2014-02-02
4170
Рис. 53. Положение колбы и бюретки при титровании
Нажимая большим и указательным пальцами левой руки на шарик бюретки, добавляют в колбу небольшими порциями второй раствор. При этом правой рукой осторожно встряхивают колбу для быстрого перемешивания раствора.
Вблизи точки эквивалентности раствор в колбе в месте падения капли раствора из бюретки на некоторое время приобретает окраску, характерную для точки эквивалентности. Это может служить признаком приближающегося конца реакции титрования. В этом случае раствор из бюретки начинают прибавлять по одной капле, каждый раз внимательно наблюдая окраску смеси в колбе.
После стойкого (неисчезающего) изменения окраски титрование прекращают и записывают показание объема жидкости в бюретке.
Первое титрование служит для ориентировочного установления объёма и при расчётах не используется. Титрование с тем же исходным объёмом раствора в колбе проводят ещё не менее трёх раз. Перед началом каждого нового опыта уровень жидкости в бюретке снова доводят до нулевой отметки.
Первую порцию жидкости при повторном титровании спускают из бюретки одномоментно (объём её должен быть немного меньше 0,5-1 мл) результата первого титрования. После этого дотитровывают раствор по каплям до наступления точки эквивалентности. По результатам нескольких измерений рассчитывают средний объём раствора, пошедшего на титрование.
В основе многих методов объёмного анализа лежат реакции ионного обмена. К их числу относятся и кислотно-основные реакции, сущность которых сводится к взаимодействию между собой в водных растворах ионов гидроксония и гидроксильных ионов:
Н3О+ + ОН¯ = 2Н2О
В упрощённом виде данную реакцию можно записать следующим образом:
Н+ + ОН¯ = Н2О
При протекании таких реакций часто происходит передача протона от титранта к титруемому веществу или наоборот (если один из реагентов является слабым электролитом).
Реакции кислотно-основного взаимодействия (или по-другому: реакции нейтрализации) характеризуются высокой скоростью и протекают строго стехиометрически.
Метод кислотно-основного титрования применяется для количественного определения кислот, оснований или солей, способных гидролизоваться в водных растворах. В зависимости от природы используемого титранта кислотно-основное титрование подразделяется на ацидиметрию (acidium-кислота) и алкалиметрию (alkalis – щёлочь).
В ацидиметрии в качестве рабочего раствора (титранта) чаще всего используют соляную кислоту, реже - серную, т.к. она в ряде случаев может образовывать с исследуемым веществом осадки, которые будут влиять на точность результатов анализа.
Азотная кислота, являясь сильным окислителем, может вступать в побочные реакции, не предусмотренные стехиометрией основного процесса, поэтому в ацидиметрии используется редко, кроме того, её растворы могут частично разлагаться при нагревании и на свету.
Растворы НСl и H2SO4 нельзя приготовить по точной навеске исходного вещества из-за летучести первого и гигроскопичности второго.
Поэтому их готовят разбавлением концентрированных растворов, а затем точный титр устанавливают с помощью другого стандартного раствора.
В ацидиметрии для этих целей используют растворы карбоната натрия Na2CO3 (соды) или декагидрата тетрабората натрия Na2B4O7·10H2O (буры), полученные растворением в соответствующем объёме H2O рассчитанной навески.
Уравнения протекающих при этом реакций будут иметь вид:
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2
Na2B4O7 + 2HCl + 5H2O = 2NaCl + 4H3BO3
Таким образом, фактор эквивалентности соды и буры в этом случае равен 1/2.
Рабочие растворы кислот (HCl, H2SO4) являются устойчивыми и могут храниться без изменения своего количественного и качественного состава продолжительное время. Обычно в ацидиметрии используют растворы с молярной концентрацией химического эквивалента кислоты от 0,01 моль/дм3 до 0,2 моль/дм3.
