Криві титрування.
План
Криві титрування та індикатори редоксометрії.
Криві титрування та індикатори редоксометрії.
1. Криві титрування.
2. Індикатори редоксометрії
Зміна концентрації компонентів, що реагують, і залежна від неї зміна потенціалу в процесі окисно-відновного титрування може бути вивчена експериментально, а в ряді випадків розрахована на основі формули Нерста.
При експериментальному визначенні у розчин, що піддається титруванню, занурюють платиновий електрод і з’єднують через сольовий місток з нормальним водневим електродом. За допомогою бюретки вимірюють об’єм титранта, а користуючись включеним у водневий місток потенціометром — окисно-відновний потенціал системи Ех. Побудована на основі цих даних графічна залежність і є кривою титрування даного методу оксидиметрії.
Розрахунковий спосіб побудови кривих титрування пояснимо на прикладі титрування заліза (ІІ) ванадатом. Схематично цей процес виглядає так:
Fe+2 +V+5 = Fe+3 +V+4
Значення відповідних нормальних редокспотенціалів таке:
= 0,77 В = 1,20 В
На самому початку титрування у розчині висока концентрація Fe+2 тому потенціал системи буде низький (таблиця). Згідно з формулою Нернста,
= 0,77 + 0,06×
при збільшені [Fe+2], потенціал буде поступово підвищуватись (позиції 2-6 таблиці). Поблизу точки еквівалентності (7), як і при кислотно-основному титруванні, зміна концентрації стає більш різкою оскільки приливання невеликої кількості V+5 призводить до окиснення залишку Fe+2 і різкого зростання співвідношення [Fe+3]/[Fe+2]. Після точки еквівалентності потенціал продовжує змінюватись спочатку більш різко (позиція 8), потім все менше (9, 10). Це пов’язано з тим, що спочатку з’являється помітний надлишок V+5, тому на невеликому діапазоні збільшення об’єму титранта збільшується співвідношення [V+5]/[ V+4], що призводить до збільшення потенціалу
= + 0,06×.
При подальшому додаванні надлишку розчину V+5 потенціал вже не росте так швидко.
Побудований на основі даних таблиці зразок кривої титрування редоксометрії наведена на рисунку. Вона характеризується помітним стрибком редокс-потенціалу системи. Це дозволяє, по-перше, зробити висновок про можливості практичного застосування цього методу, по-друге, вибрати придатний для його здійснення індикатор.
Таблиця1
Титрування 100 мл 0,1н р-ну FeSO4 в 10н H2SO4 розчином NH4VO3
№ позиції | Додано 0,1н р-ну NH4VO3, мл | Відношення концентрації іонів, що визначають потенціал системи | Потенціал = + 0,06×, В |
1* | 0,77 + 0,06×lg10-4 = 0,53 | ||
0,77 + 0,06×lg10-2 = 0,65 | |||
0,77 + 0,06×lg10-1 = 0,71 | |||
0,77 + 0,06×lg1 = 0,577 | |||
0,77 + 0,06×lg10 = 0,83 | |||
0,77 + 0,06×lg102 = 0,89 | |||
7** | = = | ||
1,20 + 0,06×lg10-2 = 1,08 | |||
1,20 + 0,06×lg10-1 = 1,14 | |||
1,20 + 0,06×lg1 = 1,20 |
*На початку титрування умовно прийнято, що в розчині солі заліза (ІІ) міститься 0,01% заліза (ІІІ).
**Точка еквівалентності.
Рисунок 1 Криві титрування FeSO4 в 10н H2SO4 розчином NH4VO3.