Визначення точки еквівалентності

Одиниці концентрації у титриметричному аналізі.

У титриметричному аналізі для робочих розчинів використовують такі одиниці концентрації:

- молярна концентрація с(Х),;

- молярна концентрація еквівалента с(f(X)),;

- титр T.

Молярна концентрація у багатьох підручниках називається "молярність" і позначається літерою М, наприклад, 0,1М розчин або децимолярний розчин. Молярна концентрація еквівалента у багатьох підручниках називається "нормальність" або нормальна концентрація і позначається літерою N або н, наприклад, 0,1н розчин або децинормальний розчин. На перших етапах розвитку титриметричного аналізу як одиницю концентрації робочих розчинів використовували титр, тобто кількість грамів речовини в 1мл розчину. Тепер титр рідко застосовують для позначення концентрації робочих розчинів, тому що вести розрахунки через молярну концентрацію еквівалента (нормальність) простіше.

Процес титрування полягає в тому, що робочий розчин реактиву поступово добавлять до розчину визначуваної речовини, поки буде досягнуто еквівалентне співвідношення реагуючи речовин. Цей момент титрування називають точкою еквівалентності. Правильне визначення точки еквівалентності має вирішальне значення для правильності результатів аналізу. Треба відразу застерегти проти неправильного розуміння точки еквівалентності, як такого моменту титрування, коли концентрація визначуваної речовини дорівнює нулю. Усі реакції, що застосовуються в титриметричному аналізі, є оборотними реакціями, тобто такими, що відбуваються як у прямому, так і у зворотному напрямі. Тому концентрація визначуваної речовини в жодний момент титрування не дорівнює нулю; це стосується і концентрації реагенту. Продукт реакції, внаслідок протікання зворотної реакції, утворює знову вихідні речовини. Точку еквівалентності не можна також характеризувати як такий момент титрування, коли закінчилась реакція визначуваної речовини з реагентом. Навіть тоді, коли між кількостями визначуваної речовини і реагенту існує еквівалентне співвідношення, реакція весь час відбувається в обох напрямах. У точці еквівалентності, як і в кожний інший момент титрування, між компонентами реакції існує динамічна рівновага і реакція продовжує іти в обох напрямах. На практиці майже неможливо закінчити титрування в точці еквівалентності. Тому, крім поняття "точка еквівалентності", у титриметричному аналізі використовують поняття, що називається "кінцева точка титрування" або "точка кінця титрування".

Кінцева точка титрування досить часто відрізняється від точки еквівалентності. Чим більше ці точки різняться між собою, тим більша помилка титрування. Практично майже неможливо підібрати індикатор, який показав би кінець титрування в точці еквівалентності. Для встановлення точки еквівалентності застосовують індикатори. Колір індикатора залежить від концентрації у розчині водневих іонів водню. Індикатори методу нейтралізації є слабкими органічними кислотами або основами, молекулярна форма яких має інше забарвлення, ніж іонна. Спрощено молекулу індикатора можна позначити так: HInd. У розчині індикатор дисоціює:

HInd ⇄ H + + Ind-

Молекулярна форма індикатора має забарвлення, яке відрізняється від іонної форми індикатора. З рівняння дисоціації індикатора видно, що стан рівноваги між молекулярною та іонною формами індикатора залежить від концентрації іонів Н + у розчині:

а) при зменшенні концентрації іонів Н + рівновага зміщується так, що зростає концентрація іонів індикатора і зменшується концентрація молекул індика-тора;

б) при збільшенні концентрації іонів Н + зростає концентрація молекул індикатора і зменшується концентрація іонів індикатора.

Індикатори методу нейтралізації бувають одноколірні і двоколірні. При титруванні сильної кислоти сильною основою можна використовувати індикатори, що мають межі інтервалу стрибка титрування від 4 до 10, наприклад, метиловий червоний чи фенолфталеїн.

Метод кислотно-основного титрування (метод нейтралізації)

У методі нейтралізації для титрування використовують робочі розчини сильних кислот або сильних основ. Найпростіше було б приготувати робочий титрований розчин зважуванням точної наважки чистого препарату на аналітичних терезах і розчиненням наважки у певному точно відміряному об’ємі розчинника. Речовини, розчини яких точно відомої концентрації можна приготувати з наважки, називаються вихідними речовинами (або первинними стандартами). Вихідні речовини повинні відповідати певним вимогам:

1) склад речовини повинен точно відповідати певній хімічній формулі;

2) бути хімічно чистими;

3) речовина має бути стійкою як у сухому стані, так і в розчині;

4) бажано, аби вихідна речовина мала велику молекулярну масу. Робочими у кислотно-основному титруванні є розчини сильних кислот (HCl, HNO₃, H₂SO₄ тощо) та лугів (NaOH, KOH) Найчастіше використовують хлоридну кислоту, тому що нітратна – окиснювач, а сульфатна має, залежно від реакції, змінний еквівалент. Приготувати розчин кислот і лугів певної концентрації з наважки неможливо. Спочатку готують розчини приблизної концентрації. Точну концентрацію цих розчинів визначають за допомогою розчинів вихідних речовин. Для встановлення точної концентрації робочих розчинів кислот найчастіше застосовують буру – Na₂B₄O₇·10H₂O, для лугів – щавлеву кислоту H2C2O4∙2H2O. Концентрацію робочих розчинів можна встановити також за допомогою стандарт-титрів (фіксаналів) або титрованих розчинів, точна концентрація яких уже відома (такий метод менш точний).

Дата добавления: 2017-01-14