 |
Методы титрометрического анализа
|
|
|
|
Титрометрический метод основан на изменении количества реагента, требующегося для завершения реакции, с данным количеством определяемого в-ва. Сущность метода состоит в том, что к в-ву А добавляется постепенно р-р реактива В известной концентрации. Добавление реактива В продолжается до тех пор, пока его количество не станет эквивалентным количеству реагирующего с ним определяемого в-ва А (А+В→АВ). Основоположник Гей-Люссак. Пример: HCl+NaOH→NaCl+H2O.
Химические реакции, используемые в титрометрическом анализе
1.Реакции нейтрализации – метод кислотно-основного титрования. Основание обычно титруют стандартными р-рами кислот, а кислоты р-рами оснований. Точку эквивалентности фиксируют с помощью кислотно-основных индикаторов и физико-химических методов или инструментальных методов.
2.Реакции окислительно-восстановительные – окислительно-восстановительный метод титрования. Используются при титровании неорганических восстановителей (ионы металлов, гидрохинона, аминохинонов, сахаров, щавелевой и других окислителей), а также при титровании неорганических окислителей (KMnO4), при титровании ненасыщенных органических соединений (нитро и азотных соединений хинонов).
Методы фиксации (эквивалентности): а) с помощью индикаторов (редоксиндикаторы); б) инструментальные (физико-химические методы).
3.Реакции осаждения – используют при титровании в-в, образующих в соответствующей фазе нерастворимые продукты (соли Ва, серебра, свинца, ртути и меди (II), галогениды, сульфаты, хроматы, гексацианы, ферраты (II), оксалаты). Точку эквивалентности определяют с использованием 4 методов.
4.Реакции комплексообразования – комплексометрическое титрование – определение точки эквивалентности с помощью специфических индикаторов. Реакции ионного обмена, реакции замещения, присоединения, конденсации.
|
|
|
Требования, предъявляемые к реакциям, используемым в титрометрическом анализе
1.В-ва, вступающие в реакцию, должны реагировать друг с другом в строго определенных количественных соотношениях (стехиометрических соотношениях).
2.реакция по возможности должна протекать быстро и до конца.
3.Посторонние в-ва, присутствующие в исследуемом продукте и переходящие вместе с основным компонентом в р-р, не должны мешать титрованию определяемого в-ва.
4.Точка эквивалентности должна фиксироваться резко и точно (например, цвет).
5.Реакции должны по возможности протекать при комнатной t-ре.
6.Титрование не должно сопровождаться побочными реакциями, искажающими результаты анализа.
Общие приемы титрования
Приемы: обратное, прямое, косвенное.
Прямое – простейший прием титрования. К определяемому в-ву А приливают точно известный объем реагента В. Точку эквивалентности определяют по резкому уменьшению концентрации в-ва А в р-ре, а сопровождающемуся изменению свойств р-ра (например, окраски р-ра).
Обратное – иногда по тем или иным причинам нельзя применять прямое титрование. В этом случае используется метод титрования по остатку или метод обратного титрования.
2NaOH+CO2→Na2CO3+H2O Na3Co3+BaCO3+2NaCl
Косвенное – имеет несколько вариантов.
А) Титрование заместителя – к определяемому в-ву А прибавляют какой-либо вспомогательный реагент В, реагирующий с ним с выделением эквивалентного количества нового в-ва А1, а А1 затем отттитровывая стандартным р-ром В.
Б) Определение по содержанию продуктов реакции титрования.
В) Определение разности – используется при анализе смесей в-ва. Например, анализ смеси HCl и NaCl.
1. Сначала определяем суммарное содержание р-ра HCl и NaCl с помощью AgNO3.
|
|
|
2. Определяем содержание HCl методом кислотно-основного титрования.
Реверсивное титрование – р-ром определяемого в-ва титруют стандартный р–р реагента.
Методы кислотно-основного титрования (методы нейтрализации)
Методы нейтрализации позволяют количественно определить кислоты с помощью титрованных р-ров кислот и другого в-ва, реагирующие с кислотами и основаниями в стехиометрических соотношениях. Этими методами можно определять содержание многих солей, раздельно титровать смеси сильных, слабых и очень слабых кислот, а также смеси оснований и солей в неводных р-рах.
Графически процесс нейтрализации можно представить в виде кривой титрование, изображающей изменение рН титруемого р-ра по мере приливания к нему стандартного р-ра кислоты или щелочи. По оси ОХ – объем приливаемой кислоты и щелочи. По ОУ – рН.
Для сильных кислот и оснований точки эквивалентности соответствуют рН=7.
Кривые титрования позволяют проследить изменение рН р-ра в различные моменты титрования. Изучить влияние t-ры и концентрации реагирующих в-в на процесс нейтрализации. Установить конец титрования. Сделать правильный выбор индикатора.
Индикаторы кислотно-основного титрования
Индикаторы – в-ва, кот дают возможность с известной степенью достоверности установить конечную точку титрования. З. Ы. точка титрования и точка эквивалентности – не одно и то же.
Индикаторы бывают внутренние и внешние.
Внутренний индикатор – индикатор, кот во время титрования находится внутри титруемого р-ра.
Внешние индикаторы – те индикаторы, кот смешиваются с титруемым р-ром вне посуды отдельно на часовом стекле или пластинке или находится на индикаторной бумаге.
Индикаторы бывают обратимыми и необратимыми.
С помощью необратимых индикаторов можно наблюдать 1 раз, т.к. процесс титрования сопровождается необратимыми изменениями хим-ого состава и строения индикатора.
Индикаторы, образующиеся в процессе титрования, это в-ва, кот принимают участие в процессе реакции или образуются в процессе титрования.
Ех: восстановители перманганата калия KMnO4, избыток KMnO4 окрашивается в малиновый; титрование бромматом в кислом р-ре – цвет желто-бурый; титрование иодатом в соляном кислом р-ре, сопровождающееся выделением свободного иода и последующее его обесцвечивание.
|
|
|
Все индикаторы делятся на:
1) кислотно-основные индикаторы – они реагируют на рН р-ра (метилоранж и т.д.);
2) окислительно-восстановительные – ридоксиндикаторы – реагирующие на изменение окислительно-восстановительной потенциальной среды. К ним относятся аскорбиновая кислота, дифениламин, азокрасители;
3) комплексонометрические индикаторы (трилон Б, дихромовый черный,?? оранжевый);
4) адсорбционные индикаторы – индикаторы, реагирующие на изменение концентрации ионов, осаждаемых в виде малорастворимых соединений, т.е. осадков (иозин, флорасцин).
Радиоактивные, люминесцентные, флораресцентные, флотационные – из них наибольшее значение имеют радиоактивные. Хелиолюминесцентные –используются в окислительно-восстановительных реакциях (люминал, кселоксен)
|
|
|
