41. Потенціометричне титрування

Способи визначення точки еквівалентності з допомогою індикаторів не є єдиними. В багатьох випадках зміну забарвлення індикатора спостерігати важко, наприклад в мутних і забарвлених розчинах. В інших випадках індикатори не забезпечують необхідної точності визначення. Тому все частіше застосовують фізико-хімічні методи визначення точки еквівалентності. Так, при електрохімічному титрування спостереження ведуть за зміною електропровідності (кондуктометричне титрування), окисно-відновного потенціалу (потенціометричне титрування) та ін. Електрохімічні методи визначення точок еквівалентності відрізняються високою чутливістю, швидкістю виконання і точністю одержаних результатів. Потенціометричне титрування є об’мно-аналітний метод, в якому еквівалетна точка визначається по різкій зміні потенціалу індикаторного електрода поблизу точки еквівалентності. При потенціометричному титрування для визначення концентрації досліджуємої речовини використовують звичайні методи об’ємного аналізу в неводному середовищі та ін.).

В усіх випадках потенціал електрода, який занурений в розчин, вказує на концентрацію іону, який визначається в розчині і дозволяє встановити еквівалентну точку при тій чи іншій аналітичній реакції.

При потенціометричному аналізі для визначення потенціалів необхідно мати в розчині два електрода (електрод індикаторний і електрод порівняння). Електрод порівняння повинен мати постійний потенціал. До таких електродів відносяться електроди, які знаходяться в контакті з розчином, який насичений будь-якою малорозчинною сіллю метала і містить велику постійну концентрацію другої солі з однаковим аніоном, Наприклад, каломельний клейтрод містить металічну ртуть і розчин КСL в якому є осад каломелі (Hg2Cl2). Хлорфібний електрод є проточний допоміжний електрод. Складається із пластмасового корпуса, всередині якого знаходиться срібний контакт. Порожнина навколо контакту заповнена кристалічним хлоридом срібла і насиченим розчином хлориду калію.

Вибір індикаторного електрода при потенціометричному титруванні визначається типом протікаючої реакції і природою присутніх в розчині іонів. При реакції нейтралізації (титрування кислот і основ) зміна активності іонів водню в розчині визначають по зміні потенціала любого електроду, який використовується для визначення РН. При реакції осадження в якості індикаторного електрода застосовують срібний; електродом порівняння служить насичений каломельний електрод. При окисно-відновних реакціях індикаторним електродом застосовують платиновий електрод; електродом порівняння – каломельний.

42. Буферні розчини

Буферними системами називають розчини, які здатні зберігати постійну концентрацію йонів Гідрогену, тобто значення рН середовища, при добавлянні до них невеликих кількостей кислоти чи лугу або при розбавлянні їх.

Інколи поняття «буферний розчин» використовують у ширшому розумінні: для розчинів, що мають будь-який сталий параметр (окисно-відновний потенціал, активність іонів кальцію тощо), що майже не змінюється при незначній зміні складу системи, наприклад під час концентрування, розбавлення, додаванні невеликих кількостей сторонніх сполук. Стабільність досягається завдяки тому, що компоненти буферної системи перебувають у стані хімічної рівноваги[5].

Буфери широко використовуються у хімічних, біологічних та медичних лабораторіях для підтримання сталого pH середовища, в якому відбуваються хімічні реакції. Вони також входять до складу великої кількості промислових товарів, таких як деякі медичні препарати (наприклад забуферений аспірин), засоби для догляду за шкірою і волоссям тощо. Буферні розчини необхідні для забезпечення гомеостазу живих організмів, наприклад pH крові людини підтримується на сталому рівні, оптимальному для транспорту кисню (близько 7,4), завдяки кільком буферним системам[2].

Для забезпечення сталого pH буфер повинен містити дві сполуки: одну, яка б перешкоджала зменшенню концентрації іонів H3O- (або спрощено — H+), іншу — яка б перешкоджала її збільшенню, при цьому вони не повинні нейтралізувати одна одну.

До буферних систем належать суміші, що містять:

-слабку кислоту (донора протонів) і сіль цієї кислоти, утворену сильною основою, (акцептор протонів) наприклад ацетатний буфер (CH3COOH + CH3COONa), гідрогенкарбонатний буфер (H2CO3 + NaHCO3);

-слабку основу і сіль цієї основи, утворену сильною кислотою, наприклад амонійній буфер (NH4OH + NH4Cl);

солі багатоосновних кислот, наприклад фосфатний буферний (Na2HPO4 + NaH2PO), карбонатний буфер (Na2CO3 + NaHCO3);

сильну або слабку кислоту (кислотний компонент) і гліцин або луг (основний компонент).

Буферні системи існують всередині всіх живих клітин, оскільки більшість із хімічних перетворень, що відбуваються в них залежні від pH. Із цієї ж причини у лабораторіях під час дослідження властивостей білків, особливо ферментів, нуклеїнових кислот та інших біомолекул завжди використовують pH буфери. pH буфери широко використовуються у багатьох галузях промисловості і в лабораторній практиці.