3.2. Основні позначення та формули для обчислень у титриметрії

A, B, C,...F— інгредієнти (елемент, іон, сполука);

X — інгредієнт, який визначають;

R — реагент (робочий розчин);

R_Н — реагент, доданий у надлишку;

R_Т — реагент, яким титрують;

m — маса речовини, г;

g — наважка зразка, г;

V — об’єм розчину, мл;

M — молярна маса, г/моль;

 — густина розчину, г/см³;

n — кількість молів речовини;

 — масова частка інгредієнта;

С — молярна концентрація (молярність), моль/л;

С_Е —молярна концентрація еквівалента (нормальність), моль/л;

E — молярна маса еквівалента, г/моль;

f_E — фактор еквівалентності;

T — титр розчину, мг/мл;

T(R/X) — титр розчину реагенту за визначуваною речовиною.

Перша група наведених формул (3.1)  (3.10) дає змогу обчислити кон-центрацію розчинів. У круглих дужках після відповідного позначення вказано інгредієнт, для якого це обчислення виконують:

(A) = = ; (3.1)

C(A) = ; (3.2)

; (3.3)

C_E(A) = (або N(A) ); (3.4)

f_E(A) = ; (3.5)

T(A) = ; (3.6)

(A) = ; (3.7)

C(A) = ; (3.8)

C_E(A) = ; (3.9)

T(R/X) = . (3.10)

Формули (3.11)  (3.18) використовують для обчислень у титриметичному аналізі:

або ; (3.11)

m(X) = ; (3.12)

(X) = . (3.13)

Масу інгредієнта X або його масову частку (X) у випадку титрування робочим розчином (R) обчислюють за формулами:

m(X) = ; (3.14)

(X) = . (3.15)

При титруванні залишку (обернене титрування) використовують такі формули для обчислень:

m(X) = ; (3.16)

(X) = . (3.17)

Якщо визначення виконують методом піпетування, то масу m(X) та масову частку інгредієнта (X) перераховують на весь початковий об’єм роз-чину, в якому розчинено наважку зразка. Для цього одержане значення збільшують у k разів, де число k вказує, у скільки разів об’єм мірної колби V_к більший від об’єму піпетки V_п

k = . (3.18)

3.3. Протолітометрія (кислотно-основне титрування)

До цього методу належать визначення, в основі яких є реакція

H₃O⁺ + OH^- 2 H₂O.

За допомогою цього методу можна визначати кислоти, луги, солі слабких кислот і основ. Прямим титруванням визначають слабкі протоліти, константа протолізу яких не дуже мала (К  10^-8). При титруванні поліпротонних протолі-тів на кривій титрування спостерігається декілька стрибків, якщо співвідно-шення констант K^т досить велике: _/  10⁴ .

Первинними стандартами в методі протолітометрії є розчин натрію тетраборату (Na₂B₄O₇^.10 H₂O) для стандартизації розчинів сильних кислот та оксалатної кислоти (H₂C₂O₄^. 2 H₂O) для стандартизації розчинів сильних основ. Вторинними стандартами є розчини сильних кислот (HCl, HNO₃, H₂SO₄) та лугів (NaOH, KOH), тобто речовин, за наважкою яких не можна виготовити розчин точно відомої концентрації.

Оскільки більшість розчинів, які використовують у протолітометрії, є безбарвними, то для фіксування точки стехіометричності використовують індикатори. Принцип дії індикаторів пояснює іонно-хромофорна теорія. Кожен з індикаторів має проміжок значень pH, у якому він змінює свій колір. Цей інтервал зміни забарвлення визначають в одиницях pH за формулою

pH = pK_HInd  1, (3.19) де K_HInd — константа протолізу індикатора.

Індикатор для титрування підбирають так, щоб його інтервал переходу збігався зі стрибком на кривій титрування. Можна підбирати його і так, щоб обчислене значення pH розчину в точці еквівалентності припадало на інтервал переходу індикатора. Приблизно по середині інтервалу переходу індикатора є значення pH, при якому він найрізкіше змінює свій колір: це показник титру-вання pT. Характеристики найбільш вживаних індикаторів наведені в табл. 3.1.

Таблиця 3.1.Характеристики деяких індикаторів методу протолітометрії

Індикатор	Інтервал зміни забарвлення, одиниці pH	pT
Метиловий-оранжевий	3,0 — 4,4 червоний — оранжевий	4,0
Метиловий-червоний	4,4 — 6,2 червоний — жовтий	5,5
Фенолфталеїн	8,2 — 10,0 безбарвний — малиновий	8,0 (1% розчин) 9,0 (0,1% розчин)
Тимолфталеїн	9,4 — 10,0 безбарвний — синій	10,0