2.5. Кривые титрования

В процессе титрования изменяются равновесные концентрации определяемого вещества (аналита), титранта и продуктов реакции. Вместе с этим пропорционально изменяются свойства раствора: при кислотно-основном титровании изменяется рН раствора, при окислительно-восстановительном титровании – потенциал. График зависимости параметра системы, связанного с концентрацией аналита, титранта или продукта, от состава раствора в процессе титрования называют кривой титрования.

С помощью кривых титрования выбирают индикатор, оценивают погрешность, следят за ходом титрования. Если по оси ординат откладывают логарифм концентрации (отношения концентраций) или величину, пропорциональную этому логарифму, получают логарифмические кривые титрования. Если же по оси ординат откладывают концентрацию или физико-химический параметр, пропорциональный концентрации, получают линейные кривые титрования.

По оси абсцисс обычно откладывают объём добавленного титранта (v_т) или степень оттитрованности f, т.е. отношение количества оттитрованного в данный момент вещества n_т к исходному количеству n_o

а при со = ст (2.11)

где vт – объём титранта, добавленного к данному моменту титрования;

v_o – исходный объём титруемого вещества;

c_o и с_т – молярные концентрации эквивалентов титруемого вещества и титранта.

Логарифмические кривые имеют S-образную форму (рис). На кривых титрования имеются области плавного (до и после ТЭ) и резкого (вблизи ТЭ) изменения соответствующего параметра (рН, Е и др.). Область резкого изменения параметра называют скачком титрования. Границы скачка зависят от заданной точности титрования: чем выше требуемая точность, тем уже скачок титрования.

Лабораторная мерная посуда позволяет измерять объёмы от нескольких мл до нескольких десятков мл с погрешностью порядка (0,010,02) мл. Из-за этой погрешности титрование можно закончить не точно в ТЭ, а в интервале скачка, где погрешность титрования не превышает погрешности измерения объёмов титруемого раствора и титранта. Та часть кривой, которая заключается между значениями измеряемых параметров, при которых титрование можно прекратить без большой погрешности для измерения, называется эквивалентной частью кривой титрования. В этой части кривая титрования имеет резкий скачок.

При визуальном обнаружении ТЭ используют индикаторы. Индикатор выбирают так, чтобы изменение его окраски происходило в пределах скачка титрования. Как правило точка изменения окраски индикатора или конечная точка титрования (КТТ) не совпадает с ТЭ, что вызывает индикаторную погрешность титрования. Если титрование заканчивают до ТЭ, то она – отрицательная, если после – положительная. Таким образом, для правильного выбора индикатора и оценки погрешности титрования необходимо построение кривой титрования.

Если переменный параметр (например, рН, Е) измеряют, а не рассчитывают, то получают экспериментальные кривые титрования.

Линейные кривые обычно получают экспериментально при кондуктометрическом, фотометрическом, термометрическом титровании.

Кривая титрования – это графическая зависимость параметра системы, связанного с концентрацией аналита, титранта или продукта, от состава раствора в процессе титрования.

Cтепень оттитрованности (f) – это отношение количества оттитрованного в данный момент титрования вещества к исходному количеству.

Индикаторы – это вещества, окраска которых изменяется при определённом значении параметра системы.

Скачок титрования  это область резкого изменения параметра на кривой титрования.

Эквивалентная часть кривой титрования  это часть кривой, которая заключается между значениями измеряемого параметра, при которых титрование можно прекратить с погрешностью, не превышающей погрешность измерения (0,1 %).