Рассчитать и построить кривую титрования 100 мл указанного вещества. Разбавление раствора при титровании в расчётах можно не учитывать. Концентрацию ионов водорода принять равной 1 моль/л (молярная концентрация эквивалета). Указать скачок титрования, вычислить константу равновесия. Подобрать индикатор.
Титруемое вещество – HAsO2, 0,10 М; рабочий раствор – KClO3, 0,10 М.
Решение
В процессе титрования идёт химическая реакция:
HAsO2 + KClO3 + Н2О → H3AsO4 + KCl.
HAsO2 + 2H2O – 2e → H3AsO4 + 2H+ | 3 – окисление;
ClO3- + 6H+ + 6e → Cl- + 3H2O | 1 – восстановление.
3HAsO2 + KClO3 + 3Н2О = 3H3AsO4 + KCl.
Титруемое вещество HAsO2 – восстановитель; титрант KClO3 – окислитель. Из приложения выписываем значения стандартных электродных потенциалов: Е0(H3AsO4/HAsO2) = 0,56 В; Е0(ClO3-/Cl-) = +1,45 В.
До точки эквивалентности потенциал системы вычисляем по титруемому веществу. Для вычисления потенциала используем уравнение Нернста.
EH3AsO4/HAsO2=EH3AsO4/HAsO20+0,0592∙lgH3AsO4∙H+2HAsO2∙H2O2.
Концентрация ионов водорода по условию задачи равна 1 моль/л, концентрация молекул воды в водном растворе также равна 1 моль/л.
В момент, когда оттитровано 10% HAsO2, [H3AsO4] : [HAsO2] = 10 : 90.
EH3AsO4/HAsO2=0,56+0,0592∙lg10∙1290∙12=0,53 (В).
В момент, когда оттитровано 50% HAsO2, [H3AsO4] : [HAsO2] = 50 : 50.
EH3AsO4/HAsO2=0,56+0,0592∙lg50∙1250∙12=0,56 (В).
В момент, когда оттитровано 90% HAsO2, [H3AsO4] : [HAsO2] = 90 : 10.
EH3AsO4/HAsO2=0,56+0,0592∙lg90∙1210∙12=0,59 (В).
В момент, когда оттитровано 99% HAsO2, [H3AsO4] : [HAsO2] = 99 : 1.
EH3AsO4/HAsO2=0,56+0,0592∙lg99∙121∙12=0,62 (В).
В момент, когда оттитровано 99,9% HAsO2, [H3AsO4] : [HAsO2] = 99,9 : 0,1.
EH3AsO4/HAsO2=0,56+0,0592∙lg99,9∙120,1∙12=0,65 (В).
В точке эквивалентности потенциал системы вычисляем по уравнению
Eт.э.=n1∙EH3AsO4/HAsO40+n2∙EClO3-/Cl-0n1+n2;
Eт.э.=2∙0,56+6∙1,452+6=1,23 (В).
После точки эквивалентности потенциал системы рассчитываем по титранту
. По уравнению Нернста зпотенциал окислителя равен
EClO3-/Cl-=EClO3-/Cl-0+0,0596∙lgClO3-∙H+6Cl-∙H2O3.
В момент, когда раствор перетитрован на 0,1%, [ClO3-] : [Cl-] = 0,1 : 100.
Концентрация ионов водорода по условию задачи равна 1 моль/л, концентрация молекул воды в водном растворе также равна 1 моль/л.
EClO3-/Cl-=1,45+0,0596∙lg0,1∙16100∙13=1,42 (В).
В момент, когда раствор перетитрован на 1%, [ClO3-] : [Cl-] = 1 : 100.
EClO3-/Cl-=1,45+0,0596∙lg1,0∙16100∙13=1,43 (В).
В момент, когда раствор перетитрован на 10%, [ClO3-] : [Cl-] = 10 : 100.
EClO3-/Cl-=1,45+0,0596∙lg10∙16100∙13=1,44 (В).
В момент, когда раствор перетитрован на 50%, [ClO3-] : [Cl-] = 50 : 100.
EClO3-/Cl-=1,45+0,0596∙lg50∙16100∙13=1,45 (В).
По рассчитанным данным построим кривую титрования (рис
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
