3. Титриметрический анализ

3.1. Сущность титриметрического метода анализа

Титриметрия (титриметрический анализ) – это количественный химический метод анализа, основанный на точном измерении объема стандартного раствора (титранта), вступающего в реакцию с определяемым веществом.

Стандартным называется раствор реагента с точно известной концентрацией. Стандартный раствор добавляется из бюретки по каплям к определенному объему анализируемого раствора. Этот процесс называется титрованием.

Момент, когда количество добавляемого титранта эквивалентно определяемому веществу, называется точкой эквивалентности, или теоретической точкой конца титрования. Для фиксирования точки эквивалентности используют различные индикаторы или инструментальные методы. Резкое изменение окраски индикатора соответствует конечной точке титрования, которая, строго говоря, не совпадает с точкой эквивалентности.

Титриметрия имеет ряд достоинств:

1) высокая скорость и точность анализа;

2) применимость для определения различных количеств веществ;

3) в одном и том же растворе часто можно определять одновременно несколько веществ;

4) возможность автоматизировать титрование.

В титриметрии применяются реакции, удовлетворяющие следующим требованиям:

• реакция должна протекать быстро;

• реакция должна быть стехиометрична и протекать строго по уравнению;

• она должна протекать количественно, почти до конца; константа равновесия реакции К_р  10⁸;

• основной реакции не должны мешать побочные реакции и посторонние вещества;

• должна четко фиксироваться точка эквивалентности с помощью подходящего индикатора.

3.2. Классификация титриметрических методов

Титриметрические методы классифицируются по типам реакций, лежащих в основе метода, и приемам титрования.

Классификация по типу реакций

1. Методы, основанные на реакциях соединения ионов. К ним относятся:

а) методы кислотно-основного титрования (перенос протонов). В их основе лежит реакция нейтрализации:

НА + ОН– = Н2О + А– титруемая титрант кислота основание

В + Н3О+ = ВН+ + Н2О титруемое титрант основание кислота

б) методы осадительного титрования, основанные на образовании труднорастворимых веществ в процессе титрования. Например, галогениды и роданид-ионы определяют с помощью стандартного раствора AgNO₃

Ag⁺ + X^– = AgX (X^– = Cl^–, Br^–, I^–, SCN^–)

в) методы комплексометрического титрования, основанные на реакциях комплексообразования как с неорганическими, так и с органическими лигандами, например, с комплексонами (комплексонометрия).

2. Методы, основанные на реакциях окисления-восстановления (перенос электронов). Каждый метод получает название по стандартному раствору: перманганатометрия (титрант – раствор KМnO₄); бихроматометрия (титрант – раствор K₂Cr₂O₇) и т.д. Такие методы называют еще редокс-методами, их достаточно много.

Классификация титриметрических методов по приемам титрования

1. Прямое титрование. Определяемое вещество непосредственно титруют раствором реагента или наоборот.

2. Обратное титрование. К анализируемому раствору приливают избыток стандартного раствора, избыток его оттитровывают другим стандартным раствором.

3. Способ замещения. Используют в случаях определения неустойчивых веществ или невозможности зафиксировать точку эквивалентности при прямом титровании.

Используя различные способы титрования, можно значительно расширить область применения титриметрии.