Кислотно-основное титрование

Метод кислотно-основного титрования основан на реакциях взаимодействия между кислотами и основаниями, то есть на реакции нейтрализации: Н ⁺ + ОН ^- ↔ Н₂О

Таблица. Типы кислотно-основного титрования

Ацидиметрическое	Алкалиметрическое
титрант - кислота	титрант - основание
OH- + H3O+ → 2H2O	H3O+ + OH- → 2H2O
B + H3O+ → BH+ + H2O	HA + OH- → A- + H2O

Реакция нейтрализации не сопровождается внешним эффектом, и точку эквивалентности определяют с помощью индикаторов, которые изменяют окраску при переходе точки эквивалентности.

Индикатором (лат. indicator ‒ указатель) называется вещество, видимо изменяющее свои свойства (окраску, люминесценцию, растворимость) при изменении концентрации какого-либо компонента в растворе. У правильно выбранного индикатора изменение окраски должно происходить в точке эквивалентности или вблизи неё.

В методах кислотно-основного титрования для определения конечной точки титрования используют кислотно-основные индикаторы. Кислотно-основные индикаторы ‒ слабые органические кислоты или основания, кислотная и основная формы которых отличаются по окраске, т.е. вещества, окраска которых зависит от рН. Изменение окраски кислотно-основных индикаторов происходит в определённом интервале рН, называемом интервалом перехода окраски индикатора. Значение рН, при котором заканчивают титрование с данным индикатором, называется показателем титрования (для данного индикатора) - рТ. Области перехода и показатели титрования важнейших индикаторов указаны в таблице 5 приложения.

Осадительное титрование

Методы осаждения используют для определения неорганических соединений галогенидов, цианидов, тиоцианатов, растворимых солей серебра. Эти методы также применяют для определения лекарственных препаратов: димедрола гидрохлорида, бромкамфоры, новокаина гидрохлорида и других.

Титриметрические методы осаждения основаны на применении при титровании реакций, сопровождающихся образованием малорастворимых соединений. От гравиметрического метода осаждения они отличаются тем, что при титровании к определяемому веществу прибавляют эквивалентное количество осадителя в виде стандартного раствора. Содержание определяемого компонента (вещества) рассчитывают по величине объема титранта, израсходованного на осаждение определяемого вещества.

В количественном анализе могут быть использованы только те реакции, которые отвечают следующим требованиям:

1. Реакция между определяемым веществом и стандартным раствором (титрантом) должна протекать в условиях, обеспечивающих образование осадка с минимальной растворимостью. (S ≤ 10 ^-5 моль/дм³).

2. Реакция образования осадка должна протекать быстро, количественно, стехиометрично. При этом не должно наблюдаться образование пересыщенных растворов.

3. Должна быть возможность выбора индикатора для фиксирования конечной точки титрования.

4. Явления адсорбции и соосаждения не должны влиять на результаты определения.

Методы осаждения дают возможность количественно определять соединения, анионы которых образуют осадки с катионами:

- серебра Аg⁺ + Вr^- → AgВr↓

- ртути Hg₂²⁺ + 2Сl^- → Hg₂Cl₂↓

- бария Ва²⁺ + SO₄^2- → BaSO⁴↓

- свинца Pb²⁺ + CrO₄2- → PbСrO₄↓

- цинка 3Zn²⁺ + 2К⁺ + 2[Fe(CN)6]^2- → Zn₃К₂[Fе(СN)₆]₂↓

Аргентометрия. Аргентометрический титриметрический метод анализа основан на применении в качестве осадителя стандартного раствора серебра нитрата для осаждения Сl^-, Br^-, I^- и др.:

АgNO₃ + NaCl ↔ АgCl↓ + NaNO₃

Стандартный раствор 0,1 моль/дм³ нитрата серебра может быть приготовлен:

- как первичный стандартный раствор;

- вторичный стандартный раствор.

Способы определения конечной точки титрования. В методе аргентометрии используют как безындикаторные, так и индикаторные способы фиксирования конечной точки титрования.

1. Безындикаторные способы.

Хлорид - ионы определяют по так называемому способу равного помутнения (метод Гей-Люссака). При этом анализируемый раствор титруют стандартным раствором серебра нитрата, конец титрования определяют путем отбора двух проб титруемого раствора в две пробирки вблизи конечной точки титрования: в одну из них прибавляют каплю стандартного раствора нитрата серебра, в другую – каплю стандартного раствора хлорида натрия такой же концентрации. В недотитрованном растворе появляется помутнение в пробирке с серебра нитратом, в перетитрованном ‒ в пробирке с натрия хлоридом. В конечной точке титрования раствор в обеих пробирках имеет одинаковое помутнение.

2. Индикаторные способы.

В зависимости от применяемого индикатора в аргентометрии различают следующие методы:

‒ метод Мора, основанный на реакции между ионами серебра и галогенид - ионами в присутствии индикатора ‒ раствора калия хромата, дающий с ионами серебра красно-бурый осадок хромата серебра:

NaBr + AgNO₃ → AgBr↓ + NaNO₃,

K₂CrO₄ + 2AgNO₃ → Ag₂CrO₄↓ + 2KNO₃.

Когда определяемые галогенид-ионы практически полностью осаждаются в виде AgHal, только тогда начинает выпадать кирпично-красный осадок Ag₂СrО₄;

‒ метод Фольгарда (тиоцианатометрия), основанный на реакции между ионами серебра и тиоцианат-ионами в присутствии ионов железа (III) в качестве индикатора:

Ag⁺ + NCS^- → AgNCS↓.

После осаждения ионов серебра в виде белого осадка AgNCS избыточная капля титранта реагирует с индикатором ‒ раствором железоаммонийных квасцов NH₄[Fe(SO₄)₂] ∙12Н₂О с образованием растворимого красного комплекса:

Fе³⁺ + 3NCS^- → [Fе(NСS)₃]

‒ метод Фаянса - Ходакова основан на применении адсорбционных индикаторов, которые адсорбируются на поверхности осадка, изменяя его цвет. В качестве адсорбционных индикаторов в аналитической практике чаще всего используют флуоресцеин, дихлорфлуоресцеин, эозин и другие соединения.

В титриметрии применяют также метод меркурометрии, основанный на осаждении малорастворимых солей ртути (I), таких как Hg₂C1₂, Hg₂Br₂, Hg₂I₂:

Hg₂²⁺ + 2Сl^- ↔ Hg₂Cl₂↓