Объемный анализ (титриметрия)

В основе объемного метода лежит титрование – к раствору одного вещества приливают раствор другого вещества, пока они не прореагируют нацело. Точно измеряя объемы смешиваемых растворов и зная концентрацию одного из них, можно на основании закона эквивалентов рассчитать концентрацию другого из них. Один из растворов содержит вещество неизвестной концентрации и представляет собой анализируемый раствор. Второй раствор, который содержит реагент, концентрация которого известна с большой точностью, называется рабочим раствором или титрантом. Момент в процессе титрования, когда количества реагирующих веществ в смеси становятся эквивалентными (прореагируют нацело) называется моментом эквивалентности или эквивалентной точкой.

Достоинством этого метода является быстрота определения при достаточной его точности. Недостаток метода - трудность определения конца титрования и некоторые другие требования к реакциям, лежащим в основе объемных определений, меньшая точность (измерение объемов производится с меньшей точностью, чем взвешивание на аналитических весах).

К химическим реакциям, используемым в объемных методах количественного анализа, предъявляются следующие основные требования:

а) Наличие способа фиксирования точки эквивалентности.

б) Достаточно большая скорость реакции. Вещество, содержащееся в одной капле добавленного раствора, должно вступить в реакцию за время, необходимое для перемешивания этой капли с остальным раствором. Если реакция протекает медленно, то невозможно определить момент эквивалентности.

в) Практическая необратимость (большая величина константы равновесия).

г) Отсутствие побочных реакций.

Классификация методов объемного анализа

В соответствии с тем, какая химическая реакция положена в основу, различаются следующие основные методы объемного анализа:

Метод нейтрализации (кислотно-основное титрование)

В основе этого метода лежит реакция нейтрализации- взаимодействие кислоты с основанием.

Используя метод нейтрализации, можно определять количество кислот, оснований и других веществ, реагирующих с кислотами и основаниями. Используя ионообменники, можно также определять вещества, не реагирующие с кислотами и основаниями(например NaCl, Na₂SO₄.и др.).

Методы окисления – восстановления (оксидиметрия)

Известно много методов, основанных на реакциях окисления-восстановления, применяемых в объемном анализе. Наиболее широко используются:

а) Перманганатометрия

В основе этого метода лежат реакции окисления перманганатом калия в кислой среде:

MnO₄^- + 5e + 8H⁺ = Mn²⁺ + 4H₂O

б) Йодометрия

В этом методе используются окислительные свойства свободного йода и восстановительные свойства йодид-ионов:

I₂ + 2e = 2I^-

Комплексонометрия

Комплексонометрический метод основан на реакции образования прочных, хорошо растворимых в воде внутрикомплексных соединений ионов металлов с аминополикарбоновыми кислотами и их солями, получившими общее название комплексонов. Наибольшее аналитическое применение нашел комплексон III (трилон Б) – кислая динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты –

Раствор комплексона III является рабочим раствором метода.