Билет №20

!!!!!! Титра́нт — реагент с точно известным титром (концентрацией), добавляемый к исследуемому раствору для количественного анализа содержащихся в нем веществ или их элементов (ионов, функциональных групп).

В зависимости от вида титриметрического анализа в качестве титранта могут выступать:

• в кислотно-основном титровании: сильные кислоты и основания, например: NaOH, KOH, HCl.

• в окислительно-восстановительном титровании: окислители и восстановители, например перманганат калия и иод

• в комплексонометрии: этилендиаминтетрауксусная кислота или другие комплексоны

• в аргентометрии (анализе, основанном на реакциях осаждения): растворимые соли серебра

Существуют разные способы приготовления титрованных растворов:

1.    за точной навеской исходного вещества (первичный стандартный раствор)

2.      с помощью стандартного вещества или стандартного раствора (вторичный стандартный раствор)

3.      с помощью “фиксанала” (первичный стандартный раствор)

Под стандартизацией раствора титранта понимают установление его точной концентрации с относительной погрешностью, не превышающей  0,1%.

Различают приготовленные и установленные растворы титрантов. Приготовленные растворы точной концентрации получают растворением точной навески тщательно очищенного исходного вещества в определенном объеме воды или другого растворителя. Так готовят, например, титрованный раствор NaCl.

Однако многие растворы, например титрованный раствор HCl, приготовить этим способом нельзя. В таких случаях готовят раствор титранта, концентрация которого известна лишь приблизительно, а затем его стандартизуют, т.е. устанавливают концентрацию точно. Эти растворы называют установленными. Для стандартизации растворов применяют специальные установочные вещества – первичные стандарты. Эти вещества должны иметь состав, точно отвечающий химической формуле, быть устойчивыми на воздухе и иметь по возможности большую молярную массу эквивалента *. Они должны быть также доступными и легко очищаться от примесей. Реакция титранта с раствором установочного вещества должна отвечать требованиям, которые предъявляются к титриметрическим реакциям, т.е. протекать быстро, количественно и стехиометрически.

!!!!!!  При титровании слабой кислоты сильным основанием точка эквивалентности отвечает уже не нейтральной среде, а смещается в сторону более высоких pH, тем более высоких, чем слабее кислота. Потенциометрическое титрование и в этом случае дает возможность достаточно четко определить положение эквивалентной точки.

 Построение кривой титрования слабого основания сильной кислотой производится аналогично титрованию слабой кислоты сильным основанием. На участке до точки эквивалентности в растворе находится буферная смесь — слабое основание и соль слабого основания и сильной кислоты. В точке эквивалентности в растворе будет находиться соль слабого основания и сильной кислоты и pH раствора будет зависеть от гидролиза этой соли. За точкой эквивалентности pH раствора будет определяться только за счет избытка сильной кислоты, так как гидролиз соли в этих условиях будет подавлен.

Вследствие меньшей диссоциации слабой кислоты или слабого основания электропроводность вначале

минимальна, но по мере образования ионизированной соли она возрастает. Можно одновременно титровать смесь сильной и слабой кислот (или сильного и слабого оснований) сильным основанием (соответственно сильной кислотой).

Для обнаружения точки эквивалентности применяют индикаторы. В кислотно-основном титровании наиболее широкое распространение получили цветные индикаторы, окраска которых зависит от pH раствора.

По химической природе кислотно-основные индикаторы являются слабыми органическими кислотами или основаниями, частично диссоциирующими в растворе: HInd H+ + Ind-, где HInd – недиссоциированная молекула индикатора; Ind- – анион индикатора. Согласно теории ионных окрасок Оствальда, HInd и Ind- имеют разную окраску. Изменение цвета индикатора при изменении pH эта теория связывает со смещением равновесия диссоциации индикатора. С увеличением концентрации ионов водорода это равновесие смещается влево, и раствор приобретает окраску HInd; при уменьшении кислотности возрастает концентрация Ind-, и окраска раствора изменяется. Если одна из форм индикатора (HInd или Ind-) бесцветна, то индикатор называют одноцветным, в отличие от двухцветных, у которых окрашены обе формы. У одноцветных индикаторов (например, фенолфталеина) при изменении pH происходит обесцвечивание раствора или появление окраски.

Рассмотрим один из наиболее распространенных индикаторов – метиловый оранжевый. Кислая форма HInd у него имеет красный цвет, а основная Ind- – желтый.

Кислотно-основные индикаторы изменяют свою окраску в области интервала перехода, независимо от того, достигнута или не достигнута точка эквивалентности.

Правильно выбранный индикатор изменяет окраску в области скачка титрования. Наблюдаемое при титровании резкое изменение цвета индикатора при добавлении лишь одной капли титранта связано с резким (в несколько единиц) изменением pH в области скачка. У неправильно выбранного индикатора изменение окраски может происходить задолго до наступления точки эквивалентности (в недотитрованных растворах) или после нее (в перетитрованных). При этом изменение цвета раствора не будет столь резким, как вблизи точки эквивалентности.

Выбирают индикатор с помощью кривой титрования. Для этого на график кривой титрования наносят интервал перехода индикатора. У правильно подобранного индикатора интервал перехода полностью или частично перекрывается скачком титрования. Если такого перекрывания нет, индикатор для данного титрования не подходит.

Величину pH, при которой заканчивается титрование с данным индикатором, называют показателем титрования и обозначают pT. Показатель титрования находится близко к середине интервала перехода индикатора. У метилового оранжевого pT 4,0, у фенолфталеина 9,0 и т.д. Правило выбора индикатора можно сформулировать также, пользуясь понятием pT. Индикатор пригоден для данного титрования, если его pT лежит в пределах скачка титрования.