Вывод формулы расчета массовой доли по способу обратного титрования

 

       Расчет массовой доли в этом случае проводят аналогично расчетам по способу прямого титрования, руководствуясь формулой:

 

                                                                    m х.ч.

ω   =                •  100%

                                                                m н.ф.

 

       Точно также в первую очередь рассчитывают массу навески фактической: если она дана по условию задачи – подставляют в расчетную формулу; если готовится разведение – рассчитывают через пропорцию.

       В расчете массы химически чистого вещества также руководствуются формулой

 

m _{х.ч.(опр..в-ва)} = Т _{т. раб./ опр}• V _{т. (раб.р-ра)}

 

       Но при этом необходимо учитывать, что по способу обратного титрования участвуют два рабочих раствора. 1-ый рабочий раствор реагирует с определяемым веществом (он берется в избытке), а затем остаток 1-ого рабочего раствора оттитровывается 2-ым рабочим раствором. То есть реакция протекает по схеме:

 

Опред. в-во + Раб. р-р №1 (избыток) → Продукты реакции

 Раб. р-р № 1 (остаток) + Раб. р-р № 2 → Продукты реакции

 

       Таким образом, мы видим, что:

 

1) Определяемое вещество взаимодействует с 1-ым рабочим раствором, следовательно, титр соответствия будет рассчитываться как титр 1-ого рабочего раствора по определяемому веществу:

 

                  С_{экв. т. раб.1}  •   M_{экв. опр.}

Т _{т. раб.1/ опр.}  =  

           1000

 

2) Определяемое вещество взаимодействует не со всем объемом 1-ого рабочего раствора, а только с его частью, следовательно, необходимо найти – какова же будет эта часть.

 

V _{т. раб.1 (избыток)}  = V _{т. раб. 1 (вступивший в реакцию с опред. в-вом)}   + V _{т. раб. 1 (остаток)}

 

Таким образом:

 

V _{т. раб. 1 (вступивший в реакцию с опред. в-вом)} = V _{т. раб.1 (избыток)}   -   V _{т. раб. 1 (остаток)}

           

Далее, вспомним закон эквивалентов: вещества взаимодействуют друг с другом в эквивалентных количествах. Растворы с одинаковой молярной концентрацией эквивалента взаимодействуют в равных объемах.

 

       Так как теоретические молярные концентрации эквивалентов 1-ого и 2-ого рабочих растворов равны (C_{экв. т. раб.1} = C_{экв. т. раб.2}), то и объем 2-ого рабочего раствора, пошедшего на титрование остатка 1-ого рабочего раствора, будет ему эквивалентен (равен).

V _{т. раб. 1 (остаток)} = V _{т. раб. 2}

       Следовательно:

 

V _{т. раб. 1 (вступивший в реакцию с опред. в-вом)} = V _{т. раб.1 (избыток)}  - V _{т. раб. 2}

 

Используя формулу расчета  поправочного коэффициента 

    V т.

К_п =

     V~

 

Мы можем рассчитать объем теоретический.

 

V _т.раб. = V_{~ раб.} •   К_{п раб.}

 

То есть,                                         V _т.раб.1 = V _{~ раб.1} •   К _{п раб.1}

V _т.раб.2 = V _{~ раб.2} •    К _{п раб.2}

Следовательно:

V _{т. раб. 1 (вступивший в реакцию с опред. в-вом)} = V _{~ раб.1} •    К _{п раб.1} - V _{~ раб.2} •    К _{п раб.2}

 

Значит, масса химически чистого определяемого вещества будет равна:

 

 

m _{х.ч.опр..в-ва} = Т _{т. раб.1/ опр}• V _{т. раб.1 (вступившего в реакцию с определяемым веществом)} =

 

= Т _{т. раб.1/ опр}•   (V _{~ раб.1} •    К _{п раб.1} - V _{~ раб.2} •    К _{п раб.2})

 

 

Таким образом, массовую долю по способу обратного титрования рассчитывают по формуле:

 

 

Т т. раб.1/ опр •   (V~ раб.1 •   Кп раб.1 - V~ раб.2 •   Кп раб.2) •   100% ω% опр. = m н.ф. опр.

 

 

Каждый раз эту формулу НЕ ВЫВОДЯТ, а пользуются уже ГОТОВОЙ!

 

Задача 1

Определить массовую долю антипирина в фарм.препарате, если навеску массой 0,1132 г растворили в воде и добавили 20 мл раствора йода с молярной концентрацией эквивалента ~ 0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 1,0300. На титрование остатка йода ушло 8,8 мл раствора тиосульфата натрия с молярной концентрацией эквивалента ~ 0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 0,9800. Мм антипирина равна 188,23 г/моль.

Дано:	Решение:
m н.ф. ант. = 0,1132 г V ~ 0,1моль/л I2 = 20 мл Кп ~ 0,1моль/л I2 = 1,0300 V ~ 0,1 моль/л Nа2S2О3 = 8,8 мл Кп ~ 0,1 моль/л Nа2S2О3 = 0,9800 Мм ант. = 188,23 г/моль	Анализ данных: Антипирин – это исследуемое вещество, так как не известна его концентрация I2 – это рабочий раствор, так как известен его поправочный коэффициент, это рабочий раствор 1, так как взят в избытке Nа2S2О3 – это рабочий раствор, так как известен его поправочный коэффициент, это рабочий раствор 2
Найти: ω % ант. =?	Метод йодометрии (так как рабочие растворы – йод и тиосульфат натрия) Способ обратного титрования (так как два рабочих раствора и ведется титрование по остатаку)

 

В основе метода лежат уравнения реакций:

 

      -CH₃                             I –      – CH₃                

                                                                                   

                  N –CH₃ + I₂ →                         N – CH₃ + HI                                               

//                                                   //                                                              

O  N                                         O N                                                 

         |                                                    |                            

        C₆H₅                                            C₆H₅                                 

          1 моль        1 моль • 2 экв. =

                                     = 2 моль-экв.

 

I₂  +  2 Nа₂S₂О₃ →  2 NаI +  Nа₂S₄О₆

 

I₂ + 2 е → 2 I^-

2 S₂О₃ ^2- - 2 е → 2 S₄О₆^2-

 

f_экв. ант. = k_стех.   • УЧ I₂ = 1 • ½ = 1/2

 

f _{экв. ант}. = ½          M_{экв. ант.}= Мм _ант. • f _{экв. ант} = Мм _ант.: 2 = 188,23 г/моль: 2 = 94,115 г/моль

                                      

 

                Т _{т. раб./ опр.} •  (  V _{~ раб. 1} •   К _{п раб. 1} - V _{~ раб. 2} •    К _{п раб. 2})  •  100%

ω _{%  опр.}  =

                                                         m н.ф. _опр.

         Т _{0,1 моль/л} I₂/ _ант. • (V _{~0,1 моль/л} I₂ • К _{п~0,1 моль/л} I₂ - V _{~0,1 моль/л} Nа₂S₂О₃ • К _{п ~0,1 моль/л} Nа₂S₂О₃) • 100%

ω _% = 

^ант.                                                      m н.ф. _ант.

 

 

1) Находим точный (теоретический) титр 1-ого рабочего раствора по определяемому веществу (титр йода по антипирину)

                  С_{экв. т. раб.1}  •   M_{экв . опр.}

Т _{т. раб.1/ опр.}  =  

           1000

 

                      С_{экв. 0,1моль/л} I₂ • М_{экв. ант.}     0,1 моль/л •    94,115 г/моль

Т _{0,1 моль/л} I₂/ _ант.=                                         =                                                     = 0,009412 г/мл

1000 1000

 

Титр показывает, что 1 мл 0,1 моль/л раствора йода взаимодействует с 0,009412 г  х.ч. антипирина.

 

2) Подставляем данные в формулу расчета массовой доли:

 

           Т _{0,1 моль/л} I₂/ _ант. • (V _{~0,1 моль/л} I₂ •   К _{п ~0,1 моль/л} I₂ - V _{0,1 моль/л} Nа₂S₂О₃ •   К _{п ~0,1 моль/л} Nа₂S₂О₃) • 100%

ω _% = 

^ант.                                                      m н.ф. _ант.

 

 

                                       

       0,009412 г/мл •   (20 мл •   1,03 - 8,8 мл •   0,98) х 100%

ω _% =                                                                                                            = 99,57 %

^ант.                                            0,1132 г

 

Массовая доля показывает, что в 100 г фарм. препарата содержится 99,57 г химически чистого антипирина.

 

 

Ответ: ω % _ант. = 99,57 %

Предыдущая1234567Следующая

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: