцию и может достаточно точно титроваться кислотами:

Читайте также:  Мкб 10 генерализованная бактериальная инфекция

Так как один моль буры реагирует с двумя молями HC1 , то молярная масса эквивалента буры будет равна:

М(э) Na2B4O7·10H2O==190,7 г.

1. для приготовления 100мл 0,1 н нормальную концентрацию раствора буры расчитывают навеску:

г

масса бюкса с веществом ——-г

3. буру растворяют в горячей воде в мерной колбе на 100 мл (2/3 объема перемешивают, охлаждают раствор до комнатной температуры и доводят объем до метки дистиллированной водой).

вычисляют титр и нормальность полученного раствора буры.

(г/см 3 ), гдеm-навеска буры, аV-объем колбы.

Молярную концентрацию эквивалента (нормальную концентрацию) буры находят по формуле:

, моль/л

Установка титра рабочего раствора соляной кислоты по раствору буры.

1. Бюретку ополаскивают, а затем заполняют раствором соляной кислоты до нулевой черты.

2. Пипетку (объем пипетки=10 мл) с раствором буры переносят в коническую колбу для титрования, добавляют 1-2 капли метилового оранжевого и титруют при перемешивании по каплям из бюретки соляной кислотой до изменения окраски индикатора из желтой в оранжево-розовую.

В точки эквивалентности рН раствора будет меньше 7, так как образуется слабая борная кислота, поэтому при титровании следует использовать индикатор, меняющий свою окраску при рН 7).

Чтобы правильно установить момент изменения окраски индикатора, рядом с титруемым раствором помещают контрольный раствор, называемый «свидетелем».

Для его приготовления берут в такую же колбу 10 мл воды и прибавляют 1 каплю метилоранжа и из бюретки одну каплю раствора соляной кислоты, чтобы окраска индикатора изменилась из желтого в оранжево-розовый цвет.

Титрование раствора буры продолжают до тех пор, пока от одной капли соляной кислоты титруемый раствор примет оранжево-розовый цвет, как у «свидетеля».

Результаты титрования заносят в журнал:

3.Вычисляют молярную концентрацию эквивалента (нормальную концентрацию) соляной кислоты по формуле:

, моль/л

Титр соляной кислоты вычисляют по формуле:

Все вычисления должны быть сделаны с точностью до четырех значащих цифр.

Определение содержания соды Na2CO3 в растворе.

Реактивы: стандартизированный раствор соляной кислоты, индикатор метиловый оранжевый, анализируемый раствор соды (Na2CO3).

Вследствие гидролиза раствора соды имеет щелочную реакцию и может быть оттитрован соляной кислотой.

Уравнение, лежащее в основе титриметрического определения:

При титровании соды соляной кислотой в точке эквивалентности образуется соль и слабая угольная кислота, рН 3 )

Вычисление граммового содержания соды в растворе 100 мл :

(г)

источник

Для выполнения определений по методу нейтрализации применяют титрованные растворы кислот (серной, соляной или азотной) и растворы щелочей (гидроксидов натрия, калия или бария). Для установления точки эквивалентности применяют индикаторы, изменяющие окраску в определенной области pH.

Метиловый оранжевый. Область перехода окраски при pH 3,1-4,4. Для титрования берут 1-2 капли раствора на 20-25 мл титруемого раствора. Для приготовления раствора индикатора растворяют 2 г сухого метилового оранжевого (метилоранжа) в 1 л воды. Переход окраски от красной к желтой.

Метиловый красный. Область перехода окраски при pH 4,2-6,2. Дает более резкий переход окраски, чем метиловый оранжевый. Для титрования применяют не более одной капли 0,2%-ного этанольного раствора на 25 мл титруемого раствора, при больших количествах индикатора переход окраски труднее заметен. Переход окраски от красной к желтой.

Фенолфталеин. Область перехода окраски при pH 8,2-10,0. Для титрования используют 1-2 капли 1%-ного этанольного (70%-ного) раствора индикатора на 25 мл титруемого раствора. Переход окраски от красного к бесцветному. Красная (розовая) окраска легко обесцвечивается под действием CO2, выделяющегося в результате реакции. Оттитрованные до розовой окраски растворы при стоянии могут также обесцветиться под действием CO2 воздуха. Применяют при титровании слабых кислот. Имеются и другие индикаторы.

Приготовление 0,1 н. раствора серной кислоты. Эквивалент серной кислоты ЭH2SO4 = 98,08 : 2 = 49,04 г. Для приготовления 0,1 н. раствора необходимо получить раствор, содержащий в 1 л 49,04 * 0,1 = 4,90 г H2SO4. Раствор готовят приближенной концентрации из разбавленной 1:2 или 1:5 серной кислоты; далее точную нормальность раствора устанавливают титрованием. Для приготовления 1 л 0,1 н. раствора H2SO4 необходимо 16,8 мл кислоты плотностью 1,18 г/см3 (разбавленной 1:5) или 8,1 мл кислоты плотностью 1,35 г/см3 (разбавленной 1:2) разбавить водой в мерной колбе вместимостью 1 л до метки.

Для вычисления объема исходной серной кислоты, необходимой для приготовления 1 л 0,1 н. раствора H2SO4, нужно 0,1 эквивалента H2SO4 (4,9 г) умножить на 100 и разделить на процентное содержание H2SO4 в кислоте. Получают навеску кислоты в граммах; разделив ее на плотность, получают объем в миллилитрах.

Установка титра и нормальности 0,1 н. раствора серной кислоты. По тетраборату натрия Na2B4O7-10H2O. Тетраборат натрия гидролизуется в водном растворе с образованием ионов OH-:

которые и титруются кислотой. Поскольку ионы гидроксила связываются ионами водорода, реакция протекает до конца. Суммарно реакцию можно представить следующим уравнением:

Эквивалент тетрабората натрия в этой реакции равен 1/2 моля, а его масса равна Э = 381,37 / 2 = 190,69 г/моль. Чтобы препарат тетрабората натрия соответствовал формуле Na2B4O7-10H2O, его перекристаллизовывают. Для этого растворяют 140-150 г тетрабората натрия в 300 мл воды при нагревании не выше 60 °С. Раствор фильтруют через складчатый фильтр в фарфоровую чашку, охлаждаемую льдом. Фильтрат помешивают стеклянной палочкой, выделившиеся кристаллы отфильтровывают с отсасыванием, промывают небольшим количеством холодной воды и повторяют перекристаллизацию. Полученные кристаллы высушивают на воздухе 2-3 дня. Продаваемые препараты не соответствуют своей формуле из-за выветривания.

Для установки титра кислоты нужно взять такую навеску тетрабората натрия, чтобы на нее было израсходовано примерно 25 мл раствора кислоты. Навеска будет составлять: 191 * 0,1 * 25 : 1000 = 0,5 г.

Для установки титра кислоты берут 3-4 конические колбы вместимостью 100-150 мл и помещают в каждую точную навеску (около 0,5 г) тетрабората натрия. Каждую навеску растворяют примерно в 50 мл воды при слабом нагревании. Добавляют сначала в раствор одной из навесок 2-3 капли раствора индикатора метилового красного или метилового оранжевого. Раствор приобретает желтую окраску. Титруют приготовленным раствором (примерно 0,1 н.) кислоты до появления розового (с метиловым красным) или оранжевого (с метиловым оранжевым) окрашивания. Титрование ведут, сначала прибавляя раствор кислоты из бюретки малыми порциями при непрерывном перемешивании, затем осторожно титруют быстро падающими каплями, под конец титрование замедляют, последние капли добавляют по одной после сильного взбалтывания. Меньшую навеску следует титровать первой, потому что это даст приблизительную ориентировку в расходовании раствора на последующие навески. Такой способ установки титра называется методом отдельных навесок.

Для установки титра методом пипетирования готовят точно 0,1 н. раствор тетрабората натрия. Для этого точную навеску (19,07 г на 1 л или 4,760 г на 250 мл) тетрабората натрия взвешивают на часовом стекле и переводят в мерную колбу через воронку. Воронку и часовое стекло обмывают из промывалки струей горячей воды, затем колбу наполняют водой на 2/3 объема. Взбалтывая содержимое колбы круговыми движениями, растворяют навеску, после чего охлаждают до комнатной температуры, разбавляют водой до метки и перемешивают.

Отбирают пипеткой 25,0 мл приготовленного раствора тетрабората натрия в колбу для титрования, добавляют 2-3 капли раствора индикатора (метилового оранжевого или метилового красного) и титруют раствором кислоты, как и в случае отдельных навесок. Рекомендуется титровать со «свидетелем». Для приготовления «свидетеля» в колбу для титрования наливают мензуркой 50 мл воды, две капли раствора индикатора и одну каплю кислоты из бюретки, чтобы появилось очень слабое, но вполне заметное оранжевое или розовое окрашивание. Титрование тетрабората проводят до появления такой же интенсивности окраски, как у «свидетеля».

Для вычисления нормальности раствора кислоты по методу отдельных навесок пользуются формулой

где N — определяемая нормальность кислоты; m — навеска тетрабората, г; Э — эквивалентная масса тетрабората, г/моль; V — объем раствора кислоты, затраченный на титрование навески, мл.

По каждой навеске вычисляют нормальность и находят ее среднее значение. При титровании методом пипетирования расчет ведут по формуле

где N — искомая нормальность раствора кислоты; N1 — нормальность раствора тетрабората натрия; V1 — объем раствора тетрабората натрия, мл; V — объем, раствора кислоты, мл.

Например, навеска тетрабората натрия 4,8024 г растворена в мерной колбе вместимостью 250 мл и разбавлена водой до метки. На 25,0 мл этого раствора было израсходовано (среднее из четырех титрований) 25,85 мл устанавливаемого раствора H2SO4. Нормальность приготовленного раствора тетрабората натрия находят по формуле

где m — навеска тетрабората, г; Э — эквивалентная масса тетрабората, г/моль; Vк — объем колбы с раствором тетрабората натрия, мл. Подставив в эту формулу приведенные значения, получим:

Нормальность раствора серной кислоты:

Титр раствора серной (или другой) кислоты можно устанавливать также то карбонату натрия или по стандартному раствору гидроксида.

Приготовление 0,1 н. раствора гидроксида натрия (едкого натра). Для приготовления нужно пользоваться химически чистым реактивом (хч). Навеску берут несколько большей, чем требуется по расчету (на 30-50%). Взвешивают на химических лабораторных весах, отбирая шпателем свежие куски. Навеску помещают в фарфоровый стакан и дважды быстро промывают ее водой для удаления карбоната. Обмытые куски щелочи растворяют в небольшом количестве воды, переливают в склянку, предназначенную для хранения раствора щелочи, и разбавляют до необходимого объема прокипяченной (для удаления CO2) и затем охлажденной дистиллированной водой.

Растворы едкого натра (как и других щелочей) сильно поглощают CO2 из воздуха и изменяют свой титр. Поэтому растворы щелочей хранят в герметически закрытых склянках, защищая их от действия CO2 воздуха пробкой с хлоркальциевой трубкой, заполненной натронной известью; бюретку присоединяют к бутыли с помощью сифона.

Читайте также:  Токсин стафилококковый диагностический жидкий амп 25 мл

Установление титра и нормальности 0,1 н. раствора гидроксида натрия. По щавелевой кислоте H2C2O4-2H2O. Щавелевая кислота взаимодействует со щелочью по уравнению

Эквивалент щавелевой кислоты равен 1/2 моля, а его масса

Для установления нормальности методом отдельных навесок растворяют 0,25 г (точную навеску) свежеперекристаллизованной щавелевой кислоты в 25 мл воды, добавляют 1-2 капли раствора фенолфталеина и титруют раствором NaOH до появления устойчивого розового (малинового) окрашивания. Нормальность вычисляют по формуле, приведенной выше. Нормальность можно установить методом пипетирования.

Для титрования можно применять только свежеприготовленный 0,1 н. раствор щавелевой кислоты. Раствор щавелевой кислоты неустойчив при хранении, поэтому для разового пользования его готовят не более 250 мл.

По янтарной кислоте HOOC-CH2-CH2-COOH. Янтарная кислота не содержит кристаллизационной воды, не гигроскопична. Продажные препараты квалификации хч или чда содержат не менее 99,9% основного вещества. Эквивалент янтарной кислоты равен 1/2 моля, а его масса 59,04 г/моль.

Для определения нормальности раствора NaOH растворяют 0,20-0,25 г янтарной кислоты (точное взвешивание) в 25 мл воды, добавляют 2-3 капли раствора фенолфталеина и титруют раствором NaOH до появления розового окрашивания, не исчезающего в течение 1 мин. Для устранения влияния CO2 раствор кипятят и титруют горячим. Титр устанавливают по отдельным навескам, так как янтарная кислота неустойчива при хранении в растворе. Нормальность можно устанавливать также по стандартному раствору кислоты с известным титром.

источник

Способы установки титра раствора хлористоводородной кислоты.

Для установки титра раствора применяют весовой или объемный способ.

Следует отметить, что установка титров весовым способом отнимает больше труда и времени, чем установка объемным способом. Поэтому применяют обычно объемный метод.

Объемный способ. Объемные способы установки титра основаны:

1) на титровании определенного объема кислоты раствором щелочи или

2) на титровании кислотой титрованных растворов установочных веществ, обладающих основными свойствами (см. гл. I, § 8).

Объемные способы установки не уступают по точности весовому и не требуют для своего выполнения много труда и времени. Поэтому объемные способы установки титра предпочитают весовому способу.

Установочные вещества, применяемые для установки титров стандартных растворов кислот. В качестве установочных веществ, применяемых для установки титров стандартных растворов кислот, используют разнообразные химически чистые соединения точно известного состава, реагирующие с кислотами в строго определенных стехиометрических соотношениях. Чаще всего для этой цели применяют:

1) безводный карбонат натрия

2) тетраборат натрия , кристаллизующийся с 10 молекулами воды,

3) оксалат натрия, , термически разлагаемый с образованием карбоната натрия, который затем титруют кислотой;

5) хлорид натрия, подвергающийся ионному обмену на катионитах в Н-форме с образованием хлористоводородной кислоты;

6) дифенилгуанидин, и др.

Установка титров стандартных растворов кислот посредством перечисленных выше установочных веществ основана на следующих реакциях:

По карбонату натрия. Водный раствор карбоната натрия вследствие его гидролитического разложения под влиянием ионов воды имеет сильно щелочную реакцию:

При титровании карбоната натрия кислотой гидролиз протекает полностью в сторону образования угольной кислоты, разлагающейся на воду и двуокись углерода. Поэтому суммарное уравнение реакции титрования карбоната натрия хлористоводородной кислотой можно представить следующим уравнением:

Эквивалент карбоната натрия в этом случае равен половине его молекулярного веса:

По тетраборату натрия. Водный раствор тетрабората натрия (подобно карбонату натрия) имеет сильно щелочную реакцию. Титрование кислотой тетрабората натрия можно представить следующим суммарным уравнением реакции:

Эквивалент тетрабората натрия в этом случае равен половине его молекулярного веса:

По оксалату натрия. Оксалат натрия непосредственно не титруется кислотой, так как его водный раствор не обладает сильно щелочной реакцией подобно карбонату или тетраборату натрия. Его предварительно переводят в карбонат натрия путем нагревания в платиновом тигле. Образующийся при этом карбонат натрия термически не разлагается даже при температуре плавления и может быть использован для установки титра кислоты. Уравнения протекающих при этом реакций можно представить следующим образом:

Эквивалент оксалата натрия в данном случае равен половине его молекулярного веса:

По окиси ртути (II). Окись ртути (II) является очень подходящим установочным веществом для стандартизации кислот, так как ее легко получить в химически чистом виде, однако она практически не растворяется в воде. Поэтому из нее нельзя приготовить установочный раствор путем растворения ее в воде. Ее нельзя непосредственно использовать для установки титра кислоты:

так как реакция обратима. Для приготовления раствора окиси ртути ее предварительно растворяют в нейтральном растворе йодида или бромида калия. При этом раствор окиси приобретает сильно щелочную реакцию вследствие связывания ионов ртути в комплекс, а ионов кислорода в гидроксильные группы:

Образующиеся при этом ионы гидроксила титруют кислотой.

Эквивалент окиси ртути (II) в данном случае равен половине ее молекулярного веса:

Установка стандартных (титрованных) растворов кислот с помощью катионитов. Наряду с описанными методами установки титров в последнее время стали устанавливать стандартные растворы кислот с помощью катионитов.

Метод основан на пропускании через колонку, заполненную катионитом в Н-форме, раствора определенного количества химически чистой соли (например, ), которая подвергается ионному обмену согласно уравнению:

Образующуюся при этом в эквивалентном количестве по отношению к взятой навеске соли кислоту вымывают из колонки, собирают в мерную колбу и доводят соответствующим растворителем до метки. Таким путем получают стандартный раствор кислоты, свободный от посторонних примесей. При этом отпадает необходимость дополнительной установки титра полученной кислоты с помощью установочных веществ.

Установка стандартных (титрованных) растворов кислот по карбонату натрия. Безводный химически чистый карбонат натрия является наиболее доступным установочным веществом для стандартизации растворов кислот.

Для приготовления безводного карбоната натрия применяют:

а) высушивание в сушильном шкафу в течение при 250—270° С исходного . препарата;

б) нагревание в платиновом тигле на песочной бане гидрокарбоната (бикарбоната) при 250—270° С до постоянной массы:

в) термическое разложение в платиновом тигле . оксалата натрия

Водный раствор имеет щелочную реакцию.

Установка титра кислоты при помощи карбоната натрия основана на реакции:

Приготовление 0,1 н. раствора карбоната натрия. Для установки титра 0,1 н. раствора кислоты точно отвешивают рассчитанное количество карбоната натрия (в г):

Навеску растворяют в воде в мерной колбе емкостью .

Следует иметь в виду, что нет никакой необходимости брать точно рассчитанную навеску . Вполне достаточно предварительно взвесить на технических весах навеску, приближающуюся по своей массе к 1,3248 г, и затем взвесить ее на аналитических весах. В зависимости от взятой навески вводят соответствующий поправочный коэффициент:

Для установки стандартного раствора кислоты из мерной колбы отбирают пипеткой аликвотные части приготовленного раствора карбоната и титруют их приготовленным раствором кислоты.

Вместо приготовленного раствора можно титровать устанавливаемым раствором кислоты уменьшенные в 10 раз навески сухого карбоната.

Титрование проводят в присутствии метилового оранжевого, желательно в присутствии раствора — «свидетеля», содержащего .

Карбонат натрия используют не только для установки титров водных растворов кислот, но и для стандартизации неводных растворов кислот. Для этого рассчитанную навеску химически чистого карбоната натрия помещают в фарфоровую чашку, прибавляют несколько капель безводной уксусной кислоты.

Полученный раствор выпаривают досуха на водяной бане, остаток образовавшегося ацетата натрия растворяют в нужном растворителе, переносят в мерную колбу, доводят объем раствора до метки и тщательно перемешивают.

Затем отбирают аликвотную часть раствора и титруют неводным раствором кислоты. Чаще всего для этой цели применяют хлорную кислоту . В качестве растворителей при установке титров обычно применяют те же растворители, которые используют для последующих количественных определений.

Установка титра 0,1 н. раствора хлористоводородной кислоты по тетраборату натрия. Установка титра хлористоводородной кислоты по тетраборату натрия имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами:

1. Установка титра хлористоводородной кислоты по тетраборату может быть выполнена с метиловым оранжевым или метиловым красным. Установку же титра кислоты по карбонату проводят обычно в присутствии метилового оранжевого.

2. Тетраборат натрия при хранении в плотно закрытой банке в течение долгого времени не изменяет своего состава. Карбонат натрия легче изменяет свой состав под влиянием и влаги воздуха.

3. Тетраборат натрия имеет более высокий эквивалентный вес (см. стр. 162) по сравнению с эквивалентным весом карбоната натрия (см. стр. 161).

Поэтому тетраборату натрия отдается предпочтение при установке титров кислот.

К существенным недостаткам тетрабората натрия относится его плохая растворимость в воде и легкость, с которой он теряет части кристаллизационной воды при неправильном хранении, вследствие чего декагидрат (десятиводная соль) превращается в пентагидрат (пятиводную соль) . Однако этот недостаток тетрабората натрия легко устраним.

Если кристаллический тетраборат натрия не отвечает составу , то его тщательно перекристаллизовывают перед употреблением.

Приготовление 0,1 н. раствора тетрабората натрия. Установку титра кислоты по . тетраборату натрия можно выполнить:

а) методом пипетирования, т. е. титрованием аликвотных частей стандартного раствора тетрабората натрия приготовленным приблизительно 0,1 н. раствором

б) титрованием кислотой отдельных точных навесок установочного вещества, рассчитанных на одно титрование (см. гл. I, § 8).

Оба способа имеют свои преимущества и недостатки. Так как тетраборат натрия плохо растворяется в воде, иногда предпочитают второй способ титрования или растворяют тетраборат в горячей дистиллированной воде. После полного растворения в горячей воде раствор охлаждают и затем доводят водой до определенного объема.

а) Установка титра хлористоводородной кислоты по тетраборату натрия методом пипетирования. Величина навески тетрабората натрия, рассчитанная при приготовлении н. раствора для многократного титрования аликвотных (кратных) частей, должна быть равна (см. гл. I, § 8, 10):

Читайте также:  Йосен таблетки инструкция по применению

Для приготовления н. раствора тетрабората натрия необходимо взвесить около 4,767 г . Отвесить на аналитических весах в точности теоретически рассчитанное количество соли очень трудно. Поэтому сначала взвешивают в бюксе на технических весах с точностью до первого десятичного знака . Затем бюкс переносят на аналитические весы и взвешивают с точностью до четвертого десятичного знака . Взвешенный тетраборат осторожно пересыпают через сухую воронку с широкой и короткой трубкой в мерную колбу емкостью с сухим горлом.

Кристаллы , оставшиеся в бюксе и на воронке, тщательно смывают в колбу горячей водой из промывалки. В колбу через ту же воронку добавляют около горячей дистиллированной воды. Затем содержимое колбы осторожно перемешивают плавными вращательными движениями. После того как весь тетраборат растворится в воде, колбу охлаждают до комнатной температуры и доводят объем полученного раствора холодной дистиллированной водой до метки. Колбу закрывают пробкой. Приготовленный раствор тщательно перемешивают. После этого раствор тетрабората натрия готов для титрования.

Всю работу с мерной колбой выполняют, строго соблюдая все правила обращения с нею (см. гл. I, § 5).

Отбор проб для титрования. Для титрования берут при помощи пипетки приготовленного раствора тетрабората натрия. Для этого оттянутый конец пипетки опускают в мерную колбу почти до дна и засасывают раствора. Затем закрывают верхнее отверстие пипетки указательным пальцем и вынимают ее из колбы. Слегка наклоняя пипетку в разные стороны, ополаскивают ее раствором. Использованный раствор отбрасывают. Снова набирают в пипетку раствора и выливают его в коническую колбу емкостью . Пробы отбирают параллельно в три колбы.

Всю работу с пипеткой выполняют, строго соблюдая все правила обращения с нею (см. гл. I, § 6).

Титрование аликвотных частей раствора тетрабората натрия соляной кислотой. Титрование тетрабората натрия как соли, образованной катионом сильного основания и анионом слабой кислоты, ведут в присутствии метилового красного, интервал перехода которого (см. гл. II, § 22).

Для более точного титрования применяют «свидетель». Для приготовления «свидетеля» используют буферного раствора с или сильно разбавленного раствора борной кислоты, к которой добавляют н. раствора и 1—2 капли индикатора. Раствор «свидетеля» должен быть окрашен в оранжевый цвет.

Бюретку емкостью , снабженную стеклянным краном, укрепляют в штативе, заботясь о том, чтобы она приняла правильное вертикальное положение. Если бюретка была перед употреблением заполнена доверху водой, то сначала сливают воду. Во время работы с бюреткой следят за тем, чтобы ее кончик оставался заполненным раствором. Сначала 2—3 раза бюретку ополаскивают приготовленного раствора , который затем выливают. Потом бюретку наполняют раствором кислоты несколько выше нулевого деления. Лишь перед самым началом титрования устанавливают уровень кислоты на нулевое деление, осторожно сливая избыток кислоты из бюретки в подставленный стакан.

Всю работу с бюреткой выполняют, строго соблюдая правила обращения с ней (см. гл. I, § 7).

После окончания всех приготовлений приступают к титрованию. Для этого в каждую приготовленную ранее коническую колбу, содержащую раствор тетрабората натрия, приливают по 1—2 капли метилового красного. Первую колбу подставляют под бюретку. Под колбу подкладывают лист белой бумаги. Кончик бюретки опускают в горло колбы на 1—2 см. Придерживая бюретку в нижней части левой рукой, осторожно открывают правой рукой кран бюретки. При этом кислота начинает понемногу выливаться из бюретки в колбу.

По мере вытекания раствора из бюретки содержимое колбы непрерывно перемешивают плавными круговыми движениями. Титрование прекращают в тот момент, когда прибавление очередной капли раствора кислоты вызывает появление оранжевой окраски индикатора, похожей на окраску «свидетеля».

В случае сомнения в правильности окончания титрования прибегают к следующему приему. Записывают показания бюретки, добавляют в коническую колбу еще каплю титрованного раствора и наблюдают за изменением окраски. Если раствор покраснеет, значит тцтрование было закончено. В противном случае продолжают титрование до момента изменения окраски индикатора.

После первого титрования проводят второе и третье титрования. Последующие титрования проводят быстрее первого. Во время титрования следят за тем, чтобы не происходило разбрызгивания раствора. Нельзя допускать появления на внутренних стенках колбы капель раствора. В случае их появления капли смывают дистиллированной водой из промывалки. Разбавление раствора не отражается на результатах титрования. Необходимо следить также за тем, чтобы капли раствора не оставались висеть на кончике бюретки, так как объем висящей капли войдет при расчете в общий объем раствора, израсходованного на титрование, и это поведет к ошибочным результатам.

Порле окончания каждого титрования отсчитывают по шкале бюретки объем израсходованной на титрование кислоты и снова заполняют бюретку раствором кислоты до нулевого деления. Результаты титрования записывают в рабочий журнал.

Если результаты трех титрований не расходятся или отличаются на несколько сотых долей миллилитра, титрование считают законченным. Если расхождения превышают сотые доли миллилитра, то повторяют титрование до тех пор, пока не получат по крайней мере три не расходящихся результата. Сильно отличающиеся результаты титрования в расчет не принимают. Окончательный расчет проводят исходя из среднего арифметического близкосходящихся результатов титрований.

Вычисление и по данным титрования хлористоводородной кислотой аликвотных частей раствора тетрабората натрия. Расчеты проводят на основании уравнений реакций (см. гл. I, § 10) и исходят из или . Например, зная , т. е. нормальность раствора тетрабората натрик, можно вычислить — нормальность раствора кислоты. Предположим, что навеска , взятая для приготовления раствора, равна 4,8524 г. Следовательно

Допустим, что на титрование раствора тетрабората натрия израсходовано 20,07; 20,08; раствора . Среднее арифметическое составит:

Так как произведения объемов (в ) реагирующих между собой растворов на их нормальности равны между собой, т. е.

Зная нормальность, можно вычислить

Проделайте самостоятельно расчет по значению (см. гл. I, § 10).

Пользуясь найденными величинами, можно проводить любые вычисления в процессе объемных определений при помощи приготовленного раствора .

б) Установка титра хлористоводородной кислоты по тетраборату натрия методом отдельных навесок. Расчет навески тетрабората натрия. Для титрования методом отдельных навесок необходимо брать такие навески установочного вещества, чтобы на их титрование расходовалось н. раствора (см. гл. I, § 8). Это означает, что величина отдельной навески , рассчитанная только на одно титрование, должна быть эквивалентна н. раствора тетрабората натрия. Расчет навески выполняют по формуле

Поэтому навеска тетрабората должна быть равна:

где 190,69 — грамм-эквивалент .

Взятие отдельной навески. В сухую пробирку с притертой пробкой и проволочной петлей для подвешивания к коромыслу аналитических весов помещают около 1,5 . Для взятия такой навески пробирку предварительно тарируют на технических весах, всыпают в нее примерно требуемое для трех титрований количество тетрабората натрия и взвешивают сначала на технических весах, а затем на аналитических. После этого отсыпают около V3 содержимого пробирки в коническую колбу емкостью и прббирку снова взвешивают. Разность в массе после первого и второго взвешиваний на аналитических весах указывает массу отсыпанного .

Таким же образом отсыпают вторую и третью навески во вторую и третью колбы. Колбы предварительно нумеруют. Все результаты взвешиваний записывают в рабочий журнал по следующей форме:

Взятые навески растворяют приблизительно в дистиллированной воды и титруют приготовленным 0,1 н. раствором .

Титрование растворов, приготовленных из отдельных навесок. Титрование растворов, приготовленных из отдельных навесок тетрабората натрия, ведут в присутствии метилового красного, интервал перехода которого (см. § 22). Для более точного титрования применяют «свидетель».

При титровании необходимо принять во внимание следующее.

Если взятые навески еще полностью не растворились в воде, то колбы нагревают на песочной бане, затем дают им охладиться и добавляют в них столько же капель индикатора, сколько было прибавлено в «свидетель». Установив уровень кислоты в бюретке на нуль, приступают к титрованию. Титрование начинают с раствора, приготовленного из самой маленькой навески, и кончают раствором, приготовленным из самой большой. Такой порядок титрования позволяет заранее знать, что при каждом последующем титровании пойдет большее количество кислоты.

Вычисление и на основании данных титрования хлористоводородной кислотой отдельных навесок тетрабората натрия. Когда определение ведут методом отдельных навесок, то вычисления проводят иначе, чем при расчете на основании данных титрования аликвотных частей раствора. В этом случае нельзя применять уравнение так как неизвестными являются и и . Поэтому исходят из соответствия эквивалентов (см. гл. I, § 10):

где F — аналитический множитель (фактор) объемного анализа.

Величину вычисляют для каждой навески отдельно. Значения вычисляют по среднему значению . Расчет может быть также проведен следующим путем: так как

где — число грамм-эквивалентов во взятой навеске; — число грамм-эквивалентов .

Если при расчете величины , оказываются равными или близкими по значению, то это указывает на правильность результатов отдельных титрований. Если величины сильно отличаются друг от друга, то повторяют титрование до тех пор? пока для трех титрований не получат близко сходящихся результатов. Величины, значительно отличающиеся друг от друга, в расчет не принимают.

Чтобы судить о порядке точности определений, нет необходимости проводить все вычисления полностью. Достаточно вычислить отношение так как F — величина постоянная. Допускается расхождение этих отношений друг от друга на 3 единицы в четвертой значащей цифре.

Полученные данные рекомендуется записывать в рабочий журнал по форме:

На основании данных титрования вычисляют среднее значение . Зная среднее значение , легко вычислить и :

Предположим, что для установки титра раствора была взята навеска , равная 0,4680 г. На титрование ее было израсходовано приготовленного приблизительно 0,1 н. раствора . Следовательно

источник

Понравилась статья? Поделить с друзьями: