3.3.2. Расчет результата прямого титрования при разных способах выражения концентрации раствора

Обозначения величин, относящихся к раствору определяемого вещества, будем отмечать индексом "1", а к раствору титранта – индексом "2".

Если известны молярная концентрация эквивалента (нормальность) титранта C₂ и объем раствора V₂ в миллилитрах, израсходованный на титрование определяемого вещества, то количество вещества титранта, затраченное на реакцию, будет равно

 .

В точке эквивалентности количество вещества титранта, израсходованное на реакцию, будет точно равно количеству определяемого вещества в анализируемом растворе (n₁=n₂). Поэтому

 .

Количество определяемого вещества (в молях эквивалента), находящееся в анализируемом растворе, можно также представить соотношением

 .

Отсюда получаем очень важное уравнение

C₁V₁ = C₂V₂ ..

Если известен объем анализируемого раствора, то по этому уравнению можно рассчитать его концентрацию.

Масса m₁ определяемого вещества в анализируемом растворе рассчитывается по соотношению

  ,

где M_э1 – молярная масса эквивалента определяемого вещества.

Например, пусть раствор соляной кислоты титруют раствором NaOH с молярной концентрацией эквивалента C(NaOH)=0,1048 моль/л, и на титрование израсходовано V(NaOH)=22,52 мл этого раствора. Тогда

Рабочий раствор в титриметрическом анализе нередко характеризуют молярной концентрацией эквивалента с поправочным коэффициентом. Поправочный коэффициент равен отношению истинной молярной концентрации эквивалента C_ист рабочего раствора к округленной табличной молярной концентрации эквивалента C_табл, для которой заранее рассчитано, какой массе определяемого вещества соответствует данный объем рабочего раствора.

Например, 22,50 мл точно 0,1000 н. NaOH нейтрализуют 0,08204 г HCl, а 22,52 мл этой щелочи – 0,08211 г HCl и т.д. Если истинная молярная концентрация эквивалента C_ист=0,1048 моль/л, то поправочный коэффициент равен

.

При расчете результатов титрования табличный результат умножают на поправочный коэффициент. Если израсходовано 22,52 мл кислоты, табличный результат равен 0,08211 г и истинная масса кислоты составит

m(HCl) = m_таблK = 0,082111,048 = 0,08605 г.

Этот способ очень удобен при серийных определениях и широко используется в цеховых и заводских лабораториях.

Если известен титр T₂ рабочего раствора, т.е. масса (г) растворенного вещества в 1 мл раствора, то количество вещества эквивалента титранта, вступившее в реакцию, составит

 .

Тогда масса определяемого вещества в анализируемом растворе будет равна

 

 .

Широко распространен в практике способ расчета результатов анализа с помощью условного титра рабочего раствора, или титра раствора по определяемому веществу T_2/1. Он показывает массу определяемого вещества, которая соответствует 1 мл рабочего раствора. Поэтому масса определяемого вещества может быть рассчитана очень простым образом

m₁=T_2/1V₂  .

Если сравнить это выражение с предыдущей формулой расчета по титру рабочего раствора, то титр по определяемому веществу можно представить в виде

 .

С другой стороны, из формулы расчета массы определяемого вещества через молярную концентрацию эквивалента рабочего раствора следует, что

 .

Рассмотренными в данном разделе способами рассчитывается результат и в методе титрования по замещению.