Иодометрия. Перманганатометрия. Трилонометрия презентация

Содержание

Граф структуры

Слайд 1Лекция


«Иодометрия.
Перманганатометрия. Трилонометрия»
Кафедра общей и медицинской химии

Слайд 2Граф структуры

Слайд 3Восстановитель – молекула, атом или ион, отдающий электроны, при этом степень

окисления его растет.

Окислитель – молекула, атом
или ион, принимающий электроны,
при этом степень окисления
его уменьшается.

Окислительно-восстановительное титрование

Слайд 4 В 1888-1889 гг. Нернст изучал поведение электролитов при

пропускании электрического тока и открыл фундаментальный закон, известный как уравнение Нернста.
Закон устанавливает зависимость между электродвижущей силой (разностью потенциалов) и концентрацией ионов и позволяет предсказать максимальный потенциал, который может быть получен в результате электрохимического взаимодействия.
Нобелевская премия по химии (1920)
«в признание его работ по термодинамике».

Уравнение Нернста.


Слайд 5Электродные потенциалы в водных растворах при 25оС и при парциальном давлении

газов, равном нормальному атмосферному давлению.

Окислительно-восстановительные потенциалы

Слайд 6 Пользуясь значениями ео, можно прогнозировать возможность протекания и

направление окислительно-восстановительной реакции.

F2 + 2e → 2F- е0 = 2.87 В
I2 +2e → 2I- е0 = 0.54 В

F2 + 2I- = I2 + 2F-
F2 + 2KI = I2 + 2KF

Из пары с большим е0 берем окислитель.
Из пары с меньшим е0– берем восстановитель.

Оставшиеся вещества есть продукты реакции.

Направление окислительно – восстановительных реакций

Слайд 7 I2 +2e → 2I-

φ0 = 0.54 В
S4O62- +2e → 2S2O32- φ0 = 0.17 В

I2 + S4O62- → 2S2O32- + 2I-

I2 +2Na2S2O3 → Na2 S4O6 + 2NaI

Иодометрия

Значение стандартного окислительного потенциала системы I2/2I- находится между сильными восстановителями и сильными окислителями, что позволяет использовать метод иодометрии для определения как восстановителей, так и окислителей. Меняется только способ титрования.

I2 +2Na2S2O3 → Na2 S4O6 + 2NaI

В качестве рабочих растворов используют растворы I2
и тиосульфата натрия - Na2S2O3 . Вспомогательный - раствор KI.

Слайд 8Электродные потенциалы в водных растворах при 25оС и при парциальном давлении

газов, равном нормальному атмосферному давлению.

Окислительно-восстановительные потенциалы

Слайд 9 Растворы тиосульфата обычно готовят из кристаллического Na2S2О3∙5Н2О, который при

хранении постепенно теряет часть кристаллизационной воды.

Важнейшими факторами, определяющими устойчивость  раствора тиосульфата, являются:

значение рН
присутствие микроорганизмов и примесей
концентрация раствора
присутствие атмосферного кислорода
воздействие прямого солнечного света.

Слайд 10 Приготовление и стандартизация раствора иода.

Кристаллический

иод мало растворим в воде (0,00133 моль/л), но его растворимость существенно повышается в водном растворе иодида калия вследствие образования трииодит-иона (I3-):
I2 + I- = I3- 

Трииодид-ион и молекулярный иод в окислительно-восстановительных реакциях выступают как реагенты практически равной окислительной способности . Растворы I2 в KI обычно называют для простоты растворами иода.

Слайд 11 В качестве индикатора в иодометрии используется раствор крахмала

в воде, который с I2 дает интенсивно синюю окраску.


В зависимости от титранта окраска в точке эквивалентности может появляться или исчезать.

При титровании раствора тиосульфата натрия раствором I2 в точке эквивалентности появляется интенсивно синяя окраска.

I2 +2Na2S2O3 → Na2 S4O6 + 2NaI

Слайд 12 При титровании раствора йода раствором тиосульфата синяя окраска исчезает.

Для исключения потерь I2 за счет адсорбции крахмал добавляют перед концом титрования, когда раствор приобретает соломенно-желтую окраску. Раствор окрашивается в темно-синий цвет.

Продолжают титрование, добавляя по одной капле тиосульфата.
В точке эквивалентности раствор обесцвечивается.

I2 +2Na2S2O3 → Na2 S4O6 + 2NaI

Слайд 13Приборы для определения
йода в иодидах металлов.

Слайд 14Прямое титрование
используется для определения активных восстановителей.

I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI

+ Na2S4O6

К определенному объему тиосульфата натрия добавляем раствор йода (в присутствии крахмала), в точке эквивалентности появится синяя окраска.

Слайд 15
Растворами иода можно непосредственно титровать соединения As(III), Sb(III), Sn(II), сульфиты, сульфиды,

тиосульфаты, сероводород и некоторые другие восстановители.

Иодометрическое титрование арсенита протекает по уравнению:
AsO2-  + I2 + 2Н2О → НAsO42- + 2I- + 3H+.

Ацетон в щелочном растворе под действием I2 образует иодоформ
СН3СОСН3 + 3I2 + 4ОН- → СНI3 + СН3СОО- + 3I- + 3Н2О.

Тиомочевину можно титровать в кислом растворе, однако более хорошие результаты дает окисление в щелочной среде
СS(NН2)2 + 4I2 + 10ОН- → СО(NН2)2 + SО42- + 8I- + 5Н2О.
Определение заканчивается обратным титрованием иода в кислом растворе

Слайд 16 Метод заместителя
Иодометрическое определение окислителей основано на окислении иодид-иона и

тировании выделившегося иода тиосульфата натрия.
(например, определение активного хлора в белильной извести).
CaOCl2 + 2HCl = CaCl2 + Н2О + Cl2
Cl2 + KI = 2KCl + I2
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6
К определенному объему окислителя, добавляем произвольный избыток KI. Выделяется I2 в количестве эквивалентном окислителю. Выделившийся I2 титруем раствором Na2S2O3 до исчезновения синей окраски.

Слайд 17
Одной из наиболее важных реакций этого типа является реакция иодида с

дихроматом

Сr2О72- + 6I- + 14Н+ → 2Сr3+ + 3I2 + 7Н2О.
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6

Эти реакции используется для определения хрома в сталях и других материалах с предварительным окислением Сr3+ до Сr(VI).
Одним из практически важных применений реакции является использование ее для иодометрического определения катионов, образующих малорастворимые хроматы (барий, свинец и др.). В этом методе анализируемый катион осаждают в виде хромата, который затем растворяют в кислоте:
2ВаСrО4 + 2Н+ → 2Ва2+ + Сr2О72- + Н2О
Дихромат в растворе определяют иодометрически по приведенной выше реакции.I

Слайд 18Определение железа

Ионы Fе3+ окисляют I- в кислом растворе:

2Fе3+ + 2I- =

2Fe2+ + I2

Выделившийся I2 оттитровывают
тиосульфатом натрия:

I2 +2Na2S2O3 → Na2S4O6 + 2NaI


Слайд 19Определение витамина С в чёрной смородине 
      Отмеряем 20 мл отжатого сока

чёрной смородины и разбавляем его водой до объёма 100 мл;
Добавляем 1 мл крахмального клейстера;
Добавляем по каплям 5 % р-ра йода до появления устойчивого синего окрашивания, не  исчезающего в течении 10-15 сек.

Слайд 20 Обратное титрование
( используется для определения
малоактивных

и летучих восстановителей).

I2 + Na2S = 2NaI + S0↓

К определенному объему Na2S добавляем фиксированный избыток йода. Часть йода вступает в реакцию, оставшийся йод определяем титрованием Na2S2O3.

Слайд 21
Перманганатометрия
Метод химического титриметрического анализа, основанный на применении растворов перманганата калия (KMnO4)

для количественных объемных определений.

Преимущество перманганатометрии заключается в том, что для нее отпадает необходимость в применении специального индикатора при установлении точки эквивалентности, так как раствор KMnO4 имеет характерный фиолетово-красный цвет.

Слайд 22

В большинстве случаев титрование восстановителей (например, Fe(II) и Mn(II), Mo(III) и

Ti(III), -C2O42-, AsO2-, NO2- , H2O2 ) стандартным раствором KMnO4 проводится в кислой среде;

Окислительно-восстановительная реакция протекает тогда по схеме:

MnO4- + 8H+ + 5е ↔ Mn2+ + 4H2O

Исходные вещества:

H2C2O4, Na2C2O4

2KMnO4 + 5Na2С2O4 + 8H2SO4→2MnSO4 + K2SO4 + 5Na2SO4 +10CO2↑ + 8H2O

Слайд 23
Некоторые вещества (например, сульфиты, сульфиды, тиосульфаты, гидразин) окисляются легче в нейтральной

или щелочной среде; в этом случае реакция идет по схеме:

MnO4- + 4H+ + 3e = MnO2↓ + 2H2O

Слайд 24
Рабочим раствором в этом методе является
раствор KMnO4.


Например, нужно приготовить 1 л 0,1н. раствора KMnO4.
В 1 л такого раствора должно содержаться 0,1 моль -эквивалентов KMnO4, что соответствует 3,1610 г KMnO4.

Учитывая, что в сухом KMnO4 всегда есть примеси, на технических весах берут навеску чуть больше рассчитанной, например 3,3 г.

Кристаллы KMnO4 растворяются в воде довольно медленно, поэтому часть воды нагревают, горячей водой обрабатывают навеску перманганата калия при тщательном перемешивании в стакане или колбе.

Поскольку перманганат калия окисляет
резиновые и корковые пробки, бумагу,
нельзя допускать соприкосновения
раствора с ними.


Слайд 25
Хранить раствор KMnO4 следует в склянке
из темного стекла либо

в темном месте.

Охлажденный приготовленный раствор сливают в темную посуду емкостью 1 л и туда же добавляют оставшуюся воду из мерного цилиндра, все тщательно перемешивают, закрывают плотно стеклянной пробкой и оставляют
в темном месте на 7-10 дней.

Слайд 26
Затем раствор фильтруют и устанавливают точную концентрацию, используя исходные вещества:


H2C2O4, Na2C2O4

Слайд 27Для определения концентраций:

а) перекиси водорода Н2О2 (пергидроль) –
методом прямого титрования
2KMnO4

+ 5H2O2 + 3H2SO4 →2MnSO4 + 5O2↑ + K2SO4 + 8H2O

Применение

Слайд 28б) Ионов Fe(II), Cr(III), TI(I), W(V), V(IV), Sb(III),
гидразина, других органических восстановителей


методом прямого титрования


в) Окислителей - дихроматов, персульфатов, ванадатов, MnO2, PbO2, Pb3O4 и др. Их предварительно восстанавливают с помощью Fe(II), избыток которого оттитровывают раствором KMnO4
методом обратного титрования

Слайд 29г) Восстановителей, медленно реагирующих с KMnO4 (иодиды, цианиды, тиоцианаты), а также

летучих, например НСООН, Н2S
методом обратного титрования

Суть метода обратного титрования:
К определенному объему восстановителя добавляют фиксированный избыток КMnO4. Часть перманганата вступает в реакцию.
НСООК + 2КMnO4 + 3КOH → К2CO3 + 2К2MnO4 + 2Н2O

оставшийся КMnO4 оттитровывают раствором щавелевой кислоты.

2КMnO4 + 5Н2C2O4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + К2SO4+ 10CO2↑ + 8H2O

Слайд 30В медицине:

а) для контроля качества пероксидов

водорода, лактата и глюконата кальция, нитрита  натрия, левомицетина, фумарата железа.

Слайд 31б) для клинического определения в крови:

— мочевой кислоты;



— кальция (в

виде оксалата кальция - CaC2O4).

Слайд 32Комплексоны (хелаты) - полидентатные лиганды – органические соединения, образующие комплексные соединения

с ионами металлов.

Трилонометрия

Происхождение термина хелат от греческого «клешня краба».

Комплексонометрия

Слайд 33Комплексонометрическое титрование:
Метод основан на образовании хорошо растворимых в воде и слабо

диссоциированных комплексных соединений при реакции большинства катионов с аминополикарбоновыми кислотами

Рабочими растворами являются растворы аминополикарбоновых кислот, титр которых устанавливается по исходному веществу.

Исходными веществами являются растворы MgCI2, MgO, ZnO, CaCO3

Слайд 34Аминоуксусная кислота
Нитрилуксусная кислота
Этилендиамин
Наибольшее значение в количественном анализе имеет

комплексон III, или, иначе, трилон Б, представляющий собой динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА):

Слайд 35Состав комплекса Ме-Трилон «Б» всегда 1:1!!! И все они бесцветны!

Слайд 36Чем выше заряд иона Мех+, тем образующийся комплекс прочнее!
По возрастающей степени

устойчивости комплекса металл-ЭДТА
двухвалентные металлы располагаются в таком порядке:

Sr, Mg, Ca, Fe, Mn, Co, Zn, Cd, Pb, Cu, Hg, Ni.

Слайд 37Индикаторы в трилонометрии (металлохромные):
— эриохром черный Т (ЭХЧТ)

Слайд 38— эриохром темно-синий

Слайд 39— мурексид

Слайд 40— пирокатехиновый фиолетовый

Слайд 41 Эриохром черный «Т» (ЭХЧТ) является натриевой солью 1-окси-2-нафтилазо-6-нитро-2-нафтол-4-сульфокислоты:
NaH2Ind

Слайд 42 Титрование проводится в «идеальном» аммиачном буфере с рН=9,25,

в котором индикатор имеет синюю окраску.
Индикатор также образует с ионами металлов комплексы 1:1, но менее прочные, чем с трилоном «Б».

Комплексы металл-индикатор – винно-красного цвета!

Слайд 43Определение содержания Ca2+
в биологической жидкости
В колбу для

титрования пипеткой добавляем 10 мл раствора Ca2+ и ЭХЧТ. Раствор приобретает винно-красную окраску (CaInd-).

Индикатор лишился Ca2+ и превратился в HInd2- (синего цвета)!

Окраска из винно-красной перешла в синюю!

По мере добавления Трилона «Б», ионы Са2+ постепенно покидают индикатор, превращаясь в более прочный бесцветный комплекс с Трилоном «Б» поскольку

Слайд 45 Расчёты ведём по формулам:

Слайд 46Применение:
1. Для определения жесткости воды.
Раствор с индикатором до начала титрования

В точке эквивалентности цвет раствора приобрел синюю окраску, на этом титрование прекращают

Слайд 472. В медицине для определения в различных жидкостях и тканях человеческого

организма микроэлементов и содержания различных катионов металлов в фармацевтических препаратах

Слайд 483. Комплексоны успешно применяются для растворения камней, образующихся в почках, печени

и желчном пузыре.

Такое применение комплексонов требует очень большой осторожности, чтобы вместе с растворением камней не происходило разрушение минеральной основы костной и других тканей человеческого организма.

Слайд 49







5. При свинцовых и ртутных
отравлениях.
4. Для лечения лучевой болезни.


Слайд 506. Для устранения жесткости воды
(уменьшения концентрации ионов Са 2+ и Mg

2+

Слайд 51Методы осаждения 
Ag+ + Cl- = AgCl↓
Ba2+ + SO42- = BaSO4 ↓
3Ca2+

+ 2PO43- = Ca3(PO4)2 ↓
Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2 ↓


 Для осаждения большинства ионов тяжелых металлов из сточных растворов часто применяется гидроксид кальция (гашеная известь). Если годовой объем очищаемой воды равен 1000 м3, а содержание в нем ионов  никеля составляет 295 мг/дм3, то с учетом 10 %-го избытка реагента, необходимого для полного осаждения, расход гидроксида кальция составит ______ кг в год. Ar(Ni) = 59.) 

Ni2+ + Ca(OH)2 = Ni(OH)2 ↓ + Ca2+

Слайд 52Спасибо за внимание!

Похожие презентации

Анемия у детей 456
Защита границ в действии 634
Обырдың иммунобиологиялық әрекеттесу ерекшеліктері 766
Первичный осмотр пациента 760
Орофарингеальное ведение материнского молозива и эффективность при сепсисе и энтероколите у недоношенных новорожденных 222
Заболевания сосудистого тракта 341

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика