Титриметрия
Теоретические основы титриметрического анализа
Химический эквивалент – реальная или условная частица вещества, которая в данной реакции реагирует с одним атомом или ионом водорода, или одним электроном.
Закон эквивалентов – вещества вступают в химические реакции и образуются в результате химических реакций в количествах, пропорциональных их эквивалентам.
c (1/z 1 X1)V1 = c (1/z 2 X2)V2
Закон эквивалентов широко используется для количественных расчетов, необходимых при проведении химических реакций.
Титрование – добавление небольших порций раствора одного вещества к известному объему раствора второго вещества.
Анализируемый раствор – раствор, содержащий вещество неизвестной концентрации.
Титрант или рабочий раствор – раствор, содержащий реагент с точно известной концентрацией.
Точка эквивалентности – момент, когда количество вещества эквивалента в добавленном растворе титранта становится равным количеству анализируемого вещества.
Классификация методов титриметрического анализа
В зависимости от характера химической реакции, лежащих в их основе. Используют основные типы химических реакций:
1. ОВР (реакции с переносом электронов)
2. Кислотно-основные (реакции с переносом протона)
3. Осаждения
4. Комплексообразования
Этим реакциям соответствуют методы:
1 Оксидиметрия (редоксометрия)
2. Ацидометрия и Алкалиметрия
3. Аргентометрия и меркурометрия
4. Комплексометрия и комплексонометрия.
По способу проведения анализа различают:
Прямое титрование – к раствору определяемого вещества непосредственно добавляют титрант. Для определения кислоты необходим рабочий раствор щелочи.
Обратное титрование – определяемое вещество сначало реагирует с точно известным количеством реагента, взятого в избытке. Непрореагировавший избыток титруют рабочим раствором, затем рассчитывают количество реагента, вступившего в реакцию с определяемым веществом.
Метод замещения – проведение реакции с каким -либо реагентом и титрование одного их продуктов этой реакции. В этом случае определяемое вещество замещается продуктом реакции.
Кислотно-основные реакции. Алкали- и ацидометрия
В основе многих методов титриметрического анализа лежат реакции ионного обмена. К их числу относятся кислотно-основные реакции нейтрализации, с помощью которых определяет кислоты (алкалиметрия) и основания (ацидометрия).
Точка эквивалентности в методах ацидометрии и алкалиметрии определяется по изменению рН раствора. В титриметрическом анализе для определения точки эквивалентности чаще всего применяют кислотно-основные индикаторы – вещества, которые меняют окраску в зависимости от рН раствора.
Индикаторы представляют собой сложные органические вещества со слабыми кислотными или основными свойствами. Известны одноцветные и двуцветные индикаторы. У одноцветных одна из форм бесцветна. Например, фенолфталеин бесцветный в кислой и нейтральной среде, и малиновый в щелочной среде. К двуцветным относится метиловый оранжевый – в кислой среде розовой окраски, в нейтральной и щелочной желтый.
Титрование различных кислот и оснований должно проводиться до определенных значений рН раствора (показатель титрования рКа должен быть близок к рН в точке эквивалентности).
Кривая титрования – график зависимости рН от объема добавленного рабочего раствора.
В ацидометрии в качестве титранта обычно используют 0,1 М раствор НСl, в алкилиметрии – 0,1 М раствор NaOH.
Рис. 1. Кривая титрования.