Классификация титриметрических методов анализа и способов титрования

В зависимости от типа химической реакции, протекающей между определяемым веществом и титрантом, выделяют четыре основные группы титриметрических методов анализа:

  • ? кислотно-основное титрование — титриметрические методы анализа, основанные на протолитических реакциях;
  • ? окислительно-восстановительное титрование — титриметрические методы анализа, основанные на окислительно-восстановительных реакциях;
  • ? комплексометрическое титрование — титриметрические методы анализа, основанные на реакциях образования растворимых комплексных соединений;
  • ? осадительное титрование — титриметрические методы анализа, в процессе которых определяемое вещество образует при взаимодействии с титрантом продукт, выделяющийся из раствора в виде осадка.

В зависимости от способа выполнения различают четыре типа титрования: прямое, обратное, титрование заместителя и косвенное. В некоторых литературных источниках титрование заместителя относят к косвенному и таким образом выделяют всего три типа титрования.

В случае прямого титрования титрант добавляют непосредственно к определяемому веществу, например, раствор с неизвестной концентрацией НС1 титруют стандартным раствором NaOH:

Иногда, напротив, стандартный раствор реагента титруют раствором определяемого вещества. Такое титрование называется реверсивным. Подобное титрование используют, например, при перманганатометрическом определении нитритов. Реакцию взаимодействия определяемого вещества и титранта проводят в кислой среде. Но если к раствору NaN02 прибавить H2S04, то данные вещества начнут реагировать друг с другом с выделением N02. Вследствие этого определение проводят следующим образом: подкисленный серной кислотой стандартный раствор КМп04 титруют раствором NaN02.

При обратном титровании к определяемому веществу добавляют точное количество первого титранта, взятого в заведомом избытке. После того как закончится реакция, непрореагировавший первый титрант титруют вторым титрантом. Количество первого титранта, вступившего в реакцию с определяемым веществом, определяют так:

где С — молярные концентрации эквивалентов вещества в растворе (моль/л); V — объемы растворов (мл).

Например, при определении ионов аммония к анализируемому веществу добавляют точно известное и взятое в заведомом избытке количество гидроксида натрия. Раствор кипятят до полного удаления аммиака и после охлаждения оставшийся гидроксид натрия оттитровывают стандартным раствором НС1:

При титровании заместителя вначале проводят стехиометрическую реакцию определяемого вещества со вспомогательным реагентом. Полученный продукт, количество которого эквивалентно количеству определяемого вещества, титруют соответствующим титрантом. Таким образом проводят, например, дихроматометрическое определение тиосульфата натрия. В качестве вспомогательного реагента применяют KI:

В случае косвенного титрования определяемое вещество сте- хиометрически взаимодействует с другим веществом, способным взаимодействовать с титрантом. Само определяемое вещество с титрантом не реагирует. Примером косвенного титрования может служить перманганатометрическое определение ионов кальция. Вначале ионы Са2+ осаждают в виде оксалата:

Затем осадок отделяют, промывают и обрабатывают серной кислотой. Образовавшуюся щавелевую кислоту титруют раствором перманганата калия:

Существуют и более сложные методики, сочетающие в себе несколько перечисленных выше способов титрования.

Наиболее простым способом титриметрического определения является прямое титрование, при котором должны использоваться реакции, отвечающие определенным требованиям. Прежде всего, реакция, лежащая в основе такого титрования, должна протекать количественно, иначе говоря, иметь большую константу равновесия, поскольку в данном случае нет возможности добавлять избыток реагента. К тому же она должна протекать быстро и, по возможности, при комнатной температуре. Кроме того, реакция должна быть стехиометричной, т.е. протекать в строгом соответствии с уравнением реакции. Изменение условий не должно влиять на ее ход и на свойства конечных продуктов. Должен также существовать способ обнаружения (визуальный или инструментальный) конечной точки титрования. Если хотя бы одно из перечисленных требований к реакции не выполняется, приходится прибегать к другим способам титрования. Так, например, прямое титрование ионаКН* раствором щелочи невозможно вследствие обратимости этой реакции, а прямое титрование Na2S203 раствором К2Сг207 не может быть проведено ввиду нестехиометрического протекания соответствующей реакции и т.д.

В зависимости от подхода к выполнению параллельных определений различают титрование методом отдельных навесок и методом пипетирования (рис. 8.1).

При использовании метода отдельных навесок берут несколько навесок анализируемого объекта и каждую из них растворяют в необходимом объеме растворителя (точность измерения объема раствора не важна: важна лишь точность измерения массы навески). Каждый полученный раствор титруют. При использовании метода пипетирования навеску берут один раз и готовят из нее раствор. Затем из полученного раствора пипеткой отбирают несколько равных порций, называемых аликвотами, которые титруют.

Метод отдельных навесок (2) и метод пипетирования (2)

Рис. 8.1. Метод отдельных навесок (2) и метод пипетирования (2)

Метод отдельных навесок требует больших количеств анализируемого объекта, однако его результаты имеют меньшую погрешность (в данном случае на результат влияние оказывает лишь погрешность взятия навески, а в методе пипетирования — еще и погрешность измерения объемов приготовленного раствора и аликвот).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >