Семинар № 5 «Метод потенциометрического титрования»

ПЛАН

1. Сущность метода потенциометрического титрования 1

2. Виды потенциометрического титрования 2

2.1. Кислотно-основное потенциометрическое титрование 3

2.2. Комплексонометрическое потенциометрическое титрование 4

2.3. Осадительное потенциометрическое титрование 5

2.4. Окислительно-восстановительное потенциометрическое титрование 6

3. Способы определения точки эквивалентности 6

4. Некомпенсационные методы потенциометрического титрования и титрования под током 10

5. Принципиальная схема установки для потенциометрического титрования 12

6. Преимущества, недостатки и практическое применение потенциометрического метода анализа 13

1. Сущность метода потенциометрического титрования

Зависимость равновесного потенциала индикаторного электрода от состава раствора, описываемую уравнением Нернста, можно использовать для нахождения конечной точки титрования. Для этого измеряют потенциал после добавления каждой порции титранта. Вблизи точки эквивалентности происходит резкое изменение (скачок) потенциала индикаторного электрода. Это наблюдается, конечно, лишь тогда, когда хотя бы один из участников реакции титрования является участником электродного процесса. Так, например, титрование по методу кислотно-основного взаимодействия может быть выполнено со стеклянным электродом, определение хлоридов – с хлоридсеребряным и т.д. Заметив объем, при котором наблюдается резкое изменение потенциала, проводят точное титрование, для чего прибавляют сразу почти весь необходимый объем титранта (на 1,5-2 см³ меньше), а затем добавляют его маленькими порциями (по 0,10 см³ из микробюретки или по 2-4 капли из обычной бюретки) до достижения резкого изменения потенциала и еще некоторый избыток. По результатам потенциометрических измерений определяют объем раствора титранта, пошедшего на титрование.

Так же, как и в других титриметрических методах, реакции потенциометрического титрования должны протекать строго стехиометрически, иметь высокую скорость и идти до конца.

2. Виды потенциометрического титрования

По типу реакции, протекающей при потенциометрическом титровании, различают:

1. кислотно-основное титрование;

2. комплексонометрическое титрование;

3. осадительное титрование (титрование по методу осаждения);

4. окислительно-восстановительное титрование.

По способу измерения потенциала различают:

1. потенциометрическое титрование компенсационным методом;

2. потенциометрическое титрование некомпенсационным методом.

По способу математической обработки результатов потенциометрического титрования различают:

1. обработку методом численной интерполяции;

2. кривую титрования в интегральной форме;

3. кривую титрования в виде первой производной по объему;

4. кривую титрования в виде второй производной по объему;

5. метод Грана.

1. Кислотно-основное потенциометрическое титрование

В кислотно-основном титровании в качестве индикаторного обычно используют стеклянный электрод, как правило, входящий в комплект серийно выпускаемых промышленностью рН-метров. Потенциометрический метод позволяет провести количественное определение компонентов в смеси кислот, если константы кислотности различаются не менее, чем на 3 порядка. Например, при титровании смеси, содержащей соляную и уксусную кислоты, на кривой титрования обнаруживается два скачка. Первый свидетельствует об окончании титрования соляной кислоты, а второй скачок наблюдается при оттитровывании уксусной кислоты. Также несколько скачков имеют кривые титрования многоосновных кислот, константы кислотности которых существенно различаются (хромовая, фосфорная и др.).

Широкие возможности анализа многокомпонентных смесей без разделения открывает применение неводных растворителей. Например, определение содержания соляной и монохлоруксусной кислот при совместном присутствии в водном растворе является сложной задачей в связи с трудностью обнаружения двух скачков титрования. При титровании в ацетоне оба скачка выражены достаточно четко и содержание каждой кислоты в смеси может быть рассчитано.

Кроме стеклянного электрода в качестве индикаторного могут быть также использованы, например, стандартный водородный, сурьмяный или хингидронный электроды, то есть любые электроды, обладающие водородной функцией.