Принцип еквівалентності в титриметричному аналiзi

Титриметричний аналiз заснований на принципi еквівалентності, у вiдповiдностi з яким речовини реагують мiж собою в еквівалентних кількостях.

Наприклад, визначувана речовина А реагує з розчином титранту В за стехiометричним рiвнянням aA + bB ® Продукти реакцiї, (V)

то еквiвалентними масами цих речовин будуть aM(A) та bM(B), де M(A) та M(B) – молярнi маси речовин А i В, відповідно a i b – стехiометричнi коефiцiєнти.

Рiвняння (I) можна записати у вигляді: A + (b/a)B ® Продукти реакцiї, (VI)

Це означає, що одна частинка речовини А еквiвалентна b/a частинкам речовини В. Вiдношення b/a = f_екв(В) називають фактором еквiвалентностi речовини В. Фактор еквiвалентностi є безрозмiрною величиною, рiвною або меншою від одиницi. Величину М(f_екв(B)В) називають еквівалентом або еквівалентною масою речовини В.

Еквівалентом називається деяка реальна або умовна частинка, яка може приєднувати, звільняти або бути яким-небудь іншим чином еквівалентна одному йону водню в кислотно-основних реакціях або одному електрону в окисно-відновних реакціях.

При використаннi термiну “еквiвалент” або “фактор еквiвалентностi” завжди потрiбно вказувати, до якої конкретної реакцiї вiн вiдноситься. Наприклад, для реакцiї

2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O

f_екв(NaOH) = 1 та f_екв(H₂SO₄) = 1/2.

Важливою величиною для розрахункiв у титриметричному аналiзi є молярна маса еквівалента речовини M(1/2H₂SO₄).

Вiдношення кiлькостi речовини, вираженої в еквiвалентах, до об'єму розчину називають молярною концентрацією еквівалента

. (4.1)

Розчин, що мiстить 1 моль еквiвалентiв речовини А в 1 л, називають нормальним розчином i позначають буквою "н".

Для окисно-вiдновних реакцiй молярна маса еквiвалента речовини визначається масою частини моль, що еквiвалентна одному електрону в данiй реакцiї

5Na₂C₂O₄ + KMnO₄ + 8H₂SO₄ « 2MnSO₄ + 10CO₂ + 5Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O.

З пiвреакцiй:

C₂O₄^2– – 2e^– ® 2CO₂;

MnO₄^– + 5e^– + 8H⁺ ® Mn²⁺ + 4H₂O;

видно, що при окисненнi молекула Na₂C₂O₄ вiддає 2 електрони, тому f(Na₂C₂O₄) = 1/2 i, при вiдновленнi KMnO₄ приєднується 5 електронiв, таким чином, f_екв(KMnO₄) = 1/5.

Молярну концентрацiю розчину, приготованого у мiрнiй колбi з точної наважки речовини А, розраховують за формулою:

, (4.2)

де m(A) - наважка речовини А (г); M(f_екв(A)A) – молярна маса еквiвалента речовини А (г/моль); V – об’єм мiрної колби, л.

Дещо перетворену формулу (4.2) можна використати для обчислення маси речовини А, потрiбної для приготування певного об'єму V(A) розчину заданої концентрацiї C(f_екв(A)A):

m(A) = M(f_екв(A)A) C(f_екв(A)A) V(A). (4.3)

Титр - один iз способiв вираження концентрацiї - число грамів розчиненої речовини в 1 мл розчину. Зв'язок мiж концентрацiєю речовини в моль/л i титром виражає формула:

T_A = C(A) M(A)/1000, (г/мл). (4.4)

Деколи вживають поняття титр стандартного розчину A за речовиною B:

T_A/B = C(A) M(B)/1000, (г В/мл р-ну А). (4.5)

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.