ОКИСЛЮВАЛЬНО-ВІДНОВЛЮВАЛЬНЕ ТИТРУВАННЯ

В окислювально-відновлювальному титруванні або ана­літ A є від­новлювачем (і у титруванні окислюється), а тит­ран­т T – окис­лювачем (і у титруванні відновлюється), або навпаки, ана­літ A є окислювачем (отже, у титруванні відновлюється), а тит­ран­т T – відновлювачем (отже, у титруванні окис­лю­єть­ся). Ви­лу­ча­ю­чи електрони, маємо лінійну комбінацію напів­ре­ак­цій

 

|neT| nA A + neA e Þ продукти,
|neA| + nT T + neT e Þ продукти,
  (nA|neT|) A + (nT|neA|)T Þ продукти.

Щоб електрони ви­лу­чити, знаки стехіометричних коефіцієнтів neA та neT при елек­тронах мають бути протилежними. Якщо, тит­ру­ючи, ана­літ оки­слюємо, то neA < 0, а якщо відновлюємо, то neA > 0. При­клад – тит­ру­ван­ня щавелевої кислоти перманґанатом,

H2C2O4 ‑ 2 e Þ 2 H+ + CO2­,
MnO4+ 8 H+ + 5 e Þ Mn2+ + 4 H2O,
  5 H2C2O4 + 2 MnO4 + 6 H+ Þ 5 CO2­ + 2 Mn2+ + 8 H2O.

Видно, що стехіометричні ко­е­фі­ці­єн­ти можуть бути до­сить ве­ли­ки­ми. У рів­нян­нях матеріального балансу реакцій ви­ко­ри­сто­ву­ємо стехі­о­мет­рич­ні коефіцієнти: при аналіті, пов’язаний з ко­е­фі­ці­єн­том при електроні у на­пів­ре­ак­ції для титранта, і при тит­ран­ті, пов’язаний з ко­е­фі­ці­єн­том при електроні у на­півреакції для ана­лі­ту. Від такої пе­ре­хре­сної за­ле­жності можна звіль­ни­ти­ся, як­що на­пів­ре­ак­цію не мно­жити на ко­е­фі­ці­єнт з ін­шої напів­реакції, а ділити її на ко­е­фі­ці­єн­т у тій самій на­пів­ре­ак­ції,

1/|neA| nA A + neA e Þ продукти,
1/|neT| + nT T + neT e Þ продукти,
  (nA/|neA|) A + (nT/|neT|)T Þ продукти.

Для наведеного прикладу – це

1/2 H2C2O4 ‑+2 e Þ 2 H+ + CO2­,
1/5 MnO4+ 8 H+ + 5 e Þ Mn2+ + 4 H2O,
  /2 H2C2O4 + 1/5 MnO4 + 3/5 H+ Þ 1/2 CO2­ + 1/5 Mn2+ + 4/5 H2O.

Такий підхід зручний для сукупності ме­то­дик, де за­сто­со­вують один титрант. Наприклад, титруючи різні аналіти пер­ман­ґа­на­том у кис­ло­му середовищі, у розрахунках завжди кон­цен­тра­цію титранту множимо на (1/5)‑1 = 5. Концентрація ек­ві­ва­лен­та, як зазначено для стехіометричних роз­ра­хунків у ки­с­лот­­но-ос­нов­но­му титруванні, до­зво­ляє приховувати постійно вжи­вані ко­е­фі­ці­єн­ти у стехіометричних роз­ра­хун­ках – включати у «молярну кон­цен­трацію еквівалента». У наведеному прикладі еквівалент {1/5 MnO4}, що приєднує у на­пів­реакції 1 e, його кількість ре­чо­ви­ни, молярна концентрація та мо­ляр­на маса – це

n(1/5 MnO4) = 5 n(MnO4), c(1/5 MnO4) = 5 c(MnO4), M(1/5 MnO4) = (1/5) M(MnO4).

Відповідно, для аналіту еквівалент – це {1/2 H2C2O4}, а пов’язані з ним величини –

n(1/2 H2C2O4) = 2 n(H2C2O4), c(1/2 H2C2O4) = 2 c(H2C2O4), M(1/2 H2C2O4) = (1/2) M(H2C2O4).

Отже, еквіваленти – це {(nT/|neT|)T} та {(nA/|neA|) A}, що в на­пів­ре­ак­ціях приєднують або втрачають 1 e, і з ними пов’язані

n((nT/|neT|)T) = (nT/|neT|) n(T), c((nT/|neT|)T) = (nT/|neT|) c(T), M((nT/|neT|)T) = (|neT|/nT) M(T), n((nA/|neA|) A) = (nA/|neA|) n(A), c((nA/|neA|) A) = (nA/|neA|) c(A), M((nA/|neA|) A) = (|neA|/nA) M(A).

Обговорюючи розрахунки для різних аналітів, достатньо, спи­ра­­ю­­чись тільки на напівреакції для них, визначити відповідні ек­ві­ва­лен­ти, а для титранту з відомою молярною кон­цен­трацією ек­ві­ва­лен­та навіть не записувати напівреакції. Це не лінощі з бо­ку сту­ден­та, а ра­ці­о­наль­не використання інформації. Звичайно, для окислювально-від­нов­лювального титруван­ня можна і не використовува­ти еквівалентів. Але склад­ність коефіцієнтів і по­вто­рю­ва­ність їх для титрування різ­них ана­літів сприяла поширенню концепції ек­ві­валентів аж до над­мір­но­го захоплення нею й у інших видах титру­ван­ня, там, де вона незручна.

Залежно від титранту розрізняють: пер­ман­га­на­то­мет­рію (KMnO4), іодометрію (I2, та Na2S2O3), ди­хро­ма­то­мет­рію (K2Cr2O7), бро­ма­то­мет­рію (KBrO3), церіметрію (Ce(SO4)2) й інші.

 








Дата добавления: 2016-08-07; просмотров: 492;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.007 сек.