Основные приемы титриметрических определений

Различают:

Прямое титрование

Обратное титрование (титрование по остатку, титрование избытка)

Титрование по замещению или титрование заиестителя.

При прямом титровании определяемое вещество непосредственно реагирует с титрантом. Например, титрование кислоты основанием.

NaОН + HCl ↔ NaCl + H₂O

Na₂CO₃ + HCl ↔ NaCl + NaHCO₃

В случае обратного титрования используют 2 титрованных рабочих раствора: основной и вспомогательный. Сначала к анализируемому раствору добавляют заведомо известный избыток одного титрованного раствора, а затем не вступивший в реакцию остаток этого раствора оттитровывают другим стандартным раствором. Метод используется когда:

прямое титрование невозможно;

анализируемое вещество малорастворимо;

анализируемое вещество неустойчиво.

Пример 1. Определение хлорид-ионов в растворах.

Cl^-    + AgNO₃ → AgCl↓ + NO₃^-

рабочий  1-ый титрант

раствор   (c избытком) V,мл

AgNO₃ + (NH₄)CNS → Ag CNS + NH₄ NO₃   

избыток 2-ой титрант

V₁,мл

(V  - V₁) – количество мл AgNO₃, пошедшее на титрование Cl^-

Пример 2. Определение ионов CO₃^2- в известняке CaCO₃.

CaCO₃  +     HCl           →    CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

твердый с избытком, V,мл

HCl          +        NaOH → Na Cl + H₂O

избыток

V₁,мл

(V  - V₁) – количество мл HCl, пошедшей на титрование CaCO₃

Пример 3.  Титрование солей аммония NH₄⁺ щелочью в водном растворе практически не проводят из-за трудности установления т.э.. В этом случае к анализируемому раствору соли NH₄⁺ добавляют избыток раствора NaOH. Остаточное количество гидроксида натрия оттитровывают кислотой.

   При титровании заместителя или титровании по замещению к определяемому веществу добавляют специальный реагент, вступающий с ним в реакцию. Один из продуктов взаимодействия оттитровывают рабочим раствором. Например, при иодометрическом определении меди к анализируемому раствору добавляют избыток KJ. Происходит реакция:

2Cu²⁺ + 4J^- = 2CuJ + J₂

Выделившийся иод оттитровывают тиосульфатом натрия.

Основные методы титриметрического анализа

   В титриметрическом анализе используются реакции различного типа: кислотно-основного взаимодействия, комплексообразования, окисления-восстановления, осаждения, ионного обмена и другие, удовлетворяющие перечисленным выше требованиям, предъявляемым к титриметрическим реакциям.

Отдельные титриметрические методы получили название по типу основной реакции, протекающей при титриметрическом титровании или по названию титранта (аргентометрия – титрант: раствор AgNO₃, перманганатометрия – титрант: раствор KMnO₄).

По способу фиксирования точки эквивалентности выделяют следующие методы титрования:

с цветной индикацией;

потенциометрического титрования;

кондуктометрического титрования;

фотометрического титрования.

При классификации по типу основной реакции, протекающей при титровании, различают:

методы кислотно-основного взаимодействия, связанного с процессом передачи протона:                 H⁺ + OH^- = H₂O

                              CH₃COOH + OH^- = CH₃COO^- + H₂O

                              CO₃^2- + H⁺ = HCO₃^-

       Т.э. фиксируется кислотно-основным индикатором.

методы комплексообразования, использующие реакции образования комплексных соединений:

                             Hg²⁺ + 2Cl^- = HgCl₂

                                              Hg²⁺ + 4J^- ↔ [HgJ₄]^2-

                             Ag⁺ + 2CN^- ↔ [Ag(CN)₂]^-

                             Mg²⁺ + H₂Y^2- = MgY^2- + 2H⁺             комплексонометрия

методы осаждения, основанные на реакциях образования малорастворимых соединений:

                             Ag⁺ + Cl^- = AgCl                               аргентометрия

                             Hg₂²⁺ + 2Cl^- = Hg₂Cl₂                                        меркурометрия

методы окисления-восстановления:

       MnO₄^- + 5Fe²⁺ + 8H⁺ = Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O          перманганатометрия

       2 S₂O₃^2- + J₂ = S₄O₆^2- + 2J^-                                         иодометрия

       Т.э. фиксируется с помощию окислительно-восстановительных индикаторов.

Для каждого из указанных методов есть свои особенности:

приготовление и свойства рабочих растворов;виды кривых титрования;

погрешности определения;способы фиксации т.э.;практическое применение.

Погрешности титрования

   При титровании возможны случайные погрешности, которые связаны с измерением объема и массы навески, и систематические, связанные с несовпадением точки эквивалентности и точки конца титрования. Случайные погрешности обрабатываются по законам математической статистики. Систематические погрешности могут быть положительными (перетитрование) и отрицательными (недотитрование). Оценку систематической погрешности проводят расчетным способом. Её величина обычно колеблется от сотых до нескольких десятых процента в зависимости от природы, концентрации титранта, титруемого вещества и интервала перехода индикатора (значение рТ). Однако при неправильном выборе индикаторе величина систематической погрешности может составить целые проценты.

    Для уменьшения систематической погрешности рекомендуется использовать контрольный раствор, называемый также «холостым» или «свидетелем».