Способы фиксирования точки эквивалентности

В химических методах анализа различают:

1. Безындикаторный. Один из растворов выступает в роли индикатора, например, в перманганатометрии, рабочий раствор - перманганат калия имеет интенсивную малиновую окраску.

2. Индикаторный, который предполагает использование интенсивно окрашенных индикаторов.

В инструментальных или физико-химических методах анализа точку эквивалентности определяют по изменению показания прибора (потенциометрическое, кулонометрическое, кондуктометрическое титрование) в ходе титрования. Физико-химические методы анализа используют для определения значительно меньших концентраций определяемы компонентов в исследуемых объектах.

Индикаторы в кислотно-основном титровании представляют собой интенсивно окрашенные слабые органические кислоты или основания, цвет которых зависит от их различного состояния (ионизированного, молекулярного и пр.) в растворе.

Теория индикаторов Оствальда.

1. Индикатор, используемый в кислотно-основном титровании, является слабой кислотой или основанием, способным к диссоциации. Индикатор кислотного типа Ind H диссоциирует в растворе:

Ind H Ind^-+Н⁺

Причем Ind H, молекулярная (недиссоциированная форма) и Ind^- -ионная (диссоциированная форма) имеют разную окраску. Причиной изменения окраски является изменение структуры индикатора.

По характеру окрашенных форм индикаторы могут быть двухцветные и одноцветные. У одноцветных индикаторов окрашена только одна форма (вторая бесцветная, например, фенолфталеин). У двухцветных индикаторов окрашены обе равновесные формы (например, метиловый оранжевый). Каждый индикатор имеет свою область значения рН, внутри которой он существует в виде двух форм (молекулярной и ионной), находящихся в состоянии равновесия. В этой области рН индикатора имеет переходную окраску (наложение двух форм). Так, у лакмуса молекулярная форма красная, ионная - синяя, молекулярно - ионная форма фиолетовая и сохраняется она при рН 5-8.

Пример:

Требования к индикаторам в титриметрии:

1. Равновесие между обеими формами индикатора должно достигаться

быстро, т.е. реакция должна идти быстро в обоих направлениях.

2. Чувствительность индикатора должна быть достаточно высокой. Если речь идет об изменении цвета, то индикатор должен быть интенсивно окрашенным соединением.

3. Необходимо, что бы реакция измеряемого соединения с индикатором не отражалась на его концентрации, т.е. чтобы можно было прибавлять индикатор в очень малом количестве.

Титранты, их приготовление и стандартизация. Способы титрования.

Реагент, добавляемый к анализируемому веществу с точно известной концентрацией называют титрантом. Часто такой раствор называют рабочим раствором. Титранты должны удовлетворять ряду требований. Они должны: а) легко и быстро приготавливаться; б) анализироваться простыми и общедоступными методами; в) смешиваться в необходимых соотношениях с титруемым раствором; г) быть устойчивыми в течение достаточно длительного времени; д) быть окрашенными.

Способы приготовления стандартных растворов.

1. Метод точной навески. Предполагает работу с растворами, которые не меняют свою молекулярную массу и объем при взаимодействии с воздухом. К таким веществам относятся щавелевая кислота, сода, бура (Na₂B₄O₇·10H₂O), бихромат калия и ряд других веществ. На аналитических (погрешность таких весов составляет 0,0002г) весах точно взвешивают вещество и переносят в мерную колбу для растворения, доводят до метки растворителем (водой) и тщательно перемешивают.

2. Фиксанальный метод. Предполагает приготовление растворов из фиксаналов. Фиксанал - ампула с сухим веществом или раствором с точно известной концентрацией. Фиксанал разбивают и переносят в колбу для растворения. Этот метод считается наиболее точным.

3. Метод приблизительной навески. Предполагает работу с растворами, которые меняют свою массу на воздухе, например, перманганат калия. Работать с такими растворами нельзя, поэтому перед применением их в качестве стандартных, необходимо оттитровать другим раствором с точно известной концентрацией.

4. Метод разбавления. Из раствора с точно известной концентрацией готовят разбавлением раствор другой концентрации. Концентрация полученного раствора зависит от концентрации исходного.

Требования, предъявляемые к реакциям в титриметрии:

• реакция должна протекать необратимо и количественно;

• скорость реакции должна быть высокой;

• должны отсутствовать побочные реакции;

• реакции между исследуемыми веществом и титрантом должны идти стехиометрично, т.е. соответствовать коэффициентам в уравнении реакции.

• должна легко и точно фиксироваться точка эквивалентности.