Потенциометрическое титрование

Закономерности изменения величины потенциала можно использовать для аналитического определения восстановителей и окислителей. В качестве примера рассмотрим потенциометрическое титрование железа в виде сульфата железа (II) рабочим раствором бихромата калия в кислой среде. Собирают гальванический элемент, состоящий из платинового (измерительного) электрода и хлорсеребряного электрода (вспомогательный электрод или электрод сравнения), помещенных в раствор определяемого вещества. В процессе титрования протекает реакция:

6FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ 3Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O

Рабочий раствор прибавляют порциями по 1 мл и измеряют ЭДС гальванического элемента. Результаты измерений записывают в рабочий журнал и строят график зависимости ЭДС от объема добавленного титранта (грубое титрование). По мере прибавления рабочего раствора ЭДС растет, т.к. уменьшается концентрация восстановленной формы Fe²⁺ и увеличивается концентрация окисленной формы Fe³⁺. В точке эквивалентности и сразу после нее в растворе появляется новая окислительно-восстановительная пара Cr₂O₇^2-/Cr³⁺ с другим стандартным окислительно-восстановительным потенциалом, и ЭДС гальванического элемента резко возрастает. Происходит так называемый скачок титрования. После этого обычно делают еще три измерения, чтобы кривая титрования имела вид:

Рис.6 Кривая потенциометрического титрования

По графику можно найти объем рабочего раствора, пошедшего на титрование (А мл). Для этого проводят параллельные касательные к верхней и нижней выпуклой части кривой. Из точек касания опускают и восстанавливают перпендикуляры. В результате получается прямоугольник, точка пересечения диагоналей которого проецируется на ось абсцисс.

Эквивалентный объем, А мл

Рис.7 Обработка кривой титрования

При проведении грубого титрования становится заметной область значений ЭДС, в которой происходит скачок титрования. Это дает возможность провести точное титрование. Для этого рабочий раствор сливается до объема, при котором может начинаться скачок титрования и далее прибавление ведется по 0,1 мл до окончания скачка. Результаты измерений обрабатывают следующим образом. Выбирают наиболее отличающиеся соседние значения ЭДС, которые соответствуют меньшему (Vм) и большему объему (Vб). Далее находят разность значений ЭДС (ΔЕ). Также находят разности между ближайшими к ним значениями (ΔЕ₁ и ΔЕ₂). Например, при титровании получены следующие результаты:

V мл ЭДС (Е мВ) В этом случае Vм = 6,80 мл; Vб = 6,90 мл.

6,70 530 ΔЕ = 635 – 575 = 60 мВ;

6,80 575 скачок ΔЕ₁ = 575 – 530 = 45 мВ;

6,90 635 титрования ΔЕ₂ = 675 – 635 = 40 мВ.

7,00 675

После этого вычисляют разность Δ²Е₁ = ΔЕ – ΔЕ₁; т.е Δ²Е₁ = 60 – 45 = 25 мВ. Таким же образом находят разность Δ²Е₂ = ΔЕ – ΔЕ₂; т.е. Δ²Е₂ = 60 – 40 = 20 мВ.

Полученные значения подставляют в формулу для вычисления эквивалентного объема:

(Vм – Vб) Δ²Е₁

А мл = Vб - Δ²Е₁ + Δ²Е₂

(6,80 – 6,90)25

В результате получим: А мл = 6,90 - 25 +20 = 6,84 мл

Поиск по сайту: