Рассчитать и построить кривую титрования 100 мл указанного вещества. Разбавление растворов при титровании в расчетах можно не учитывать. Концентрацию ионов водорода принять равной 1 моль/л.
Дано: определяемое вещество – HAsO2; Со.в,0 = 0,10 М; титрант KClO3; CT,0 = 0,10 М.
Решение
В ходе титрования идёт химическая реакция
3HAsO2 + KClO3 + 3H2O = 3H3AsO4 + KCl
HAsO2 + 2H2O – 2e → H3AsO4 + 2H+ | 3 – окисление;
ClO3- + 6H+ + 6e → Cl- + 3H2O | 1 - восстановление
Определяемое вещество – восстановитель. До точки эквивалентности потенциал системы вычисляем по уравнению Нернста для определяемого вещества.
E=EH3AsO4/HAsO20+0,059n1∙lgH3AsO4∙H+2HAsO2,
где EH3AsO4/HAsO20 – стандартный потенциал системы восстановителя, +0,56 В;
п1 – число электронов, участвующих в процессе окисления, равно 2;
[H3AsO4] – концентрация окисленной формы определяемого вещества, моль/л;
[H+] – концентрация ионов Н+, равна 1 моль/л;
[HAsO2] – концентрация восстановленной формы определяемого вещества.
В момент, когда оттитровано 10 % определяемого вещества [H3AsO4] равно 10 (%) от исходной концентрации, а [HAsO2] – 100 – 10 = 90 (%).
E=0,56+0,0592∙lg10∙1290=0,53 (В).
В момент, когда оттитровано 50 % определяемого вещества [H3AsO4] равно 50 (%) от исходной концентрации, а [HAsO2] – 100 – 50 = 50 (%).
E=0,56+0,0592∙lg50∙1250=0,56 (В).
В момент, когда оттитровано 90 % определяемого вещества [H3AsO4] равно 90 (%) от исходной концентрации, а [HAsO2] – 100 – 90 = 10 (%).
E=0,56+0,0592∙lg90∙1210=0,59 (В).
В момент, когда оттитровано 99 % определяемого вещества [H3AsO4] равно 99 (%) от исходной концентрации, а [HAsO2] – 100 – 99 = 1 (%).
E=0,56+0,0592∙lg99∙121=0,62 (В).
В момент, когда оттитровано 99,9 % определяемого вещества [H3AsO4] равно 99,9 (%) от исходной концентрации, а [HAsO2] – 100 – 99,9 = 0,1 (%).
E=0,56+0,0592∙lg99,9∙120,1=0,65 (В).
В точке эквивалентности потенциал системы вычисляем по формуле
Eт.э.=n1∙EH3AsO4/HAsO20+n2∙EClO3-/Cl-0n1+n2,
где EH3AsO4/HAsO20 – стандартный потенциал системы восстановителя, +0,56 В;
п1 – число электронов, участвующих в процессе окисления, равно 2;
EClO3-/Cl-0 – стандартный потенциал системы титранта, +1,45 В;
п2 – число электронов, участвующих в процессе восстановления, равно 6.
Eт.э.=2∙0,56+6∙1,452+6=1,23 (В).
После точки эквивалентности потенциал системы рассчитываем по уравнению Нернста для титранта.
E=EClO3-/Cl-0+0,059n2∙lgClO3-∙H+6Cl-,
где EClO3-/Cl-0 – стандартный потенциал системы титранта, +1,45 В;
п2 – число электронов, участвующих в процессе восстановления, равно 6;
[ClO3-] – концентрация титранта в растворе после точки эквивалентности;
[Н+] – концентрация ионов Н+, моль/л;
[Cl-] – концентрация восстановленной формы титранта, соответствует 100 % оттитрованного исходного вещества.
После добавления 100,1 % титранта по сравнению с эквивалентным количеством, потенциал системы равен
E=1,45+0,0596∙lg100,1-100∙16100=1,42 (В).
После добавления 101 % титранта по сравнению с эквивалентным количеством, потенциал системы равен
E=1,45+0,0596∙lg101-100∙16100=1,43 (В).
После добавления 110 % титранта по сравнению с эквивалентным количеством, потенциал системы равен
E=1,45+0,0596∙lg110-100∙16100=1,44 (В).
Результаты вычисления запишем в таблицу.
До точки экв
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
