Уравнение титрования железа дихроматом калия (4 видео)

Содержание

Уравнение титрования железа дихроматом калия
Как провести фотометрическое титрование железа (II) дихроматом калия? При каких условиях (λ, рН) следует выполнять это титрование?
Описание и исходные данные задания, 50% решения + фотография:
Хроматометрия: сущность метода, общая характеристика, достоинства и недостатки. Применения хроматометрии для определения железа в рудах и сплавах
💥 Видео

Видео:Окислительно-восстановительное титрование: перманганатометрия.Скачать

Уравнение титрования железа дихроматом калия

4.4.1. Построение кривой окислительно-восстановительного титрования

Построение кривой титрования дает возможность оценить, насколько успешным будет титрование, и позволяет выбрать индикатор. При построении кривой окислительно – восстановительного титрования по оси ординат откладывают потенциал системы, а по оси абсцисс – объем титранта или степень оттировывания.

Рассмотрим в качестве примера титрование 100 мл 0,1 н. раствора FeSO ₄ 0,1 н. раствором KMnO ₄ в кислой среде ( [ H + ] = 1 моль/л):

5Fe 2+ + MnO₄ — + 8H + = 5Fe 3+ + Mn 2+ + 4H₂O.

Запишем уравнения полуреакций для данной окислительно-восстановительной реакции и найдем для них стандартные потенциалы в табл. 5 Приложения:

MnO₄ — + 8H + + 5e → Mn 2+ + 4H₂O, E o = 1,51 В;

Fe 2+ — 2e → Fe 3+ , E o = 0,77 В.

lg К = (1,51-0,77)∙5 / 0,059 = 62 и К = 10 62 .

Очень большое численное значение К показывает, что равновесие реакции, протекающей при титровании, практически целиком сдвинуто вправо. При расчете кривых окислительно-восстановительного титрования обычно не приводят значение потенциала для точки, соответствующей моменту, когда в исследуемый раствор еще не добавлен титрант.

После добавления первых же капель перманганата калия в растворе образуются две окислительно-восстановительные пары: MnO ₄ — / Mn 2+ и Fe 3+ / Fe 2+ , потенциал каждой из которых можно вычислить по уравнению Нернста:

При расчете по любому из этих уравнений получится одно и то же значение потенциала, поскольку в каждый момент титрования система находится в равновесии. Однако из соображений простоты расчета до точки эквивалентности потенциал следует рассчитывать по второму из них, а после точки эквивалентности – по первому. Количество вещества Fe 3+ до точки эквивалентности будет равно количеству вещества эквивалента добавленного KMnO ₄, поскольку высокое численное значение константы равновесия говорит о практически полном сдвиге равновесия вправо.

В уравнение Нернста входит соотношение концентраций окисленной и восстановленной форм, поэтому при [Н + ] = 1 моль/л изменение объема не влияет на результаты расчета. Следовательно, при построении кривой титрования можно условно считать, что объем титруемого раствора не изменяется и остается равным 100 мл.

Если к 100,0 мл 0,1 н. FeSO ₄ добавить 1,0 мл 0,1 н. KMnO ₄ ( f _экв= 1/5), то в результате реакции образуется эквивалентное количество вещества Fe 3+ , концентрация которого в растворе будет равна [ Fe 3+ ] = 0,1∙1,0/100,0=1,0∙10 -3 моль-экв/л, а концентрация ионов Fe 2+ составит 0,099 моль-экв/л. Окислительно-восстановительный потенциал раствора составит:

Е = 0,77 + 0,059 lg (1,0∙10 -3 /0,099)= 0,65 В.

Остальная часть кривой титрования до точки эквивалентности рассчитывается аналогично; результаты приведены в таблице 4.1.

Потенциал в точке эквивалентности можно рассчитать по уравнению:

где Е₁ ° и Е₂ ° — стандартные потенциалы окислительно-восстановительных пар, участвующих в данной реакции;

Таблица 4.1 – Изменение Е при добавлении 0,1 н. KMnO ₄ ( f _экв= 1/5) к 100 мл 0,1 н. FeSO ₄ при [Н + ] = 1 моль/л

Видео:Занятие 5. Стандартизация тиосульфата натрия по дихромату калия.Скачать

Как провести фотометрическое титрование железа (II) дихроматом калия? При каких условиях (λ, рН) следует выполнять это титрование?

Готовое решение: Заказ №8396

Тип работы: Задача

Статус: Выполнен (Зачтена преподавателем ВУЗа)

Предмет: Химия

Дата выполнения: 30.08.2020

Цена: 209 руб.

Чтобы получить решение , напишите мне в WhatsApp , оплатите, и я Вам вышлю файлы.

Кстати, если эта работа не по вашей теме или не по вашим данным , не расстраивайтесь, напишите мне в WhatsApp и закажите у меня новую работу , я смогу выполнить её в срок 1-3 дня!

Описание и исходные данные задания, 50% решения + фотография:

Как провести фотометрическое титрование железа (II) дихроматом калия? При каких условиях (λ, рН) следует выполнять это титрование? Написать уравнения реакций, привести общий вид кривой титрования. обозначить точку эквивалентности и дать уравнение для расчета массы железа в пробе.

Решение :

Метод фотометрического (спектрофотометрического) титрования основан на последовательном измерении светопоглощения А (оптической плотности D ) раствора в процессе титрования при заранее заданной длине волны излучения.

Количественное определение основано на реакции окисления ионов железа дихроматом калия в кислой среде, определение оптической плотности проводят при λ=380 нм.

Если вам нужно решить химию, тогда нажмите ➔ заказать химию.

Похожие готовые решения:

В чем сущность высокочастотного титровании? Каковы особенности измерительной аппаратуры высокочастотного титрования: Z-, Q- и Р- метров?
Для нефелометрического определения серы в каменном угле использовали в качестве стандартного 0,0100 М раствор H2SO4.
В две мерные колбы на 100,0 мл поместили по 20 мл сточной воды. В одну колбу добавили 10,0 мл стандартного раствора CuSO4 (ТCu — 0.0010000)
При титровании 50,0 мл HCl 2,00 М раствором КОН были получены результаты: V КОН, мл 3,2 6,0 9,2 15,6 20,0 23,5 Χ, См/м 3,2 2,56 1,86 1,64 2,38 2,96 Определить концентрацию HCl, г/л

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.

Видео:Самые сложные ОВР с перманганатом калия | Химия ЕГЭ 2023 | УмскулСкачать

Хроматометрия: сущность метода, общая характеристика, достоинства и недостатки. Применения хроматометрии для определения железа в рудах и сплавах

Хроматометрия − метод окислительно-восстановительного титрования, основанный на реакциях окисления восстановителей дихроматом калия K₂Cr₂O₇, или (реже) хроматом калия K₂CrO₄. По основному реактиву этот метод иногда называют дихроматометрией.

Обычно титрование проводят в кислой среде, дихромат при этом восстанавливается по уравнению:

Из уравнения (2.6) следует, что

Стандартный окислительно-восстановительный потенциал этой системы (при [Н + ] = 1 моль/л) E 0 (Cr₂O₇ 2− /2Cr 3+ ) = 1,36 В, т.е. дихромат калия является

довольно сильным окислителем.

В хроматометрии используют прямое, обратное титрование и метод замещения.

Дихромат калия способен окислять многие неорганические и органические вещества: Fe(II), Mn(III), Mn(IV), V(IV), Mo(V), Te(IV), Ti(III), сульфиты, дитионаты, гексацианоферрат (II),арсенит, йодид, спирты, гидрохинон, глицерин, аскорбиновую кислоту и др.

Дихромат калия используется и для определения окислителей (U(VI), V(V), Mo(VI), Fe(III), Co(III), NO₃ − , ClO₃ − , H₂O₂ и др.). Метод основан на предварительном восстановлении окислителей до соединений низшей степени окисления (например, в редукторе Джонса) и последующем титровании полученных восстановленных форм стандартным раствором дихромата калия; или окислители восстанавливают стандартным раствором восстановителя (чаще всего ионами Fe 2+ , например, раствором соли Мора – FeSO₄∙(NH₄)₂SO₄×6H₂O) с последующим титрованием избытка восстановителя дихроматом.

Например, для определения нитратов к анализируемому раствору прибавляют избыток соли железа (II) и полученную смесь кипятят. При этом протекает окислительно-восстановительная реакция:

nFe 2+ + NO₃ − + 4H + 3Fe 3+ + NO + 2H₂O + (n−3) Fe 2+ _(изб.)

Затем избыток ионов железа (II) оттитровывают дихроматом:

6(n−3)Fe 2+ + (n−3)Cr₂O₇ 2− + 14(n−3)Н + → 6(n−3)Fe 3+ + 2(n−3)Cr 3+ + 7(n−3) H₂O

По сравнению с другими методами окислительно-восстановительного титрования, и в частности по сравнению с методом перманганатометрии метод хроматометрии имеет следующие достоинства:

1. Перекристаллизацией из водного раствора с последующим высушиванием при 200 0 С легко получить химически чистый дихромат калия строго соответствующий формуле K₂Cr₂O₇. Поэтому стандартный раствор дихромата калия готовят по точной его навеске. Полученный раствор можно использовать как для титрования, так и для стандартизации растворов других веществ.

2. Растворы дихромата калия очень устойчивы. K₂Cr₂O₇ не разлагается даже при кипячении в подкисленном растворе, поэтому титр раствора K₂Cr₂O₇ не изменяется в течение длительного времени.

3. Титрование дихроматом калия можно проводить в солянокислой среде. При этом на холоду ионы Cl − не окисляются, т.к. E 0 (Cl₂ /2Cl − ) = 1,358 В, т.е. практически равен потенциалу дихромата (1,36 В). Однако, при концентрации HCl более 2 н. или при кипячении дихромат калия окисляет ионы Cl − до свободного хлора.

4. Дихромат труднее, чем перманганат восстанавливается органическими веществами, попадающими в дистиллированную воду.

К недостаткам метода относятся:

1. Дихромат калия менее сильный окислитель, чем перманганат, и поэтому он используется относительно меньше.

2. Окислительно-восстановительные реакции с участием дихромата протекают относительно медленно. Скорость реакции заметно повышается в сильно кислых средах, т.к. окислительно-восстановительный потенциал системы возрастает по мере увеличения концентрации ионов водорода (см. уравнение 1.3). Однако иногда прямое титрование оказывается неосуществимо, и в методе хроматометрии часто используют обратное титрование.

3. В процессе титрования дихроматом образуются ионы Cr 3+ , придающие раствору зеленую окраску. Сам дихромат окрашен в оранжевый цвет, и в конечной точке титрования одна лишняя капля дихромата вызовет изменение окраски из зеленой в желто-зеленую. Однако такой переход виден не очень отчетливо, поэтому конечную точку титрования устанавливают с помощью индикаторов, в качестве которых используют дифениламин, дифениламинсульфокислоту, фенилантраниловую кислоту, или инструментальными методами (потенциометрический, кондуктометрический, амперометрический и др.).

Методом хроматометрии можно определять почти те же вещества, что и методом перманганатометрии. Наиболее широко хроматометрия используется для определения урана, который предварительно переводят в U(IV), и особенно ― содержания железа в рудах и сплавах. Образцы растворяют в серной или соляной кислотах, при этом железо получается в виде ионов Fe 2+ и Fe 3+ . Последние восстанавливают хлоридом олова SnCl₂ или металлическим цинком и титруют дихроматом калия в присутствии дифениламина по уравнению:

В процессе титрования происходит окисление дифениламином

Е 0 =0,76 В рТ=0,76±0,03В

Скачек титрования 0,944-1,302В

Т.е дифенил амин должен изменять окраску за долю до скачка титрования. Что бы этого избежать титрование ведут в присутствие Н₃PO₄ который связывает ионы Fe 3+ в прочный комплекс.

В результате получается концентрация свободных ионов Fe 3+ что приводит к снижению о/в потенциала скачек титрования смещается в область более низких потенциалов в соответствующий интервал перехода дифениламина.

Хроматометрическое определение органических веществ применения не получило в связи с неполнотой протекания многих реакций и появлением побочных продуктов (СО наряду с СО₂ и др.), количество которых контролировать не удавалось. Однако ряд веществ (метанол, глицерин и некоторые другие) легко окисляется дихроматом до СО₂ и H₂O, и их хроматометрическое определение имеет практическое значение.