Окислительно-восстановительное титрование: методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Аналитическая химия»
Окислительно-восстановительное титрование: руководство для студентов
Данное методическое пособие, разработанное Московским государственным техническим университетом имени Н. Э. Баумана, посвящено методу окислительно-восстановительного титрования (оксидиметрии) и предназначено для студентов, изучающих аналитическую химию, в частности, экологию и промышленную безопасность. Материалы охватывают теоретические основы метода, практические аспекты проведения лабораторных работ и задачи для самостоятельной работы.
Теоретические основы окислительно-восстановительных реакций
В первой части пособия рассматриваются фундаментальные принципы окислительно-восстановительных реакций (ОВР), лежащих в основе оксидиметрии. Описываются процессы окисления и восстановления, понятие окислительно-восстановительного потенциала (редокс-потенциала) и его зависимость от активности растворов и температуры, выраженная уравнением Нернста. Подчеркивается роль ЭДС и энергии Гиббса в определении самопроизвольности протекания ОВР. Обсуждаются условия протекания ОВР, их применение в химическом анализе, а также влияние различных факторов (концентрация реагентов, температура, катализаторы) на скорость реакций. Особое внимание уделяется теоретическим основам метода оксидиметрии, включая требования к реакциям, используемым в титровании, и принципам выбора индикаторов. Рассматривается влияние образования малорастворимых соединений на редокс-потенциал. Приводятся уравнения для расчета потенциала редокс-системы и построения кривых титрования, а также примеры расчетов.
Практическое применение: лабораторные работы
Практическая часть методических указаний включает три лабораторные работы, направленные на освоение методов окислительно-восстановительного титрования. Эти работы посвящены определению важных показателей качества воды.
Лабораторная работа №1 посвящена определению содержания растворенного кислорода в природных водах методом Винклера. Описывается методика проведения анализа, включающая реакции между растворенным кислородом и гидроксидом марганца, подкисление, реакцию с иодидом и титрование выделившегося иода тиосульфатом натрия.
Лабораторная работа №2 посвящена определению химической окисляемости воды, которая характеризует общее содержание в воде восстановителей. Рассматривается метод Кубеля, основанный на взаимодействии перманганата калия с восстановителями в воде. Описывается методика определения перманганатной окисляемости, включая фильтрацию пробы, добавление серной кислоты и перманганата калия, кипячение, добавление щавелевой кислоты и обратное титрование.
Лабораторная работа №3 посвящена определению химического потребления кислорода (ХПК) загрязненных природных и сточных вод. Описывается ускоренный метод, основанный на окислении пробы бихроматом калия в присутствии серной кислоты и катализатора (сульфат ртути). Рассматривается методика обратного титрования избытка бихромата солью Мора.
Заключение и самостоятельная работа
В заключение, студентам предлагается выполнить задания для самостоятельной работы, включающие вопросы по теории, расчеты, связанные с окислительно-восстановительными реакциями, и задачи, направленные на закрепление полученных знаний и навыков. Приведен список основной и дополнительной литературы для углубленного изучения материала.
Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана Окислительно-восстановительное титрование Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Аналитическая химия»
УДК 54.062
ББК 24.4
О-50
Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru
по адресу: http://www.ebooks.bmstu.ru/catalog/111/book1408.html
Факультет «Фундаментальные науки»
Кафедра «Химия»
Рекомендовано Редакционно-издательским советом
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве методических указаний
Авторы: В.Н. Горячева, Ж.Н. Медных,
С.Л. Березина, А.М. Голубев
Окислительно-восстановительное титрование : методические
указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Аналитическая химия» / В. Н. Горячева, Ж. Н. Медных, С. Л. Березина,
А. М. Голубев. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана,
2016. — 28, [4] с. : ил.
ISBN 978-5-7038-4357-4
Приведены материалы, посвященные титриметрии — одному из
наиболее используемых для оценки качества природных и сточных вод
методов классического химического анализа. В связи с важностью практического применения окислительно-восстановительного титрования для
определения содержания растворенного кислорода, окислителей и восстановителей в водах и химического потребления кислорода студентам
предлагается углубить и расширить теоретические знания по данному
вопросу, самостоятельно провести количественный анализ некоторых показателей качества воды, а также подготовиться к защите модуля и зачетной работе.
Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, обучающихся по специальности «Экология и промышленная безопасность».
УДК 54.062
ББК 24.4
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016
Оформление. Издательство
ISBN 978-5-7038-4357-4
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016
O-50
Предисловие Окислительно-восстановительное титрование — один из методов классического химического анализа, широко используемый для мониторинга состояния природной и техногенной среды. Метод позволяет, применяя несложное лабораторное оборудование, определять содержание окислителей и восстановителей в изучаемом объекте, в том числе в природных и сточных водах. Цель работ — практическое освоение методов окислительновосстановительного титрования, что, на наш взгляд, может использоваться студентами в дальнейшем при подготовке курсовых и дипломных работ. Методические указания состоят из двух основных частей: теоретической и практической. В первой части четко и последовательно изложены теоретические особенности рассматриваемой темы: основы метода окислительно-восстановительного титрования, закономерности протекания химических реакций, приводится классификация методов окислительно-восстановительного титрования. Есть примеры выполнения заданий. Практическая часть методических указаний включает в себя три лабораторные работы. Предлагается порядок их проведения, описываются реактивы, необходимая посуда. Дана методика, представлен ход определения поставленной задачи. Описаны методические приемы. В конце приводятся задания для самостоятельной работы, основная и дополнительная литература. После выполнения лабораторных работ студенты смогут: самостоятельно осуществлять анализ природных и сточных вод для определения таких важных показателей качества воды, как содержание растворенного кислорода (в природной воде) и окисляемость (бихроматной и перманганатной) природных и сточных вод; отбирать точные объемы жидких проб с помощью пипеток и бюреток;
проводить операции титрования, в том числе при работе с полуавтоматическими бюретками; точно фиксировать момент окончания операции титрования и проводить обработку результатов анализа, используя закон эквивалентов; объединять результаты, полученные группой студентов, и проводить, при необходимости, их статистическую обработку; анализировать полученные результаты, опираясь на разработанные ГОСТом показатели качества вод водоемов различного назначения.
Похожие