В кинетических методах анализа используются различные методы определения концентрации. Среди них выделяют три основные группы методов:

• метод тангенсов,

• метод фиксированного времени,

• метод фиксированной концентрации.

Метод тангенсов

Метод тангенсов применяется для различных типов реакций. Он состоит из нескольких этапов:

1. Через определённые промежутки времени измеряют концентрацию одного из образующихся веществ х.

2. Строят графики зависимости концентрации х от времени. При этом необходимо иметь не менее трёх стандартных растворов, рисунок 6.1, а, б.

а) б)

Рисунок 6.1 – Кинетические кривые для определения концентрации

По методу тангенсов:

а – графики для дифференциальных методов;

б – графики для интегральных методов

Вместо концентрации образующегося вещества на оси ординат можно откладывать любую пропорциональную ей величину (например, оптическую плотность).

3. Определяют (tg α) тангенсы углов наклона соответствующих прямых и строят градуировочные графики tg α – С (рисунок 6.2).

Рисунок 6.2 – Градуировочный график для определения концентрации

по методу тангенсов

4) Используя градуировочный график, определяют концентрацию анализируемого вещества в пробе.

Достоинством метода тангенсов является его высокая точность.

Метод фиксированного времени

Этот метод заключается в том, что реакцию проводят в строго определённый промежуток времени и по окончании этого времени определяют концентрацию одного из реагирующих веществ. На практике измеряют какую-либо физическую величину в какой-то определённый момент времени (рисунок 6.3).

Рисунок 6.3 – Кинетические кривые для определения концентрации

по методу фиксированного времени

Вместо концентрации можно измерять любое свойство, связанное линейной зависимостью с концентрацией.

Этот метод более прост в выполнении по сравнению с методом тангенсов, но менее точен.

Метод фиксированной концентрации

В этом методе измеряют время необходимое для того, чтобы концентрация одного из реагирующих веществ достигла заданного значения. Между величиной, обратной этому времени и концентрацией анализируемого вещества существует прямолинейная зависимость (рисунок. 6.4).

Рисунок 6.4 - Кинетические кривые для определения концентрации

по методу фиксированной концентрации

По сравнению с методом тангенсов он более простой, но менее точен. В случае если ни один из этих методов не даёт хорошей воспроизводимости, используют метод добавок.

Сущность метода: скорость реакции определяют дважды: в анализируемом растворе и в том же растворе, но с добавкой известного количества вещества. Используют чаще графический метод определения концентрации (рисунок 6.5).

Рисунок 6.5 - Графический метод определения концентрации

по методу добавок

Кинетические реакции можно применять для фиксирования точки эквивалентности, при этом точность титриметрических методов увеличивается. Это титрование называется каталиметрическое.

При каталиметрическом титровании раствор катализатора титруют раствором ингибитора или наоборот. В первом случае скорость уменьшается, во втором – увеличивается. По изменению скорости в зависимости от объёма титранта строят графики и определяют точку эквивалентности (рисунок 6.6).

Рисунок 6.6 – Кривая каталиметрического титрования

Каталиметрическое титрования применяется для титрования разбавленных растворов (С_min=10^-6 моль/дм³).

Кинетические методы анализа обладают рядом достоинств: высокая чувствительность (С_min=10^-6 ÷10^-7 моль/дм³), что позволяет определять микро-примеси; широкая область применения (возможен анализ более 40 элементов таблицы Менделеева); достаточная селективность. К недостаткам следует отнести высокую погрешность кинетических методов анализа (± 10 %).