3. Титриметричні методи аналізу

Титриметричний аналіз ґрунтується на вимірюванні об'єму реактиву, витраченого на реакцію з речовиною, яку визначають. Реактив найзручніше застосовувати у вигляді розчину відомої концентрації, а потім виміряти об'єм розчину, витраченого на взаємодію з компонентом, який визначають. Процес додавання одного розчину, який міститься в бюретці, до другого розчину називається титруванням.

В титриметричному аналізі розчин з точно відомою концентрацією називають титрованим або робочим розчином; іноді застосовують термін стандартний розчин. При титруванні до визначуваного розчину поступово добавляють робочий розчин доти, поки кількість молей еквівалентів його в усьому об'ємі розчину рівнялась би кількості молей еквівалентiв речовини, яку визначають. Цей момент титрування називають точкою еквівалентності.

3.1. Види концентрації, що використовують у титриметричному аналізі

Молярна концентрація

Молярна концентрація виражається числом молей речовини в 1 л розчину. Використовують таку форму позначення молярної концентрації:

C(HCl) = 0,1моль/л; 0,1M HCl.

Нормальна концентрація (молярна концентрація еквівалента)

Визначається числом молей еквівалентів речовини в 1 л розчину. Використовують таку форму позначення нормальної концентрації:

C(1/2 H₂SO₄) = 1 моль/л; 1 н. H₂SO₄.

Масові концентрації

Титр розчину  це маса речовини А в грамах (або в міліграмах), що міститься в 1 мл розчину. Наприклад:

T(A) = 0,004357 г/мл.

Титр розчину по речовині, яку визначають  це маса речовини В у грамах або в міліграмах, що реагує з 1 мл розчину реактиву А. Наприклад:

T(HCl/NaOH) = 0,004258 г/мл.

Цей запис читають так: титр соляної кислоти за гідроксидом натрію. Він означає, що 0,004258 г NaOH титрується 1 мл розчину HCl, тобто число молей NaOH, що міститься в 0,004258 г NaOH, дорівнює числу молей HCl у 1 мл розчину HCl.

Знаючи нормальну концентрацію розчину, легко обчислити його титр:

.

Формула переходу від простого титру до титру по речовині, яку визначають, має вигляд:

,

де М( А), М( В) – молярні маси еквівалентів речовин А i В.

3.2. Розрахунки в титриметричному аналізі

Всі розрахунки в титриметричному аналізі базуються на понятті точки еквівалентності. Точка еквівалентності  момент титрування, в якому число молей еквівалентів робочого розчину дорівнює числу молей еквівалентів речовини, яку визначають. Необхідно відрізняти поняття точки еквівалентності від точки кінця титрування. Точка кінця титрування  це момент титрування, при якому індикатор різко змінює своє забарвлення.

Приклади розрахунків

1. Розчин речовини А об'ємом V(A) титрують розчином речовини В з відомою нормальною концентрацією С( B). На титрування пішло V(B) мл розчину B. Знайти нормальну концентрацію розчину А.

Рішення. В точці еквівалентності число молей еквівалентів речовини A (n(A)) дорівнює числу молей еквівалентів речовини В (n(B)). Так як

; , то

, звідси

.

2. Якщо концентрація робочого розчину речовини В виражена через T(B), то нормальну концентрацію С( A) визначають із рівності:

; .

3. Якщо концентрація робочого розчину речовини В виражена в грамах визначуваної речовини А, тобто через T(B/A), тоді нормальну концентрацію розчину А знаходять за такою послідовністю: спочатку знаходять T(B):

,

а потім знаходять нормальну концентрацію C( A):

.

4. При визначенні маси речовини А за результатами титрування всієї кількості речовини А, коли відома концентрація робочого розчину В i об'єм V(B), у залежності від способу вираження концентрації розчину В, використовують наступні формули:

а) концентрація робочого розчину В виражена через нормальну концентрацію C( B):

,

б) концентрація робочого розчину В виражена через титр T(B):

,

в) концентрація робочого розчину виражена через титр, виражений у грамах визначуваної речовини:

.

Коли ж титрується не вся кількість визначуваної речовини, а лише частка її, яка міститься в алiквотнiй частці розчину, враховують співвідношення V_к/V_п, (де V_к  об'єм мірної колби, V_п  об'єм піпетки). Розчин у титриметричному аналізі часто характеризують молярною концентрацією еквівалента з поправковим коефіцієнтом. Поправковий коефіцієнт (К) дорівнює відношенню істинної молярної концентрації еквівалента робочого розчину до табличної молярної концентрації еквівалента (для якої можна заздалегідь розрахувати, якій масі речовини, що визначають, відповідає 1 мл робочого розчину):

К = С_іст /С_табл.