4.2. Кривая титрования. Подбор индикаторов

4.2.1. Кривая титрования и ее области

Важной характеристикой титриметрических методов являются кривые титрования (КТ). Они показывают графическую зависимость измеряемого параметра титруемого раствора от объема добавленного титранта (или от степени его оттитрованности). Например, для реакции кислотно-основного взаимодействия кривые титрования строят в координатах: рН от V_т-та, постоянно измеряя в процессе титрования изменение кислотности раствора. Следовательно, кривой титрования называют график зависимости измеряемого параметра среды от объема титранта, полученный экспериментально или путем теоретического расчета.

Теоретический расчет кривых титрования обычно выполняют, исходя из константы равновесия реакции, протекающей при титровании, и с учетом исходных концентраций реагирующих веществ. Эта кривая служит основой для выбора индикатора, позволяющего определять с необходимой точностью точку эквивалентности.

Экспериментальные кривые титрования получают, измеряя какое-либо свойство системы в ходе титрования (оптическую плотность, диффузионный ток, рН и т. д.) в зависимости от объема добавленного титранта и строя соответствующий график: П = f(V_т-та), где П  измеряемый параметр.

Кривая титрования (экспериментальная или расчетная) разбивается на ряд областей (рис. 4.7), вид которых определяется характеристикой титруемого раствора, образующимися продуктами реакции и методом титрования (измеряемым параметром и уравнением реакции титрования). Эквивалентный объем титранта (V_экв), определяется по пересечению линии эквивалентности (перпендикуляр, проходящая через точку эквивалентности Е) с осью объемов. В данном случае V_экв = 100 мл.

Рисунок 4.7 – Основные области и точки кривой титрования.

1. Область до точки эквивалентности (V_т-та  V_экв): раствор недотитрован и содержит остаток титруемого вещества и продукты реакции, которые и определяют ход кривой титрования.

2. Точка эквивалентности (Е, Т.Э.) или стехиометричности: момент титрования, при котором титруемое вещество и титрант взяты в эквивалентных количествах (V_т-та = V_экв). Положение ее на графике определяется свойствами и концентрацией только продуктов реакции и описывается уравнением точки эквивалентности (реакцией, протекающей между титрантом и титруемым веществом).

3. Область после точки эквивалентности (V_т-та > V_экв): раствор перетитрован и его параметры оцениваются по концентрации избытка титранта.

4. Линия нейтральности (метод нейтрализации): момент титрования, при котором рН = 7. Пересечение кривой титрования с линией нейтральности дает точку нейтральности. Точки нейтральности и эквивалентности совпадают, только если и титрант и титруемое вещество – сильные электролиты.

5. Скачок кривой титрования  это резкое изменение фиксируемого параметра среды при добавлении 1-й капли титранта (рисунок 4.7, участок АВ). Обычно в этой области наблюдается контрастное изменение окраски индикатора или же излом на экспериментальной кривой (инструментальные методы). Скачок содержит точку эквивалентности, положение которой определяется видом титрования. Так как погрешность титриметрических методов обычно не превышает ± 0,1%, то величиной скачка титрования считают интервал, который соответствует переходу от момента, когда раствор недотитрован на 0,1% до момента, когда он перетитрован на 0,1%.