История Алтайского государственного университета

4. Степень протекания

В качестве аналитических реагентов в современной  аналитической химии  широкое применение находят органические соединения, в частности диэтилтиокабоновые кислоты и их производные. Производные диэтилтиокабоновых кислот, как и другие серосодержащие аналитические реагенты, дают прочные внутрикомплексные соединения с сульфидообразующими ионами металлов, малорастворимые в воде. Что делает их весьма актуальными как объект исследования возможности использования в титриметрии. Экспериментальный поиск оптимальных условий титрования – длительный и трудоемкий процесс, поэтому теоретические способы прогнозирования представляют большой интерес.

Цель данной работы: сделать  прогноз возможности использования  октил дитиокарбамата натрия как реагента для определения сульфидообразующих ионов в модельных смесях.

Задачи исследования:

– рассчитать индивидуальные степени протекания реакций осаждения-комплексообразования сульфидообразующих ионов с октил дитиокарбаматом натрия;

– рассчитать ряд последовательности протекания вышеуказанных реакций;

– рассчитать степени протекания двухкомпонентных смесей;

- рассчитать избирательность  титрования 2-х компонентных смесей.

В основе прогнозирования  в титриметрических методах анализа  лежат теоретические кривые титрования, константы равновесия реакций, степени  протекания индивидуальной реакции (СП) и двухкомпонентной смеси (СП') в  точке стехиометричности (т.с.).

В качестве критерия прогнозирования лучше всего  использовать степени протекания реакции  в т.с., так как они рассчитываются легко, наглядны, достаточно универсальны, информативны.

Степень протекания индивидуальной реакции в момент равновесия показывает, какая часть  определяемого вещества вступила в  реакцию с титрантом в т.с. Она выражается в процентах и находится как разность между исходным (100%) и непрореагировавшим количеством вещества в т.с. (Х%). От величины степени протекания реакции зависит величина скачка титрования.

Пороговая СП равна 99,80 % (СП_порог), скачок концентраций в конечной точке титрования (к.т.т.) ещё можно зафиксировать, хотя и малый, но ниже этого значения скачок настолько мал, что фиксировать его трудно. СП предельное равна 99,71 % (СП_пред) - предельная степень протекания аналитической реакции, при которой уже нельзя проводить определения, т.к. скачки титрования не фиксируются. Возможны титрования при СП = 99,80…100,0 %, при фиксации к.т.т. любым способом.

Для реакции осаждения  комплексообразования n∙M^m+ + m∙R^n- ↔M_nR_m степень протекания реакции может быть рассчитана по формуле:

Для того чтобы  рассчитать СП, необходимо знать равновесную  концентрацию определяемых ионов в  т.с., которую находят из известных ИП диэтилдитиокарбаматов. Расчет проводится по следующему уравнению:

, моль/л

Исходя из литературных значений ИП октилдитиокарбамата нартия и ионами и по найденным значениям равновесных концентраций ионов, были рассчитаны СП индивидуальных реакций комплексообразования-осаждения.

Ионные произведения октилдитиокарбаматовых комплексов, равновесные концентрации определяемых ионов и степени протекания индивидуальных реакций в точке стехиометричности

Согласно данным, индивидуально будут титроваться 19 ионов. Ряд последовательности протекания реакции ОДТК с катионами выглядит следующим образом:

МmАn ПР С%	AuA 5.01*10-34 99.(13)55	HgA2 6.31*10-48 99.(12)65	PdA2 6.31*10-46 99.(11)83	SeA4 5.01*10-69 99.(10)63
BiA3 2.51*10-48 99.(8)77	CuA2 6.31*10-36 99.(8)6507	MoO2 6.31*10-36 99.(8)6507	AgA 3.16*10-24 99.(8)64	SbA3 3.16*10-46 99.(8)26
TeA4 2.51*10-57 99.(8)21	PbA2 1.25*10-28 99.(6)05	InA3 1.99*10-37 99.(5)88	GaA3 6.31*10-36 99.(5)72	CoA2 3.16*10-27 99.(5)72
NiA2 6.31*10-27 99.(5)65	CdA2 7.94*10-26 99.(5)18	SnA2 3.98*10-25 99.(4)86	ZnA2 3.98*10-23 99.(4)35	TlA 3.16*10-13 99.998875

Для прогнозирования  возможности титрование двух- и много  компонентных смесей пользуются величиной  СП(штрих) или степень протекания 2 и мн. комп. смеси.

Степень протекания реакции двухкомпонентной смеси в момент равновесия показывает, какая часть в процентах первого  определяемого компонента вступила в реакцию с титрантом на момент начала реакции титранта со вторым определяемым компонентом.

Уравнение степени  протекания реакции двухкомпонентной смеси имеет следующий вид:

    Исходя из литературных значений ИП октилдитиокарбамата натрия были рассчитаны СП двухкомпонентных смесей по уравнению (3).

           Для прогноза возможности использования октилдитиокабаматом натрия в титриметрии двух - и многокомпонентных смесей веществ необходимо составить таблицу, в которой катионы горизонтального и вертикального рядов располагаются в виде рядов последовательности. В ряды входят катионы, которые титруются реагентом индивидуально. Рассчитаем для каждого катиона вертикального ряда степени протекания двухкомпонентной смеси с каждым катионом горизонтального ряда, получим весьма информативную таблицу . Воспользовавшись данными таблицы по СП', зная пороговое значение, можно получить полную информацию об избирательности титрований сульфидобразующих ионов ряда и о возможности титрований двух- и многокомпонентных смесей.

Значение пороговой СП' составляет 99,40 %, скачок концентраций в к.т.т. ещё можно зафиксировать, хотя и малый, но ниже этого значения нельзя проводить определения. В таблице 3 значения СП' более 99,995 %, принимаются за 100 %.

 

 

 

 

 

 Таким образом,  по проделанной работе можно  сделать следующие выводы.

1. Прогноз показал, что октилдитиокарбаматом натрия индивидуально будут титроваться 19 ионов.