Какие способы фиксации ктт вам известны в чем они заключаются

Способы обнаружения конечной точки потенциометрического титрования

Металлические и ионоселективные электроды, их классификация

Электроды, на поверхности которых протекают реакции обмена иона. Их называют ионообменными, или ионоселективными электродами. Основным элементом ионоселективных электродов является ионочувствительная мембрана. Поэтому их также иногда называют мембранными. Типы:(Электроды с твердыми мембранами, Электроды со стеклянными мембранами, Электроды с жидкостными мембранами).

Металлические электроды, их классификация

Прямая потенциометрия

Метод прямой потенциометрии основан на определении концентрации иона непосредственно по измеренной ЭДС электрохимической цепи, содержащей соответствующий ионоселективный электрод. Расчет может быть выполнен по указанному выше уравнению Нернста, известны все параметры, входящие в это уравнение. Однако величины f_ан и Е_диф заранее неизвестны, поэтому используют приемы, позволяющие обойти эти трудности (метод градуировочного графика и метод добавок).

Потенциометрическое титрование

Метод потенциометрического титрования основан на определении точки эквивалентности по резкому изменению в ней ЭДС электрохимической цепи, содержащей индикаторный электрод. В потенциометрическом титровании можно использовать все виды титрования: кислотно-основное, осадительное, комплексиметрическое и окислительно-восстановительное.

Способы обнаружения конечной точки потенциометрического титрования

Для определения конечной точки потенциометрического титро­вания можно использовать различные способы. Наиболее простой состоит в построении графика зависимости потенциала или рН от объема реагента. Затем визуально определяют среднюю точку участка, соответствующего вертикальному подъему кривой, и принимают ее за конечную точку. Второй способ состоит в расчете изменения потенциала на еди­ницу изменения объема реагента (т. е. нахождение ΔЕ/ΔV),метод Грана, и он более точный.

ПРЯМАЯ ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ основана на установлении

зависимости ЭДС гальванического элемента от С анализа

ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОЕ ТИТРОВАНИЕ = титрование с

Источник

Методы установления конечной точки титрования

Существуют две группы методов фиксирования КТТ: визуальные и инструментальные.

Визуальные методы.За ходом реакции следят визуально, наблюдая изменение окраски (или другого свойства) специально внесенного индикатора при нейтрализации, окислении-восстановлении, осаждении или комплексообразовании. КТТ устанавливают по резкому изменению видимого свойства системы в присутствии индикатора или без него: появление, изменение, исчезновение окраски, образование или растворение осадка.

В индикаторныхвизуальных методах в титруемый раствор вносят индикатор. В зависимости от специфики титруемого раствора и титранта применяют различные индикаторы: кислотно-основные, окислительно-восстановительные, осадительные, металлохромные, адсорбционные, металлофлуоресцентные, флуоресцентные, хемилюминесцентные, экранирующие, экстракционные. В безиндикаторных визуальных методах используют окраску титранта или титруемого вещества. КТТ определяют по появлению окраски титранта или по исчезновению окраски титруемого вещества.

Инструментальные методы. КТТ устанавливают по изменению физико-химических свойств раствора — флуоресценции, оптической плотности, потенциала, удельной электропроводности, силы тока, радиоактивности и др. Изменение физико-химических свойств фиксируют на различных приборах.

Индикаторы метода кислотно-основного титрования

Индикатор— это вещество, которое проявляет видимое изменение в точке эквивалентности или вблизи ее.

Кислотно-основной индикатор сам является кислотой или основанием и при кислотно-основном титровании изменяет свою окраску в ТЭ или вблизи ее. При визуальном индикаторном методе фиксации КТТ в кислотноосновном титровании прибавление титранта к титруемому раствору прекращают, когда резко меняется окраска раствора вследствие изменения цвета индикатора, введенного в титруемый раствор.

Требования, предъявляемые к кислотно-основным индикаторам

Индикаторы кислотно-основного титрования должны отвечать, по крайней мере, следующим основным требованиям.

1) Окраска индикатора должна быть интенсивной и различаться в кислой и щелочной среде.

2) Изменение окраски должно быть быстрым, четким и обратимым.

3) Окраска индикатора должна меняться в узком интервале изменения pH раствора.

4) Индикатор должен быть чувствительным и менять свою окраску в присутствии минимального избытка кислоты или щелочи.

5) Индикатор должен быть стабильным, не разлагаться в водном растворе и на воздухе.

Теория кислотно-основных индикаторов. Кислотно-основные индикаторы в кислых и щелочных растворах имеют различную окраску. Так, лакмус в кислой среде (pH 7 ) — в синий; фенолфталеин при pH 9 имеет красную или красно-малиновую окраску; метиловый оранжевый при pH > 4 окрашен в желтый цвет, а в более кислых растворах— в красный.

Для объяснения природы изменения окраски индикаторов при изменении pH раствора предложены различные теории, наиболее известными из которых являются ионная, хромофорная и ионно-хромофорная.

Источник

Способы определения конечной точки титрования; индикаторы.

Для обнаружения конечной точки титрования используют:

1) исчезновение или появление окраски титранта или титруемого вещества,

2) окислительно-восстановительные и специфические индикаторы,

3) инструментальные методы (потенциометрическое титрование и др.)

Индикаторы. При анализе методами окислительно-восстановительного титрования используется прямое, обратное и заместительное титрование.

Точка эквивалентности окислительно-восстановительного титрования фиксируется как с помощью индикаторов, так и безиндикаторным способом.

Безиндикаторный способ применяется в тех случаях, когда окисленная и восстановленная формы титранта отличаются. В точке эквивалентности, при введении 1 капли избытка раствора титранта изменит окраску раствора. Безиндикаторным способом можно проводить определения перманганатометрическим методом, т.к. в точке эквивалентности от одной капли раствора перманганата калия титруемый раствор окращивается в бледнорозовый цвет.

При индикаторном способе фиксирования точки эквивалентности применяют специфические и редоксиндикаторы.

К специфическим индикаторам относится крахмал в иодометрии, который в присутствии свободного иода окрашивается в интенсивно-синий цвет вследствие образования адсорбционного соединения синего цвета.

Редокс-индикаторы – это вещества, у которых окраска меняется при достижении определенного значения окислительно-восстановительного (редокспотенциала). К редокс-индикаторам относится, например, дифениламин NH(C6H5)2. При действии на бесцветные растворы его окислителями он окрашивается в сине-фиолетовый цвет.

Редокс-индикаторам предъявляют следующие требования:

окраска окисленной и восстановленной формы должна быть различна;

изменение цвета должно быть заметно при небольшом количестве индикатора;

индикатор должен реагировать в точке эквивалентности с весьма небольшим избытком восстановителя или окислителя;

интервал действия его должен быть как можно меньше;

индикатор должен быть устойчив к воздействию компонентов окружающей среды (О2, воздуха, СО2, света и т.п.).

Интервал действия редокс-индикатора рассчитывается по формуле:

15.Осадительное титрование. Построение кривых титрования.

Методы осадительного титрования основаны на взаимодействии определяемого вещества с титрованным раствором осадителя, в результате которого выпадает осадок.

Наиболее широкое применение получили следующие методы осадительного титрования:

1. Аргентометрическое титрование, титрант – раствор АgNО₃.

В основе метода лежит реакция образования трудно растворимого галогенида серебра.

Для определения анионов применяют нитрат серебра, для определения катионов серебра – хлорид натрия. Аргентометрическим методом титрования пользуются главным образом для количественного определения галогенид-ионов и ионов серебра.

2. Тиоцианометрическое титрование (роданометрическое), титрант – раствор NН4CNS.

Роданометрическим методом титрования пользуются для определения галогенид-ионов и ионов серебра. Для определения катионов Аg+ в качестве стандартного раствора используют роданид (тиоцианат) аммония, для определения галогенидов и других анионов – нитрат серебра и роданид аммония.

В качестве индикатора применяют насыщенный раствор железоаммонийных квасцов.

3. Меркурометрическое титрование, титрант – раствор Нg₂(NО₃)₂.

Этот метод основан на реакции осаждения раствором Нg₂(NО₃)₂ различных анионов.

4. Сульфатометрическое титрование, титрант – раствор ВаСl₂ или раствор Н₂SО₄.

Этот метод применяют для анализа солей бария, титруя их раствором Н₂SО₄ или для определения сульфатов титрованием раствором соли бария.

Точку эквивалентности в методах осадительного титрования определяют химическим путем (индикаторами на избыток титранта или исчезновение определяемого вещества), а также инструментальными методами.

В методе осаждения применяют следующие типы индикаторов: осади-

тельные, металлохромные (комплексообразующие) и адсорбционные.

соединения, тем больше скачок титрования.

Осадительное титрование имеет ряд ограничений в использовании.

Использование этого метода для количественного определения анализируемого вещества возможно только в том случае, если выделяющиеся осадки практически нерастворимы, если реакция образования осадка протекает быстро, и если результаты титрования, не искажаются побочными реакциями соосаждения. Реакции осаждения при использовании в титриметрическом методе анализе обладают рядом недостатков:

— процесс осаждения обратим;

— небольшая скорость многих реакций осаждения;

— при образовании осадка определяемого вещества происходят процессы

соосаждения, адсорбции, образования коллоидов.

Однако существуют индикаторы, позволяющие фиксировать точку эквивалентности.

Конечную точку окислительно-восстановительного титрования обнаруживают визуальным путём либо с помощью различных инструментальных методов, например, потенциометрически. Визуальное обнаружение может быть проведено по собственной окраске одного из участников протекающей при титровании химической реакции либо с помощью индикаторов.

Индикаторы кислотно-основного титрования представляют собой слабые органические кислоты и основания, у которых молекулярная и ионная формы отличаются окраской. В процессе диссоциации эти две формы находятся в равновесии. Изменение рН в кислотно-основном титровании нарушает равновесие процесса диссоциации индикатора, что вызывает накопление в растворе одной из форм индикатора, окраску которой можно визуально наблюдать. Окраска двух форм кислотно-основных индикаторов представлена в таблице 1.

Окраска некоторых индикаторов

Для каждого индикатора есть свой интервал значений рН, в пределах которого индикатор изменяет свою окраску. Этот интервал называется областью перехода окраски индикатора. Окраске индикатора, при которой заканчивают титрование, отвечает определенное значение рН, лежащее внутри области перехода, которое называют показателем титрования этого индикатора.

Важнейшие индикаторы имеют следующие области перехода и показатели титрования:

Область перехода Показатель титрования (рТ) рН рТ

Метиловый оранжевый 3,1 – 4,4 4,0

Метиловый красный 4,4 – 6,2 5,5

Фенолфталеин 8,0 – 10,0 9,0

Для правильного выбора индикатора в различных случаях титрования необходимо знать предел скачка рН на кривой титрования. Для каждого случая титрования пригодны только те индикаторы, показатели титрования которых входят в пределы скачка рН на кривой.

Предел скачка рН для случая титрования сильной кислоты сильной щелочью составляет 4 – 10. Так как рТ всех индикаторов входят в предел скачка рН, фиксирование точки эквивалентности для данного случая титрования возможно всеми вышеперечисленными индикаторами.

Предел скачка рН для случая титрования слабой кислоты сильным основанием составляет 8 – 10. В этот предел скачка рН входит только рТ индикатора фенолфталеина. Для данного случая титрования точку эквивалентности можно зафиксировать только с фенолфталеином.

Предел скачка рН для случая титрования слабого основания сильной кислотой составляет 4 – 6,2. В этот предел скачка рН входят рТ метилового оранжевого и метилового красного с помощью которых можно точно зафиксировать точку эквивалентности для данного случая титрования

1.1. Общие положения

1.2. Стандартизация раствора комплексона III

1) комплексон I, нитрилотриуксусная кислота (НТУ), N(CH2COOH) 3, торговое название “трилон А”, представляющая собой тетрадендатный лиганд, кратко обозначаемый H3Y и структурной формулой

2) комплексон II, этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТУ), (HOOCH2C) 2NCH2CH2N(CH2COOH) 2, краткое обозначение H4Y,. ЭДТУ плохо растворима (при 220C растворимость 2 г/л), является шестидентантным лигандом.

3) комплексон III, этилендиаминтетраацетат динатрия (ЭДТА), торговое название “трилон Б”, краткое обозначение Na2H2Y, структурная формула

4) комплексон IV, диаминциклогексантетрауксусная кислота (ДЦТУ)

ДЦТУ образует более прочные комплексы, чем ЭДТА.

НТУ, ЭДТУ, ДЦТУ используют для решения различных химико-аналитических задач. В практике неорганических титрований 95% определений проводят с помощью ЭДТА.

условно обозначаемого H2Y2-.

Шестидентантность ЭДТА проявляется в возможности образования с катионом шести связей: двух координационных с двумя атомами азота аминогрупп и четырех главных валентных связей с четырьмя карбоксильными группами. Например, ион металла M2+ соединяется с двумя депротонированными карбоксигруппами и дополнительно связывается двумя координационными связями с атомами азота третичных аминогрупп(-N), образуя три устойчивых пятичленных цикла. Плоскостной схемой это можно показать так:

HOOCH2C III CH2COOH

или упрощенно (без стадии гидролиза ЭДТА):

Из приведенных уравнений реакции видно, что:

независимо от заряда катиона всегда одна молекула ЭДТА реагирует с одним ионом металла, т.е. стехиометрия реакции 1: 1;

поскольку ЭДТА взаимодействует как слабая кислота и в каждой реакции выделяется по два Н+-иона, то по определению эквивалента: Э(Мz+) = ½ Mz+ и Э(ЭДТА) = ½ ЭДТА, т.е. можно считать, что Э(Мz+) = Mz+ и Э(ЭДТА) = ЭДТА;

3) реакция образования комплексонатов обратима, поэтому для ее смещения в прямом направлении следует связывать образующиеся Н+-ионы. Для этого комплексонометрические определения чаще всего проводят в присутствии аммиачного (NH4OH + NH4CI) буферного раствора.

Пусть требуется рассчитать и построить кривые комплексонометрического титрования V(Х) = 100 мл = 0,1 л с концентрацией с(Х) = 0,1 моль/л водных щелочных растворов СаСl₂ и ZnCl₂ раствором ЭДТА с молярной концентрацией с(Т) = 0,1 моль/л при рН = 12.

При титровании протекает реакция образования комплексонатов MY2-:

Концентрационная константа устойчивости комплексов β равна:

В данном случае концентрационная константа устойчивости комплексов β совпадает с их условной концентрационной константой устойчивости β’, поскольку α = 1:

2) До точки эквивалентности. В процессе титрования катионы М 2+ связываются в прочный комплекс, их концентрация в растворе уменьшается:

3) Расчет рМ в точке эквивалентности. В ТЭ все катионы М2+ оттитрованы с образованием комплекса MY2-. Небольшая часть комплекса диссоциирует по схеме:

Тогда рМ = [pc(X) + lgβ]/2

pM =

4) Расчет рМ после ТЭ: в растворе присутствует избыток анионов [Y 4- ]

pM = pc(X) + lgβ + lg[Y 4- ]]

V(T), мл

Рассчитанные кривые комплек-сонометрического титрования 100 мл растворов, содержащих катионы Са 2+ или Zn 2+ при концентрации 0,1 моль/л, стандартным 0,1 моль/л раствором ЭДТА при рН= 14.

Полученные кривые комплексонометрического титрования позволяют выбрать соответствующий металлохромный индикатор, интервал изменения окраски которого должен укладываться внутрь скачка титрования, т.е. значение показателя индикатора рМ = lgβ_(MInd) лежит в интервале скачка ∆рМ на кривой титрования.

Влияние различных факторов на скачок титрования. Чем больше скачок ∆рМ на кривой комплексонометрического титрования, тем увереннее можно фиксировать КТТ визуальным индикаторным методом. Протяженность скачка титрования зависит от ряда факторов: 1) устойчивости комплексоната, 2) концентрации титруемых катионов металла, 3) значения рН раствора.

1) Чем выше константа устойчивости комплексоната β, тем больше величина скачка титрования. Для малостойких комплексонатов металлов (lg β ≤ 7) скачок на кривой титрования при приемлемых концентрациях реагентов вообще практически отсутствует, так что невозможно подобрать соответствующий индикатор. Поэтому катионы таких металлов (например, щелочных элементов; lgβ ≈ 0,15—2,85) не определяют методом комплексонометрического титрования.

Изменяя значение рН раствора, можно создавать такие условия, когда катионы одних металлов можно титровать комплексонометрически, тогда как катионы других металлов в заданных условиях не титруются и не мешают проведению анализа.

Так, например, при рН ≈ 2 можно комплексонометрически определять железо(III) и цирконий(IV); двухзарядные катионы при этом не титруются (они при рН ≥ 9,5).

Металлохромные индикаторы представляют собой органические красители, способные изменять свою окраску при образовании комплексов с металлами. По сравнению с описанными в предыдущем разделе металлиндикаторами они имеют ценное преимущество: интенсивность окраски их комплексов с металлами в 10— 100 раз больше (молярный коэффициент экстинкции 10 4 — 10 5 ).

Свободный индикатор также почти всегда окрашен (поскольку речь идет о красителе), так что конец титрования устанавливается не по исчезновению или появлению, но по изменению окраски. Только фталеины являются одноцветными индикаторами, но и у них окраска комплекса с металлом обусловлена структурными особенностями молекулы лиганда, причем эта окраска более интенсивна по сравнению с окраской металлокомплексов индикаторов.

Строение металлохромных индикаторов (общие сведения)

Металлохромные индикаторы, так же как и титранты, применяемые в комплексонометрии, должны обладать способностью образовывать внутрикомплексные соединения, поскольку только такие комплексы имеют удовлетворительную стабильность.

Следовательно, молекула красителя должна содержать по крайней мере два атома (О или N), которые в качестве лигандов могут координироваться с ионом металла и участвовать в образовании пяти- или шестичленных хелатных циклов. Если хотя бы один атом-лиганд, связанный с металлом, в то же время входит в состав ауксохромной или хромофорной группы молекулы красителя, то при комплексообразовании происходит изменение окраски. Конечно, присоединение иона металла вообще значительно меньше изменяет спектр поглощения красителя, чем присоединение протона, однако в большинстве случаев при образовании комплекса с металлом молекула красителя теряет один протон, и при этом изменение окраски часто бывает столь же резким, как и у кислотно-основных индикаторов.

Обратное титрование. К анализируемому раствору прибавляют аммиачный буферный раствор, затем точно отмеренный удвоенный минимальный объем (35,00-40,00 см 3 ) стандартного раствора трилона Б, который вступает в реакцию с определяемыми ионами, а его избыток оттитровывают стандартным раствором магния сульфата или цинка сульфата в присутствии металлоиндикатора. При этом протекают реакции:

Ме 2+ + H₂L 2- ↔ [Ме] 2- + 2Н +

изб. H₂L 2- + Zn 2+ ↔ [ZnL] 2- + 2Н +

Способ обратного титрования применяют:

1. когда реакция комплексообразования протекает медленно;

2. нет подходящего индикатора для фиксирования конечной точки титрования при прямом способе титрования;

3. индикатор образует с определяемым ионом очень прочный комплекс, который не разрушается комплексоном;

4. для определения катионов в нерастворимых в воде осадках например Са 2+ в СаС₂О₄, Mg 2+ в MgNH₄PО₄, Рb 2+ в PbSО₄

Заместительное титрование. Метод основан на том, что большинство ионов образуют с трилоном Б более устойчивые комплексные соединения, чем комплекс катионов Mg 2+ с трилоном Б [MgL] 2- (β = 9,72). После прибавления к анализируемому раствору комплекса [MgL] 2- протекает реакция обмена:

[MgL] 2- + Ме 2+ → [MeL] 2- + Mg 2+

Эта реакция возможна потому, что ионы металла образуют с H₂L 2- более прочное комплексное соединение [MeL] 2- (β > 9,2), и равновесие вышеприведенной реакции смещается вправо. Выделившиеся ионы Mg 2+ оттитровывают стандартным раствором трилона Б в присутствии металлохромного индикатора:

Mg 2+ + H₂L 2- → [MgL] 2- + 2Н +

Трилонометрическим методом определяют:

а) общую жесткость воды;

б) практически все катионы щелочноземельных и тяжелых металлов;

Дата добавления: 2015-01-29 ; просмотров: 478 ; Нарушение авторских прав

Источник

Какие способы фиксации ктт вам известны в чем они заключаются

Титриметрические методы анализа (классификация, общие понятия и принципы). Расчет результатов титриметрического анализа. Общая оценка метода.

Титриметрические методы анализа.

Основные положения метода.

Они классифицируются по типу химической реакции:

– кислотно-основное титрование; (метод нейтрализации)

– окислительно-восстановительное титрование; ( редоксиметрия )

По типу применяемого титранта :

– алкалиметрия – титрование щелочью;

– ацидиметрия – титрование кислотами;

– комплексонометрия и т. д.

По приемам титрования:

Практически удобнее всего прибавлять реагент в виде его раствора точно известной концентрации. В таком варианте титрованием называют процесс непрерывного добавления контролируемого кол-ва раствора реагента точно известной концентрации ( титранта ) к раствору определяемого компонента.

Для титриметрических определений можно использовать реакции различных типов, но все они должны удовлетворять следующим требованиям.

1. Реакция должна протекать по строго определенному стехиометрическому уравнению, побочные реакции должны быть исключены.

2. Реакция должна протекать количественно. Это значит, что константа равновесия реакции должна быть достаточно большой и, следовательно, погрешность из-за незавершенности реакции будет минимальна – степень полноты протекания реакции в момент эквивалентности должна быть не менее 99,9%.

3. Реакция должна протекать быстро, чтобы в любой момент титрования состояние равновесия наступало практически мгновенно.

Требование к скорости реакции становится менее существенным при использовании физико-химических методов определения конечной точки титрования.

Указанным выше требованиям удовлетворяют следующие реакции.

1. Реакция кислотно-основного взаимодействия, т. е. реакции, сопровождающиеся переносом протона: ( протолитометрия ).

2. Реакции окисления-восстановления, методом окислительно-восстановительного титрования ( редоксометрия ).

4. Реакции осаждения, методом осадительного титрования ( седиметрия ).

Во всех случаях в процессе титрования в титруемом растворе протекает реакция А + В « С + D

1. До начала титрования – в растворе присутствует А.

Теоретические кривые титрования.

Типичный вид теоретических кривых титрования представлен на рис. 1. Функции, представленные на рисунках, характерны областью вблизи точки эквивалентности, т. е. вблизи такого момента титрования, когда к раствору определяемого компонента А прилито эквивалентное количество титранта В – V_Э.

Рис.1. Кривые титрования:

а – линейные; б – логарифмические; а – дифференциальные

Если константа равновесия реакции титрования достаточно велика, линейная кривая титрования представляет собой две пересекающиеся в точке эквивалентности прямые (рис.1,а, кривая 1), если же константа равновесия мала, тогда на кривой титрования нет резкого перегиба (рис. 1,а, кривая 2 ). Соответственно, на логарифмической кривой имеется скачок, называемый скачком титрования, причем максимальный наклон кривой соответствует точке эквивалентности (рис.1,6, кривая 1). Первая производная в этой точке dlgC (A)/ dX будет максимальна, а вторая производная и d 2 lgC(A)/dV 2 равна нулю (рис. 1, в). Если же константа равновесия мала, то скачок титрования отсутствует (рис. 1,б, кривая 2).

Во всех случаях, когда реакция, протекающая при титровании, удовлетворяет указанным выше требованиям, логарифмические кривые имеют две пологие ветви, между которыми находится крутая часть – скачок, обусловленная резким изменением концентрации определяемого компонента А вблизи точки эквивалентности.

Наличие скачка на кривой титрования и его величина предопределяют возможность, а также погрешность титриметрического определения. Величина скачка титрования зависит прежде всего от константы равновесия используемой реакции: чем больше константа равновесия, тем больше скачок титрования, а также от концентрации определяемого компонента А и титранта В. Чем больше их концентрация, тем больше скачок титрования.

Для оценки величины скачка титрования необходимо определить положение точек начала и конца скачка титрования. Положение этих точек связывают с допустимой погреш­ностью определения. Если можно допустить погрешность до ±1%, то точкой начала скачка титрования считают точку кривой титрования при = 0,99 ( недотитрован 1% от начального количества определяемого компонента), а точкой конца скачка титрования – точку при t =1,01 (добавлен избыток титранта в 1%). Если допускается по­грешность до ±0,1%, точкой начала скачка считают точку при t = 0,999, а точкой конца скачка – точку при t = 1,001. Если титрование будет закончено в пределах скачка титрования, то погрешность определения не превысит указанных значений.

Установление точки эквивалентности.

В химических титриметрических методах количественного анализа используют визуальные ( безындикаторные или индикаторные) способы фиксирования сигнала о достижении КТТ, в физико-химических методах – инструментальные способы.

Инструментальные – физические и физико-химические средства определения КТТ, кроме их объективности, часто позволяют повысить точность определения и понизить предел определяемых концентраций, а также автоматизировать процесс определения.

Химические титриметрические методы количественного анализа дают относительную погрешность определения 0,3-0,05% при массе определяемого вещества 0,1-0,5 г.

Источниками погрешностей являются измерительные инструменты (весы, мерная колба, пипетка, бюретка). Каждое измерение обусловливает определенную погрешность. Аналитические весы позволяют измерять массу с абсолютной погрешностью 0,0001 г, и если измеряемая масса найдена равной 0,3581 г, то действительная масса равна 0,3581 ± 0,0001 г. При измерении объема раствора с помощью бюретки (абсолютная погрешность отсчета 0,02 мл) его расход будет равен показанию уровня по шкале бюретки после выливания минус начальное положение уровня раствора, и, следовательно, абсолютная погрешность измерения объема может быть равна 0,04 мл.

Расчеты в титриметрическом анализе.

В основе количественных расчетов лежат уравнения хи­мических реакций и стехиометрия уравнений реакций. Основ­ной единицей измерения количества вещества является моль. Молярная масса М( А) характеризует массу единицы количества вещества А. Эквивалентом вещества А называют такую условную частицу, которая в данной реакции будет эквивалентна одному иону водорода в кислотно-основных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях. Вещества реагируют друг с другом массами, пропорциональными их химическим эквивалентам. Eсли в реакции А + В « С + D

Химический эквивалент вещества непостоянен, он определяется типом химической реакции и конкретной реакцией. Так, в реакциях кислотно-основного взаимодействия эквивалентом называют такую условную частицу, на которую приходится один принимаемый или отдаваемый протон в данной реакции, например:

В реакциях окисления восстановления эквивалентом называют такую условную частицу, на которую приходится один отдаваемый или принимаемый электрон в данной реакции, например:

f _экв (K₂Cr₂O₇) =

В реакциях осаждения эквивалентом называют условную частицу, на которую приходится одна часть суммарного заряда ионов, например:

K ₂ Cr ₂ O ₇ + 2 BaCl ₂ + H ₂ O « 2 BaCrO ₄ + 2 KCl + 2 HCl f_экв ( K₂Cr₂O₇) =

f _экв (AgNO₃) =

В титриметрии используются три способа титрования:

Прямое титрование – это титрование раствора определяемого вещества А непосредственно раствором титранта В. Его применяют в том случае, если реакция между А и В протекает быстро. Содержание компонента А при прямом титровании титрантом В рассчитывают на основе равенства п [ f_ЭКВ (А)А] =п [ f_ЭКВ (В) В].

В качестве примеров определений веще ств сп особом прямого титрования приводим следующие реакции титрования:

СНзСООН + Na ОН « СНзCOONa + Н₂0,

n ( СНзСООН ) =n ( МаОН );

n( F е SO₄) = n( КМ nO₄)

Обратное титрование заключается в добавлении к определяемому веществу А избытка точно известного количества стандартного раствора В и после завершения реакции между ними, титровании оставшегося количества вещества В раствором титранта В’. Этот способ применяют в тех случаях, когда реакция между А и В протекает недостаточно быстро, либо нет подходящего индикатора для фиксирования точки эквивалентности этой реакции.

Количество молей эквивалента определяемого веще­ства А при обратном титровании всегда равно разности между количеством молей эквивалента веществ В и В’:

Примерами обратного титрования могут служить определения трех веществ по следующим реакциям:

НС l (остаток) + NаОН « NаСl + Н₂O,

Титрование по заместителю.

Титрование по заместителю заключается в титровании титрантом В не определяемого вещества А, а эквивалентного ему количества заместителя А’, получающегося в результате предварительно проведенной реакции между определяемым веществом А и каким-либо реагентом.

Титрование заместителя применяют обычно в тех случаях, когда невозможно провести прямое титрование.

Количество молей эквивалента определяемого вещества при титровании заместителя всегда равно количеству молей, эквивалента титранта :

В качестве примеров титрования по заместителю приведем определение веществ с использованием следующих реакций:

1) 4 NH ₄ Cl + 6 CH ₂ O « ( CH ₂ )₆ N ₄ + 4 HCl (заместитель)+ 6 H ₂ O

НСl + NaОН « N а Cl + Н₂О,

n (NH₄Cl) = n ( НС l ) = n ( NаОН );

Первичные и вторичные стандартные растворы.

Из пропорции следует, что

3. Нормальность – C[ f _экв (A)A] – число, показывающее число молей эквивалентов вещества, которое содержится в 1 л раствора.

4. Поправочный коэффициент K – число, выражающее отношение действительной (практической) концентрации раствора к заданной (теоретической) концентрации:

K = 0,1056/0,1000 == 1,056;

0,1000 М раствору НС l соответствует:

Т_ТЕОР = 36,46 × 0,1000/1000 = 0,003646 г/мл;

0,1056 М раствору соответствует

T _ПР = 36,46 × 0,1056/1000 = 0,003850 г/мл,

K = 0,003850/0,003646 = 1,056.

Первичным стандартом называют стандартный раствор, приготовленный по точной навеске. Реагент для приготовления первичного стандарта (установочное вещество) должен быть квалификации не ниже чда (чистый для анализа), нелетучим, негигроскопичным, не поглощать СO₂ и другие компоненты из атмосферы и иметь по возможности большую моль-эквивалентную массу.

Вторичным стандартом называют стандартный раствор, характеристики которого установлены по первичному стандарту.

Источник