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 – H2С2О4; Со.в,0 = 0,10 М; титрант KMnO4; CT,0 = 0,10 М.
Решение
В ходе титрования идёт химическая реакция
5H2C2O4 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 10CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + H2O
H2C2O4 – 2e → 2CO2 + 2H+ | 5 – окисление;
MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O | 2 – восстановление.
Определяемое вещество – восстановитель. До точки эквивалентности потенциал системы вычисляем по уравнению Нернста для определяемого вещества.
E=EH2C2O4/CO20+0,059n1∙lgCO22∙H+2H2C2O4,
где EH2C2O4/CO20 – стандартный потенциал системы восстановителя, -0,49 В;
п1 – число электронов, участвующих в процессе окисления, равно 2;
[CO2] – концентрация окисленной формы определяемого вещества, моль/л;
[H+] – концентрация ионов Н+, равна 1 моль/л;
[H2C2O4] – концентрация восстановленной формы определяемого вещества.
В момент, когда оттитровано 10 % определяемого вещества [CO2]2 равно 10 (%) от исходной концентрации, а [H2C2O4] – 100 – 10 = 90 (%).
E=-0,49+0,0592∙lg10∙1290=-0,52 (В).
В момент, когда оттитровано 50 % определяемого вещества [CO2]2 равно 10 (%) от исходной концентрации, а [H2C2O4] – 100 – 50 = 50 (%).
E=-0,49+0,0592∙lg50∙1250=-0,49 (В).
В момент, когда оттитровано 70 % определяемого вещества [CO2]2 равно 70 (%) от исходной концентрации, а [H2C2O4] – 100 – 70 = 30 (%).
E=-0,49+0,0592∙lg70∙1230=-0,48 (В).
В момент, когда оттитровано 90 % определяемого вещества [CO2]2 равно 90 (%) от исходной концентрации, а [H2C2O4] – 100 – 90 = 10 (%).
E=-0,49+0,0592∙lg90∙1210=-0,46 (В).
В момент, когда оттитровано 99 % определяемого вещества [CO2]2 равно 99 (%) от исходной концентрации, а [H2C2O4] – 100 – 99 = 1,0 (%).
E=-0,49+0,0592∙lg99∙121,0=-0,43 (В).
В момент, когда оттитровано 99,9 % определяемого вещества [CO2]2 равно 99,9 (%) от исходной концентрации, а [H2C2O4] – 100 – 99,9 = 0,1 (%).
E=-0,49+0,0592∙lg99,9∙120,1=-0,40 (В).
В точке эквивалентности потенциал системы вычисляем по формуле
Eт.э.=n1∙EH2C2O4/CO20+n2∙EMnO4-/Mn2+0n1+n2,
где EH2C2O4/CO20 – стандартный потенциал системы восстановителя, - 0,49 В;
п1 – число электронов, участвующих в процессе окисления, равно 2;
EMnO4-/Mn2+0 – стандартный потенциал системы титранта, +1,51 В;
п2 – число электронов, участвующих в процессе восстановления, равно 5.
Eт.э.=2∙(-0,49)+5∙1,512+5=0,94 (В).
После точки эквивалентности потенциал системы рассчитываем по уравнению Нернста для титранта.
E=EMnO4-/Mn2+0+0,059n2∙lgMnO4-∙H+8Mn2+.
где EMnO4-/Mn2+0 – стандартный потенциал системы титранта, +1,51 В;
п2 – число электронов, участвующих в процессе восстановления, равно 5;
[MnO4-] – концентрация титранта в растворе после точки эквивалентности;
[Н+] – концентрация ионов Н+, моль/л;
[Mn2+] – концентрация восстановленной формы титранта, соответствует 100 % оттитрованного исходного вещества.
После добавления 100,1 % титранта по сравнению с эквивалентным количеством, потенциал системы равен
E=1,51+0,0595∙lg100,1-100∙18100=1,47 (В).
После добавления 101 % титранта по сравнению с эквивалентным количеством, потенциал системы равен
E=1,51+0,0595∙lg101-100∙18100=1,49 (В).
После добавления 110 % титранта по сравнению с эквивалентным количеством, потенциал системы равен
E=1,51+0,0595∙lg110-100∙18100=1,50 (В).
После добавления 150 % титранта по сравнению с эквивалентным количеством, потенциал системы равен
E=1,51+0,0595∙lg150-100∙18100=1,51 (В).
Полученные результаты запишем в таблицу.
До точки экв
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
