Введение

Титриметрические методы анализа занимают важное место в аналитической практике, так как они сочетают в себе такие характеристики как точность, экспрессность, низкая себестоимость анализа.

Сущность титриметрии

Вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах (). Так как ,где —молярная концентрация эквивалента, а — объем, в котором растворено вещество, то для двух стехиометрически реагирующих веществ справедливо соотношение:

. (1)

Следовательно, можно найти неизвестную концентрацию одного из ве­ществ (пусть ), если известны объем его раствора и объем и концен­трация прореагировавшего с ним вещества:

Зная молекулярную массу эквивалента, находят массу вещества:

.

Чтобы зафиксировать конец реакции, который называют точкой стехиометричности, или точкой эквивалентности (ТЭ), раствор с известной концентрацией вещества (его и называют титрантом, Т) постепенно, небольшими порциями, добавляют к раствору определяемого вещества A. Этот процесс называют титрованием. После добавления каждой порции титранта в растворе устанавливается равновесие реакции титрования:

продукты

Реакция титрования должна отвечать следующим требованиям:1) быть строго стехиометричной; 2) протекать быстро; 3) протекать количественно, поэтому константа равновесия должна быть высокой; 4) должен существовать способ фиксирования точки эквивалентности.

Экспериментально конец титрования устанавливают по изменению цвета индикатора или какого-либо физико-химического свойства раствора. Эта точка, называемая конечной точкой титрования (КТТ), в общем случае не совпадает с теоретически рассчитанной точкой эквивалентности.

В титриметрии используют реакции всех типов – С переносом протона, электрона, электронной пары, а также процессы осаждения.

По способу выполнения различают прямое, обратное титрование и титрование заместителя.

При прямом титровании титрант непосредственно добавляют к титруемому веществу. Такой способ применим только при выполнении всех требований, перечисленных выше.

Если скорость реакции мала, или не удается подобрать индикатор или наблюдаются побочные эффекты, например потери определяемого вещества вследствие летучести, можно использовать прием обратного титрования: добавить к определяемому веществу заведомый избыток титранта , довести реакцию до конца, а затем найти количество не прореагировавшего титранта титрованием его другим реагентомс концентрацией. Очевидно, что на определяемое вещество затрачивается количество титранта , равное разности .

Если реакция нестехиометрична или протекает медленно, можно использовать титрование заместителя. Для этого проводят стехиометрическую реакцию определяемого вещества с вспомогательным реагентом, а получающийся в эквивалентном количестве продукт оттитровывают подходящим титрантом.

Обычно при титриметрическом определении проводят несколько параллельных титрований. При этом возможны два варианта: метод пипетирования и метод отдельных навесок.

Метод пипетирования заключается в титровании ровных порции раствора (аликвот ), отбираемых пипеткой из мерной колбы определенного объема, в которой растворена навеска анализируемого вещества. Массу определяемого веществавычисляют по уравнениюc1V1=c2V2, подставляя в него среднее арифметическое из результатов параллельных титрований . При этом учитывают молекулярную массу эквивалента определяемого веществаMA и вводят коэффициент 10-3, поскольку все объемы выражают в миллилитрах, а коэффициент титранта cT выражена в молях эквивалентов в литре:

для прямого титрования

,

для обратного титрования

(в аликвоте).

Для нахождения процентного содержания следует учесть массу навески m:

Метод отдельных навесок заключается в том, что n навесок вещества (m1,m2 и т. д.), взятых на аналитических весах, растворяют в небольших объемах растворителя (знать их нет необходимости) и проводят титрование в каждом растворе. В этом случае количество вещества в каждой навеске равно миллимоль и

Метод пипетирования более экспрессен и менее трудоемок, но и менее точен, чем метод отдельных навесок.