Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Топ:
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Интересное:
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
2018-01-14 | 330 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Цель занятия:
Сформировать системные знания об окислительно-восстановительных процессах. Приобрести практические навыки по определению содержания восстановителей в исследуемом растворе.
Содержание занятия:
1. Обсуждение теоретических вопросов по теме занятия.
2. Выполнение лабораторной работы.
Вопросы, предлагаемые для обсуждения на занятии:
1. Сущность метода оксидиметрии. Расчёт молярных масс эквивалентов веществ в окислительно-восстановительных реакциях.
2. Перманганатометрия. Сущность метода. Применение в медицине.
а) рабочий раствор–окислитель, его приготовление и определение точной концентрации;
б) особенности восстановления перманганата калия в зависимости от рН среды;
в) индикатор, определение эквивалентной точки титрования;
г) условия титрования (среда, температура) при определении концентрации и массы FeSO4 и Н2О2 при помощи рабочего раствора KMnO4.
Теоретический материал к занятию
В основе метода оксидиметрии лежат окислительно-восстановительные реакции. Окислительно-восстановитель-ными являются реакции, в которых происходит перенос электронов от одних молекул, атомов или ионов (восстановителей) к другим (окислителям). Эти реакции сопровождают многие биологические процессы.
В общем виде окислительно-восстановительные реакции можно представить следующим образом:
Red + Ох ® Ox1 + Red1,
где Ox1/Red – сопряженная окислительно-восстановительная пара, отвечающая полуреакции Red ® Ox1 + Zē;
Ox/Red1 – сопряженная окислительно-восстановительная пара, отвечающая полуреакции Ох + Zē ® Red1.
Возможность протекания окислительно-восстановитель-ной реакции, как и любой другой, определяется знаком ∆G: в стандартных условиях реакция идет слева направо, если
∆G < 0. Если абсолютная величина ∆G достаточно велика (больше 40 кДж), эта реакция протекает практически до конца и направление ее не изменяется даже при сильном отклонении концентрации веществ от стандартных значений.
|
Метод перманганатометрии является одним из примеров метода оксидиметрии. Он основан на реакциях окисления различных веществ перманганатом калия. Направление окислительно-восстановительных реакций, идущих с участием KMnO4, а, следовательно, количество электронов, присоединяемых ионом MnO4ˉ и отдаваемых молекулой (ионом) восстановителя, зависит от рН среды. Известно, что ионы MnO4ˉ, выступая в роли окислителя, в кислой среде восстанавливаются с образованием иона Mn2+; в сильнощелочной — с образованием иона MnO42ˉ; в слабощелочной и нейтральной — с образованием молекулы MnО2.
Для количественного определения восстановителей окисление проводят в кислой среде, в которой MnO4ˉ-ион проявляет наиболее сильные окислительные свойства и имеет минимальную молярную массу эквивалента (фактор эквивалентности равен 1/5). Продуктом восстановления перманганат-иона является почти бесцветный ион Mn2+ (Mn7+ + 5е ® Mn2+). Точка эквивалентности фиксируется по изменению окраски титруемого раствора, вызываемому избытком окрашенного рабочего раствора перманганата калия. При титровании розовая окраска перманганат-иона становится заметной от одной избыточной капли рабочего раствора KMnO4. Поэтому не требуется никакого специального индикатора. При определении восстановителей проводят прямое титрование перманганатом калия, при определении окислителей — обратное, с помощью которого можно определить количество веществ, реагирующих с восстановителями, например, с К2Сг2O7 дихроматом калия, который реагирует с солью Мора (NH4)2Fe(SO4)2×6Н2O – избыток соли Мора титруют раствором КМnO4.
Раствор КМnO4 с точной молярной концентрацией эквивалента по точной навеске приготовить нельзя. Это объясняется тем, что КМnO4 всегда содержит примеси (чаще всего МnO2). Кроме того, он легко восстанавливается под влиянием органических веществ, присутствующих в воде. Вследствие этого концентрация раствора КМnO4 уменьшается. Поэтому раствор перманганата калия готовят приблизительно нужной концентрации, а затем ее уточняют через 7–10 дней после приготовления.
|
В качестве стандартных веществ для установки точной концентрации рабочего раствора КМnO4 обычно применяют оксалат аммония (NH2)2C2O4×H2O, оксалат натрия Na2C2O4 или щавелевую кислоту Н2С2O4×2Н2O. Наиболее удобным является оксалат натрия, т.к. он кристаллизуется без воды и не гигроскопичен. Взаимодействие между оксалатом натрия и перманганатом калия протекает согласно уравнению:
5Na2C2O4 + 2KMnO4 +8H2SO4 = 10СО2 + 2MnSO4 + 8Н2O +
+ 5Na2SO4
Разность окислительно-восстановительных потенциалов пар MnO4¯/Mn2+ (E= +1.52В) и 2СO2/С2O42- (Е = -0.49В) составляет 2.01В. Большая разность потенциалов показывает, что реакция протекает практически необратимо.
Все продукты этой реакции бесцветны, тогда как раствор KMnO4 красно-фиолетовый. Поэтому течение реакции должно сопровождаться обесцвечиванием прибавляемого раствора KMnO4. Обесцвечивание раствора после прибавления перманганата будет происходить до точки эквивалентности. Лишняя же капля KMnO4 окрасит титруемый раствор в длительно не исчезающий розовый цвет.
Лабораторная работа. Определение концентрации и массы FeSO4 при помощи рабочего раствора KMnO4.
Рабочий раствор–окислитель — KMnO4, С(1/5 KMnO4) =...
Индикатор — раствор KMnO4.
Условия титрования — кислая среда, комнатная температура.
Уравнение реакции:
2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 +
+ 8H2O
Mn7+ + 5е ® Mn2+ Fe2+ – 1е ® Fe3+ | —— | —— |
Методика титрования.
Исследуемый раствор разбавляют дистиллированной водой в мерной колбе до метки и тщательно перемешивают. В колбу для титрования пипеткой отмеряют исследуемый раствор FeSO4 объемом 10 мл, добавляют цилиндром раствор H2SO4 объемом 10 мл с С(1/2 H2SO4) = 2 моль/л и титруют рабочим раствором KMnO4 до появления слабо-розовой окраски.
Результаты титрования (с точностью до сотых долей мл):
V1 = …
V2 = …
V3 = …
————
Vср = …
Расчет концентрации и массы FeSO4 в растворе:
a) C(FeSO4) = , моль/л
б) m(FeSO4) = C(FeSO4) × M(FeSO4) × V¢(FeSO4) × 1000 =... мг,
|
где M(FeSO4) = 152 г/моль;
V¢(FeSO4) = 0.1 л — объём задачи.
Примечание: C(FeSO4), m(FeSO4) рассчитывают с точностью до четырёх значащих цифр, затем округляют до трёх значащих.
После титрования студенты делают расчет С, m. Результат проверяют у преподавателя, оформляют работу и сдают на проверку. Приводят в порядок рабочее место и сдают дежурному студенту.
Контрольные вопросы и задачи
1. На титрование раствора щавелевой кислоты объемом 1 мл с
С (1/2Н2С2О4) = 0.01 моль/л израсходован раствор перманганата калия объемом 1.2 мл. Вычислите молярную концентрацию эквивалента раствора перманганата калия.
2. Для проведения реакции
KMnO4 + Н2О2 + H2SO4 ® MnSO4 +...
был взят раствор перманганата калия с концентрацией
0.01 моль/л. Чему равна молярная концентрация эквивалента вещества этого раствора?
3. Определите молярную концентрацию эквивалента перманганата калия в приготовленном титранте, если на титрование в кислой среде 0.063 г химически чистого дигидрата щавелевой кислоты пошло 10.25 мл раствора перманганата калия.
|
|
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!