Учебное пособие Для студентов вузов Второе издание, исправленное и дополненное
жүктеу/скачать 1.1 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 2.2.4.Применение методов окисления-восстановления
В качестве индикатора используют редокс-индикатор дифениламин. Для того чтобы смена окраски дифениламина происходила в пределах скачка на кривой титрования, необходимо добавлять кислоту Н3РО4, которая связывает образующиеся при реакции ионы Fe3+ в прочный комплекс, понижая тем самым окислительно-восстановительный потенциал этой редокс-пары, что в свою очередь увеличивает скачок на кривой титрования.Оборудование и реактивы: весы аналитические ВЛА-200; мерные колбы, вместимостью 100 и 250 см3; пипетка, вместимостью 25 см3; бюретка, вместимостью 25 см3; мерный цилиндр, вместимостью 25 см3; рабочий раствор перманганата калия, Сэк(KMnO4) 0,02 моль/дм3, (расход 150 см3); раствор соли Мора, Cэк((NH4)2SO4 FeSO4) 0,5 моль/дм3; Н2SO4 и Н3РО4 (смесь 1:1); дифениламин, = 1 %; раствор K2Cr2O7, Сэк (K2Cr2O7) 0,05 моль/дм3. Методика выполнения анализа: 1. Приготовление стандартного раствора K2Cr2O7. Рассчитывают массу навески K2Cr2O7 для приготовления 250 см3 раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,0500 моль/дм3 по формуле:  , (51)
где Сэк(K2Cr2O7) - молярная концентрация эквивалентов раствора K2Cr2O7, моль/дм3; Мэк(K2Cr2O7) - молярная масса эквивалентов K2Cr2O7, г/моль; Vм.к. - вместимость мерной колбы, дм3. Навеску соли K2Cr2O7 берут на аналитических весах, количественно переносят в мерную колбу, растворяют, доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Если масса навески отличается от расчетной, то производят перерасчет концентрации по формуле (51). 2. Определение содержания железа (II) в растворе соли Мора. Контрольный раствор, содержащий ионы Fe2+, разбавляют до метки дистиллированной водой в мерной колбе и тщательно перемешивают. Отбирают аликвотную часть, прибавляют 15 см3 кислотной смеси (Н2SO4 и Н3РО4) и 1-2 капли дифениламина, титруют раствором K2Cr2O7 до появления устойчивой сине-фи-олетовой окраски. Массу железа вычисляют по формуле:  , (52)
где m(Fe) - масса железа, г; Сэк(K2Cr2O7) - молярная концентрация эквивалентов раствора K2Cr2O7, моль/дм3; Мэк(Fe) - молярная масса эквивалентов железа, г/моль; V(K2Cr2O7) - объем рабочего раствора K2Cr2O7, израсходованный на титрование, см3; V[(NH4)2SO4 FeSO4] - объем аликвотной части раствора соли Мора, см3. 2.2.3. Йодометрия Йодометрическое титрование основано на реакциях восстановления йода до йодид-иона или окисления йодид-иона до йода согласно реакции:    ,  В.
Йод плохо растворим в воде, поэтому с целью увеличения растворимости йода используют не воду, а концентрированный раствор КI, где йод находится в виде комплекса [I3], поэтому уместна и такая запись:   ,  B.
Этим методом можно определять как восстановители, так и окислители. При анализе восстановителей рабочим веществом служит раствор йода в йодиде калия. Восстановители SO3 2, S2O3 2, CN , AsO3 3, Cr 2+ определяют прямым, а S2 - обратным титрованием. Определение окислителей невозможно прямым титрованием. Для этих целей используют метод титрования заместителя. Заместителем окислителя служит свободный йод, который выделяется в эквивалентном количестве по отношению к окислителю в реакции между окислителем и йодидом калия. Свободный йод оттитровывают рабочим раствором тиосульфата натрия Na2S2O3:   .
Ввиду того, что nэк (окисл.) = nэк ( заместит.) = nэк (РВ), вычисления проводят как в прямом титровании, опустив средний член тождества. Два тиосульфат-иона передают два электрона, поэтому фактор эквивалентности для йода равен двум, а для тиосульфата натрия - единице. 
Скорость реакции между окислителем и КI невелика, поэтому к титрованию тиосульфатом натрия приступают спустя 5 минут после добавления сухого КI. Пробу выдерживают в темном месте, что препятствует протеканию побочной реакции окисления ионов йода кислородом воздуха в кислой среде:   .
С целью смещения равновесия реакции между окислителем и КI вправо, а также полного растворения выделившегося I2, добавляют большой избыток реактива КI (1 г). Фиксирование конечной точки титрования проводят, используя специфический индикатор крахмал, который синеет в присутствии В пищевой промышленности метод йодометрии используют для определения тяжелых металлов (Pb, Sn, Cu) в консервах и вспомогательных материалах, сернистой кислоты после сульфитации, редуцирующих сахаров в хлебобулочных изделиях. 2.2.3.1. Определение содержания меди в растворе CuSO4 методом йодометрии Цель работы - ознакомиться с методом йодометрии, научиться определять медь (II) - окислитель методом титрования заместителя, используя для фиксирования конечной точки титрования специфический индикатор крахмал. Сущность работы. Концентрацию рабочего раствора Na2S2O3 устанавливают по раствору дихромата калия K2Cr2O7, который готовят по точной навеске. Определение проводят методом титрования заместителя; заместителем окислителя является I2.  
Определение меди осуществляют аналогичным путем, титруя раствором Na2S2O3 выделившийся йод, который образуется в результате реакции:   .
Конечную точку титрования фиксируют при помощи крахмала. Оборудование и реактивы: аналитические весы; штатив; бюретка, вместимостью 25 см3; мерная колба, вместимостью 100 см3; стакан, вместимостью 150 см3; колба коническая; мерный цилиндр, вместимостью 10 см3; раствор K2Cr2O7, Cэк(K2Cr2O7) 0,05 моль/дм3; раствор Na2S2O3, Сэк(Na2S2O3) 0,05 моль/дм3; крахмал, = 2 %; раствор CuSO4, Сэк(CuSO4) 0,25 моль/дм3; KI; H2SO4, Сэк(H2SO4) 2 моль/дм3. Методика выполнения анализа: 1. Приготовление раствора тиосульфата натрия. Реактив тиосульфат натрия имеет химическую формулу Na2S2O3·5Н2О. Постепенно кристаллизационная вода частично выветривается, поэтому состав соли перестает соответствовать формуле. Вследствие этого растворы тиосульфата натрия готовят по приблизительной навеске. Устанавливают концентрацию спустя 8-10 дней, в течение которых концентрация раствора меняется, т.к. тиосульфат натрия вступает в химическое взаимодействие с растворенными в воде диоксидом углерода, кислородом, а также с микроорганизмами. Навеску соли взвешивают на технических весах, для стабилизации концентрации раствора добавляют Na2СO3 (0,1 г на 1 дм3). Растворы хранят в склянках из темного стекла, закрытых пробками, в которые вставлены трубочки, заполненные натронной известью. 2. Приготовление стандартного раствора K2Cr2O7. Рассчитывают массу навески K2Cr2O7 для приготовления 100 см3 раствора молярной кон-центрации эквивалентов равной 0,0500 моль/дм3 по формуле (51). Навеску взвешивают на аналитических весах, переносят в мерную колбу, растворяют, доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Если взятая навеска отличается от расчетной, то пересчет концентрации производят по той же формуле. 3. Установление концентрации рабочего раствора Na2S2O3. Отбирают аликвотную часть раствора K2Cr2O7, добавляют 10 см3 H2SO4 и 1 г сухого KI, хорошо перемешивают, закрывают пробкой (или часовым стеклом) и дают постоять в темном месте 5 мин. Затем пробу вынимают, ополаскивают пробку и стенки колбы дистиллированной водой и титруют выделившийся I2 раствором Na2S2O3. Когда бурая окраска раствора постепенно перейдет в лимонно-желтую, прибавляют 1-2 см3 раствора крахмала и продолжают титровать до тех пор, пока не исчезнет синяя окраска. Расчет молярной концентрации эквивалентов раствора Na2S2O3 производят по формуле:
где Сэк(K2Cr2O7) - молярная концентрация эквивалентов установочного раствора, моль/дм3; V(K2Cr2O7) - объем аликвотной части, см3; V(Na2S2O3) - объем раствора, израсходованный на титрование, см3. 4. Определение содержания меди в растворе. Контрольный раствор CuSO4 разбавляют водой до метки и тщательно перемешивают. Отбирают аликвотную часть раствора, прибавляют 1 г сухого KI, закрывают пробкой и ставят в темное место на 5 мин. Затем колбу вынимают, ополаскивают пробку и стенки колбы водой и титруют выделившийся йод раствором Na2S2O3, не обращая внимания на образовавшийся осадок Cu2I2. При значительном ослаблении бурой окраски вводят 1-2 см3 крахмала и продолжают титровать до исчезновения синей окраски и появления белой, свойственной осадку Cu2I2. Если синяя окраска раствора не появилась в течение 30 сек, то записывают результат. В противном случае раствор следует дотитровать. Массу меди вычисляют по формуле:
где m(Cu) - масса меди, находящаяся в контрольном растворе, г; Сэк(Na2S2O3) - молярная концентрация эквивалентов титранта, моль/дм3; V(Na2S2O3) - объем титранта, израсходованный на титрование, см3; Мэк(Cu) - молярная масса эквивалентов меди, г/моль; Vм.к. - вместимость мерной колбы, см3; V(CuSO4) - объем аликвотной части раствора, см3. 2.2.4.Применение методов окисления-восстановленияв пищевой промышленности2.2.4.1. Определение углеводов методом йодометрииЦель работы - определить массовую долю лактозы в молоке, используя метод йодометрии. Сущность работы. Метод основан на окислении редуцирующих сахаров (лактозы, глюкозы), содержащих альдегидную группу, йодом в щелочной среде. Массовую долю сахарозы определяют по разности между количеством взятого и неизрасходованного йода, который определяют титрованием тиосульфатом натрия. В качестве индикатора используют раствор крахмала, который вводят вблизи точки эквивалентности. Титрование заканчивают, когда исчезает синяя окраска раствора. Оборудование и реактивы: весы технические; штатив; бюретка, вместимостью 25 см3 и 50 см3; мерная колба, вместимостью 500 см3; мерный цилиндр, вместимостью 10 см3 (3 шт.); мерная пипетка, вместимостью 25 и 50 см3; коническая колба, вместимостью 250-300 см3; воронка, d 7-10 см; бумажные фильтры, d 10 см; резиновые пробки. Раствор Фелинга (реактив 1): 69,26 г перекристаллизованного сульфата меди, не содержащего железа, взвешивают и растворяют в мерной колбе, вместимостью 1000 см3. Раствор йода Сэк(I2) = 0,1000 моль/дм3 (реактив 2): 20-25 г йодида калия (KI) взвешивают в стакане, вместимостью 100 см3, растворяют в небольшом количестве воды. В этот же стакан добавляют 12,7 г металлического йода. Жидкость перемешивают до полного растворения йода и количественно переносят в мерную колбу, вместимостью 1000 см3, несколько раз ополаскивая стакан дистиллированной водой. Затем раствор доводят до метки дистиллированной водой. Раствор тиосульфата натрия Сэк(Na2S2O3) = 0,1000 моль/дм3 (реактив 3): 24,8 г соли Na2S2O3 переносят в мерную колбу, вместимостью 1000 см3, растворяют, прибавляют 0,2 г безводного карбоната натрия и доводят раствор водой до метки. Для приготовления раствора тиосульфата натрия используют бидистиллированную или свежепрокипяченную дистиллированную воду. Охлаждают воду в колбе, в пробке которой проходит хлоркальциевая трубка, наполненная кусочками натронной извести. Раствор хлороводородной кислоты Сэк(HCI) = 7,3 моль/дм3 (реактив 4): 120 см3 хлороводородной кислоты, плотность которой 1,19 г/см3, добавляют 80 см3 воды; раствор гидроксида натрия, Сэк(NаОН) = 0,1 моль/дм3; раствор хлороводородной кислоты, Сэк(HCI) = 0,5 моль/дм3. Методика выполнения анализа. 25 г молока с точностью до 0,01 г взвешивают в мерную колбу, вместимостью 500 см3, прибавляют до половины колбы дистиллированную воду, 10 см3 раствора Фелинга (реактив 1) и 4 см3 раствора гидроксида натрия. Жидкость перемешивают после добавления воды и каждого реактива. Доводят раствор до метки дистиллированной водой (20 оC), перемешивают и оставляют на 30 мин. Отстоявшуюся жидкость фильтруют в сухую колбу через складчатый фильтр, отбрасывая первые 10-20 см3 фильтрата. 50 см3 фильтрата, что соответствует 2,5 г молока, пипеткой переносят в коническую колбу с притертой или резиновой пробкой. Приливают мерной пипеткой или бюреткой 25,00 см3 раствора йода (реактив 2) и медленно при непрерывном перемешивании приливают из бюретки 37,50 см3 раствора гидроксида натрия. Закрыв колбу пробкой, оставляют ее на 20 минут в темном месте при температуре 20оС. Затем прибавляют 8 см3 раствора хлороводородной кислоты, Сэк(HCI) = 0,5 моль/дм3, и титруют выделившийся йод тиосульфатом натрия (реактив 3) до светло-желтого цвета, затем прибавляют 1 см3 раствора крахмала и продолжают титровать до исчезновения синей окраски. Для контрольного опыта в другую такую же колбу отмеривают пипеткой 25 см3 раствора йода, 25 см3 воды и добавляют при непрерывном перемешивании 37,50 см3 раствора гидроксида натрия, закрыв пробкой, оставляют в темном месте на 20 мин и дальше титрование проводят, как в первой колбе. Массовую долю лактозы в молоке (%) рассчитывают по формуле:  (55)
где V1 - объем раствора Na2S2O3, израсходованный на титрование контроль-ного опыта, см3; V - объем раствора Na2S2O3, израсходованный на титрование фильтрата, см3; m - масса молока в 50 см3 фильтрата, равна 2,5 г; 0,01801 - титр раствора йода по лактозе, Т (J2/лакт), г/см3; 0,97 - коэффициент перевода объема молока на массу. 2.2.4.2. Определение пероксидного числа жиров
Для определения пероксидного числа используют метод йодометрии, при этом степень окисляемости жира основана на окислении йодисто-водородной кислоты пероксидами, содержащимися в жире, с последующим титрованием выделяющегося йода раствором тиосульфата натрия с раствором крахмала в качестве индикатора. Оборудование и реактивы: весы аналитические; водяная баня; конические колбы с притертой пробкой, вместимостью 150-250 см3 (2 шт.); мерный цилиндр, вместимостью 10 см3 (3 шт.) и 100 см3; бюретка, вместимостью 25 см3; насыщенный раствор йодида калия (KI); ледяная уксусная кислота; хлороформ; раствор тиосульфата натрия, Сэк(Na2S2O3) = 0,0100 моль/дм3; раствор крахмала, = 1 %. Методика выполнения анализа. Образец жира (около 1 г) взвешивают в конической колбе с притертой пробкой с точностью до 0,0002 г и расплавляют на водяной бане. В колбу вливают по стенке, смывая частицы жира, 10 см3 хлороформа, 10 см3 ледяной уксусной кислоты и 0,5 см3 свежеприготовленного насыщенного раствора йодида калия. Колбу закрывают пробкой, смесь тщательно перемешивают и выдерживают в темном месте в течение 3-х мин. Затем в колбу вносят 100 см3 дистиллированной воды, в которую добавлен 1 см3 раствора крахмала, перемешивают и оттитровывают выделившийся йод раствором тиосульфата натрия до исчезновения синей окраски. Параллельно проводят контрольный опыт (без жира) для проверки чистоты реактивов. Реактивы считают пригодными для проведения испытаний, если на контрольное определение идет не более 0,07 см3 раствора тиосульфата натрия. Пероксидное число жира вычисляют по формуле:  (56)
где Х - пероксидное число, % йода; 0,00127 - титр раствора тиосульфата натрия по йоду, (Т(Na2S2O3)/I2), г/см3; К - поправочный коэффициент концентрации раствора Na2S2O3 к Сэк (Na2S2O3) = 0,0100 моль/дм3; V - объем раствора тиосульфата натрия, израсходованный на титрование раствора пробы, см3; V1 - объем раствора тиосульфата натрия, израсходованный на титрование контрольного раствора, см3; m - масса образца жира, г. 2.2.4.3. Определение окисляемости воды
Метод определения окисляемости воды основан на окислении веществ, присутствующих в пробе воды, раствором перманганата калия концентрации 0,0100 моль/дм3 в кислой среде при кипячении. Оборудование и реактивы: весы аналитические, ВЛА-200; мерные колбы, вместимостью 1000 и 100 см3; штатив; бюретка, вместимостью 25 см3; конические колбы, вместимостью 250 см3; цилиндры, вместимостью 25 и 100 см3; мерные пипетки, вместимостью 10 и 100 см3. Основной раствор перманганата калия, Сэк(KMnO4) = 0,1000 моль/дм3 и рабочий раствор Сэк(KMnO4) = 0,0100 моль/дм3; разбавленный раствор H2SO4 ч.д.а., (1:2), (к полученному раствору серной кислоты при температуре около 40 оС добавляют раствор KMnO4, Сэк(KMnO4) = 0,01 моль/дм3 до появления слабо-розовой окраски); основной раствор щавелевой кислоты, Сэк(Н2С2О4) = 0,1000 моль/дм3 (6,3030 г Н2С2О4 2Н2О ч.д.а. растворяют в серной кислоте (1:15) и доводят объем при 20 оС до 1 дм3); рабочий раствор щавелевой кислоты, Сэк(Н2С2О4) = 0,0100 моль/дм3, готовят из основного раствора щавелевой кислоты; дистиллированная вода, не содержащая окисляющих веществ. Методика выполнения анализа. В коническую колбу мерной пипеткой вносят 100 см3 пробы воды (после двухчасового отстаивания), приливают 5 см3 разбавленной серной кислоты и 10 см3 раствора перманганата калия, Сэк(KMnO4) = 0,0100 моль/дм3. Смесь нагревают так, чтобы она закипела через 5 минут, и кипятят точно 10 минут. К горячему раствору добавляют 10 см3 раствора щавелевой кислоты, Сэк(H2C2O4) = 0,0100 моль/дм3, тщательно размешивают, вращая колбу. Обесцветившийся горячий раствор (80-90 оС) титруют раствором перманганата калия до появления слабо-розового окрашивания. Температура смеси при титровании должна быть не ниже 80 оС. Объем раствора KMnO4 записывают с точностью до 0,05 см3 (V1). Израсходованное на титрование количество перманганата калия равно его количеству, затраченному на окисление примесей воды; 1 см3 раствора KMnO4, Сэк(KMnO4) = 0,0100 моль/дм3, соответствует 0,08 мг кислорода. Одновременно готовят контрольный опыт с водой для разбавления. Для контрольной пробы отмеривают мерной пипеткой 100 см3 воды для разбавления и обрабатывают ее так же, как и анализируемую пробу. Расход раствора перманганата калия, Сэк(KMnO4) = 0,0100 моль/дм3, не должен превышать 0,2 см3 (V2). Окисляемость (мг/дм3) рассчитывают по формуле:  , (57)
где V1 - объем раствора перманганата калия, израсходованный на титрование анализируемой пробы воды, см3; V2 - объем раствора перманганата калия, израсходованный на титрование контрольной пробы воды для разбавления, см3; К - поправочный коэффициент концентрации раствора KMnO4 к Сэк(КMnO4) = 0,0100 моль/дм3; 8 - молярная масса эквивалентов кислорода, г/моль; Vа.ч. - объем пробы, взятый для анализа, см3. Результат округляют с точностью до 0,1 при значениях окисляемости от 0 до 10 мг О2/дм3 и до одного при значениях от 10 до 100 мг О2/дм3, окисляемость воды должна быть не выше 3 мг О2 или 12 мг перманганата калия на 1 дм3 воды. Вопросы для самоподготовки
2.3. Метод комплексонометрии Метод комплексонометрии основан на образовании комплексов металл-ионов с комплексонами. К комплексонам Г. Шварценбах отнес группу полиаминополиуксусных кислот, содержащих иминодиацетатные фрагменты N(CH2COOH)2, связанные с различными алифатическими или ароматическими радикалами. Комплексоны образуют со многими катионами металлов бесцветные, достаточно прочные и растворимые в воде внутрикомплексные соли: комплексонаты, хелаты. В качестве рабочих растворов применяют этилендиаминтетрауксусную кислоту (комплексон II). Анион ее обычно обозначают символом Y. На практике используют чаще ее динатриевую соль Na2H2Y2H2O (комплексон III, трилон Б), обозначаемую ЭДТА. Образование комплексоном III внутрикомплексного соединения с каким-нибудь двухзарядным катионом металла происходит путем замещения металлом атомов водорода карбоксильных групп и одновременного взаимодействия катиона с атомами азота аминогрупп за счет координационной связи.   НOOCH2C CH2COONa
  N CH2 CH2 N + Me2+
NaOOCH2C CH2COOH     OOCH2C CH2COONa
    N CH2 CH2 N + 
  NaOOCH2C CH2COO
  Ме
Или в сокращенном виде: Na2H2Y + Me2+ [Na2MeY] + 2H+. Комплексон III образует устойчивые комплексные соединения в соотношении 1:1. В результате реакции комплексона III с ионом металла любой валентности выделяется два иона водорода, поэтому фактор эквивалентности для металлов равен 1/2. Устойчивость комплексонатов различна. Она зависит от природы иона металла, его зарядности и рН среды. При образовании комплекса определяемого катиона с комплексоном освобождаются ионы водорода, рН раствора понижается, поэтому, если титруемые растворы не защищены действием буферной смеси, рН раствора может понизиться на несколько единиц, и комплексные соединения не образуются. Чтобы поддержать рН раствора на заданном уровне, необходимо проводить титрование в буферных растворах, отвечающих определенному значению рН. Катионы р- и d- элементов (Fe3+, Zn3+, Sc3+, Zr4+ и др.) образуют прочные комплексы в кислой и щелочной среде. Катионы s-элементов (Ca2+, Mg2+, Zn2+) образуют прочные комплексы только в щелочной среде и мешают титрованию катионов, определяемых в кислой среде. Следовательно, титрование большинства S-элементов обычно проводят в аммиачной буферной среде (NH4ОН + NH4Cl) при рН = 8-9. Во избежание образования осадков гидроксидов и с целью маскировки отдельных катионов наряду с буферными смесями добавляют такие вещества, как тартраты, цитраты, фторид натрия, цианид калия и т.д. Благодаря этому удается успешно проводить комплексонометрическое определение боль-шинства катионов прямым, обратным, заместительным способами титрования. Анионы определяют обратным титрованием. Обратное титрование применяют для анализа элементов, не образующих устойчивые комплексы с ЭДТА. При определении анионов, например, сульфид-, сульфат-, фосфат-ионов, их осаждают избытком стандартного раствора какого-либо металла, осадок отделяют и в фильтрате титруют раствором ЭДТА избыток ионов металла, неосадившихся определяемым ионом (анионом). Для фиксирования точки эквивалентности используют металлохромные индикаторы - органические красители, образующие с катионами металла окрашенные комплексные соединения, цвет которых отличается от цвета свободного индикатора. Например, эриохром черный Т образует с катионами металлов, как правило, комплексы красного цвета в пределах рН = 7-10.  
 
Эти соединения, однако, менее прочны, чем комплексы тех же катионов с комплексоном Ш, поэтому при титровании раствора комплексоном Ш ионы металла переходят от индикатора к комплексону, и выделяется свободный индикатор, имеющий синюю окраску. Таким образом, в точке эквивалентности красная окраска сменяется синей. 
вино-красный бесцвет- бесцвет- синий ный ный Кроме эриохрома черного Т в комплексонометрическом титровании используют мурексид (аммонийная соль пурпурной кислоты). Мурексид представляет собой темно-красный порошок. Водный раствор мурексида окрашен в фиолетово-красный цвет, изменяющийся в зависимости от среды: при рН  9 - красно-фиолетовый, при рН = 9-10 - фиолетовый, при рН11 - сине-фиолето-вый. Для титрования марганца, никеля, свинца, цинка, кадмия, меди в среде ацетатного буферного раствора применяют ксиленоловый оранжевый. Индикаторы эриохром черный Т и мурексид употребляют в твердом виде: индикатор смешивают с NaCl (1:200). Эта смесь при титровании добавляется в количестве 0,2-0,3 г. Ксиленоловый оранжевый готовят концентрацией 0,5 % в этаноле. Готовят обычно рабочие растворы ЭДТА с молярной концентрацией эквивалента 0,01-0,05 моль/дм3 из дигидрата ЭДТА  , т.к. он хорошо растворим в воде (108 г/дм3 при 22 оС). При необходимости его возможно получить в чистом виде, и тогда раствор готовят по точной навеске. В большинстве случаев для приготовления рабочего раствора ЭДТА используют препарат, имеющийся в продаже, и готовят раствор по приблизительной навеске. Молярная масса ЭДТА равна 372,25г/моль. Рассчитывают массу ЭДТА, необходимую для приготовления раствора, по формуле:
 , (58)
где m(ЭДТА) - масса ЭДТА, г; Сэк(ЭДТА) - молярная концентрация эквивалентов раствора ЭДТА, моль/дм3; Мэк(ЭДТА) - молярная масса эквивалентов ЭДТА, г/моль; Vм.к. - вместимость мерной колбы, см3.
Массу ЭДТА рассчитывают с точностью до второго знака после запятой и взвешивают на технохимических весах. Взвешенную навеску ЭДТА переносят в мерную колбу, растворяют (если раствор мутный его фильтруют), доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Приготовленный раствор ЭДТА имеет приблизительную (неточную) концентрацию. Точную концентрацию раствора ЭДТА устанавливают по стандартным растворам сульфата цинка или магния, карбоната кальция, хлорида цинка или висмута (III). Раствор ЭДТА следует хранить в обработанных паром склянках иенского стекла. Обычное стекло при длительном хранении раствора дает заметное изменение концентрации раствора. В пищевой промышленности методом комплексонометрического титрования определяют жесткость воды, раздельное содержание кальция и магния в воде. Кроме того, проводят определение макроэлементов кальция и магния и некоторых микроэлементов, например, Fe (III) в пищевых продуктах. 2.3.1. Приготовление раствора комплексона (III) (ЭДТА) и установление его концентрации Цель работы - описать методику приготовления раствора ЭДТА; определить точную концентрацию раствора комплексона (III) (ЭДТА). Сущность работы. Концентрацию рабочего раствора ЭДТА устанавливают по стандартному раствору установочного вещества MgSO4 7H2O. В качестве индикатора применяют эриохром черный Т. Определяют концентрацию ЭДТА в присутствии аммиачно-буферного раствора. Оборудование и реактивы: штатив; бюретка, вместимостью 25,00 см3; воронка; мерная колба; мерный цилиндр, вместимостью 10 см3; колба коническая для титрования; стакан для слива; стакан, вместимостью 50 см3; мерные пипетки, вместимостью 5,00-10,00 см3; аналитические весы; раствор ЭДТА, Сэк(ЭДТА) = 0,01-0,05 моль/дм3; MgSO4 7H2O; индикатор эриохром черный Т; аммиачно-буферный раствор. Методика выполнения анализа. 1. Приготовление рабочего раствора ЭДТА (разд. 2.3). 2. Приготовление установочного раствора MgSO4·7H2O. Рассчитывают массу соли MgSO47H2O, необходимую для приготовления 100 см3 раствора молярной концентрации эквивалентов 0,0500 моль/дм3 по формуле:  , (60)
где m (MgSO4 7H2O) - масса MgSO4 7H2O, г; Сэк(MgSO4) - молярная концентрация эквивалентов раствора MgSO4, моль/дм3; Мэк(MgSO4 7H2O) - молярная масса эквивалентов MgSO4 7H2O, г/моль; Vм.к. - вместимость мерной колбы, см3.
где Т(MgSO4) - титр раствора MgSO4 , г/см3; m (MgSO4 7H2O) - практическая масса навески MgSO4 7H2O, г.
где Сэк(MgSO4) - молярная концентрация эквивалентов раствора MgSO4, моль/дм3; Мэк(MgSO47H2O) - молярная масса эквивалентов MgSO47H2O, г/моль.
где Сэк(ЭДТА) - молярная концентрация эквивалентов раствора ЭДТА, моль/дм3; Сэк(MgSO4) - молярная концентрация эквивалентов раствора MgSO4, моль/дм3; V(ЭДТА) - объем раствора ЭДТА, израсходованный на титрование, см3; V(MgSO4) - объем аликвотной части раствора MgSO4, см3.
где Ж(Н2О) - общая жесткость воды, ммоль/дм3; Сэк(ЭДТА) - молярная концентрация эквивалентов раствора ЭДТА, моль/дм3; V(ЭДТА) - объем ЭДТА, израсходованный на титрование, см3; Vа.ч. (Н2О) - аликвотная часть анализируемой воды, см3.
где Сэк(ЭДТА) - молярная концентрация эквивалентов раствора ЭДТА, моль/дм3; Vа.ч.(Н2О) - аликвотная часть анализируемой воды, см3; V(ЭДТА) - объем ЭДТА, израсходованный на титрование, см3. Расчет жесткости воды (ммоль/дм3) за счет присутствия ионов магния проводят по формуле:  , (66)
где Ж(Н2О) - общая жесткость воды, ммоль/дм3; Ж(Са2+) - жесткость воды за счет присутствия в воде ионов Са2+, ммоль/дм3.
При титровании комплексоном III малоустойчивый комплекс цинка с индикатором разрушается, образуется более прочный комплексонат с ЭДТА, а индикатор выделяется в свободном виде. 
  
В качестве рабочего раствора используют комплексон III (ЭДТА). Раствор ЭДТА готовят с молярной концентрацией эквивалентов, равной 0,05 моль/дм3. Точную концентрацию рабочего раствора ЭДТА устанавливают по стандартному раствору установочного вещества MgSO4 7H2O (разд. 2.3.1). Оборудование и реактивы: штатив; бюретка, вместимостью 25,00 см3; воронка; мерный цилиндр, вместимостью 10 см3; колба коническая для титрования; стакан для слива; стакан, вместимостью 50 см3; пипетка, вместимостью 5,00-10,00 см3; раствор комплексона III, Сэк(ЭДТА) = 0,0500 моль/дм3; ксиленоловый оранжевый; ацетатный буферный раствор; раствор NaF, Сэк(NaF) 0,1 моль/дм3; анализируемый раствор - смесь солей Fe (III) и Zn (II) с молярной концентрацией эквивалентов 0,5000-1,0000 моль/дм3. Методика выполнения анализа. Контрольный раствор разбавляют дистиллированной водой в мерной колбе и тщательно перемешивают. Отбирают аликвотную часть в колбу для титрования, добавляют 10-15 см3 ацетатного буферного раствора, 4-5 капель индикатора ксиленолового оранжевого и титруют комплексоном III до перехода окраски из красно-фиолетовой в желтую. Последние капли добавляют медленно, тщательно перемешивая титруемый раствор. Отмечают объем V1, израсходованный на титрование смеси железа и цинка. Затем вновь отбирают аликвотную часть раствора в колбу для титрования, добавляют 2 см3 раствора фторида аммония, 10-15 см3 ацетатного буферного раствора, 4-5 капель ксиленолового оранжевого и титруют комплексоном III до перехода окраски из красно-фиолетовой в желтую. Отмечают объем V2, израсходованный на титрование ионов цинка. Массу титруемых ионов железа и цинка рассчитывают по формулам:  (67)
 (68)
где m(Fe) - масса ионов железа в контрольном растворе, г; m(Zn) - масса ионов цинка в контрольном растворе, г; Cэк(ЭДТА) - молярная концентрация эквивалентов раствора ЭДТА, моль/дм3; V1(ЭДТА) - объем раствора ЭДТА, израсходованный на титрование смеси ионов железа и цинка, см3; V2(ЭДТА) - объем раствора ЭДТА, израсходованный на титрование ионов цинка, см3; Mэк(Fe) - молярная масса эквивалентов железа, г/моль; Mэк(Zn) - молярная масса эквивалентов цинка, г/моль; Vм.к. - вместимость мерной колбы, см3; Vа.ч - аликвотная часть контрольного раствора, см3. 2.3.4. Применение метода комплексонометрии в пищевой промышленности 2.3.4.1. Определение содержания кальция в молоке Цель работы - определить содержание кальция в молоке методом комплексонометрии. Сущность работы. При определении кальция в молоке в качестве рабочего вещества применяют комплексон III (ЭДТА). Фиксирование конечной точки титрования проводят с помощью индикатора мурексида. Определение кальция ведут в щелочной среде. Оборудование и реактивы: аналитические весы; штатив; 2 бюретки, вместимостью 25,00 см3; воронка; мерные колбы; мерные цилиндры, вместимостью 10 и 100 см3; колба коническая для титрования; стакан для слива; раствор ЭДТА, Сэк(ЭДТА) = 0,1000 моль/дм3; индикатор мурексид; раствор NaOH, Cэк(NaOH) = 2 моль/дм3; раствор CaCl2, Сэк (CaCl2) = 0,1000 моль/дм3, который готовят следующим образом: карбонат кальция сушат при 100 оС в течение 1,5 часа и охлаждают в эксикаторе над прокаленным хлоридом кальция. Навеску 5,0050 г карбоната кальция помещают в химический стакан, добавляют 5-9 см3 концентрированной хлороводородной кислоты и по окончании реакции дополнительно по каплям до прекращения бурного выделения углекислого газа. В стакан прибавляют 100-150 см3 воды и нагревают до кипения. Затем после охлаждения прозрачный раствор переносят количественно в мерную колбу, вместимостью 1 дм3, стакан обмывают дистиллированной водой, выливают в ту же колбу, доводят раствор до метки и тщательно перемешивают. Методика выполнения анализа. Аликвотную часть молока 5,00 см3 переносят в колбу для титрования, добавляют в колбу 90-95 см3 дистиллированной воды и 5 см3 раствора NaOH. Из первой бюретки отмеривают 3,50 см3 раствора ЭДТА (V1), перемешивают и оставляют на две минуты. Прибавляют индикатор мурексид, и раствор окрашивается в сиреневый цвет. Из второй бюретки титруют медленно раствором CaCl2, добавляя его по каплям с перерывом для перемешивания и наблюдая за изменением цвета раствора (V2) до появления устойчивого розоватого окрашивания. Затем продолжают из первой бюретки добавлять по каплям раствор ЭДТА до появления устойчивого сиреневого цвета. Через одну минуту в случае изменения сиреневого окрашивания дополнительно прибавляют одну каплю раствора ЭДТА. Содержание кальция (Х, мг %) рассчитывают по формуле:  , (69)
где Сэк(ЭДТА)- молярная концентрация эквивалентов раствора ЭДТА, моль/дм3; К1 - поправочный коэффициент концентрации раствора ЭДТА к Сэк(ЭДТА) = 0,1000 моль/дм3; V1 - объём раствора ЭДТА, связанный с кальцием, см3; Сэк(СaCl2) - молярная концентрация эквивалентов раствора CaCl2, моль/дм3; К2 - поправочный коэффициент концентрации раствора CaCl2 к Сэк(CaCl2) = 0,1000 моль/дм3; V2 - объем раствора CaCl2, см3; Мэк (Са) - молярная масса эквивалентов кальция, г/моль; 0,97 - коэффициент перевода объема молока на массу; V - объём молока, взятый для определения, см3. Для расчета кальция в молоке можно воспользоваться данными табл. 3.
жүктеу/скачать 1.1 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
. Появление синей окраски крахмала объясняется адсорбцией трийодит-иона на амилазе, входящей в состав крахмала. Синее окрашивание наблюдается в том случае, если крахмал свежеприготовленный, в противном случае окраска приобретает коричневый оттенок. Для уменьшения индикаторной ошибки крахмал вводят вблизи точки эквивалентности, когда раствор примет бледно-желтую (соломенную) окраску, титрование продолжают при интенсивном перемешивании до тех пор, пока синее окрашивание не исчезнет полностью.
, (53)
, (54)
. (59)
, (61)
, (62)
, (63)
, (64)
, (65)
