Рассчитать и построить кривую титрования, вычислить потенциал в точке эквивалентности и скачок титрования для погрешности ± 0,5%, считая рН раствора в процессе титрования постоянным, если 15,0 мл 0,04 н. раствора FeSO4 титруют 0,02 н. раствором KBrO3 при рН = 1. Е0(Fe3+/Fe2+) = 0,77 В; Е0(BrO3-/Br-) = 1,45 В.
Решение
В ходе титрования идёт химическая реакция:
6FeSO4 + KBrO3 + 3H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + KBr + 3H2O
2Fe2+ - 2e → 2Fe3+ | 3
BrO3- + 6H+ + 6e → Br- + 3H2O | 1
FeSO4 – восстановитель, до точки эквивалентности потенциал раствора вычисляем по системе восстановителя.
E=EFe3+/Fe2+0+0,059n∙lgCKBrO3∙VKBrO3CFeSO4∙VFeSO4-CKBrO3∙VKBrO3,
где Е0(Fe3+/Fe2+) – стандартный окислительно-восстановительный потенциал, равен 0,77 В;
п – число электронов, которое отдает один ион Fe2+, равно 1;
СKBrO3 – молярная концентрация эквивалента раствора KBrO3, равна 0,02 н;
(разбавление растворов можно не учитывать, так как титрант и определяемое вещество в ходе титрования разбавляются в одинаковой степени);
VKBrO3 – объём титранта, добавленный в ходе титрования, мл;
СFeSO4 – молярная концентрация эквивалента раствора FeSO4, равна 0,04 н.;
VFeSO4 – объём раствора FeSO4, взятый для титрования, равен 15,00 мл.
После добавления 10 мл раствора KBrO3 потенциал системы равен
E=0,77+0,0591∙lg0,02∙10,000,04∙15,00-0,02∙10,00=0,75 (В).
После добавления 15 мл раствора KBrO3 потенциал системы равен
E=0,77+0,0591∙lg0,02∙15,000,04∙15,00-0,02∙15,00=0,77 (В).
После добавления 25 мл раствора KBrO3 потенциал системы равен
E=0,77+0,0591∙lg0,02∙25,000,04∙15,00-0,02∙25,00=0,81 (В).
После добавления 29 мл раствора KBrO3 потенциал системы равен
E=0,77+0,0591∙lg0,02∙29,000,04∙15,00-0,02∙29,00=0,86 (В).
После добавления 29,5 мл раствора KBrO3 потенциал системы равен
E=0,77+0,0591∙lg0,02∙29,500,04∙15,00-0,02∙29,50=0,87 (В).
Погрешность титрования, равная ± 0,5%, соответствует недотитрованности или перетитрованности раствора на
∆V = Vт.э.∙0,5/100,
где Vт.э – объём раствора титранта в точке эквивалентности.
Vт.э находим из закона эквивалентов:
Vт.э = СFeSO4∙VFeSO4/СKBrO3;
Vт.э = 0,04∙15,00/0,02 = 30,00 (мл).
∆V = 30,00∙0,5/100 = 0,15 (мл).
Объём титранта, после добавления которого начинается скачок титрования, равен 30,00 – 0,15 = 29,85 (мл).
После добавления 29,85 мл раствора KBrO3 потенциал системы равен
E=0,77+0,0591∙lg0,02∙29,850,04∙15,00-0,02∙29,85=0,90 (В).
В точке эквивалентности потенциал системы зависит от потенциалов как восстановителя, так и окислителя
.
Eт.э.=n1∙EFe3+/Fe2+0+n2∙EBrO3-/Br-0n1+n2,
где п1 – число электронов, участвующих в реакции окисления, равно 1;
Е0(Fe3+/Fe2+) – стандартный окислительно-восстановительный потенциал определяемого вещества, равен 0,77 В;
п2 – число электронов, участвующих в реакции восстановления, равно 6;
Е0(BrO3-/Br-) – стандартный окислительно-восстановительный потенциал системы титранта, 1,45 В
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
