ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ Часть 19

Рис. 13.17. Схема титрования раствора смеси Na0H + Na2C03
Рис. 13.18. Схема титрования раствора смеси Na2C03 + NaHC03
вания, добавляют 3 капли раствора фенолфталеина и медленно при перемешивании титруют стандартным раствором НС1 до обес¬цвечивания розовой окраски; расход титранта — У\. Затем добав¬ляют в титруемый раствор 1 каплю раствора метилового оранже¬вого и продолжают титрование до перехода окраски раствора из желтой в оранжевую, расход титранта — V2.
По результатам 5—7 титрований находят средние значения V\ и V2 и рассчитывают содержание компонентов смеси по титру и концентрации раствора НС1.
Задание. Рассчитать рН раствора в 1-й и 2-й точках эквива¬лентности; определить содержание компонентов в смеси (NaOH + + Na2C03 или Na2C03 + NaHC03) в растворе.
Работа 3. Определение солей аммония
Ион аммония в водном растворе является очень слабой катионной кислотой (р/(/1<8), которая не может быть определена непосред¬ственно титрованием стандартным раствором щелочи. Поэтому соли аммония определяют косвенно.
1. Определение по заместителю (формальдегидный метод) основано на реакции иона аммония с формальдегидом, в резуль¬тате которой выделяется эквивалентное аммонийной соли коли¬чество кислоты, и последующем определении ее титрованием стан¬дартным раствором щелочи. Уравнения реакций и расчет коли¬чества молей эквивалента следующие:
4NH4C1+6CH20 ^=fc (CH2)6N4+4HC1+6H20,
HCI + NaOH *=fc NaCI + H20,
n(NH4CI)=n(HCl) =n(NaOH).
16*
Выполнение работы. В колбы для титрования наливают по 15 мл 25%-го водного раствора формальдегида и 100 мл дистилли¬рованной воды, добавляют 2 капли раствора фенолфталеина и нейтрализуют (в формальдегиде содержится НСООН) стандартным раствором щелочи (из бюретки) до появления слабо-розовой окрас¬ки. Пипеткой (V„) аликвотные части анализируемого раствора переносят в колбы для титрования с нейтрализованным формаль¬дегидом. При этом растворы обесцвечиваются. Через 3—5 мин растворы титруют стандартным раствором щелочи до появления
243

слабо-розовой окраски. По 5—7 результатам титрования находят средний расход титранта и рассчитывают содержание соли аммо¬ния g (в г) по С и Т стандартного раствора щелочи по следующим формулам:
g = C(NaOH) t/Na0HM(NH4CI) VK/(1000V„), * = ^аОН^аОнМ^С!) V./[M (NaOH) V„].
2.    Определение по остатку (метод отгонки) основано на от¬гонке аммиака, выделяющегося в результате реакции соли аммония со щелочью, и поглощении его точно измеренным количеством стандартного раствора кислоты. При этом на взаимодействие Саммиаком расходуется эквивалентное аммонийной соли количест¬во кислоты, а остаток неизрасходованной кислоты определяют титрованием стандартным раствором щелочи. Уравнения реакций и расчет следующие:
NH4Cl + NaOH    NH3f +H20 + NaCI,
NH3 + HCI 4=t NH4C1,
HCI + NaOH    NaCl + H20,
n(NH4Cl)=n(HCl)-n(NaOH).
Выполнение определения. Отбирают пипеткой аликвотную часть Vn раствора соли и помещают ее в колбу прибора для отгонки. В коническую колбу-приемник наливают точно измеренный объем стандартного раствора кислоты и подставляют приемник под алонж прибора, погружая его в раствор кислоты. Через капельную во¬ронку наливают 50 мл 50%-го раствора щелочи и нагревают колбу, отгоняя аммиак до тех пор, пока не перегонится 2/з содержимого колбы в приемник. Добавляют в раствор приемника 2 капли раство¬ра метилового оранжевого, титруют стандартным раствором щелочи до перехода окраски индикатора из красной в оранжевую и изме¬ряют расход титранта. Повторяют определение 3—5 раз, находят средний расход титранта и рассчитывают содержание соли аммо¬ния g (в г) по следующим формулам:
g = [С (НС 1) VHC| - С (NaOH) i?NaOH] М (NH4C1) ] VJ (1 ООО V„),
?=HWHC,/M(HCI)]-

  • [rNaOH ^NaOH/^ M (NH4C1) VK/V„.

3.    Определение по остатку (второй вариант) основано на реакции аммонийной соли с точно измеренным количеством стан¬дартного раствора щелочи при кипячении, в результате чего уда¬ляется аммиак, при этом расходуется эквивалентное соли коли¬чество щелочи. Остаток щелочи определяют титрованием стандарт¬ным раствором кислоты. Уравнение реакций и расчет следующие:
NH4Cl + NaOH  +=fc NH3f +H20 + NaCl,
NaOH + HCI    NaCl + H20,
n(NH4CI)=n(NaOH)-n(HCl).
Выполнение определения. Раствор анализируемого образца готовят как указано выше. Пипеткой переносят аликвотные части Vn анализируемого раствора в колбы для титрования и добавляют заведомо избыточное точно измеренное количество (обычно 2 пи¬петки) стандартного раствора щелочи. Смесь в колбах нагревают на песочной бане до полного удаления NH3  [проба на полноту удаления по отсутствию черного пятна на фильтровальной бумаге, смоченной раствором Hg2(N03)2]. После охлаждения в колбы до¬бавляют 1 или 2 капли раствора метилового оранжевого и титруют стандартным раствором кислоты до перехода окраски индикатора нз желтой в оранжевую. Средний расход титранта определяют по результатам 5—7 титрований.
Содержание аммонийной соли g (в г) рассчитывают по фор¬мулам:
g= (C(NaOH) yNa0H-C(HCl)FHCI)M(NH4Cl) IV(1000V„),
? = {[ГмаОН^аОн/Л1(№ОН)]-

  • lTHarHa/M(HC\)])M{mi

Задание. Определить содержание соли аммония способом по указанию преподавателя; рассчитать рН в ТЭ для этого способа; обосновать выбор индикатора для фиксирования КТТ-.
Работа 4. Определение азота в органических соединениях по Кьельдалю
Определение азота в органических соединениях основано на нагре¬вании вещества с концентрированной серной кислотой в присут¬ствии ионов Hg2"1" в качестве катализатора. При этом образуется соль аммония, содержание которой определяют методом отгонки, как описано выше (см. работу 3).
Выполнение определения. Навеску определяемого вещества переносят в круглодониую колбу вместимостью 800 мл, добавляют 10 г безводного Na2S04, 0,6—0,8 г оксида ртути и вливают 25 мл концентрированной H2S04. Осторожно нагревают находящуюся в наклонном положении колбу на небольшом пламени. Смесь начи¬нает пениться и чернеет. Когда вспенивание ослабеет, пламя увели¬чивают так, чтобы жидкость слабо кипела. После того как раствор становится бесцветным, нагревают еще 15 мин и дают колбе остыть до 50 °С. При этом жидкость в колбе застывает, превращаясь в плотную массу. Осторожно вливают в нее 200 мл дистиллиро¬ванной воды и перемешивают до полного растворения массы. Охлаждают раствор до комнатной температуры, вливают 10 мл 5%-го раствора KaS для осаждения ртути, добавляют раствор NaOH и отгоняют аммиак как описано выше при определении солей аммо-ния [см. работу 3 (2)].
Работа 5. Определение некоторых оксидов и карбонатов
Определение малорастворимых в воде оксидов (CaO, MgO, ВаО, SrO) и карбонатов [СаС03, ВаСОз, SrC03, Mg2(ОН)2С03]' осно¬вано на растворении оксида или карбоната в точно известном из¬быточном количестве стандартного раствора кислоты с последую¬щим титрованием остатка кислоты стандартным раствором ще¬лочи. Протекающие при этом реакции и расчет количества мо-лей-эквивалеитов определяемого вещества следующие:
МО + 2НС1 ==fc МСЬ+НгО,
HCl + NaOH ==t NaCl+H20,
n(MO)=n(HCl)-n(NaOH).

244

246