Об’ємний (титриметричний) аналіз

Лекція № 17,18 (4 години)

План

1. Об’ємний аналіз. Сутність, основні поняття, техніка та обладнання.

2. Класифікація методів об’ємного аналізу.

3. Метод нейтралізації.

4. Визначення карбонатної твердості води.

6. Редоксиметрія (окисно-відновне титрування).

7. Перманганатометрія.

8. Йодометрія.

9. Комплексонометрія.

10. Визначення загальної твердості води.

Об’ємний аналіз. Сутність, основні поняття, техніка та

обладнання

Об’ємний аналіз поєднує різноманітні методи кількісних визначень, які базуються на вимірюванні маси речовини шляхом вимірювання об’ємів розчинів взаємодіючих речовин.

Сутність титриметричного аналізу: до розчину, який приготовлено з наважки аналізуємої речовини (чи до певної частини об’єму цього розчину), поступово приливають розчин точно відомої концентрації до тих пір, доки речовини не провзаємодіють повністю. Тоді на підставі точного вимірювання об’єму реактиву розраховують вміст складової частини у досліджуваному об’єкті.

Процес приливання одного розчину до другого з метою визначення концентрації одного з них називають титруванням.

Момент закінчення реакції, коли взаємодіючі речовини повністю прореагують між собою, називають точкою еквівалентності, тому що в цей момент кількості прореагувавших речовин строго еквівалентні.

Для виконання визначень об’ємним методом необхідно мати:

Робочий розчин (титрований чи стандартний), тобто розчин речовини, який має точно відому концентрацію.

Посуд для точного вимірювання об’ємів розчинів речовин, що взаємодіють (бюретка, піпетка).

Криві титрування

Крива, яка виражає зміну значення рН розчину, що титрують, в залежності від об’єму прилитого робочого розчину, називають кривою титрування. На вісі абсцис відкладують об’єм прилитого робочого розчину в мл, а на вісі ординат  значення рН. Горизонтальну лінію, яка відповідає рН=7, називають лінією нейтральності, а вертикальну, що проходить через точку, яка відповідає об’єму робочого розчину, що пішов на титрування, лінією еквівалентності.

Побудувати криву титрування  це означає нанести на графік наступні точки:

 Вихідну точку титрування  точка, яка відповідає значенню рН титруємого розчину до початку титрування.

 Точку еквівалентності  точка, яка показує, при якому значенні рН титрування повинно бути закінчено.

 Нанести проміжні точки кривої.

Різка зміна рН, яка визивається додаванням останньої краплі розчину, називається стрибком титрування.

Методи встановлення точки еквівалентності

 Візуально: за зміною кольору розчину.

 Фізико-хімічними (інструментальними) методами.

Для того, щоб візуально встановити точку еквівалентності використовують індикатори.

Індикатор  речовина, яка змінює своє забарвлення у певному інтервалі значень рН середовища, в яке він введений. Більшість індикаторів  це слабкі органічні кислоти та основи (HInd чи IndOH). Якщо індикатор являється кислотою, то у розчині він дисоціює на іони HIndH⁺+OH^-, причому ця реакція зворотня.

Головна особливість індикаторів  їх аніони (катіони) і недисоційовані молекули мають різне забарвлення.

Згідно з іонною теорією індикаторів зміна забарвлення визивається зміщенням рівноваги дисоціації.

Згідно з хромофорною теорією індикаторів зміна їх забарвлення пов’язана із зворотнім перегрупуванням атомів в молекулі органічної сполуки. Таке зворотнє перегрупування називається таутомерією.

Зміщення рівноваги відбувається постіпово, тому забарвлення індикатору змінюється не відразу. Забарвлення стає різким коли забарвлених частиць більше дев’яноста відсотків.

Таблиця 10