Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Декабря 2012 в 00:47, курсовая работа
Слово индикатор происходит от латинского «indicare», что означает «показывать», «обнаруживать», и поэтому его можно применять к любой реакции или прибору, которые могут дать химику определенную информацию. Однако в аналитической химии этот термин употребляется в довольно четко определенном смысле. При титровании необходимо располагать таким средством, которое указывало бы, что к титруемому веществу добавлено эквивалентное количество титранта. Такое указание можно получить различными путями: 1) это может быть явление, происходящее в конце самого процесса титрования и наблюдаемое визуально (или в общем случае постигаемое органами чувств); 2) это может быть какое-либо другое изменение в титруемой системе, которое можно обнаружить при помощи физических методов измерения, или 3) это может быть изменение, происходящее с каким-либо посторонним веществом в точке эквивалентности, обнаруживаемое зрительно или другими органами чувств. Индикаторы можно применять не только для установления конечной точки титрования, но и для количественного (в колориметрии), и качественного анализов.
ИНДИКАТОРНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ
Практически никогда не удается подобрать индикатор, у которого рТ совпадал бы с рН в ТЭ, поэтому чаще всего изменение окраски индикатора происходит до или после МЭ. В первом случае раствор будет недотитрован, а во втором - перетитрован.
Это приводит к погрешностям, называемым индикаторными погрешносттями титрования. Они выражают молярную долю неоттитрованной или перетитрованной кислоты или основания. Классификация, причины и расчетные формулы индикаторных погрешностей приведены в табл.1. Рассмотрим выводы формул индикаторных погрешностей.
Таблица 1. Типы индикаторных погрешностей
Тип погрешности |
Причина погрешности |
Расчетная формула погрешности,% |
Водородная |
Избыток ионов Н+ вследствие недотитрования сильной кислоты или перетитрования основания (сильного или слабого) сильной кислотой |
∆H+ = |
Гидроксильная |
Избыток ионов ОН - вследсвие недотитрования сильного основания или перетитрования кислоты (слабой или сильной) сильным основанием |
∆ОН-= |
Кислотная |
Избыток молекул слабой кислоты НА при её недотитровании |
∆НА = |
Щелочная |
Избыток молекул слабого основания MOH при его недотитровании |
∆МОН= |
где V1 и V2 - объемы анализируемого раствора до и после титрования; с - молярная концентрация эквивалента вещества анализируемого раствора; рК - показатель константы диссоциации слабого электролита; рТ - показатель титрования индикатора; V1/V2=2, если концентрации титранта и анализируемого раствора равны.
1. Водородная погрешность (∆H+).
Пусть она является результатом недотитрования сильной кислоты НА сильным основанием МОН в присутствии некоторого индикатора с показателем титрования рТ.
По определению ,%, (33)
где n(HA) неот и n(HA) от - количества вещества не оттитрованной и оттитрованной кислоты в КТТ. Так как n(HA) от >> n(HA) неот, то величиной n(HA) неот в знаменателе можно пренебречь, тогда
. (34)
В КТТ рН = рТ, т.е. [H+] = 10-pT, следовательно, в этот момент c(HA) неот = [H+] КТТ = 10-pT; обозначим c(HA) от ≈ c(HA) исх = с(HA), V(HA) неот = V(HA) исх+V(MOH) ККТ = V2, а V(HA) от≈V(HA) исх=V1.
Подставим полученное в формулу для ∆H+:
,%. (35)
Если c(HA) = c(MOH), то V2 = 2V1 и
,%. (36)
2. Гидроксильная погрешность (∆ОН_).
Пусть она является результатом недотитрования сильного основания MOH сильной кислотой НА в присутствии индикатора с показателем титрования рТ.
По определению ,% (37)
В КТТ n(MOH) от >> n(MOH) неот, следовательно, n(MOH) неот в знаменателе можно пренебречь тогда
,%. (38)
В КТТ с(MOH) неот= [OH-] КТТ, а
(39)
Так как с(MOH) от ≈ с(MOH) исх = с(MOH);
V(MOH) неот = V(MOH) исх + V(HА) КТТ = V2 (40);
V(MOH) от = V(MOH) исх = V1, оттуда после подстановки получим:
(41).
Если с(MOH) = с(НА), то V2 = 2V1, следовательно,
(42).
3. Кислотная погрешность (∆НА).
Пусть она является результатом недотитрования слабой кислоты НА сильным основанием МОН с индикатором с показателем титрования рТ, тогда ,% (43).
В КТТ [HA] от = [MA] = [A-], следовательно,
,% (44).
Из выражения для К(НА) получим , но поскольку в КТТ [H+] = 10-pT, а К(НА) = 10-pK, то
(45),
откуда после подстановки
(46).
4. Щелочная погрешность (∆МОН).
Пусть она является результатом недотитрования слабого основания МОН сильной кислотой НА с индикатором с показателем рТ, тогда
(47).
В КТТ [МОH] от = [MA] = [М+], следовательно,
(48).
(49)
Из выражения для К(МОН) получим
но поскольку в КТТ
[H+] = 10-pT, а KW =10-14, K(MOH) = 10-pK (50),
то (51),
откуда после подстановки (52) [10].
ВЫВОД
Роль индикаторов не уменьшается и в наше время. Известно более десятка кислотно-основных индикаторов с различными интервалами перехода, что позволяет подобрать наиболее подходящий для конкретной реакции. Постоянно изучаются строение и свойства индикаторов, расширяются области их применения.
ИНДИКАТОРЫ (от лат. indicator – указатель) – вещества, позволяющие следить за составом среды или за протеканием химической реакции. Одни из самых распространенных – кислотно-основные индикаторы, которые изменяют цвет в зависимости от кислотности раствора. Кислотно-щелочные индикаторы весьма разнообразны; многие из них легко доступны и потому известны не одно столетие.
Интервалы перехода цвета индикаторов
На рисунке приведены
Рис. 9. Цветные формы индикаторов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пилипенко А.Т, Пятницкий И.В. Аналитическая химия, т. 2 М: Химия,
1990 – 480 с.
2.Основы аналитической химии: В 2 кн./ Под ред. Ю.А. Золотова. М.: Высш. Шк. 1996 – 460 с.
3.Васильев В.П. Аналитическая химия: В 2 ч. М.: Высш. шк..,1989 – 750 с.
4. Индикаторы, т. 1. М.,1976 – 950 с.
5. Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии: В 2т. М.:Мир. 1978 – 917 с.
6. Крешков А.П. Основы аналитической химии, т.2 М: Химия, 1976 - 480 с.
7. Пиккеринг У.Ф. Современная аналитическая химия. М:Химия, 1977 – 560с.
8. Глинка Н.Л. Общая химия. Л: Химия, 1985 – 708 с.
9. Гуляницкий А. Реакции кислот и оснований в аналитической химии. М: Мир, 1975 – 236 с.
10. Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Задачи и вопросы по аналитической
химии. М., 1984 – 216 с.