Способы титрования

Классификация методов титриметрического анализа.

1) кислотно-основное титрование (нейтрализация): этим методом определяют количество кислоты или щёлочи в анализируемом растворе;

2) осаждение и комплексообразование (аргентометрия)

AgNO₃ + HCl

Ag⁺ + Cl^- " AgCl $

3) окислительно-восстановительное титрование (редоксиметрия):

а) перманганатометрия (KMnO₄);

б) йодометрия (І₂);

в) броматометрия (KBrO₃);

г) дихроматометрия (K₂Cr₂O₇);

д) цериметрия (Ce(SO₄)₂);

е) ванадометрия (NH₄VO₃);

ж) титанометрия (TiCl₃) и т.д.

1. Прямое титрование.

При прямом титровании титрант непосредственно добавляют к титруемому веществу. В простейшем варианте титрования анализируемое вещество взаимодействует непосредственно с титрантом.

Количество анализируемого вещества рассчитывают исходя из молярной концентрации титранта, его объема, требуемого для достижения точки эквивалентности, и стехиометрии реакции между определяемым веществом и титрантом.

Предположим, что для достижения конечной точки титрования 5,00 мл раствора, содержащего ионы Sn²⁺, потребовалось 12,51 мл 0,100 М раствора Ce(IV). Реакция титрования имеет вид:

Sn²⁺ + 2Ce⁴⁺ → Sn⁴⁺ + 2Ce³⁺.

Количество Ce⁴⁺, пошедшего на титрование, составляет (12,51∙10^–3 л) ∙(0,100 моль/л) = 12,51∙10^–4 моль, количество прореагировавшего Sn²⁺ в 2 раза меньше, т.е. 6,25∙10^–4 моль. Столько Sn²⁺ содержится в 5,00 мл раствора, так что его концентрация равна:

(6,25∙10^–4 моль)/(5∙10^–3 л) = 0,125 М.

Такой способ применим только при выполнении всех требований, перечисленных выше.

2. Обратное титрование (с избытком), используется при медленно протекающей реакции. Если скорость реакции мала, или не удается подобрать индикатор, или наблюдаются побочные эффекты, например потери определяемого вещества вследствие летучести, можно использовать прием обратного титрования: добавить к определяемому веществу заведомый избыток титранта Т₁, довести реакцию до конца, а затем найти количество непрореагировавшего титранта титрованием его другим реагентом Т₂ с концентрацией с₂. очевидно, что на определяемое вещество затрачивается количество титранта Т₁, равное разности с_Т1V_T1 – c_T2V_T2.

В обратном титровании анализируемое вещество взаимодействует не с титрантом, а с другим реагентом, присутствующим в избытке. Избыток затем определяют титрованием. Если известно исходное количество реагента и определен его избыток, то разность между ними – это количество реагента, пошедшее на реакцию с определяемым веществом.

Предположим, что к 5,00 мл образца, содержащего фенол, добавляют 20,00 мл 0,100 М раствора гидроксида натрия. В результате реакции образуется фенолят натрия. Избыток гидроксида натрия титруют 12,53 мл 0,0800 М раствора HCl. Соотношения между реагентами в реакциях гидроксида натрия и фенола или гидроксида натрия и соляной кислоты составляют 1:1.

В таком случае исходное количество гидроксида натрия равно (20,00∙10^–3 л) ∙ (0,100 моль/л) = 20,00∙10^–4 моль. Избыток гидроксида натрия равен количеству соляной кислоты, пошедшей на его титрование: (12,53∙10^–3 л) ∙ (0,0800 моль/л) = 10,00∙10^–4 моль. На взаимодействие с анализируемым веществом израсходовано (20,00 – 10,00) ∙10^–4 моль = 10,00∙10^–4 моль гидроксида натрия. Такое же количество фенола содержится в 5,00 мл образца. Следовательно, концентрация фенола составляет (10,00∙10^–4 моль)/(5,00∙10^–3 л) = 0,200 М.

Обратное титрование используют, например, когда константа равновесия реакции прямого титрования слишком мала. Так, в рассмотренном выше примере фенол – довольно слабая кислота, и константа равновесия прямого титрования фенола гидроксидом натрия составляет величину лишь порядка 10⁴. В то же время константа равновесия реакции обратного титрования между избытком гидроксида натрия (сильное основание) и соляной кислотой (сильная кислота) равна 10¹⁴.

Среди других причин применения обратного титрования – отсутствие подходящего метода индикации или недостаточная скорость реакции при прямом титровании. Так, для прямого комплексонометрического титрования иона металла этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА) обычно используют металлы-индикаторы. Понятно, что для определения конечных точек титрования всех ионов металлов нужно множество различных индикаторов. При обратном титровании к раствору, содержащему ион металла, добавляют избыточное количество ЭДТА, а избыток последнего затем определяют при помощи раствора, содержащего Mg²⁺. Тогда единственный необходимый индикатор – это индикатор на Mg²⁺, независимо от того, какой ион определяют.

Очень важным вопросом является способы выражения концентрации раствора.

Молярные растворы – моль/ л

1М_р-р – в 1 литре находится 1 г/моль вещества

Нормальные растворы (раствор должен содержать в 1 л заданное число эквивалентных масс).

Титр Т

Титр по рабочему веществу

Титр по рабочему веществу можно перевести в титр по определяемому веществу, воспользовавшись фактором пересчёта.

T_onp = T_раб· F

Пример:

Дата добавления: 2014-01-07