1. Основные понятия титриметрических методов анализа

Титриметрические методы количественного анализа основаны на измерении объема раствора реактива (титранта, рабочего вещества), израсходованного на реакцию с определяемым веществом (титруемым веществом). Раствор рабочего вещества должен иметь известную точную концентрацию. Процесс постепенного добавления титранта к раствору определяемого вещества называют титрованием. При титровании наступает момент (точка эквивалентности), когда рабочее и определяемое вещества прореагируют между собой в эквивалентных количествах в соответствии со стехиометрией реакции. В этом случае справедлив закон эквивалентов:

. (1.1)

Для проведения титриметрического анализа используют химические реакции, отвечающие таким требованиям, как:

• строгая стехиометричность, отсутствие побочных реакций;

• высокая скорость;

• практическая необратимость, обеспечивающая количественное превращение реагирующих веществ в продукты реакции (К_реакц ≥ 10⁷);

• возможность фиксирования точки эквивалентности при титровании.

При проведении титрования очень важно точно зафиксировать конец реакции - эквивалентный объем (V_экв), называемый точкой эквивалентности (тэ). Для этого используют изменение окраски индикаторов или какого-либо физико-химического свойства растворов. На практике не всегда удается точно зафиксировать момент эквивалентности, так как индикатор меняет свою окраску чуть раньше или чуть позже точки эквивалентности. Поэтому момент, когда заканчивают титрование, называют конечной точкой титрования (ктт), а объем, израсходованный на титрование, - объемом в конечной точке титрования (V_ктт). При этом очень важно, чтобы экспериментально установленная конечная точка титрования, по возможности, была наиболее близка к теоретической точке эквивалентности. Тогда V_ктт с допустимой погрешностью можно использовать в расчетах, как V_экв. При титровании чаще к раствору определяемого вещества добавляют раствор рабочего вещества (прямой порядок титрования). Иногда, наоборот, к раствору рабочего вещества прибавляют из бюретки раствор определяемого вещества. Такой порядок титрования называют реверсивным. Часть раствора, которую отбирают на титровании с помощью измерительной пипетки, называют аликвотной частью (ал.ч.).

Для приготовления растворов используют реактивы, которые по степени чистоты классифицируют следующим образом: технические (обозначают "техн."), содержащие более 2 % примесей, чистые (ч.) - менее 2 % примесей, чистые для анализа (ч.д.а.) - менее 1 % примесей, химически чистые (х.ч.) - менее 1 % примесей, высокоэталонно-чистые (в.э.ч.) и особо чистые (ос.ч.) - 0,00001-0,01 % примесей. Маркировка реактивов включает как степень чистоты, так и количество примесей. Например, "Цинк, ос.ч., 10 - 4" означает: цинк особо чистый с 10 примесями, содержание которых не превышает 10^–4 %.

Реактивы, используемые для приготовления растворов, можно также разделить на стандартные и нестандартные. К стандартным веществам относят те, которые соответствуют следующим требованиям:

• вещество должно иметь кристаллическую структуру и отвечать строго определенной химической формуле;

• содержание примесей в веществе не должно превышать 1 %, другими словами, реактив должен иметь степень чистоты ч.д.а., х.ч. или ос.ч.;

• вещество должно быть химически устойчивым как в твердом виде, так и в растворе, не поглощать при хранении из воздуха влагу, углекислый газ и другие компоненты;

• желательной является большая молярная масса эквивалентов вещества.

Титриметрические методы характеризуются быстротой анализа, простотой оборудования, возможностью автоматизации определения. Чувствительность метода не превышает 10^–3-10^–4 моль/дм³, относительная погрешность ≥ 0,5 %.