11.2 Требования, предъявляемые к реакциям в титриметрическом анализе

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

2.Реакция должна протекать количественно, т.е. практически до конца. Равновесие в системе должно быть полностью смещено в сторону продуктов реакции. Степень превращения исходных веществ в продукты реакции в ТЭ должна быть не менее 99,90-99,99 %. Константа равновесия должна быть достаточно большой.

3.Реакция должна протекать быстро, чтобы в любой момент титрования равновесие устанавливалось практически мгновенно.

4.Реакция должна позволять точно и удобно определять КТТ вблизи ТЭ.

11.3 Реактивы, применяемые в титриметрическом анализе

Для приготовления растворов с точно известной концентрацией, применяемых в титриметрическом анализе, используют стандартные (установочные вещества).

Первичное стандартное вещество (первичный стандарт) – вещество высокой чистоты, которое применяют для установления концентрации титранта, или может быть само использовано для приготовления раствора титранта с точно известной концентрацией. Из таких веществ готовят стандартный или титрованный раствор. Концентрацию такого раствора определяют по массе вещества в определенном объеме (или массе) раствора. Стандартные вещества должны удовлетворять ряду требований: высокая чистота (строгая стехиометричность состава); устойчивость на воздухе; отсутствие гигроскопической влаги; большая молярная масса эквивалента (что уменьшает относительную ошибку взвешивания); доступность; отсутствие токсичности.

В качестве первичных стандартов применяют тетраборат натрия (буру) Na₂B₄O₇ · 10 H₂O; карбонат натрия Na₂CO₃; бихромат калия K₂Cr₂O₇; хлорид натрия и другие вещества.

Вторичное стандартное вещество (вторичный стандарт) – вещество, используемое для стандартизации; содержание активного компонента в нем находят с помощью первичного стандарта. Из вторичного стандарта готовят рабочий (стандартизованный) раствор. Это раствор, концентрацию которого определяют по первичному стандарту методом титрования, поскольку по навеске вещества ее рассчитать невозможно.

В качестве рабочих растворов используют растворы кислот и щелочей, перманганата калия и тиосульфата натрия.

11.4 Расчет массы навески стандартного вещества для приготовления титранта и определение концентрации титранта

Массу навески m(А) стандартного вещества А, необходимую для получения раствора с заданной молярной концентрацией эквивалента С_(1/Z)(А), рассчитывают по формуле (11.2):

m(А) = С_(1/Z)(А) ∙ M_(1/Z)(А) ∙ V(А). (11.2)

Если задается молярная концентрация С_М(А), то масса навески вычисляется аналогично по формуле (11.3):

m(А) = М(А) ∙ V(А) ∙ С_М(А), (11.3)

где: М(А) – молярная масса вещества А. Массу навески обычно взвешивают на аналитических весах с точностью до ±0,0002 г.

Расчет концентрации титранта Т при его стандартизации по стандартному раствору вещества А проводят следующим образом. Пусть при стандартизации протекает реакция

Т + А = В.

Согласно закону эквивалентов, эквивалентные количества веществ Т, А и В равны:

ν_(1/Z)(Т) = ν_(1/Z)(А) = ν_(1/Z)(В).

Эквивалентное количество вещества равно произведению молярной концентрации эквивалента этого вещества на объем его раствора:

ν_(1/Z)(Т) = С_(1/Z)(Т) ∙ V(Т); ν_(1/Z)(А) = С_(1/Z)(А) ∙ V(А); ν_(1/Z)(В) =

= С_(1/Z)(В) ∙ V(В). Следовательно:

С_(1/Z)(Т) ∙ V(Т) = С_(1/Z)(А) ∙ V(А) = С_(1/Z)(В) ∙ V(В). (11.4)

Из уравнения (11.4) находим концентрацию титранта:

С_(1/Z)(А) ∙ V(А) С_(1/Z)(В) ∙ V(В)

С_(1/Z)(Т) = ———————— = ————————. (11.5)

V(Т) V(Т)