19.6. Способы титрования

По способу выполнения титрования различают прямое, обратное или косвенное титрование (метод замещения).

При прямом титровании к раствору определяемого ве­щества непосредственно добавляют титрант. Для проведе­ния анализа по этому методу достаточно одного рабочего раствора. Например, для определения кислоты необходим рабочий раствор щелочи, для определения окислителя -раствор восстановителя.

При обратном титровании к раствору анализируемого вещества приливают известный объем рабочего раствора, взятого в избытке. После этого титруют остаток первого рабочего раствора другим рабочим раствором и рассчиты­вают количество реагента, которое вступило в реакцию с анализируемым веществом. Например, для определения хлорид-ионов к анализируемому раствору хлорида добавляют известный объем раствора AgNO₃, взятого в избыт­ке. Происходит реакция

Ag⁺ + Сl^- = AgCl↓.

Избыток раствора AgNO₃ определяют с помощью дру­гого рабочего раствора - тиоцианата аммония NH₄SCN:

Ag⁺ + SCN^- = AgSCN↓.

При косвенном титровании к анализируемому раство­ру приливается в избытке реагент, который реагирует с определяемым веществом. Затем один из продуктов реак­ции определяется титрованием. Например, для определения циановодородной кислоты добавляют раствор AgNO₃ в избытке. Происходит реакция

HCN + AgNO₃ = AgCN↓ + HNO₃.

Затем азотная кислота легко определяется с помощью рабочего раствора щелочи NaOH:

HNO₃ + NaOH = NaNO₃ + Н₂О.

В этом случае слабая циановодородная кислота заме­щается в эквивалентных количествах сильной.

19.7. Классификация методов титриметрического анализа

В титриметрическом анализе используют реакции раз­личного типа (кислотно-основного взаимодействия, комплексообразования и т.д.), удовлетворяющие тем требова­ниям, которые предъявляются к титриметрическим реак­циям. Отдельные титриметрические методы получили на­звание по типу основной реакции, протекающей при тит­ровании, или по названию титранта (например, в аргентометрических методах титрантом является раствор AgNO₃, в перманганатометрических - раствор КМnО₄ и т.д.). По способу фиксирования точки эквивалентности выделяют методы титрования с цветными индикаторами, методы потенциометрического титрования, кондуктометрического, фотометрического и т.д. При классификации по типу основной реакции, протекающей при титровании, обычно выделяют следующие методы титриметрического анализа:

1) методы кислотно-основного титрования, основанные на реакциях, связанных с процессом передачи протона:

Н⁺ + ОН^- = Н₂O, СН₃СООН + ОН^- = СН₃СОО^- + Н₂О,

СО^2-₃ + Н⁺ = HCO^-₃

2) методы комплексообразования, использующие реак­ции образования координационных соединений (напри­мер, комплексонометрия):

3) методы осаждения, основанные на реакциях образо­вания малорастворимых соединений:

Ag⁺ + Cl^- = AgCl↓ (аргентометрия),

Hg₂²⁺ + 2Сl^- = Hg₂Cl₂↓ (меркурометрия);

4) методы окислительно-восстановительного титрова­ния, основанные на окислительно-восстановительных ре­акциях (оксидиметрия):

MnO^-₄ + 5Fe²⁺ + 8H⁺ = Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4Н₂О (перманганатометрия);

2S₂O^2-₃ + I₂ = S₄O^2-₆ + 2I^- (йодометрия);

5NO^-₂ + 2МnО^-₄ + 6Н⁺ = 5NO^-₃ + 2Mn²⁺ + 3Н₂О (нитритометрия);

3SbCl^-₄ + BrO^-₃ + 6H⁺ + 6Сl^- = 3SbCl^-₆ + Вr^- + 3Н₂О (броматометрия).

ВОПРОСЫ И УПРАЖНЕНИЯ

1. На чем основаны титриметрические методы анализа?

2. Что такое: а) моль; б) молярная масса; в) эквивалент; г) фактор эквивалентности; д) молярная масса эквива­лента; е) количество вещества эквивалента?

3. Охарактеризуйте следующие способы выражения кон­центрации: а) молярная; б) молярная концентрация эк­вивалента (нормальность); в) титр.

4. Какой закон лежит в основе расчетов в титриметрическом анализе? Напишите его математическое выражение.

5. Что такое: а) титрование; б) анализируемый раствор; в) рабочий раствор (титрант); г) точка эквивалентно­сти; д) индикаторы?

6. Охарактеризуйте основные методы титрования.

7. Назовите требования к реакциям в титриметрическом анализе.

8. Какая химическая посуда применяется в титриметри­ческом анализе?

9. Охарактеризуйте приготовление рабочих растворов и их стандартизацию. Приведите примеры.

10. Что такое поправочный коэффициент?

11. Какие способы титрования применяют в титриметри­ческом методе анализа?

12.По каким признакам классифицируются методы титриметрического анализа?

ЗАДАЧИ

1. В 1 кг воды растворили 250 г NaOH. Плотность полученного раствора равна 1,219 г/мл. Вычислите: а) массовую долю NaOH; б) молярную концентрацию; в) нормальность; г) титр раствора щелочи.

Ответ, а) 20 %; б) и в) 6,10 моль/л; г) 0,2438 г/мл.

2. Какой объем раствора с массовой долей H₂SO₄ 80 % и плот­ностью 1,75 г/мл надо взять для приготовления 300 мл 0,1 н. рас­твора? f_экв(H₂SO₄) = 1/2.

Ответ. 1,05 мл.

3. Из 1,59 г Na₂CO₃ приготовлено 500 мл раствора для прове­дения реакции Na₂CO₃ + HCl = NaHCO₃ + NaCl. Вычислите нор­мальность раствора.

Ответ. 0,03 моль/л.

4. На титрование 20,00 мл 0,1985 М раствора HCl идет 16,33 мл раствора КОН. Вычислите молярную концентрацию раствора щелочи.

Ответ. 0,2431 моль/л.

5. На титрование 0,2156 г химически чистого карбоната натрия Na₂CO₃ израсходовано 22,35 мл раствора серной кислоты. Вычис­лите нормальность раствора кислоты, учитывая, что f_экв (Na₂CO₃) = f_экв (H₂SO₄) = 1/2.

Ответ. 0,1820 моль/л.

6. Какую массу КМnО₄ следует взять для приготовления 2 л раствора с С(1/5КМnО₄) = 0,02 моль/л?

Ответ. 1,264 г.