1.3. Стандартные растворы – титранты

Титрант (рабочий раствор) – это раствор с известной концентрацией вещества, которое может быть реагентом для определенной титриметрической реакции. Основное требование к растворам титрантам – устойчивость химического состава во времени и высокая точность определения концентрации реагента. Поэтому необходимо брать во внимание такие процессы, как поглощение СО₂, потери NH₃ и т.д.

Все титранты в зависимости от способа получения растворов делятся на две группы:

Первичный стандартный раствор (стандарт-титр).

а) Выпускаются ГСО титрантов – стандарт-титры.

б) Готовят растворы известной концентрации по точной навеске чистого химического вещества известного стехиометрического состава или из фиксанала. Фиксанал – ампула, в которую запаяно точно известное количество стандартного вещества или раствора.

Требования к первичным стандартным веществам:

состав соединения должен строго соответствовать химической формуле (примесей < 0,05 %);
вещество должно быть устойчивым при комнатной температуре, то есть вещества гигроскопичные, окисляющиеся кислородом воздуха, поглощающие СО₂ и т.д. не пригодны;
по возможности вещество должно иметь большую молекулярную массу (уменьшается погрешность взвешивания).

Установленные или вторичные растворы.

Титрант готовится из раствора или навески реагента с приблизительной концентрацией, а ее точное значение определяется титрованием по первичному стандарту или каким-либо другим методом, например, гравиметрическим.

Относительная погрешность установления концентрации титранта должна быть не более  0,1% (чаще 0,05 %).

1.4. Способы выражения концентрации стандартных растворов

Молярная концентрация (молярность) – число молей стандартного вещества в 1 дм³ раствора.

, [моль/дм³], [М]

Молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация, нормальность) – число молей эквивалентов стандартного вещества в 1 дм³ раствора.

, [моль экв/дм³], [н.]

Титр по исходному веществу (массовая концентрация _С) – количество граммов стандартного вещества в 1 см³ раствора.

, [г/см³]

Титр по определяемому веществу – масса определяемого вещества, с которой реагирует 1 см³ стандартного раствора.

, [г/см³]

Преобразуем это выражение.

где Т_R_/А – титр по определяемому веществу, г/мл

С^Э_р-ра_R – молярная концентрация эквивалента раствора титратнта, моль/дм³

М^Э_{в-ва А} – молярная масса эквивалента определяемого вещества А, г/моль

Удобно использовать при проведении однотипных титриметрических определениях. Например, Т(HCl/CaCO₃) = 0,008 г/см³ означает, что 1 см³ раствора HCl реагирует с 0,008 г CaCO₃. Расчет массы определяемого вещества: m(CaCO₃) = V_HClТ(HCl/CaCO₃).

1.5. Закон эквивалентов

Эквивалент – это некая реальная или условная частица (целая или часть какой-либо формульной единицы: молекулы, иона и т.д.), которая равноценна (эквивалентна) одному атому водорода в кислотно-основной реакции, или одному электрону в окислительно-восстановительной реакции, или одному лиганду в реакции комплексообразования.

Эквивалент вещества А может быть равен или быть в z раз меньше его формульной единицы. Это зависит от конкретной реакции, в которой вещество А участвует.

, z = 1, 2, 3,… – число эквивалентности;