2.3. Стандартные растворы

Для титриметрического определения необходимо знать концентрацию титранта. Титрант с известной концентрацией называют стандартным раствором. По способу приготовления различают первичные и вторичные стандартные растворы.

Первичные стандартные растворы готовят растворением точного количества химически чистого вещества (пример 22) известного стехиометрического состава в определённом объёме растворителя.

Первичные стандарты должны удовлетворять ряду требований:

1. Состав соединения должен строго отвечать химической формуле.

2. Вещество должно быть устойчиво при комнатной температуре (не изменяться при хранении или контакте с воздухом вследствие гигроскопичности, разложения, окисления).

3. Вещество должно обладать по возможности большой молярной массой, чтобы уменьшить влияние погрешности взвешивания.

Вторичные стандартные растворы получают следующим образом: готовят раствор с приблизительной концентрацией, близкой к требуемой, используя для этого приблизительные измерения (взвешивание на технических весах, измерение объёмов мерным цилиндром), а затем определяют его концентрацию по первичному стандарту.

Если рабочее вещество не отвечает требованиям, предъявляемым к первичным стандартам, то из него получают вторичный стандартный раствор, а затем его концентрацию устанавливают по первичному стандарту.

2.4. Методы установления точной концентрации рабочих растворов

Для установления точной концентрации рабочих растворов, которые являются вторичными стандартами, используют два метода: метод отдельных навесок и метод пипетирования. По методу отдельных навесок берут точную навеску m(Х) подходящего первичного стандарта X, растворяют её в небольшом количестве воды и титруют рабочим раствором вещества R, концентрацию которого хотят установить. В точке эквивалентности количество эквивалентов титруемого вещества X прореагирует с таким же количеством эквивалентов рабочего вещества R, т.е. будет иметь место равенство:

.

Следовательно, концентрация рабочего раствора

, (2.7)

где v_экв  объем (в мл) рабочего раствора, пошедший на титрование.

Для установления концентрации рабочего раствора методом пипетирования готовят стандартный раствор вещества X, растворяя его точную навеску в мерной колбе (примеры 23). Отбирают пипеткой аликвотную часть v(Х) раствора и титруют её рабочим раствором, определяя эквивалентный объем титранта v_экв(R). В точке эквивалентности количества эквивалентов прореагировавших веществ равны:

n(f_эквХ) = n(f_эквR).

Поэтому c(f_эквХ)·v(Х) = c(f_эквR)·v_экв(R), (2.8)

откуда концентрация рабочего раствора

. (2.9)

Если готовят v₂ мл раствора с требуемой концентрацией с₂ из раствора с концентрацией с₁ разбавлением, то объём v₁ находят, используя уравнение материального баланса (пример 23 а,б)

c₁· v₁ = c₂·v₂. (2.10)

Пример 22. Рассчитать навеску первичного стандарта для приготовления v мл стандартного раствора с молярной концентрацией эквивалента с(_fэкв(Х)Х).

Решение: 1) т(Х) = Т^.v. 2) T = c(_fэкв(Х)Х)^. М(_fэкв(Х)Х)/ 1000;

т(Х) = Т^.v = c(_fэкв(Х)Х)М(_fэкв(Х)Х)^.v / 1000.

Т. е. , если задана концентрация, то следует рассчитать по ней титр Т, а затем уже навеску по формуле т(Х) = Т^.v.

Пример 23,а. Какой объём концентрированной НС1 (ρ = 1,19 г/см³; W = 38,32%) нужно взять для приготовления 1 л 2 М НС1?

Решение. Вычислим молярную концентрацию исходного раствора. В 1190 г (1 л) раствора НС1будет содержаться (38,32/36,47)·1190/100 = 12,38 молей, т.е. c₁(НС1) = 12,38 М. Согласно уравнению (2.10), v₁ = с₂·v₂/c₁ = 2·1000/12,38= =161,3 мл.

Пример 23,б. Какой объём v (мл) 6 М раствора NаОН надо прибавить к 800 мл 0,9500 М NаОН, чтобы получить 1,000 М раствор щелочи?

Решение. Составим уравнение материального баланса (0,95·800 + 6·v) = (800 + v)·1, решая которое, находим v = 8 мл.