double arrow
Титриметричний аналіз

Титриметричний аналіз ґрунтується на вимірюванні об’єму розчину реагенту (титранту) точно відомої концентрації, витраченого на реакцію з визначуваним іоном (речовиною).

За типом хімічної реакції методи титриметричного аналізу поділяються:

1) кислотно-основне титрування (протолітометрія);

2) окисно-відновне титрування (редоксиметрія);

3) осаджувальне титрування (седиметрія);

4) комплексометричне титрування (комплексометрія).

В основу розрахунків у титриметричному аналізі покладений закон еквівалентів.

Поняття еквівалентності реагуючих речовин у хімічних реакціях було і залишається одним з основних понять у хімії, у тому числі й в аналітичній.

Еквівалентом (fекв.(X) X) називається деяка реальна чи умовна частка, що може приєднувати, вивільняти або бути яким-небудь іншим чином еквівалентною одному іону Гідрогену в кислотно-основних реакціях або одному електрону в окисно-відновних реакціях.

Еквівалентність.Запишемо в загальному вигляді рівняння

a + b → продукти реакції

Припустимо, що а > b, тоді одна умовна частка речовини А буде еквівалентна b/а умовної частки речовини В у даній реакції.

Відношення b/a є фактор еквівалентності речовини та позначається fекв.(B).

Наприклад, у реакції

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O

fекв.(H2SO4) = 1/2, а еквівалент сульфатної кислоти fекв.(H2SO4) H2SO4 дорівнює 1/2 М (H2SO4).

У реакції

NaOH + H3PO4 → Na2PO4 + H2O

еквівалент фосфорної кислоти fекв.(H3PO4) H3PO4 дорівнює M (H3PO4), а в реакції

3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + H2O




– 1/3 M (H3PO4).

В окисно-відновній реакції фактор еквівалентності й еквівалент розраховують, виходячи із кількості прийнятих чи відданих електронів. Так, для K2Cr2O7 еквівалент дорівнюватиме 1/6 M(K2Cr2O7) відповідно до реакції

K2Cr2O7 +6ē + 14H+ → 2K+ + 2Cr3+ + 7H2O

З огляду на те, що кількість реагуючих речовин еквівалентна,

n(NаО) = n(1/2 H2SO4),

де n – число молів еквівалентів.

Маса моля еквівалента називається молярною масою еквівалента. Наприклад, маса одного моля 1/2 H2SO4 становить 49 г у реакції з лугом, а маса одного моля 1/5 KMnО4 – 31,6 г у процесі окисно-відновних реакцій у кислому середовищі.

Молярна концентрація еквівалента– відношення числа молів еквівалентів розчиненої речовини до об’єму розчина; одиницею виміру є моль-екв/дм3. Для позначення молярної концентрації еквівалента можна використовувати, наприклад, такі форми запису: С(1/2 H2SO4) = 0,1000 М, або 0,1000 М (1/2 H2SO4); С(1/5 KMnО4) = 0,0500 М, або 0,0500 М (1/5 KMnО4).



Відношення молярної концентрації до молярної концентрації еквівалента дорівнює фактору еквівалентності (fекв.(А)). Якщо фактор еквівалентності дорівнює 1, то використання молярної концентрації еквівалента втрачає смисл. У цьому випадку доцільніше використовувати молярну концентрацію.

Стандартний розчин – це розчин із точно відомою концентрацією хімічно активної речовини або з точно відомим титром.

ТитрТ(А) – показує, яка маса речовини А (у грамах) міститься в 1 см3 її розчину. Зв'язок титру з молярною концентрацією еквівалента можна виразити в такий спосіб:

. (2)

Аналогічно для молярної концентрації

 

. (3)

Для розрахунку маси обумовленої речовини в серійних аналізах застосовують такий спосіб вираження концентрації, як титр речовини А за визначуваною речовиною Х.

Титр за визначуваною речовиною Т(А/Х) (г/см3) – це відношення маси m(Х) визначуваної речовини до еквівалентного об’єму V(А) робочого розчину:

 

. (4)

 

Таким чином, Т(А/Х) показує, яка маса аналізованої речовини реагує з 1см3 робочого розчину А (або еквівалентна йому). Знаючи Т(А/Х) (г/см3) та об’єм (см3) робочого розчину V(А), витраченого на титрування, розраховують масу (г) визначуваної речовини:

. (5)

 


Для переходу від Т(А/Х) до молярної концентрації еквівалента або навпаки необхідно застосувати формулу

. (6)

Розрахунки в титриметрії ґрунтуються на еквівалентності реагуючих речовин, отже,

, (7)

 

де СR, CX – молярні концентрації еквівалента титранту й аналізованого розчину; VR, VX – об’єми цих розчинів відповідно.

Під час знаходження маси визначуваної речовини за відомими нормальною концентрацією та об’ємом титранту зручніше застосовувати формулу

(8)

або аналогічне рівняння

(9)

у разі, коли доцільне застосування молярної концентрації (якщо fекв.(Х) = 1).






Сейчас читают про: