Общая характеристика титриметрический (объемный) метод анализа

Сущность метода заключается в измерении объема раствора реагента R (титранта), израсходованного на реакцию с определяемым веществом X: X + R = Р Аналитическим сигналом выступает объем титранта V(R). Особенности метода заключаются в следующем: 1. Концентрация титранта должна быть точно известна Такой раствор называется стандартным, титрованным. Например. С(НС1) = 0,1070 моль/л, C(1/2Н₂SO₄) =  0,08732 моль/л. 2. Раствор реагента прибавляют до тех пор, пока не будет достигнуто эквивалентное соотношение между X и R. Этот момент называется точкой эквивалентности (т. э.) или стехиометричности. Таким образом, в отличие от гравиметрического метода анализа, в титриметрическом методе используют эквивалентное количество реагента. Основной операцией метода является титрование. При этом раствор реагента (титрант, рабочий раствор, титрующий раствор) помещают в бюретку и постепенно приливают к раствору определяемого вещества. Момент окончания реакции между X и R фиксируют визуально по заметному аналитическому эффекту (изменение, появление или исчезновение окраски, выпадение или растворение осадка). Следует различать истинную т. э. - момент титрования, когда количества вещества эквивалента X и R. равны, и конечную точку титрования (к. т. т.), которую фиксируют на практике. Преимущества метода: а) быстрота и простота выполнения анализа б) простота оборудования; в) высокая точность;г) возможность использования реакций разного типа д)  низкая стоимость. Общая схема титриметрического анализа: 1) взятие и растворение навески; 2) приготовление растворов и установление их концентрации (стандартизация растворов); 3) создание условий протекания реакции (температура, рН, концентрация веществ, ионная сила, катализатор); 4) титрование; 5) расчет результатов анализа. Основные приемы титриметрического анализа:

1) прямое титрование;

2) обратное титрование (титрование по остатку);

3) титрование по замещению.

В методах прямого титрования определяемое вещество непосредственно реагирует с титрантом. Типичным примером прямого титрования является титрование щелочи кислотой. Расчет результата прямого титрования основан на законе эквивалентов:C_В ^. V_В = C_Т ^. V_Т,

где C_В и V_В - нормальная концентрация и объем раствора определяемого вещества, C_Т и V_Т, - нормальная концентрация и объем раствора титранта израсходованный на титрование. Концентрация определяемого вещества будет равна: C_В = C_Т ^. V_Т/V_В.

Если скорость реакции мала, или не удается подобрать индикатор, или наблюдаются побочные эффекты, например потери определяемого вещества вследствие летучести, используют прием обратного титрования: добавляют к определяемому веществу заведомый избыток титранта Т(1), доводят реакцию до конца, а затем находят количество непрореагировавшего титранта титрованием его другим реагентом Т(2) с концентрацией С_Т2. Очевидно, что на определяемое вещество затрачивается количество титранта Т(1), равное разности n_экв.(В) = C_Т1 ^. V_Т1 - C_Т2 ^. V_Т2.

Концентрация определяемого вещества рассчитывается по формуле:

С_экв.(В) = (C_Т1 ^. V_Т1 - C_Т2 ^. V_Т2)/С_В.

Стандартные растворы
Первичные (приготовленные)	Вторичные (установленные)
Из кристаллического исходного вещества	Из кристаллического вещества
Из фиксанала	Из более концентрированного раствора

Реакции, лежащие в основе титриметрических методов, должны удовлетворять ряду требований. Главными из них являются следующие: 1) реакция должна протекать с большой скоростью, иначе нельзя зафиксировать к. т. т.; 2) реакция титрования должна протекать количественно, т.е.быть практически необратимой; 3) реакция должна протекать стехиометрично; 4) должен существовать способ, позволяющий определять окончание титрования, т.е. возможность зафиксировать к. т. т.; 5) не должно идти побочных реакций с титрантом и другими компонентами раствора

6) раствор титранта должен быть стандартизирован; Классификация титриметрических методов анализа по реакции, лежащей в основе определения: 1) кислотно-основное титрование (основано на реакции нейтрализации Н⁺ + ОН^- = Н₂О); 2) осадительное титрование (основано на реакциях осаждения); 3) комплекеометрическое титрование (основано на реакциях комплексообразования); 4) окислительно-восстановительное титрование основано на ОВР

Кривая титрования - это графическая зависимость измеряемого параметра титруемого раствора, зависящего от концентрации титруемого вещества, от объема прибавленного титранта или степени оттитрованности раствора.

Степень оттитрованности раствора – это отношение объема раствора титранта V_т, добавленного к данному моменту к объему титранта V_т.э, необходимого для завершения реакции титрования (эквивалентному объему): F = V_т / V_т.э или выраженная в процентах: F(%) = V_т ^. 100%/V_т.э

Линейные кривые титрования зависимости величины параметра от концентрации определяемого вещества (Рис.1) , от концентрации титранта (Рис.2), от концентрации как определяемого вещества, так и титранта (Рис.3)

Логарифмические кривые строят в том случае когда величина измеряемого параметра пропорциональна логарифму концентрации определяемого вещества, титранта или продукта реакции титрования (кислотно-основное, окислительно-восстановительное и комплексометрическое титрование). Построение кривых титрования позволяет: а) выбрать индикатор; б) оценить погрешность титрования; в) наглядно проследить за ходом титрования.