Оглавление:
Кривые титрования окислительно-восстановительных реакций
- Кривая кривая Кривая титрования для окислительно-восстановительной реакции может быть построена в координатах ионного индекса как функция объема добавленного титранта или как зависимость окислительно-восстановительного потенциала от объема добавленного рабочего раствора.
- На практике обычно используется второй метод. Рассчитайте кривую титрования 0,1 Н на 100,0 мл. 0,1 N раствор FeS04. KMpS> 4 (/, „. = ‘D) в кислой среде | H +) = 1,0 (согласно формуле реакции) 5Fc2 + + MnOG + 8H + = 5Fo3 + + Mn2 + + 4H20 (13,2) logA: = (i.5i-Q, 77) -5 = 62 и d- =, 062 очень большие числа Значение константы равновесия указывает на то, что равновесие реакции, которая протекает во время титрования, почти полностью смещается вправо.
Константа равновесия для этой реакции в соответствии с уравнением (6.25): Людмила Фирмаль
После добавления первой капли перманганата калия в раствор образуются две окислительно-восстановительные пары MnOg / Mn2 + и Fe3 + / Fe2 +. Каждый потенциал может быть рассчитан с использованием уравнения Нернста. £ -1,51 + 0,0,2 „(13,3) £ F <, = 0,77 4-0,06 log (13,4) При расчете по одной из этих формул получается то же потенциальное значение.
Однако из соображений простоты расчета необходимо рассчитать потенциал согласно уравнению (13.4) согласно уравнению с точностью до точки эквивалентности. Мнение (13,3). Большое число констант равновесия указывает на то, что равновесие почти полностью смещено вправо, поэтому количество до точки эквивалентности материала Fe3 + равно материальному эквиваленту добавленного KMpSb.
При добавлении 1,0 мл 0,1 М FeSO 100,0 мл <0,1 н. KMnO, (/, q = ‘L), в результате реакции (13,2) образуется эквивалентное количество вещества Fe34 и его концентрация Раствор равен [Fe3 +] = 1,0 • 10 * 3 моль / л, Концентрация ионов Fe2 + составляет 0,099 мА / л. Окислительно-восстановительный потенциал раствора рассчитывается по уравнению (13.4): E = 0,77 + 0,06 log 1 = 0,65 В. Часть кривой титрования для эквивалентной точки рассчитывается аналогичным образом (таблица 13.1).
Таблица 13.1. Для 0.1 n измените £. KMn04 (/, «, = ‘/ s) до 100,0 мл 0,1 M FeSO» при c (H +) = 1 моль / л. Добавлен KMpO. мл | Fe3 + | | Fe3 «* | F. В 50,0 0,05 0,05 1,0 0,77 91,0 0,91 0,009 10,0 0,83 99,0 0,099 1,0-й-3 MO2 0,89 99,9 0,0999 i-o-u-4 MO3 0,95 В эквивалентной точке концентрация вещества рассчитывается с использованием константы равновесия. (Fe34s | Mn * 4 (Fe’TIMnOrl | LF •
- Равновесная концентрация MnOr в эквивалентной точке выражается как n: [Fe2 + | = Bx и концентрация оставшихся ионов [Fe34) = 0,1-5 * = 5 (0,02-x) и [Mn2 +] = 0.02-x, [H + | | = 1. Подставим равновесную концентрацию в уравнение (13.5) и вычислим x. 5 «(0,02-дг) 5 (0,02-х) Таким образом, в расчете x = — ^ p- = 2,0 * 10 (MnO; | = x = 2,0,10’12 моль / л; [Fe2 + | = 5 * = 1,0-10 «моль / л). Из уравнения (13.3) £ = 1,51 + 0,012 log 20,10-g = 1,39 В, а из уравнения (13,4) E = 0,77 + 0,06 log, 1,0-10 ‘ = I062. = 1,37 В.
Небольшое расхождение в значении E можно объяснить округлением при расчете равновесной концентрации. Потенциал в эквивалентной точке также можно рассчитать по уравнению E? L + £ £ II2 г 1,51-5 + 0,77,1 -1,39 В 54-1
Где £? И — стандартный потенциал. n \ и P2 — число электронов, полученных или заданных в полуреакциях. Людмила Фирмаль
При разбавлении до 100,0 мл 0,1 мл избытка KMPS> 4 приводит к концентрации перманганата в растворе (MnOG | = == 2’10 ~ 5, а концентрация (Mn2 + | = 0,02 моль / л Е L | 4- От 0,02 до 0,1 100 По сути, он остается таким же в эквивалентное время. Подстановка этих значений в уравнение (13.3) дает £ = 1,51 + 0,012 log = 1,47 В.
Титровать до 1,0 мл и (MnO *] = 2.0-10-0.02-1.0 100 2,0-10 4 моль / л Для 1,49 В и 10,0 мл, А E = 1,51 + 0,012 log 2.0-10 [Mn04-) = = 2,0-10 «3 моль / л и £ = 1,51 + 0,012 IgX 100 X 2 * 0 ! = ^ Fe2 « Кривая титрования перманганата калия показана на рисунке 13.1. В области точки эквивалентности потенциал изменяется более чем на 0,5 В при переходе с раствора, не титрованного на 0,1%, на раствор, титрованный на 0,1%.
При внезапном скачке потенциала точку эквивалентности можно определить с помощью прямого потенциометра или окислительно-восстановительного (редокс) индикатора. Цвет меняется по мере изменения потенциала. Из-за необратимости системы MnOG / Mn2 + в условиях анализа титрования фактически наблюдаемый скачок титрования несколько меньше расчетного.
Равновесная концентрация вещества в точке выравнивания и других точках кривой титрования зависит от константы равновесия. Константа равновесия определяется разностью стандартного потенциала, как видно из уравнения (6.25). Чем больше разница в стандартном потенциале, тем больше V K «1,2 1,0 0,6 0,6 j_L J_l WV (KMn04) tHfl 50 Rns. 13,1. Кривая титрования 100,0 мл 0,1 М раствора FeSO * 0,02 М KMpO <при (H + J = 1,0
Смотрите также:
Решение задач по аналитической химии
| Задачи по методу осаждения | Индикаторы в титриметрических окислительно-восстановительных методах |
| Молярная масса эквивалента в реакциях окисления-восстановления | Рабочие растворы в перманганатометрии |
