МЕТОДЫ АНАЛИЗА

1. ОБЪЕМНЫЕ МЕТОДЫ

2. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

3. ДЕНСИМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

4. РЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

5. ПОЛЯРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

6. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

8. РЕОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

1. Объемные методы

Методы количественного определения, основанные на измерении объема раствора реагента, израсходованного на реакцию с определяемым веществом, называются методом титрометрического или объемного анализа.

Объемные методы анализа основаны на протекании реакций нейтрализации, окисления — восстановления, осаждения и др.

Процесс приливания одного раствора, находящегося в бюретке, к другому раствору для определения концентрации одного из них называется титрованием. Обычно измеряют объем раствора реагента, концентрация которого точно известна.

В титрометрических методах необходимо выполнять следующие требования:

1) взаимодействие между определяемым веществом и реактивом должно идти в определенных стехиометрических соотношениях; 2) реакция должна протекать быстро; 3) реагент не должен вступать в реакцию с посторонними веществами; 4) следует соблюдать точное и строгое фиксирование точки эквивалентности, т. е. такого момента титрования, когда реагент добавлен в эквивалентном количестве.

Конец титрования определяется изменением окраски индикатора или изменением каких-либо других физико-химических свойств при достижении концентрации реагирующих веществ, как можно более близких к точке эквивалентности.

Момент титрования, когда индикатор изменяет окраску, назы­вают точкой конца титрования.

Титрометрические определения подразделяют на прямое, косвенное и обратное титрование.

Прямым титрованием называют метод, когда к анализируемому раствору вещества непосредственно добавляют раствор известной концентрации (рабочий раствор).

При косвенном титровании анализируемое вещество замещают эквивалентным количеством другого вещества, а затем титруют рабочим раствором. Косвенное титрование применяют, когда нет подходящего индикатора для прямого титрования.

Обратное титрование используют в тех случаях, когда прямое титрование невозможно. При этом берут два рабочих раствора, один из которых добавляют в избытке, а вторым титруют избыток первого.

При всех расчетах результатов анализа используется зависимость:

(2.1)

где V₁ и V₂ — объемы реагирующих веществ; М₁ и М₂ — молярности растворов реагирующих веществ.

Содержание определяемого вещества в образце (г)

(2.2)

где V — объем титрованного раствора, пошедшего на титрование, см³; М_экв — молярная масса эквивалента определяемого вещества, г/моль; п — молярность титрованного раствора; К— коэффициент молярности.

Процентное содержание вещества в каком-либо объекте, например в готовом кондитерском изделии, рассчитывают по формуле

(2.3)

/И-10

где т — масса навески объекта исследования, г.

Остальные обозначения в формуле (2.3) те же, что в формуле (2.2).

Иногда результат анализа выражают в градусах кислотности или щелочности.

В кислотно-основных титрованиях полное изменение цвета индикатора достигается обычно после добавления одной лишней капли титранта (раствора, которым титруют). Индикаторы сами являются кислотами или основаниями, и на их нейтрализацию также расходуется титрант. Для уменьшения этой ошибки применяют как можно меньшее количество индикатора — 2—3 капли разбавленного раствора.

Для оценки точности результатов анализа применяют методы добавок и холостой пробы.

Метод добавок. Проводят несколько параллельных определений, прибавляя к некоторым пробам точные количества определяемого вещества. При правильном анализе разность количества вещества, найденная в пробах с добавками и без них, должна соответствовать количеству добавки.

Метод холостой пробы. При проведении холостого опыта анализируемый продукт заменяют дистиллированной водой. Во всех других отношениях точно следуют условиям методики, применяемой при анализе пробы: приливают те же количества реактивов, разбавляют раствор до того же объема, то же количество времени используют при проведении каждой стадии анализа и т. д. После завершения холостого опыта полученную величину в виде поправки используют при расчете результатов анализа.

При неполном совпадении конца титрования с точкой эквивалентности возможна ошибка титрования (табл. 2.1.).

Таблица 2.1 Возможные ошибки титрования и меры по их устранению

Капельная В прибавляемой по- Применение для титрования раство-

следней капле раствора ра меньшей концентрации или уве-содержится определен- личение объема титруемой пробы

ное количество вещества, часть которого излишняя

Индикаторная Несовпадение точки пе- Условия и техника проведения ана-рехода индикатора с точ- лиза должны быть близки к услови-

кой эквивалентности ям и технике установления моляр-

ности титрованного раствора

Техническая Неполное удаление воз- Для удаления пузырька воздуха сги-духа из кончика бюретки бают каучуковую трубку, кончик бю-перед титрованием ретки поднимают вверх и открывают

зажим; пузырек воздуха поднимается вверх и выходит с некоторым коли-

чеством раствора. Для удаления пу-

зырька из бюретки с краном кончик

бюретки опускают в раствор, откры-

_ вают кран и грушей засасывают ра-

_ створ в бюретку так, чтобы пузырек воздуха оказался выше крана

Примечание. К ошибкам может привести несоблюдение следующих правил: воронка после заполнения бюретки при титровании должна быть из нее вынута; при титровании нельзя допускать быстрое вытекание раствора даже вна­чале; вблизи конечной точки раствор прибавляют особенно осторожно (по од­ной капле); кончик бюретки должен находиться внутри горлышка колбы, в ко­торой ведется титрование, не касаясь стенок колбы; в процессе титрования жид­кость в колбе следует непрерывно перемешивать (целесообразно использовать магнитную мешалку), а стенки колбы — периодически обмывать дистиллиро­ванной водой.

На точность титрования влияет объем затраченной на него жидкости. Он должен составлять не менее 20 % от объема бюретки, но не более объема бюретки. Лучшие результаты получают, если при титровании из бюретки объемом 25 см³ расходуется от 15 до 20 см³ жидкости, а из бюретки 50 см³ — от 20 до 40 см³.

Если при титровании наступает момент, когда нельзя сказать с уверенностью, достигнута ли конечная точка титрования, следует записать показания, затем прибавить еще одну каплю титранта и продолжить наблюдения до заметного изменения окраски индикатора титруемого раствора. Если окраска изменилась, то фиксируют значение объема и вновь добавляют еще одну каплю. Для расчета используют максимальный объем раствора, который не дает больше существенного изменения окраски.

Оставшийся в бюретке раствор нельзя возвращать в склянку с титрованным раствором.