Методи кількісного аналізу. Точність і помилки у кількісному аналізі.
Узагальнено всі методи кількісного аналізу поділяють на дві групи:
- хімічні методи кількісного аналізу;
- інструментальні методи кількісного аналізу.
У хімічних методах проводять хімічну реакцію і вимірюють
- або масу отриманого продукту (гравіметричні методи),
- або об'єм реагенту, витрачений на взаємодію з аналізованою речовиною (волюмометричні методи).
Гравіметричні методи за способом одержання продукту реакції поділяють на такі групи:
хіміогравіметричні (вимірюють масу продукту хімічної реакції);
електрогравіметричні (вимірюють масу продукту електрохімічної реакції);
термогравіметричні (вимірюють масу зразка після термічної обробки).
Основна операція гравіметричного аналізу – зважування на аналітичних терезах.
Волюмометричні методи у залежності від агрегатного стану поділяють на:
- газоволюмометричні (вимірюють об'єм газу);
- ліквідоволюмометричні, або титриметричні (вимірюють об'єм рідкого реагенту, витраченого на взаємодію з визначуваною речовиною).
Термін “титриметричний” одержав назву від слова титр, що позначає вміст речовини (у грамах) в 1 мл розчину.
Методи титриметричного аналізу засновані на реакціях
- нейтралізації (кислотно-основних реакціях),
- осадження,
- окислення – відновлення,
- комплексоутворення тощо.
Титрування можна виконувати різним шляхом. Розрізняють
- пряме титрування,
- зворотне титрування,
- замісне титрування.
Інструментальні методи кількісного аналізу поділяють на
- фізичні методи,
- фізико-хімічні методи.
Фізичними методами проводять визначення речовин за фізичними властивостями.
У фізико-хімічних методах спочатку проводять хімічну реакцію певного реагенту з визначуваною речовиною. Кількість речовини визначають за фізичними властивостями продукту реакції. У фізико-хімічних методах також за допомогою фізичної індикації визначають точку еквівалентності (кінець реакції).
Основними причинами помилок при титруванні є похибки вимірювання об’ємів, відхилення рТ індикатора від рН точки еквівалентності, а також не досить різка зміна кольору індикатора біля точки еквівалентності.
Можливі помилки при титруванні у методі нейтралізації можна розділити на такі групи:
- помилки виміру об'єму;
- індикаторні помилки.
Помилки виміру об'єму розчинів виникають унаслідок неточності відмірювання об’ємів розчинів визначуваної речовини і титранта. Вони складаються з об'єму однієї краплі (~0,05 см3), котрою звичайно перетитровують розчин, і похибки калібрування мірного посуду (бюретки, піпетки, мірної колби), для яких допускаються відхилення ±0,02мл. Відносна помилка титрування (ВПТ) залежить від об'єму розчину, що титрується, і витраченого об'єму розчину титранта і дорівнює
де:
–
сумарна абсолютна похибка вимірювання
об'єму (відхилення у вимірюванні об'єму
бюретки (0,02 мл) + відхилення у вимірюванні
об'єму піпетки (0,02 мл) + об'єм краплі (0,05
мл) = 0,09мл),
V – об'єм розчину, що титрується, або об'єм розчину титранта, мл.
Відносна помилка титрування (ВПТ) за рахунок помилки вимірювання об’єму може бути значною, якщо для титрування беруть дуже маленький об’єм аналіту. Наприклад, при титруванні 1мл розчину, якщо = 0,09мл (усі відхилення у вимірюванні об'ємів):
=
9 %.
Тому однією з умов титриметричного аналізу є титрування по можливості більшого об’єму розчину визначуваної речовини.