Растворы, применяемые в титриметрическом методе анализа

При проведении титриметрического анализа применяют растворы с точно известной концентрацией.

Растворы с точно известной концентрацией бывают двух типов: растворы первичных стандартов и стандартизованные растворы (вторичные стандарты).

Растворы первичных стандартов (Na₂CO₃,

Na₂C₂O₄, K₂Cr₂O₇) готовят растворением

точной навески вещества в мерной колбе

РАСТВОРЫ

Вторичные стандарты (NaOH, HCl, KMnO₄,

AgNO₃ и т. д.) готовят примерной концен-

трации. Точную концентрацию определяют,

проводя операцию стандартизации

Процесс определения концентрации вторичного стандарта по раствору (навескам) первичного стандарта (установочного вещества) называется стандартизацией раствора.

Операцию стандартизации можно проводить следующими способами:

1) способ пипетирования – титрование аликвот раствора первичного стандарта;

2) способ отдельных навесок – титрование отдельных навесок первичного стандарта.

К первичным стандартам предъявляются определенные требования:

• высокая степень чистоты вещества и надежные способы её подтверждения;

• состав вещества должен строго соответствовать химической формуле;

• вещества должны быть устойчивыми при хранении, не должны подвергаться воздействию компонентов атмосферы (окисляться, поглощать влагу и СО₂ из воздуха);

• вещества должны легко очищаться кристаллизацией, не содержать или содержать точно известное количество кристаллизационной воды;

• соединение должно иметь большую молярную массу, так как это снижает ошибку при взвешивании.

Способы титрования

В любом методе титриметрического анализа существует несколько способов титрования. Различают прямое титрование, обратное титрование и титрование по замещению.

Прямое титрование – к раствору определяемого вещества добавляют по каплям титрант до достижения точки эквивалентности.

Схема титрования: X + R = P.

Закон эквивалентов для прямого титрования:

C_{(1/z) Х} V_Х = C_{(1/z) R}V_{R .} (2)

Количество (массу) определяемого вещества, содержащееся в исследуемом растворе, вычисляют, используя закон эквивалентов (для прямого титрования)

m_Х= C_(1/z)R V_R M_(1/z)Х ٠10^-3 , (3)

где C_(1/z)R – молярная концентрация эквивалента¹ титранта, моль/дм³;

V_R – объем титранта, см³;

M_{(1/z) Х} – молярная масса эквивалента определяемого вещества;

C_(1/z)Х – молярная концентрация эквивалента определяемого вещества, моль/дм³;

V_Х – объем определяемого вещества, см³.

Обратное титрование – используют два титранта. Сначала к анализируемому раствору добавляют точный объем первого титранта (R₁), взятый в избытке. Остаток непрореагировавшего титранта R₁ оттитровывают вторым титрантом (R₂). Количество титранта R₁, израсходованного на взаимодействие с анализируемым веществом (Х) определяют по разности между добавленным объемом титранта R₁ (V₁) и объемом титранта R₂ (V₂) затраченного на титрование остатка титранта R₁.

Схема титрования: X + R_{1фиксированный избыток} = P₁ (R_{1остаток}).

R_{1остаток} + R₂ = P₂.

При использовании обратного титрования закон эквивалентов записывается следующим образом:

. (4)

Массу определяемого вещества в случае обратного титрования вычисляют по формуле

. (5)

Способ обратного титрования применяется в тех случаях, когда для прямой реакции невозможно подобрать подходящий индикатор или она протекает с кинетическими затруднениями (низкая скорость химической реакции).

Титрование по замещению (косвенное титрование) – применяют в тех случаях, когда прямое или обратное титрование определяемого вещества невозможно или вызывает затруднения либо отсутствует подходящий индикатор.

К определяемому веществу Х добавляют какой-либо реагент А в избытке, при взаимодействии с которым выделяется эквивалентное количество вещества Р. Затем продукт реакции Р оттитровывают подходящим титрантом R.

Схема титрования: X + А_{избыток} = P_1.

P₁ + R = P_2.

Закон эквивалентов для титрования по замещению записывают следующим образом:

. (6)

Так как число эквивалентов определяемого вещества Х и продукта реакции Р одинаковы, расчет массы определяемого вещества в случае косвенного титрования вычисляют по формуле

m_Х= C_{(1/z) R} V_R M_{(1/z) Х}٠10^-3. (7)