Из навески сплава 1,2000 г железо перевели в Fe (II) и оттитровали Ce(SO4)2 с молярной концентрацией эквивалента 1,000 моль/л: Сe4+ + Fe2+ = Ce3+ + Fe3+ Вычислить процентное содержание железа в сплаве по следующим результатам потенциометрического титрования: (Решение → 31569)

Заказ №38836

Из навески сплава 1,2000 г железо перевели в Fe (II) и оттитровали Ce(SO4)2 с молярной концентрацией эквивалента 1,000 моль/л: Сe4+ + Fe2+ = Ce3+ + Fe3+ Вычислить процентное содержание железа в сплаве по следующим результатам потенциометрического титрования: Ce(SO4)2 V мл 2,0 10,0 18,0 19,8 20,0 20,2 22,0 Е, мВ 712 771 830 889 1110 1332 1391 Конечную точку титрования определить расчетным способом и графически по первой производной.

Решение:

Потенциометрический метод анализа основан на измерении электро- движущей силы (ЭДС) обратимых гальванических элементов. Гальваниче- ский элемент состоит из двух электродов, индикаторного и электрода сравнения, погруженных в один раствор (цепь без переноса), либо в два различающихся по составу раствора, связанных жидкостным контактом (цепь с переносом). Электроды, применяемые в потенциометрии, должны быть обрати- мыми – их потенциал должен изменяться с изменением концентрации ио- нов в растворе в соответствии с уравнением Нернста: где Е – равновесный потенциал; Е0 – стандартный потенциал, равный равновесному, если активности всех участвующих в электрохимической реакции компонентов равны единице; n – число электронов, участвующих в полуреакции. Различают прямую потенциометрию (ионометрию) - непосредствен- ное измерение равновесного потенциала и нахождение активности ионов в растворе, и косвенную – потенциометрическое титрование – регистрация изменения потенциала в процессе химической реакции между определяе- мым веществом и титрантом. Электрод, реагирующий на изменение концентрации определяемого иона в растворе и заменяющий индикатор в условиях обычного титрования, называется индикаторным. Его потенциал определяется по отношению к неполяризуемому электроду, называемому стандартным, потенциал которого в процессе титрования постоянен и служит исключительно для определения потенциала индикаторного электрода. 1.Построение интегральной кривой титрования и определение точки эквивалентности В процессе потенциометрического титрования концентрация реагирующих веществ или ионов все время изменяется, что влечет за собой изменение равновесного потенциала электрода. Если вычислить его значение Ех по уравнению Нернста соответственно различным моментам титрования и построить график в координатах Ех – Vмл, где Vмл – объем добавленного рабочего раствора, то получится кривая титрования с резким скачком потенциала электрода. Для того, чтобы найти массу железа в анализируемом растворе по данным титрования, используется закон эквивалентов: где Сх и Ст– нормальные концентрации анализируемого вещества и титранта (моль-экв/л), Vх – объем аликвоты анализируемого раствора, Vт – объем титранта в точке эквивалентности. В протекающей при титровании реакции Сe 4+ + Fe2+ = Ce3+ + Fe3+ фактор эквивалентности Fe(II) 1/z= 1. Для нахождения Vт построим интегральную кривую титрования в координатах Е–V, которая имеет s-образный вид (рис.4.1). Интегральная кривая потенциометрического титрования Fe(II), см. рис. 4.1. Вертикальный участок кривой четко указывает на точку эквивалентности (рис.4.1). Объем титра Ce(SO4)2, V мл 2,0 10,0 18,0 19,8 20,0 20,2 22,0 Е, В 0,712 0,771 0,830 0,889 1,110 1,332 1,391 По полученным данным строим интегральную кривую потенциометрического титрования(рис.4.1). Рис. 4.1 - . Интегральная кривая потенциометрического титрования Fe(II) Точка эквивалентности определяется по точке перегиба кривой титрования. Экстраполируем линейные участки и в точке перегиба найдем точку эквивалентности: Vт = 20,1 мл.