Осадительное и обратное титрование

9 заданий

Аргентометрия: Мор, Фольгард, Фаянс

Метод Мора (1856): прямое титрование хлорида или бромида нитратом серебра в нейтральной среде с индикатором \(\ce{K2CrO4}\). После осаждения галогенида выпадает кирпично-красный \(\ce{Ag2CrO4}\) (урок 202). Иодид так не титруют (осадок адсорбирует хромат).

Метод Фольгарда (1874): в азотнокислом растворе к галогениду добавляют избыток \(\ce{AgNO3}\), а остаток серебра титруют тиоцианатом аммония; индикатор — железоаммонийные квасцы: первая лишняя капля даёт красный \(\ce{[Fe(SCN)]^2+}\). Кислая среда — преимущество: не мешают карбонат, фосфат, оксалат. Но AgCl растворимее AgSCN: у конечной точки тиоцианат «съедает» AgCl, и результат занижается. Поэтому AgCl отфильтровывают или покрывают нитробензолом.

Метод Фаянса: адсорбционный индикатор (флуоресцеин, эозин) после точки эквивалентности адсорбируется на положительно заряженном осадке (избыток \(\ce{Ag+}\) на поверхности) и меняет цвет.

scienceАргентометрия

\(\ce{Ag+ + Cl- -> AgCl v}\); \(\ce{2Ag+ + CrO4^2- -> Ag2CrO4 v}\) — конец по Мору.
\(\ce{Ag+ + SCN- -> AgSCN v}\); \(\ce{Fe^3+ + SCN- -> [FeSCN]^2+}\) — конец по Фольгарду.
\(\ce{AgCl + SCN- -> AgSCN + Cl-}\) — источник ошибки, если AgCl не отделить.

Обратное титрование

Обратное титрование: к определяемому веществу добавляют известный избыток реагента, а его остаток титруют другим титрантом:

\[n_X = \dfrac{n_\text{добавлено} - n_\text{остаток}}{k},\]

где \(k\) — стехиометрический коэффициент.

Когда применяют:

медленная реакция (алюминий с ЭДТА, оксиды с кислотой);
нерастворимое вещество (\(\ce{CaCO3}\), ZnO — растворяют в избытке кислоты);
летучее вещество (\(\ce{NH3}\) — отгоняют в избыток кислоты, урок 228);
нет подходящего индикатора для прямого титрования.

edit_noteКарбонат кальция

Навеску растворяют в избытке HCl, кипятят для удаления \(\ce{CO2}\) (иначе он частично оттитруется), остаток кислоты титруют NaOH. \(n(\ce{CaCO3}) = (n_{\ce{HCl}} - n_{\ce{NaOH}})/2\).

boltПорядок операций важен

В обратном титровании ошибки реагента «добавленного» и «остатка» не компенсируются: обе концентрации должны быть точно известны. Удобно, когда оба титранта взаимно стандартизованы (найдено, сколько мл NaOH эквивалентно 1 мл HCl).

Заместительное титрование

Заместительное титрование: определяемое вещество реагирует с вспомогательным реагентом, выделяя эквивалентное количество другого вещества, которое удобно титровать.

Иодометрия — главный пример: окислитель выделяет иод из KI.
Комплексонометрия через \(\ce{MgY^2-}\): определяемый металл вытесняет магний.
Определение кальция через оксалат: осадок \(\ce{CaC2O4}\) растворяют в кислоте и титруют оксалат перманганатом (урок 192).
Определение нитрата: восстановление до \(\ce{NH3}\) (сплав Деварда), отгонка в кислоту.

Во всех случаях расчёт идёт по цепочке эквивалентов от определяемого вещества к титранту.

boltЦепочка эквивалентов

Запишите всю цепочку с коэффициентами: \(\ce{Ca -> CaC2O4 -> 2/5 MnO4-}\); \(\ce{Cr2O7^2- -> 3I2 -> 6S2O3^2-}\); \(\ce{NO3- -> NH3 -> HCl}\). Перемножьте — и получите прямое соотношение между определяемым веществом и титрантом.

push_pinГлавное

Осадительное титрование: реакция быстрая, осадок малорастворимый, есть индикатор. Мор — прямое титрование \(\ce{Cl-}\), \(\ce{Br-}\) нитратом серебра с \(\ce{K2CrO4}\) (нейтральная среда, красный \(\ce{Ag2CrO4}\)). Фольгард — обратное: избыток \(\ce{AgNO3}\) в азотнокислой среде, остаток титруют \(\ce{NH4SCN}\) с \(\ce{Fe^3+}\) (красный \(\ce{[FeSCN]^2+}\)); AgCl отфильтровывают или покрывают нитробензолом, иначе он превращается в менее растворимый AgSCN. Фаянс — адсорбционные индикаторы (флуоресцеин). Обратное титрование: \(n_X = (n_\text{доб} - n_\text{ост})/k\) — для медленных реакций, нерастворимых и летучих веществ (\(\ce{CaCO3}\), \(\ce{NH3}\)). Заместительное: определяемое вещество вытесняет эквивалент другого (иодометрия, \(\ce{MgY^2-}\)).

Закрепите теорию: 9 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.