§2. Титриметрические методы

Титриметрические методы можно классифицировать по ряду признаков. Первая классификация рассматривает их с точки зрения процессов, лежащих в их основе. Выделяют четыре основных типа титрования:

1. Кислотно-основное титрование. Используется для определения концентрации кислот, оснований, а также солей, в результате гидролиза которых происходит изменение pH раствора (образуется сильная кислота или основание). Различают ацидиметрию (титрантом является сильная кислота, обычно HCl) и алкалиметрию (титрантом является сильное основание, обычно NaOH или KOH).

2. Окислительно-восстановительное титрование (редоксиметрия). Используется для определения концентрации окислителей и восстановителей. Включает целый ряд методов, названных по имени титранта: перманганатометрия (титрант – KMnO₄), бихроматометрия (K₂Cr₂O₇), йодометрия (I₂), броматометрия (KBrO₃), цериметрия (Ce(SO₄)₂), хромометрия (CrCl₂) и т.д.

3. Осадительное титрование. Применяется для определения ионов, образующих малорастворимые осадки. Наиболее важными из подобных методов являются аргентометрия (титрант – AgNO₃) и меркурометрия (Hg₂(NO₃)₂). Они используются преимущественно для определения содержания ионов Cl^-, Br^-, I^- и SCN^-.

4. Комплексометрическое титрование. В основе метода лежит образование комплексных соединений с определяемым веществом. Чаще всего используются органические комплексообразователи (например комплексон III – в комплексонометрии), а также некоторые неорганические (Hg(NO₃)₂ – в методе меркуриметрии).

По способу выполнения титрования различают прямое, обратное титрование и метод замещения. При прямом титровании титрант добавляют к титруемому веществу непосредственно. Примером прямого титрования можно считать йодометрическое определение иона AsO₄^3-. Но необходимо учитывать, что реакция, проходящая при титровании, должна соответствовать вышеперечисленным требованиям к реакции титрования. Поэтому, если скорость реакции мала, наблюдаются нежелательные побочные эффекты или невозможно зафиксировать точку эквивалентности, можно использовать прием обратного титрования. Сущность его заключается в прибавлении к определяемому веществу точно известный избыток титранта (T₁), дождаться окончания реакции и оттитровать избыток непрореагировавшего титранта другим веществом (T₂). Количество титранта, затраченное на определяемое вещество находят по разности общего количества и оттитрованного веществом T₂. Обратное титрование применяют, например, при йодометрическом определении ионов SO₃^2-, когда избыток йода, не прореагировавший с сульфитом оттитровывается тиосульфатом натрия.

Если реакция нестехиометрична, или протекает медленно, можно использовать метод замещения. Для этого применяют вспомогательный реагент, вступающий в стехиометрическую реакцию с определяемым веществом и дающий некоторый продукт, получающийся в эквивалентном количестве. Продукт этот оттитровывают соответствующим титрантом. Примером применения метода замещения может служить йодометрическое определение меди. При реакции Cu²⁺ с KI образуется осадок CuI и I₂, оттитровываемый тиосульфатом натрия.

По способам приготовления образцов для титрования рассматривают метод пипетирования и метод отдельных навесок. Метод пипетирования заключается в титровании равных объемов раствора, отобранных пипеткой из мерной колбы, в которой растворена навеска исследуемого вещества. Масса определяемого вещества находится по формуле , где­­- отношение объема пипетки к объему колбы.

Для обратного титрования .

Метод отдельных навесок заключается в том, что определенное число навесок вещества взвешивают на аналитических весах, растворяют в небольшом объеме растворителя и проводят их титрование. Масса вещества для каждой из навесок определяется по формуле .

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