Вычисления в титриметрии. Классификация титриметрических методов

Классификация титриметрических методов

Титриметрический анализ

3.1. Сущность титриметрического метода анализа

Титриметрия (титриметрический анализ) – это количественный химический метод анализа, основанный на точном измерении объема стандартного раствора (титранта), вступающего в реакцию с определяемым веществом.

Стандартным называется раствор реагента с точно известной концентрацией. Стандартный раствор добавляется из бюретки по каплям к определенному объему анализируемого раствора. Этот процесс называется титрованием.

Состояние системы, когда количество добавляемого титранта эквивалентно количеству определяемого вещества, называется точкой эквивалентности, или теоретической точкой конца титрования. Для фиксирования точки эквивалентности используют различные индикаторы или инструментальные методы. Резкое изменение окраски индикатора соответствует конечной точке титрования, которая, строго говоря, не всегда совпадает с точкой эквивалентности.

Титриметрия как метод анализа имеет ряд достоинств. Во-первых, этовысокая скорость и точность анализа, а также применимость для определения различных количеств веществ. Во-вторых,этим методом в одном и том же растворе часто можно определять одновременно несколько веществ. Еще одно достоинство –возможность автоматизировать титрование.

В титриметрии применяются реакции, удовлетворяющие следующим требованиям.

· Реакция должна протекать быстро.

· Реакция должна быть стехиометрична и протекать строго по уравнению.

· Она должна протекать количественно, почти до конца, т.е. константа равновесия реакции К_р ³ 10⁸.

· Основной реакции не должны мешать побочные реакции и посторонние вещества.

· Должна четко фиксироваться точка эквивалентности с помощью подходящего индикатора.

Титриметрические методы классифицируются по типам реакций, лежащих в основе метода, и приемам титрования.

Классификация по типу реакций

1. Методы, основанные на реакциях соединения ионов. К ним относятся следующие методы.

а) Кислотно-основное титрование (перенос протонов). В основе лежит реакция нейтрализации, т.е. реакция между кислотой и основанием, например:

HA +OH^– = H₂O + A^–.

б) Осадительное титрование основано на образовании труднорастворимых веществ. Например, галогениды и роданид-ионы определяют с помощью стандартного раствора AgNO₃

Ag⁺ + X^– = AgX¯ (X^– = Cl^–, Br^–, I^–, SCN^–)

в) Комплексометрическое титрование основано на реакциях комплексообразования как с неорганическими, так и с органическими лигандами, например, с комплексонами (комплексонометрия).

2. Методы, основанные на реакциях окисления-восстановления (перенос электронов). Каждый метод получает название по стандартному раствору: перманганатометрия (титрант – раствор KМnO₄); бихроматометрия (титрант – раствор K₂Cr₂O₇) и т.д. Такие методы называют также редокс-методами.

Классификация титриметрических методов по приемам титрования

1. Прямое титрование. Определяемое вещество непосредственно титруют раствором реагента или наоборот.

2. Обратное титрование. К анализируемому раствору приливают избыток раствора реагента, избыток его оттитровывают стандартным раствором.

3. Способ замещения. Используют в случаях определения неустойчивых веществ или невозможности зафиксировать точку эквивалентности при прямом титровании.

Используя различные способы титрования, можно значительно расширить область применения титриметрии.

В основе расчетов в титриметрическом анализе лежит закон эквивалентов: вещества взаимодействуют друг с другом в эквивалентных количествах. В случае реакций между растворами (титруемого вещества и титранта) его записывают следующим образом

,

где С₁ и С₂ – молярные концентрации эквивалента реагирующих веществ (нормальные концентрации),

V₁ и V₂ – объемы растворов.

По известным значениям объемов растворов и концентрации титранта рассчитывают молярную концентрацию эквивалента для исследуемого раствора (нормальность), а далее при необходимости можно найти молярную концентрацию, содержание определяемого вещества в г/л, массу определяемого вещества в образце и т.д.

При серийных анализах удобно пользоваться титром стандартного раствора по определяемому веществу.

Например, T(KMnO₄/Fe²⁺) = 0.005585 г/мл означает, что одним миллилитром стандартного раствора KMnO₄ можно оттитровать 0,005585 г ионов Fe²⁺.

Дата добавления: 2014-12-29