Титриметрические (объемные) методы анализа

Сущность титриметрического анализа. Основные понятия

При титриметрических (объемных) методах количество исследуемого вещества определяют по объему (массе) раствора реактива, израсходованного в реакции с данным соединением, т.е. измерение массы (взвешивание) заменяют измерением объема. При этом к раствору исследуемого вещества или части раствора (аликвоте) постепенно прибавляют раствор точно известной концентрации до тех пор, пока вещества не прореагируют полностью. Этот процесс называют титрованием, а момент полного связывания исследуемого соединения – точкой эквивалентности (ТЭ). Ее замечают по изменению окраски индикатора – специального вспомогательного вещества, которое вводят в титруемый раствор (внутренний индикатор). В области т. э. индикатор изменяет свой цвет, образует осадок или вызывает какой-то другой наблюдаемый эффект.

В аналитической химии титр – один из способов выражения концентрации раствора. Титр показывает число граммов растворенного вещества в 1 мл раствора.

Титрант – раствор, которым титруют и который имеет определенную концентрацию, – называется стандартным (титрованным). Концентрацию его обычно выражают в единицах эквивалентности (н) или Т, г/см³.

Аликвотная доля (аликвота) – это точно известная часть анализируемого раствора, взятая для анализа ( V_a, см³), которую отбирают пипеткой.

Конечная точка титрования (КТТ) – момент или точка титрования, в которой некоторое свойство раствора (например, окраска) претерпевает заметное изменение. КТТ более или менее соответствует ТЭ, но чаще всего не совпадает с ней. В идеальном случае т. э. и т. к. т. совпадают, однако в практических условиях между ними наблюдается некоторая разница. Чем больше эта разница, тем больше погрешность титрования при прочих равных условиях.

Основными преимуществами методов титриметрии перед гравиметрическим методом являются экспрессность, простота, доступность и возможность автоматизации. Однако по точности титриметрические методы уступают гравиметрическим.

Реакции, лежащие в основе титриметрических методов, должны удовлетворять ряду требований.

1. Реакция должна протекать строго по стехиометрическому уравнению. Побочные реакции должны быть исключены.

2. Реакция титрования должна протекать количественно (т. е. до конца 99,99 %, необратимо).

3. Взаимодействие определяемого вещества с титрантом должно проходить с большой скоростью.

4. Должен существовать удобный способ, позволяющий определять окончание титрования.

5. Раствор титранта должен быть стандартизирован.

Таким образом, наиболее важными элементами методики титриметрического анализа являются выбор индикаторной системы и стандартизация раствора титранта.

Существует несколько способов зафиксировать точку эквивалентности:

1. По собственной окраске ионов определяемого элемента, например марганца в виде аниона MnO₄ (перманганатометрия – розовый раствор титруют до исчезновения окраски).

2. По веществу-свидетелю

Пример: Ag⁺ + Cl^- " AgCl $

Ag⁺ + CrO₄" Ag₂CrO₄$ (ярко оранжевая окраска)

В колбу, где требуется определить ион хлора, добавляют небольшое количество соли K₂CrO₄ (свидетель). Затем из бюретки постепенно добавляют исследуемое вещество, при этом первыми в реакцию вступают ионы хлора и образуется белый осадок (AgCl). Но лишняя капля нитрата серебра даст ярко оранжевую окраску, т. к. весь хлор уже прореагировал.

3. С помощью индикаторов: например, при реакции нейтрализации используют кислотно-щелочные индикаторы: лакмус, фенолфталеин, метил оранж – органические соединения изменяющие окраску при переходе от кислой к щелочной среде.

Индикаторы – органические красители, которые меняют свою окраску при изменении кислотности среды.