ximia

Титриметрический анализ.

Титриметрический анализ основан на точном измерении количества реактива, израсходованного на реакцию с определяемым веществом.

Слово «титриметрический» произошло от слова титр (titre - франц.- титул, качество; titulus - лат.- надпись). В аналитической химии титр - один из способов выражения концентрации.

Титр показывает число граммов растворенного вещества в 1 мл (см3) раствора.

В методах классического титриметрического анализа количество реактива, израсходованного на реакцию с определяемым веществом, находят по объему раствора вещества, вступившего в реакцию.

Анализируемый раствор называют аналитом, а раствор, которым титруют, называют титрованным или стандартным раствором. Концентрация стандартного раствора должна быть известна с высокой точностью.

Титрование - это постепенное прибавление титрованного раствора к анализируемому для определения точно эквивалентного количества.

Момент титрования, когда количество добавленного титранта химически эквивалентно количеству титруемого вещества, называют точкой эквивалентности. Её можно заметить по изменению индикатора - специального вещества, которое вводят в титруемый раствор (внутренняя индикация). В области точки эквивалентности (т.э.) индикатор изменяет свой цвет, образует осадок или вызывает другой наблюдаемый эффект. В области т.э. индикатор изменяет свой цвет, образует осадок или вызывает другой наблюдаемый эффект.

Момент титрования, когда наблюдается изменение индикатора, называется точкой конца титрования (т.к.т.).

В идеальном случае т.э. и т.к.т. совпадают. Чем больше разница между ними, тем больше погрешность титрования при прочих равных условиях. Поэтому необходимо тщательно подходить к подбору индикатора.

Индикаторы

Индикаторы - вещества, которые дают возможность установить конечную точку титрования.

Различают внутренние и внешние индикаторы. Часто индикатор вводят в титруемый раствор. В процессе титрования он всё время там находится. Такая индикация называется внутренней. Иногда во время титрования отбирают каплю титруемого раствора и помещают её на индикаторную бумагу или фильтровальную бумагу, пропитанную раствором индикатора, а также смешивают каплю титруемого раствора с каплей индикатора на часовом стекле. Такая индикация называется внешней.

Различают обратимые и необратимые индикаторы.

Индикатор может представлять собой обратимую систему, изменяющуюся в ту или иную сторону по мере изменения того или иного физико-химического параметра ( например, рН раствора, окислительно-восстановительного потенциала и т.д.). Это обратимые индикаторы.

Пример. Индикаторы, применяемые в методе нейтрализации, способны менять свою окраску практически любое число раз по мере изменения рН в сторону кислотной или щелочной реакции.

Необратимые индикаторы - индикаторы, с помощью которых можно наблюдать конечную точку титрования только один раз, что обусловлено необратимым изменением химического состава и строения индикатора.

Пример. Окислительно-восстановительные индикаторы, которые в процессе окисления-восстановления подвергаются химическому разрушению.

В ряде случаев роль индикатора выполняет одно из веществ, принимающих участие в реакции или образующихся в ходе титрования.

Пример 1. Титрование тиосульфатом натрия (Na2S2O3) перманганата калия (KMnO4), избыток которого окрашивает титруемый раствор в малиновый цвет.

Пример 2. Титрование броматом в кислой среде, сопровождающееся при избытке бромата выделением свободного брома, окрашенного в желто-бурый цвет.

^ Классификация индикаторов

В зависимости от типа используемой при титровании реакции индикаторы делят на:

Кислотно-основные, реагирующие на изменение рН раствора. Используются в методах нейтрализации и колориметрии для определения рН среды (фенолфталеин, метилоранж и др.).

Окислительно-восстановительные (ред-окс) индикаторы, реагирующие на изменение окислительно-восстановительного потенциала системы. Используются в реакциях окисления-восстановления (дифениламин, азокрасители и др.).

Комплексонометрические индикаторы, представляющие собой органические красители, образующие с катионами окрашенные комплексные соединения (металл-индикаторы), разрушающиеся под действием титранта. С изменением окраски. Используются в методах комплексообразования. К ним относятся: эриохром черный Т, ксиленоловый оранжевый и др.

Адсорбционные индикаторы, реагирующие на изменение концентрации ионов, осаждаемых в виде малорастворимых соединений, например, при изменениии концентрации Cl- , осаждаемого в виде AgCl. Примерами таких индикаторов служат: флуоресцеин, эозин и др.

Известны также: радиоактивные, хемилюминесцентные и др. индикаторы.

половина 1

Электрогравиметрический метод анализа

Характеристика метода. Метод весового гравиметрического электроанализа основан на точном измерении массы определяемого вещества или его составных частей, выделяемых в химически чистом состоянии на погруженных в анализируемый раствор электродах при прохождении через раствор постоянного электрического тока. На электродах могут выделяться металлы (например, Си), образовываться оксиды (например, РЬ02) или малорастворимые соли (например, AgCl). Разложение вещества под действием электрического тока называют электролизом. В процессе электролиза положительно заряженные ионы (катионы) движутся к отрицательно заряженному электроду (катоду) и, принимая от него электроны, восстанавливаются до металлов; при этом ионы водорода, находящиеся в растворе, образуют водород. Отрицательно заряженные ионы (анионы) движутся к положительно заряженному электроду (аноду) и, отдавая ему свои электроны, окисляются; при этом ионы гидрокси-ла, находящиеся в растворе, образуют кислород, который удаляется в виде газа, и около анода скапливаются Н+-иоиы. Образовавшееся при электролизе вещество (металл, оксид, соль) взвешивают и по его массе вычисляют содержание этого вещества в анализируемом растворе. Существуют два варианта электрогравиметрического метода. По первому из них, наиболее широко распространенному, который, собственно, и называют электрогравиметрическим методом, выделение вещества на электродах происходит при действии постоянного тока, полученного от внешнего источника (аккумулятора, выпрямителя и т. п.). По второму варианту постоянный ток возникает при погружении в анализируемый раствор так называемой гальванической пары, и в этом случае внешнего источника тока не требуется.

Этот вариант электрогравиметрического анализа называют методом внутреннего электролиза. Особым видом электролиза является метод электролиза с ртутным катодом. Преимущества электрогравиметрического метода анализа. Электрогравиметрический метод анализа широко применяют в аналитической практике, особенно при исследовании цветных металлов и их сплавов. Он весьма прост, удобен и достаточно точен. Электрогравиметрические определения выполняют сравнительно быстро. Особым их преимуществом является то, что они ие требуют введения в анализируемый раствор посторонних веществ, как это делается в обычном гравиметрическом анализе. Так как каждый элемент электролитически осаждается при определенном напряжении, называемом потенциалом разложения, то, подбирая и регулируя электродный потенциал, можно электролитически разделять многие элементы.

Например, при пропускании тока через азотнокислый или сернокислый раствор, содержащий ионы меди и кадмия в равных концентрациях, ионы меди восстанавливаются легче (Cu2+/cu - 0,3448 В), чем ионы кадмия (Cu2+/cd = -0,4020 В). Если во время электролиза поддерживать потенциал катода равным 2 В при силе тока 0,5 А, то электролитически будет выделяться только медь, а ионы кадмия будут оставаться в растворе. Применяя электролитическое осаждение, можно отделять посторонние примеси от главных компонентов анализируемой смеси. При электроанализе отпадает необходимость в отфильтровывании выделенного осадка. Схема установки для электроанализа приведена на рис. 83. Электроды. При электрогравиметрических определениях обычно применяют платиновые электроды. В большинстве случаев электроды изготовляют в виде сетчатых цилиндров, вставляемых один в другой.

Иногда применяют сетчатый катод и свернутый в спираль анод, а также некоторые другие типы электродов. Вследствие высокой стоимости платиновых электродов их заменяют иногда вольфрамовыми, серебряными, никелевыми, графитовыми и другими электродами. Можно применять катоды из легированной стали и аноды из свинца, железа и никеля. Метод внутреннего электролиза. Метод внутреннего электролиза основан на использовании электрического тока, возникающего при погружении в анализируемый раствор двух электродов, составляющих гальваническую пару, например цинк и платина.