Титриметричний аналіз

План

1. Титриметричний аналіз, його класифікація
2. Поняття про стандартні розчини. Титр
3. Титрування та його види
4. Метод нейтралізації
5. Оксидиметрія
6. Розрахунки в титриметричному аналізі

Титриметричний аналіз, його класифікація

Титриметричним аналізом називається метод кількісного аналізу, в якому кількість досліджуваної речовини визначається шляхом точного вимірювання об’ємів реагуючих речовин.

Реакції, які використовуються в титриметричному аналізі, повинні задовольняти такі вимоги:

1. реакції повинні бути практично необоротними;
2. момент закінчення реакції повинен бути добре помітний;
3. реакція повинна протікати дуже швидко, практично моментально.

Титриметричний аналіз в залежності від типу використаних хімічних реакцій ділять на такі групи:

1. нейтралізації (кислотно-основні);
2. оксидиметрії (окисно-відновні)
3. осадження
4. комплексометрії

Поняття про стандартні розчини. Титр

Стандартний розчин (титрований або робочий) – розчин речовини, яка вступає в реакцію з досліджуваною речовиною, що має точно відому концентрацію. Всі стандартні розчини титриметричного аналізу ділять на 2 типа: приготовані і встановлені.

Приготованим стандартним розчином називають такий розчин, точна концентрація якого досягається в результаті його приготування: точну наважку розчиняють в мірній колбі. Титр такого розчину дорівнює масі наважки, поділеній на об’єм колби, в якій приготований розчин.
Вимоги до речовин, з яких виготовляють стандартні розчини:

1. повинні мати точний хімічний склад, який виражається точною формулою
2. склад речовини не повинен змінюватися під час приготування розчину

Встановлені стандартні розчини готують таким чином: спочатку готують розчин приблизної концентрації, а потім встановлюють його точну концентрацію шляхом титрування. Речовину, за якою встановлюють титр стандартного розчину, називають вихідною речовиною. Речовину, з якої приготований стандартний розчин, називається робочою речовиною.
Титром за робочою речовиною називають число грамів робочої речовини, яка міститься в 1 см³ його розчину. Наприклад ТH₂SO₄ = 0,004912 г/см³ означає, що в 1 см³ цього розчину міститься 0,004912 г чистої H₂SO₄.
Титром за певною речовиною називають масу речовини, що визначається, в грамах, від титровану 1см³ робочого розчину. Наприклад, якщо Т H₂SO₄/NaOH = 0,004006 г/см³, це означає, що 1 см³ робочого розчину H₂SO₄, відтитровує 0,004006 г NaOH.

Титрування та його види

Процес додавання одного розчину до іншого до досягнення точки еквівалентності з метою визначення концентрації одного з них називається титруванням.

Розрізняють пряме і зворотне титрування. При прямому титруванні досліджуваний розчин безпосередньо титрують стандартним розчином. Зворотне титрування застосовують тоді, коли досліджувана речовина не реагує зі стандартним розчином або реагує повільно. В цьому випадку до розчину приливають надлишок третього компонента і відтитровують стандартним розчином.

Момент закінчення реакції, коли реагуючі речовини повністю прореагують називаються точкою еквівалентності.

Метод нейтралізації

Методом нейтралізації називається метод титриметричного аналізу, який ґрунтується на використанні реакції взаємодії йонів гідрогену і гідроксогрупи:

По мірі приливання до кислоти розчину лугу ступінь кислотності титрованого розчину змінюється, і реакція середовища переходить з кислої в нейтральну, а потім в лужну. Тобто, рН титрованого розчину залежить від об’єму прилитого розчину лугу і його концентрації.. Цю залежність зручно виражати графічно, відкладаючи по одній осі ординат значення рН, а по осі абсцис – об’єми лугу.

Крива, яка виражає зміну значення рН титрованого розчину в залежності від об’єму прилитого робочого розчину називається кривою титрування.

Горизонтальну лінію, яка проходить через точку, що відповідає рН=7, називають лінією нейтральності, а вертикальну, яка проходить через точку еквівалентності, - лінією еквівалентності.

Форма кривої титрування буде визначатися характером взаємодії титрує мого і робочого розчину, тобто силою кислоти і лугу.

Криві титрування:

Сильної кислоти         слабкої кислоти          слабкої основи                   слабкої кислоти
сильною основою       сильною основою        сильною кислотою         слабкою основою  

Момент закінчення титрування встановлюють за зміною кольору кислотно-основного індикатора. Індикатор слід вибирати у відповідності з кривою титрування таким чином, щоб стрибок титрування відповідав інтервалу переходу індикатора в точці еквівалентності.

Точку еквівалентності можна також встановлювати за допомогою спеціальних приладів, наприклад рН-метрів в методах нейтралізації, потенціометрів при оксидиметрії.

Оксидиметрія

Оксидиметрія ґрунтується на використанні окисно-відновних реакцій.

Робочими розчинами в оксидиметрії є розчини окисників і відновників. Кількісною характеристикою інтенсивності окисно-відновного процесу є різниця окисно-відновних потенціалів реагуючих між собою систем.

Під час титрування окисно-відновний потенціал системи буде змінюватися, доки не буде досягнута точка еквівалентності. Для визначення кінцевої точки титрування в оксидиметрії застосовують окисно-відновні індикатори, або індикатором може слугувати сам реактив.
Окисно-відновний індикатор повинен бути підібраний таким чином, щоб окиснення індикатора, яке супроводжується зміною кольору, відбувалося лише після того, як буде окиснено досліджувану речовину.

А) перманганатометрія – метод, в якому головним робочим розчином є розчин перманганата калію.
Б) Йодометрія – оксиди метричний метод аналізу, в якому в якості окисника використовується йод.

Розрахунки в титриметричному аналізі

Обчислення концентрації досліджуваної речовини здійснюється у відповідності до закону еквівалентів:

V1N1=V2N2.