Метод нейтрализации в титриметрическом методе анализа. Нейтрализации метод

Химия. Оловянникова Р.Я.

Методические указания к лабораторному занятию № 2

для внеаудиторной работы студентов.

Метод нейтрализации

Метод нейтрализации – это один из видов титриметрического анализа, который широко используется в лабораториях различного медицинского и экологического профиля: клинических, диагностических, санитарно-гигиенических, судебно-экспертных, контроля состояния окружающей среды, стандартизации и контроля лекарственных форм.

В основе метода нейтрализации лежит реакция нейтрализации . Это реакция между кислотой и основанием, один из компонентов которой (или оба) являетсясильным , например,

H 2 SO 4 +2 NaOH → 2H 2 O+Na 2 SO 4 (1)

H + +OH − →H 2 O(в кратком ионном виде, отражающем суть процесса)

H 2 C 2 O 4 +2 NaOH → 2H 2 O+Na 2 C 2 O 4 (2)

H 2 C 2 O 4 +2 OH − → 2H 2 O+(в кратком ионном виде)

HCl +NH 3 ∙H 2 O→H 2 O+NH 4 Cl(3)

H + + NH 3 → + NH 4 (в кратком ионном виде)

HCl +NaHCO 3 →H 2 CO 3 +NaCl(4)

H + + →H 2 CO 3 (в кратком ионном виде)

NH 4 Cl + NaOH → NH 3 ∙ H 2 O + NaCl (5)

NH 4 + − OH →NH 3 ∙H 2 O(в кратком ионном виде)

# При техническом исполнении метода раствор сильного компонента (кислоты или основания) заливается в бюретку и является титрантом.

Из примеров 1 – 5, показанных в молекулярном и кратком ионном виде, можно заметить, что не всегда реакции нейтрализации приводят к образованию воды. Нейтрализация может заключаться и просто в связывании сильной кислоты в слабую (пример 4) или сильного основания в слабое (пример 5).

Примеры 1 – 5 также показывают, что методом нейтрализации можно определять как сильные, так и слабые кислоты и основания, а также соли, которые с точки зрения теории Бренстеда, выполняют роль кислот или оснований.

Таким образом, рабочими растворами в методе нейтрализации являются сильные кислоты или сильные основания, которые используются в качестве титрантов, а также стандартные растворы солей, по которым устанавливают точную концентрацию титрантов.Стандартные растворы – это растворы известной концентрации. Титранты, концентрацию которых установили с помощью стандартных раствором, называюттитрованными растворами .

Титрование – это процесс добавления титранта (титрованного раствора) по каплям до точки эквивалентности (конца реакции).

Точка эквивалентности – это момент реакции, когда вещества прореагировали между собой в эквивалентных количествах. Только в этом случае параметры определяемого вещества (его массу, концентрацию, количество или объем) можно рассчитывать на основе закона эквивалентов. Точку эквивалентности устанавливают с помощью индикаторов кислотно-основного типа.

Индикатор в методе нейтрализации – это слабая кислота или слабое основание органической природы, молекулярная и ионная форма которого отличается по цвету. С позиций протолитической теории Бренстеда, индикатор представляет собой сопряженную кислотно-основную пару, компоненты которой отличаются по цвету:

HInd ⇄ H + +Ind −

цвет I цвет II

Поэтому каждый индикатор характеризуется определенным значением pK a , или так называемым показателем титрования рТ=рК а =−. Вспомним, что рК а – это значение рН среды, при котором содержание кислотной и сопряженной основной формы одинаковы. А это значит, что в точке рТ цвет раствора индикатора будет смешанный. Но глаз человека замечает смешанный цвет и тогда, когда одна из форм индикатора преобладает над другой раз в 10. В этом случае мы получаем зону перехода цвета индикаторарТ ± 1 . При значенияхрН < рТ ± 1 (т.е. левее зоны перехода цвета) индикатор будет находиться главным образом в кислотной своей формеHInd . А при значенияхрН > рТ ± 1 (т.е. правее зоны перехода цвета) будет значительно преобладать его сопряженная основная формаI nd − . В таблице 1 представлены примеры индикаторов и их характеристики.

Таблица 1. Индикаторы

Индикатор			рК а (рТ Ind)	рН-диапазонов изменения окраски
	в форме кислоты	основания
Тимоловый синий (первое изменение)
Метиловый оранжевый
Бромкрезоловый зеленый
Метиловый красный
Лакмус (азолитмин)
Бромтимоловый синий
Феноловый красный
Тимоловый синий (второе изменение)
Фенолфталеин	Бесцветная	Малиновая
Тимолфталеин

При выборе индикатора руководствуются правилом: значение рН в точке эквивалентности (рН э) должно попадать в зону перехода цвета индикатора (т.е. рН э ∋рТ±1). Значение же рН э определяется по продуктам реакции, когда в колбочке для титрования уже израсходовано исходное вещество, но еще нет избытка титранта (а есть только продукты реакции).

# В методе нейтрализации может быть использовано не только прямое титрование, но и обратное (или титрование по избытку). Его суть: к определяемому веществу добавляется фиксированный избыток стандартного вспомогательного раствора, который затем оттитровывается другим раствором, выполняющим роль титранта. К обратному титрованию прибегают в том случае, когда, например, под рукой нет нужного индикатора для прямого титрования или определяемое вещество слишком летуче.

Применение метода нейтрализации (кислотно-основного титрования) для определения кислотности желудочного сока .

Введение . Желудочный сок в просвете желудка имеет кислую рН: натощак в норме рН~1,5-2 у взрослого человека и рН~3-4 у новорожденных детей. После приема пищи рН еще ниже. Главный неорганический компонент желудочного сока – соляная кислота, которая вырабатывается обкладочными (париентальными) клетками желудка и находится в просвете желудка в свободном и связанном состоянии (главным образом, с белками). Однако, кроме белков в желудочном соке присутствуют и другие слабые кислоты: бикарбонаты, гидросульфаты, дигидро- и гидрофосфаты, сама фосфорная кислота, уксусная, молочная, пировиноградная, масляная, яблочная и некоторые другие. Поэтому различаюттри вида кислотности : общую, свободную (обусловленную концентрацией свободных Н +) и связанную (обусловленную наличием недиссоциированных слабых кислот).

Определение кислотности желудочного сока. В лаборатории кислотность желудочного сока определяют титрованием его титрованным рабочим растворомNaOHв присутствии индикаторов. Результаты выдаются в титриметрических единицах (т.е.).

Одна титриметрическая единица – это объем 0,1э раствораNaOH, который необходимо затратить на титрование 100 мл желудочного сока.

Поскольку на исследование берут не 100 мл желудочного сока, а 5-10 мл, и титруют не 0,1э NaOH, а обычно меньшей его концентрацией (например, 0,089э), то при расчете кислотности желудочного сока в титриметрических единицах необходимо делать две поправки: на объем желудочного сока и на концентрацию идеального (0,1э) раствораNaOH. С учетом этих поправок нетрудно вывести общую формулу для расчета кислотности желудочного сока (в титр.ед.):

где - это параметрыNaOHсогласно определению титриметрической единицы;- объемNaOH, затраченный на титрование взятой на исследование пробы желудочного сока (5 – 10 мл, например);- концентрация титрованного рабочего раствораNaOH.

# Если рабочий раствор NaOHокажется идеальным – С э (NaOH)=0,1моль/л, а объем желудочного сока, взятый на исследованиеV(ж.сока)=5 мл, то формула для расчета кислотности упрощается:

Кислотность ж. сока = , титр. ед.

Указанные формулы применяют для определения любого вида кислотности желудочного сока: свободной кислотности (в присутствии индикатора метилоранжа; он же 4-(4-димеламинофенилазо)бензолсульфонат натрия) илиобщей кислотности (в присутствии фенолфталеина). В этом случаесвязанную кислотность определяют по разности общей и свободной кислотности.

Обоснование выбора индикаторов . Как уже отмечалось, чтобы в желудочном соке определить две фракции кислотности (свободную и связанную), необходимо проводить титрование в присутствии двух индикаторов. Первым индикатором устанавливается точка эквивалентности для 1-й реакции, когда оттитровывается свободная соляная кислота:

HCl+NaOH=H 2 O+NaCl, или в кратком ионном видеH + +OH − =H 2 O

Если бы титровали не желудочный сок, а водный раствор HCl, то рН э1 =7. В желудочном соке же присутствуют еще и слабые кислоты, которые не должны быть затронуты при титровании в первой реакции. Поэтомуконец титрования для первой реакции (когда вся HCl будет уже оттитрована) диктуется не продуктом реакции, а тем значением рН, которое создается разбавленными растворами слабых кислот (для примера, уксусная кислота дает рН~3,5). Таким образом, рН э1 =3,5 . Индикатор, зона перехода цвета которого включает точку рН э1 3,5 – это метилоранж (4-(4-димеламинофенилазо)бензолсульфонат натрия).

# Отсюда, 1-й этап титрования: титруем порцию желудочного сока пока красная окраска раствора не сменится до оранжевой (сработает метилоранж), и отмечаем объем щелочи, пошедшей на титрование. И если его введем в формулу для расчета кислотности, то получим свободную кислотность желудочного сока в титриметрических единицах.

Вслед за свободной соляной кислотой оттитровываются слабые кислоты (органические и неорганические). Реакция на примере уксусной кислоты:

СН 3 СООН +NaOH = H 2 O + CH 3 COONa

СН 3 СООН +OH − = H 2 O + CH 3 COO −

рН в точке эквивалентности для второй реакции – это то значение рН, которое обусловлено продуктом реакции - солью, подвергающиеся гидролизу по аниону. Его можно рассчитать, применяя уже рассмотренную формулу (получим рН э2 ~8,7 ). Индикатор, зона перехода цвета которого включает точку рН э2 8,7 – фенолфталеин.

# Отсюда, 2-й этап титрования: продолжаем титровать, пока оранжевая окраска раствора не сменится до ярко малиновой (сработает фенолфталеин). Отмечаем объем щелочи, пошедшей на титрование на втором этапе. И если его введем в формулу для расчета кислотности, то получим связанную кислотность желудочного сока в титриметрических единицах. В этом случае общую кислотность посчитаем как сумму свободной и связанной.

Ситуационные и учебно-познавательные задачи.

На титрование 15 мл раствора карбоната натрия пошло 13,4 мл 0,15М раствора серной кислоты. Вычислить процентную концентрацию карбоната натрия, если его плотность равна 1,15 г/мл. С каким индикатором надо титровать?

Краткое изложение задачи:

V(Na 2 CO 3) = 15 мл

V(H 2 SO 4) = 13,4 мл

индикатор−?

Решение:

Индикатор выбираем с условием рН э =рТ±1. Поэтому обращаем внимание на продукты реакции:

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 ⇄ Н 2 CO 3 + Na 2 SO 4 рН э <7

Соль Na 2 SO 4 не подвергается гидролизу, и кислотность среды в точке эквивалентности обусловлена только угольной кислотой:

=

Найденное значение рН э 3,8 попадает в зону перехода цвета индикатора метилового оранжевого (см.табл.1).

Ответ: ; индикатор – метиловый оранжевый.

Рабочие растворы, применяемые в методе нейтрализации в качестве титранта

1. слабые основания NH 3 ∙H 2 O

   слабые кислоты CH 3 COOH, H 2 CO 3

   сильные основания NaOH, KOH

Для установки титра кислот применяется

1. Na 2 CO 3 , Na 2 B 4 O 7 ∙10H 2 O

   H 2 C 2 O 4 ∙2H 2 O

Для установки титра щелочей применяется

1. Na 2 CO 3 , Na 2 B 4 O 7 ∙10H 2 O

   H 2 C 2 O 4 ∙2H 2 O

Титруют KOHсоляной кислотой. Значение рН в точке эквивалентности и, соответственно, применяемый индикатор будут

1. 7 – лакмус, бромтимоловый синий

   7 – тимоловый синий

   <7– лакмус, метиловый красный, метилоранж

Титруют водный раствор аммиака соляной кислотой. Значение рН в точке эквивалентности и, соответственно, применяемый индикатор будут

1. >7 – тимолфталеин, фенолфталеин

   7 – тимолфталеин, фенолфталеин

   <7 – метилоранж, метиловый красный

   >7 – метилоранж, метиловый красный

Титруют борную кислоту H 3 BO 3 растворомKOH. Значение рН в точке эквивалентности и, соответственно, применяемый индикатор будут

1. 7 – лакмус, феноловый красный

   >7 – тимолфталеин, фенолфталеин

   >7– метилоранж, метиловый красный

   <7– метилоранж, метиловый красный

Для определения азотистой кислоты методом нейтрализации можно использовать рабочий реактив

1. щавелевую кислоту

   гидроксид натрия

   водный аммиак

   серную кислоту

На титрование 2 мл раствора азотистой кислоты пошло 4 мл раствора титранта с эквивалентной концентрацией 0,03 моль/л. Эквивалентная концентрация азотистой кислоты и её титр при этом оказались равными

1. 0,06 моль/л; 2,82∙10 -3 г/мл

   0,06 г/мл; 2,82∙10 -3 моль/л

   0,15 моль/л; 1,41∙10 -3 г/мл

   0,06 моль/л; 2,82∙10 -3 г/л

25 мл образца бытового моющего раствора аммиака разбавили водой точно до 250 мл в мерной колбе. На титрование 5 мл разбавленного раствора потребовалось 4 мл 0,025М раствора HCl. Полагая, что щелочность образца определяется только аммиаком, рассчитали массу аммиака на 1 л раствора и получили значение

1. 85∙10 -3 г/л

   1,7∙10 -3 г/л

   3,4∙10 -3 г/л

   34∙10 -3 г/л

В Реакции NH 3 +H 2 PO 4 - →NH 4 + +HPO 4 2- дигидрофосфат ведёт себя как

1. кислота

   основание

   окислитель

   восстановитель

Индикаторы в методе нейтрализации – это

1. комплексообразователи

   слабые органические кислоты или основания

   сами рабочие растворы в роли индукторов

   эриохром черный

Для определения точки эквивалентности в методе нейтрализации используют

2. реакции с образованием осадка

   растворы, меняющие свою окраску в точке эквивалентности

   кислотно-основные индикаторы

Для выбора индикатора в методе нейтрализации необходимо знать

1. концентрацию индикатора и его рТ

   концентрацию титранта и рН среды

   рН среды в точке эквивалентности

   ПР осадка и рН среды

Индикатором для уточнения концентрации NАОН по щавелевой кислоте является

2. эриохром

3. фенолфталеин

Активная кислотность в 0,1 м растворе НС1 (в единицах рН) равна

1. При определении свободной (активной) кислотности желудочного сока методом нейтрализации используют индикатор

   1. фенолфталеин

   2. метилоранж

      фенолрот (феноловый красный)

      метилрот

При определении связанной кислотности желудочного сока методом нейтрализации используют индикатор

1. фенолфталеин

2. метилоранж

   фенолрот (феноловый красный)

   метилрот

При титровании желудочного сока рабочим раствором NaOHпервая точка эквивалентности соответствует значению рН

2. При титровании желудочного сока рабочим раствором NaOHдо первой точки эквивалентности оттитровывается

   1. общая кислотность

      свободная кислотность (фактически HCl)

      связанная кислотность

      молочная кислота

При титровании желудочного сока рабочим раствором NaOHвторая точка эквивалентности соответствует значению рН

3. При титровании желудочного сока рабочим раствором NaOHот первой до второй точки эквивалентности оттитровывается

   1. общая кислотность

      свободная кислотность (фактически HCl)

      связанная кислотность

      только уксусная кислота

Если титровать желудочный сок рабочим раствором NaOHв присутствии только одного индикатора – фенолфталеина, то можно определить

1. общую кислотность

   связанную кислотность

   только соляную кислоту

   только уксусную кислоту

Если титровать желудочный сок рабочим раствором NaOHв присутствии только одного индикатора – метилоранжа, то можно определить

1. общую кислотность

   связанную кислотность

   только соляную кислоту

   только уксусную кислоту

У взрослого здорового человека свободная кислотность желудочного сока составляет (в т.е.)

1. 20 – 40

У взрослого здорового человека общая кислотность желудочного сока составляет (в т.е.)

1. 40 – 60

На титрование 5 мл отфильтрованного желудочного сока в присутствии фенолфталеина потребовалось 2,8 мл 0,095 э раствора NaOH. Общая кислотность желудочного сока равна (в т.е.)

4. На титрование 10 мл желудочного сока с метиловым желтым (диметиламиноазобензолом) израсходовано 3,1 мл 0,098 э раствора NaOH, а с фенолфталеином – 6,0 млNaOH. Содержание соляной кислоты и общая кислотность составили (в т.е.)

   1. 30,4 и 58,8

НЕЙТРАЛИЗАЦИИ МЕТОД (син. кислотно-основная титриметрия ) - титриметрический метод определения концентрации кислот (ацидиметрия) и щелочей (алкалиметрия) в растворах, основанный на реакции нейтрализации, т. е. реакции взаимодействия кислоты с основанием, протекающей с образованием воды и соли.

Н. м. применяется в клиникобиохимических и сан.-гиг. лабораториях, а также в контрольно-аналитических аптечных лабораториях. Этим методом в клинико-биохими-ческих лабораториях определяют общую кислотность желудочного содержимого, т. е. свободную и связанную соляную к-ту, органические к-ты и кислореагирующие фосфаты, титруя свежий исследуемый материал 0,1 н. р-ром едкого натра (см. Желудочный сок). Н. м. используется и для определения титрационной кислотности и щелочности мочи, величины pH кишечного сока, крови, нек-рых пищевых продуктов.

В водных р-рах реакция нейтрализации сводится к соединению водородных ионов (Н +), образуемых к-той, с гидроксильными ионами (ОН -), образуемыми щелочью, в молекулы воды: H + + OH - -> H 2 O.

При определении концентрации к-ты к точно измеренному объему анализируемого р-ра постепенно Приливают из бюретки рабочий р-р щелочи (напр., р-р едкого натра) известной концентрации до тех пор, пока не будет достигнута точка эквивалентности, т. е. до тех пор пока не будет прилит такой объем рабочего р-ра (титранта), в к-ром содержится количество щелочи, эквивалентное количеству к-ты, находящемуся в исследуемом объеме р-ра, взятого для титрования. Определение концентрации щелочи производят аналогичным образом. В этом случае в качестве титранта используют рабочий р-р кислоты, напр, соляной к-ты, известной концентрации.

Концентрацию к-ты или щелочи в анализируемых р-рах вычисляют по уравнению:

H = (H 0 V 0)/V,

где V и V 0 - соответствующие объемы анализируемого р-ра и титранта, а H и Н 0 - нормальные концентрации анализируемого р-ра и титранта.

Определив нормальную концентрацию (Н) анализируемого р-ра, рассчитывают, если это необходимо, титр р-ра (Т), т. е. содержание к-ты или щелочи в граммах в 1 мл р-ра, по уравнению:

T = (Н*Э)/1000

где Э - эквивалент к-ты или щелочи.

Для определения конца титрования применяют кислотно-основные индикаторы (см.). Р-р индикатора (1-2 капли) предварительно добавляют к анализируемому р-ру и титрование заканчивают в момент резкой перемены окраски индикатора. В качестве индикаторов в Н. м. обычно используют индикаторы, окраска к-рых различна в кислой и щелочной среде, напр., бромтимо-ловый синий, зона перемены окраски к-рого от желтой к синей находится в интервале значений pH 6,0-7,6; феноловый красный, меняющий окраску от желтой к красной при pH 6,8-8,4; фенолфталеин с зоной перемены окраски от бесцветной к малиново-фиолетовой при pH 8,3-10,0 и др. Существуют также безиндикаторные методы определения эквивалентной точки (см.

важнейшие методы титриметрического анализа (См. Титриметрический анализ). Основаны на реакции нейтрализации (См. Нейтрализация), которая упрощённо записывается в виде Н + + ОН - = Н 2 О. Н. м. позволяют определять содержание кислоты титрованием раствором основания (например, NaOH, KOH) известной концентрации и содержание основания титрованием раствором кислоты известной концентрации (например, HCl). Для установления конечной точки титрования обычно применяют различные Индикаторы химические, четко изменяющие свою окраску. В случае мутных или окрашенных анализируемых растворов применяют инструментальные методы установления конечной точки титрования (потенциометрические, кондуктометрические и др. методы).

Титрование кислот и оснований обычно выполняют в водной среде. В некоторых случаях титрование целесообразно осуществлять в среде органических растворителей, где сила кислот и оснований может быть иной, чем в водной среде (см. также Кислоты и основания). Н. м. широко применяются при химическом контроле многих производств, при научных исследованиях и др.

Лит.: Кольтгоф И. М., Стенгер В. А., Объёмный анализ, пер. с англ., т. 1-2, М., 1950-52.

А. И. Бусев.

• - лабораторный тест, в к-ром Ат иммунной с-ки нейтрализуют, обезвреживают, тормозят биол. активность микроорганизмов, их токсинов и ферментов...

  Словарь микробиологии

• - обследования в сельском хозяйстве, совокупность методов сбора, обработки и использования материалов аэро- и космич...

  Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь

• - Рис. 1. Аппарат Ван Слайка для определения щелочного резерва плазмы крови. Рис. 1. Аппарат Ван Слайка для определения щелочного резерва плазмы крови...
• - нейтрализа́ции реа́кция в микробиологии, серологическая реакция определения иммунологической специфичности антигенов и антител по феномену утраты их биологической активности после взаимодействия...

  Ветеринарный энциклопедический словарь

• - 1) методы изучения газового состава крови, основанные на принципе физического и химического вытеснения газов крови, поглощении выделяющихся газов химическими реактивами и измерении давления в замкнутой системе до и...

  Большой медицинский словарь

• - совокупность приемов, позволяющих исследовать и прогнозировать развитие природных объектов путем сопоставления прихода и расхода вещества, энергии и других потоков...

  Экологический словарь

• - защиты растений, совокупность приемов сокращения численности нежелательных организмов с помощью др. живых существ и биопродуктов...

  Экологический словарь

• - метод решения краевых задач математической физики, сводящиеся к минимизации функционалов - скалярных переменных величин, зависящих от выбора одной или нескольких функций...

  Энциклопедический словарь по металлургии

• - "..."система нейтрализации отработавших газов" - совокупность компонентов, обеспечивающих снижение выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами при работе двигателя;.....

  Официальная терминология

• - способы, приемы, средства обеспечения необходимого управляющего воздействия органов исполнительной власти, органов местного самоуправления, осуществляющих исполнительную деятельность, их должностных лиц,...

  Административное право. Словарь-справочник

• - I Ван-Сла́йка ме́тоды газометрические методы количественного определения аминного азота, кислорода и углекислого газа крови - см. Азот. II Ван-Сла́йка ме́тоды 1) методы изучения газового состава крови,...

  Медицинская энциклопедия

• - методы выявления гистиоцитов в препаратах нервной ткани и различных органов с помощью аммиачного серебра или пиридиново-содовых растворов серебра...

  Большой медицинский словарь

• - методы обезвреживания отбросов, содержащих органические вещества, основанные на их разогревании в результате жизнедеятельности термофильных аэробных микроорганизмов...

  Большой медицинский словарь

• - метод идентификации вируса, основанный на феномене потери им инфекционности в результате взаимодействия со специфическими антителами...

  Большой медицинский словарь

• - взаимодействие токсина со специфическим антитоксином, приводящее к образованию комплекса, не обладающего токсичностью...

  Большой медицинский словарь

• - прил., кол-во синонимов: 1 нейтрализовавший...

  Словарь синонимов

"Нейтрализации методы" в книгах

16. Механизм реакции нейтрализации

Из книги Химия автора Данина Татьяна

16. Механизм реакции нейтрализации Предварить эту статью следует следующим утверждением, которым, несомненно, следует предварять все статьи по химии и ядерной физике – все, где речь идет о химических элементах и их строении. Повторять надо до тех пор, пока этот факт не

5.14. О нейтрализации Любви

Из книги Психоэнергетические основы нравственности автора Баранова Светлана Васильевна

5.14. О нейтрализации Любви Внедрив во взаимоотношения между людьми борьбу, негуманоиды, однако, не решили до конца опасный для себя вопрос, связанный с состоянием Любви, возникающей между мужчинами и женщинами. Они заметили, что Любовь зарождается в сердечном центре как

Техники нейтрализации программ

Из книги Йога автора Смирнов Вячеслав

Техники нейтрализации программ Любая жизненная ситуация, независимо от нашего желания оставляет после себя тот или иной след. Из этих следов постепенно формируется наш опыт, картинка мира, своеобразная призма, через которую мы воспринимаем мир и которая определяет

Отмена нейтрализации Черного моря.

Из книги Том 1. Дипломатия с древних веков до 1872 гг. автора Потемкин Владимир Петрович

Отмена нейтрализации Черного моря. Объясняется эта перемена тем, что 21 сентября Бисмарк подтвердил данное еще в 1866 г. обещание: оказать России пол­ную поддержку в вопросе большой важ­ности - именно, в отмене статей Парижского трактата, кото­рые запрещали России держать

Неудача плана Нокса по нейтрализации

Из книги История Дальнего Востока. Восточная и Юго-Восточная Азия автора Крофтс Альфред

Неудача плана Нокса по нейтрализации В начале 1910 г. Государственный секретарь президента Тафта Филэндер Нокс предложил, чтобы международный синдикат купил железные дороги Маньчжурии и «нейтрализовал» наместничество в Китае. План не был лишен разумности. Россия,

Попытка идеологической нейтрализации прошлого

Из книги Катынский синдром в советско-польских и российско-польских отношениях автора Яжборовская Инесса Сергеевна

Попытка идеологической нейтрализации прошлого 1985 год открыл шлюзы для духовного обновления страны; 1987 год уже был ознаменован изменением психологического климата, развитием творческой атмосферы дискуссий и обсуждения спорных, требующих подлинной гласности проблем.

4.5. Самый простой способ нейтрализации

Из книги автора

4.5. Самый простой способ нейтрализации Итак, PIR можно заблокировать даже самым простым способом – напылением на рабочую поверхность или с применением ИК лучей не направленного, а рассеянного источника. По той же аналогии, обычное накрывание датчика платком, тряпкой, на

Нейтрализации методы

Из книги Большая Советская Энциклопедия (НЕ) автора БСЭ

Финансовые риски и способы их нейтрализации

Из книги Великолепные мероприятия. Технологии и практика event management. автора Шумович Александр Вячеславович

Финансовые риски и способы их нейтрализации В некоторых случаях за участие в мероприятии нужно платить. Тогда возникает риск, что кто-то из участников придет и не заплатит.Если вы работаете в магазине и продали в кредит телевизор, то вы можете не особенно волноваться,

Метод нейтрализации калорий

Из книги Карманный счетчик калорий автора Лужковская Юлия

Метод нейтрализации калорий На основе теории гликемического индекса французский диетолог Клод Годар разработал эффективную методику похудения. Суть ее заключается в том, что отслеживать нужно не столько количество калорий, поступающих с пищей, сколько то, что

Психологические методы нейтрализации гнева

Из книги Семь смертных грехов, или Психология порока [для верующих и неверующих] автора Щербатых Юрий Викторович

Психологические методы нейтрализации гнева Лучшее лекарство против гнева – отсрочка. Сенека Рациональная психотерапияРациональная терапия – это совладение с ситуацией с помощью разума. Одним из вариантов ее является способность извлекать пользу из ситуации, которая

6.1. Общие подходы к нейтрализации стресса

Из книги Психология стресса и методы коррекции автора Щербатых Юрий Викторович

6.1. Общие подходы к нейтрализации стресса Существует много методов коррекции психоэмоционального стресса, и задача состоит в том, чтобы выбрать те из них, которые отвечали бы, с одной стороны, индивидуальным особенностям конкретной личности, а с другой – реальным

Глава 4. Общий подход к нейтрализации замечаний

Из книги Словесное каратэ [Стратегия и тактика общения] автора Сергеечева Валентина

Глава 4. Общий подход к нейтрализации замечаний Мы привели краткий перечень возможных возражений и замечании собеседников. Замечаний чаще всего неприятных. Но и нам самим приходится, в свою очередь, предъявлять претензии, критиковать, уличать в неблаговидных поступках,

ЧТО МЫ МОЖЕМ СДЕЛАТЬ ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ПРОПАГАНДЫ

Из книги Эпоха пропаганды: Механизмы убеждения [Повседневное использование и злоупотребление] автора Аронсон Эллиот

ЧТО МЫ МОЖЕМ СДЕЛАТЬ ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ПРОПАГАНДЫ На протяжение всей нашей книги мы описывали великое множество тактик убеждения и пропаганды и часто обсуждали, что можно сделать, чтобы противодействовать нежелательным формам пропаганды. Теперь мы хотели бы свести эти

Реакция нейтрализации / Hi-tech / Бизнес

Из книги Итоги № 39 (2012) автора Итоги Журнал

Реакция нейтрализации / Hi-tech / Бизнес Реакция нейтрализации / Hi-tech / Бизнес Минкомсвязи собирается придать ускорение мобильной связи. Далеко ли рванет рынок? Плохая новость для российских фанатов айфонов - новый гаджет, который на днях поступил

Т. Бергман, А. Л. Лавуазье и другие исследователи XVIII в. создавали гравиметрический анализ без явных утилитарных целей − анализ был инструментом фундаментальных исследований, средством познания природы. В частности, гравиметрия стала способом изучения состава минералов и органических веществ, а также способом изучения химических процессов. Конечно, эта цель не исключала применения гравиметрии для аналитического контроля конкретных производств (например, металлургического). Однако гравиметрия, особенно метод осаждения, всегда была слишком продолжительна и трудоемка чтобы ее можно было эффективно использовать в заводских лабораториях. В руководстве по анализу минералов В. Лампадиуса (1801) указывалось, что те, кто не может ждать результатов неделями и месяцами, не должны приступать к аналитической работе. Лампадиус имел в виду именно гравиметрический анализ.

Однако производство в отличие от фундаментальной науки не может ждать неделями и месяцами. Для химических и металлургических производств, для обеспечения повседневных нужд торговли и медицины требовались иные методы количественного ана­лиза. Подходящий метод - объемный анализ - был изобретен во Франции, что вполне закономерно. Для французской науки всегда была характерна связь с практикой, и такая связь стала особенно тесной в годы промышленной революции, т.е. в конце XVIII в. и в первой половине XIX в.

Обычно считается, что титриметрический (объемный) анализ создан французским химиком Ж. Гей-Люссаком в 20-30-е гг. XIX в. Такое утверждение можно найти во многих отечественных и зарубежных учебниках. Однако на самом деле это не так. Ж. Гей-Люссак внес большой вклад в развитие титриметрии, да и само это название предложено именно им, но принципы титриметрии разработаны другими учеными. Задолго до Ж. Гей-Люссака методики титриметрического анализа уже применяли в разных странах, особенно во Франции, как в заводских, так и в научных лабораториях.

Титриметрический анализ возник как метод нейтрализации , другие реакции стали использовать несколько позже. Представления о нейтра­лизации кислот веществами щелочного характера (содой, поташом) имели еще алхимики. Позднее ятрохимики Я. Б. Ван Гельмонт и О. Тахений указывали, что кислоты и щелочи должны реагировать в определенном количественном соотношении, причем в этой реакции образуются растворимые соли. И. Глаубер в начале XVII в. применил реакцию нейтрализации в производстве химических реактивов. Для приготовления селитры он добавлял к азотной кислоте раствор поташа (карбоната калия) до тех пор, пока «оба вещества не лишатся своих враждебных характеристик и не убьют друг друга». Точку нейтрализации И. Глаубер замечал по прекращению выделения пузырьков углекислого газа при добавлении очередной капли раствора поташа.

Нейтрализацию кислот «щелочами» (содой или поташом) в присутствии природных цветных индикаторов изучал Р. Бойль. В 1663 г. он писал, что голубая окраска его индикатора исчезает при добавлении кислоты, но он может восстановить ее, добавляя раствор «щелочи» (соды или поташа). Можно даже судить о «крепости» раствора кислоты по ко­личеству раствора щелочи, которое понадобится для восстановления голубой окраски индикатора. В 1699 г. ученик Р. Бойля, французский химик В. Гомберг попытался использовать найденные таким способом «соотношения сродства» для количественного определения содержания кислот в водных растворах, но не довел эти исследования до конца.

Историки химии выделяют работы Клода Жоффруа (1726), который впервые применил реакцию нейтрализации для оценки качества промышленной продукции (уксуса). Однако ни К. Жоффруа, ни другие французские исследователи, использовавшие в начале XVIII в. реакции нейтрализации, не могут, строго говоря, считаться основателями объемного анализа, так как они измеряли в качестве аналитического сигнала не объем стандартного раствора щелочи, а массу твердого щелочного реагента (поташа или соды). Контролировали процесс по выделению пузырьков газа, вблизи точки насыщения выделение газа прекращалось. По-видимому, объем раствора титранта, затрачиваемого на нейтрализацию исследуемого раствора, впервые стал измерять немецкий аналитик Каспар Нейман (1727), но детали его работы историкам неизвестны. Больший интерес современников вызвала работа шотландца Ф. Хоума (1756), который применял ту же реакцию, что и К. Нейман, а измерял объем титранта (водного раствора кислоты) чайными ложками. Он указывал, что при добавлении каждой порции титранта начиналось бурное, но не­долгое выделение газа. Позднее российский исследователь Т. Е.Ловиц проводил титрование уксусной кислоты, добавляя к ней титрант (тарт-рат калия) по каплям, а результат анализа рассчитывал по числу добавленных капель.

Более основательными были исследования У. Льюиса (1767), который определял точку эквивалентности («точку насыщения») не по прекращению выделения газа, а с помощью цветных индикаторов или бумаги, пропитанной этими индикаторами. Для большей точности У. Льюис предлагал измерять не объем, а массу раствора кислоты, затраченного на нейтрализацию пробы. Такие методики вскоре были использованы и для анализа смесей кислот, например соляной и азотной (Гитон де Морво).

Особое значение для развития объемного анализа имели работы французского изобретателя и химика-технолога Ф. Декруазиля (1751-1825), который ввел в употребление мерные пипетки, мерные колбы с тонкой шейкой и, что наиболее важно, изобрел бюретку с делениями (а также огнетушитель, кофеварку и многие другие полезные вещи). Хотя крана на бюретке Декруазиля не было, скорость вытекания из нее титранта можно было регулировать (рис.). Ф. Декруазиль в 1806 г. разработал и опубликовал методики прямого кислотно-основного титрования с применением цветных индикаторов при точном измерении объема титранта. Методики Декруазиля были весьма сходны с современными, но они не были нацелены на определение концентрации растворов или процентного содержания кислот (или щелочей) в технических продуктах. Оценивали качество продуктов, причем в условных единицах - градусах. Так, если расход кислоты на единицу массы поташа был меньше некоторого критического значения, исследуемый поташ считался недостаточно качественным. Не ясно было только, какой именно природный индикатор лучше использовать в том или ином случае.

Очевидно, чтобы титриметрия из метода технического контроля стала универсальным аналитическим методом, пригодным Даже для научных исследований, надо было разработать теоретические представления об эквивалентах и соответствующие способы расчетов. Отметим, что сами значения эквивалентов были получены И. Рихтером (1800) не только весовым, но и объемным методом.

Английский исследователь Дж. Блэк в 1800-1810 гг. существенно расширил возможности метода нейтрализации: он впервые провел обратное титрование щелочей, добавляя к пробе избыток кислоты и оттитровывая непрореагировавшую кислоту раствором карбоната калия. Дж. Блэк также предложил при подготовке растворов кислот или щелочей заранее удалять растворенный в воде углекислый газ, предотвращая соответствующие погрешности анализа. Кроме того, он вносил поправку на тот объем титранта, который расходуется на изменение окраски индикатора в холостом опыте. После работ Ф. Декруазиля и Дж. Блэка принципиальных изменений метода нейтрализации не было в течение нескольких десятилетий. Можно отметить лишь введение новых титрантов - вместо ранее применявшихся растворов поташа и соды с 1846 г. стали применять растворы гидроксидов натрия или калия (А. Бино). Эти реагенты давали более четкий переход окраски цветных индикаторов. А. Бино разработал также остроумный способ титриметрического определения азота в органических веществах, основанный на переводе его в аммиак, отгонке аммиака, поглощении его кислотой и последующем титровании не прореагировавшей кислоты стандартным раствором щелочи. Позднее (1883) этот важнейший аналитический метод определения азота был усовершенствован И. Кьельдалем и с тех пор носит его имя.

Для выполнения определений по методу нейтрализации применяют титрованные растворы кислот (серной, соляной или азотной) и растворы щелочей (гидроксидов натрия, калия или бария). Для установления точки эквивалентности применяют индикаторы, изменяющие окраску в определенной области pH.

Индикаторы метода нейтрализации

Метиловый оранжевый. Область перехода окраски при pH 3,1-4,4. Для титрования берут 1-2 капли раствора на 20-25 мл титруемого раствора. Для растворяют 2 г сухого метилового оранжевого (метилоранжа) в 1 л воды. Переход окраски от красной к желтой.

Метиловый красный. Область перехода окраски при pH 4,2-6,2. Дает более резкий переход окраски, чем метиловый оранжевый. Для титрования применяют не более одной капли 0,2%-ного этанольного раствора на 25 мл титруемого раствора, при больших количествах индикатора переход окраски труднее заметен. Переход окраски от красной к желтой.

Фенолфталеин. Область перехода окраски при pH 8,2-10,0. Для титрования используют 1-2 капли 1%-ного этанольного (70%-ного) раствора индикатора на 25 мл титруемого раствора. Переход окраски от красного к бесцветному. Красная (розовая) окраска легко обесцвечивается под действием CO2, выделяющегося в результате реакции. Оттитрованные до розовой окраски растворы при стоянии могут также обесцветиться под действием CO2 воздуха. Применяют при титровании слабых . Имеются и другие индикаторы.

Приготовление рабочих растворов и установка их титров

Приготовление 0,1 н. раствора серной кислоты. Эквивалент серной кислоты ЭH2SO4 = 98,08: 2 = 49,04 г. Для приготовления 0,1 н. раствора необходимо получить раствор, содержащий в 1 л 49,04 * 0,1 = 4,90 г H2SO4. Раствор готовят приближенной концентрации из разбавленной 1:2 или 1:5 серной кислоты; далее точную нормальность раствора устанавливают титрованием. Для приготовления 1 л 0,1 н. раствора H2SO4 необходимо 16,8 мл кислоты плотностью 1,18 г/см3 (разбавленной 1:5) или 8,1 мл кислоты плотностью 1,35 г/см3 (разбавленной 1:2) разбавить водой в мерной колбе вместимостью 1 л до метки.

Для вычисления объема исходной серной кислоты, необходимой для приготовления 1 л 0,1 н. раствора H2SO4, нужно 0,1 эквивалента H2SO4 (4,9 г) умножить на 100 и разделить на процентное содержание H2SO4 в кислоте. Получают навеску кислоты в граммах; разделив ее на плотность, получают объем в миллилитрах.

Установка титра и нормальности 0,1 н. раствора серной кислоты. По тетраборату натрия Na2B4O7-10H2O. Тетраборат натрия гидролизуется в водном растворе с образованием ионов OH-:

которые и титруются кислотой. Поскольку ионы гидроксила связываются ионами водорода, реакция протекает до конца. Суммарно реакцию можно представить следующим уравнением:

Эквивалент тетрабората натрия в этой реакции равен 1/2 моля, а его масса равна Э = 381,37 / 2 = 190,69 г/моль. Чтобы препарат тетрабората натрия соответствовал формуле Na2B4O7-10H2O, его перекристаллизовывают. Для этого растворяют 140-150 г тетрабората натрия в 300 мл воды при нагревании не выше 60 °С. Раствор фильтруют через складчатый фильтр в фарфоровую чашку, охлаждаемую льдом. Фильтрат помешивают стеклянной палочкой, выделившиеся кристаллы отфильтровывают с отсасыванием, промывают небольшим количеством холодной воды и повторяют перекристаллизацию. Полученные кристаллы высушивают на воздухе 2-3 дня. Продаваемые препараты не соответствуют своей формуле из-за выветривания.

Для установки титра кислоты нужно взять такую навеску тетрабората натрия, чтобы на нее было израсходовано примерно 25 мл раствора кислоты. Навеска будет составлять: 191 * 0,1 * 25: 1000 = 0,5 г.

Для установки титра кислоты берут 3-4 конические колбы вместимостью 100-150 мл и помещают в каждую точную навеску (около 0,5 г) тетрабората натрия. Каждую навеску растворяют примерно в 50 мл воды при слабом нагревании. Добавляют сначала в раствор одной из навесок 2-3 капли раствора индикатора метилового красного или метилового оранжевого. Раствор приобретает желтую окраску. Титруют приготовленным раствором (примерно 0,1 н.) кислоты до появления розового (с метиловым красным) или оранжевого (с метиловым оранжевым) окрашивания. Титрование ведут, сначала прибавляя раствор кислоты из бюретки малыми порциями при непрерывном перемешивании, затем осторожно титруют быстро падающими каплями, под конец титрование замедляют, последние капли добавляют по одной после сильного взбалтывания. Меньшую навеску следует титровать первой, потому что это даст приблизительную ориентировку в расходовании раствора на последующие навески. Такой способ установки титра называется методом отдельных навесок.

Для установки титра методом пипетирования готовят точно 0,1 н. раствор тетрабората натрия. Для этого точную навеску (19,07 г на 1 л или 4,760 г на 250 мл) тетрабората натрия взвешивают на часовом стекле и переводят в мерную колбу через воронку. Воронку и часовое стекло обмывают из промывалки струей горячей воды, затем колбу наполняют водой на 2/3 объема. Взбалтывая содержимое колбы круговыми движениями, растворяют навеску, после чего охлаждают до комнатной температуры, разбавляют водой до метки и перемешивают.

Отбирают пипеткой 25,0 мл приготовленного раствора тетрабората натрия в колбу для титрования, добавляют 2-3 капли раствора индикатора (метилового оранжевого или метилового красного) и титруют раствором кислоты, как и в случае отдельных навесок. Рекомендуется титровать со «свидетелем». Для приготовления «свидетеля» в колбу для титрования наливают мензуркой 50 мл воды, две капли раствора индикатора и одну каплю кислоты из бюретки, чтобы появилось очень слабое, но вполне заметное оранжевое или розовое окрашивание. Титрование тетрабората проводят до появления такой же интенсивности окраски, как у «свидетеля».

Для вычисления нормальности раствора кислоты по методу отдельных навесок пользуются формулой

где N - определяемая нормальность кислоты; m - навеска тетрабората, г; Э - эквивалентная масса тетрабората, г/моль; V - объем раствора кислоты, затраченный на титрование навески, мл.

По каждой навеске вычисляют нормальность и находят ее среднее значение. При титровании методом пипетирования расчет ведут по формуле

где N - искомая нормальность раствора кислоты; N1 - нормальность раствора тетрабората натрия; V1 - объем раствора тетрабората натрия, мл; V - объем, раствора кислоты, мл.

Например, навеска тетрабората натрия 4,8024 г растворена в мерной колбе вместимостью 250 мл и разбавлена водой до метки. На 25,0 мл этого раствора было израсходовано (среднее из четырех титрований) 25,85 мл устанавливаемого раствора H2SO4. Нормальность приготовленного раствора тетрабората натрия находят по формуле

где m - навеска тетрабората, г; Э - эквивалентная масса тетрабората, г/моль; Vк - объем колбы с раствором тетрабората натрия, мл. Подставив в эту формулу приведенные значения, получим:

Титр раствора серной (или другой) кислоты можно устанавливать также то карбонату натрия или по стандартному раствору гидроксида.

Приготовление 0,1 н. раствора гидроксида натрия (едкого натра). Для приготовления нужно пользоваться химически чистым реактивом (хч). Навеску берут несколько большей, чем требуется по расчету (на 30-50%). Взвешивают на химических лабораторных весах, отбирая шпателем свежие куски. Навеску помещают в фарфоровый стакан и дважды быстро промывают ее водой для удаления карбоната. Обмытые куски щелочи растворяют в небольшом количестве воды, переливают в склянку, предназначенную для хранения раствора щелочи, и разбавляют до необходимого объема прокипяченной (для удаления CO2) и затем охлажденной дистиллированной водой.

Растворы едкого натра (как и других щелочей) сильно поглощают CO2 из воздуха и изменяют свой титр. Поэтому растворы щелочей хранят в герметически закрытых склянках, защищая их от действия CO2 воздуха пробкой с хлоркальциевой трубкой, заполненной натронной известью; бюретку присоединяют к бутыли с помощью сифона.

Установление титра и нормальности 0,1 н. раствора гидроксида натрия. По щавелевой кислоте H2C2O4-2H2O. Щавелевая кислота взаимодействует со щелочью по уравнению

Эквивалент щавелевой кислоты равен 1/2 моля, а его масса

Для установления нормальности методом отдельных навесок растворяют 0,25 г (точную навеску) свежеперекристаллизованной щавелевой кислоты в 25 мл воды, добавляют 1-2 капли раствора фенолфталеина и титруют раствором NaOH до появления устойчивого розового (малинового) окрашивания. Нормальность вычисляют по формуле, приведенной выше. Нормальность можно установить методом пипетирования.

Для титрования можно применять только свежеприготовленный 0,1 н. раствор щавелевой кислоты. Раствор щавелевой кислоты неустойчив при хранении, поэтому для разового пользования его готовят не более 250 мл.

По янтарной кислоте HOOC-CH2-CH2-COOH. Янтарная кислота не содержит кристаллизационной воды, не гигроскопична. Продажные препараты квалификации хч или чда содержат не менее 99,9% основного вещества. Эквивалент янтарной кислоты равен 1/2 моля, а его масса 59,04 г/моль.

Для определения нормальности раствора NaOH растворяют 0,20-0,25 г янтарной кислоты (точное взвешивание) в 25 мл воды, добавляют 2-3 капли раствора фенолфталеина и титруют раствором NaOH до появления розового окрашивания, не исчезающего в течение 1 мин. Для устранения влияния CO2 раствор кипятят и титруют горячим. Титр устанавливают по отдельным навескам, так как янтарная кислота неустойчива при хранении в растворе. Нормальность можно устанавливать также по стандартному раствору кислоты с известным титром.