5.2. Стандартизация раствора титранта

Стандартизация раствора титранта – это установление его точной концентрации с относительной погрешностью, обычно не превышающей ±0,1 %.

Различают приготовленные и установленные растворы титрантов. Приготовленные растворы получают путем растворения точной навески тщательно очищенного исходного вещества в определенном объеме воды или другого растворителя. Так готовят, например, титрованный раствор NaCl, K₂Cr₂O₇ и др.

Однако многие растворы приготовить таким путем нельзя, например, NaOH, KMnO₄ и др. В таких случаях готовят раствор титранта приблизительно нужной концентрации, а затем его стандартизируют, т.е. устанавливают концентрацию с необходимой точностью, титруя раствором стандартного вещества. Такие растворы называют установленными. Установочные вещества или так называемые первичные стандарты должны иметь состав, точно отвечающий химической формуле, быть устойчивыми на воздухе как в твердом виде, так и в растворе, иметь, по возможности, большую молярную массу эквивалента. Они должны быть доступными и легко очищаться от примесей. Реакция вещества титранта с установочным веществом должна протекать быстро, количественно и стехиометрически.

Растворы NaOH и КОН часто стандартизируют по гидрофталату калия (КНС₈Н₄О₄) или дигидрату щавелевой кислоты (Н₂С₂О₄·2Н₂О); растворы HCl и H₂SO₄ – по карбонату натрия или декагидрату тетрабората натрия (Na₂В₄О₇·10Н₂О); растворы KMnO₄ – по оксалату натрия Na₂C₂O₄ и т.д.

Нередко для целей стандартизации используют вторичные стандарты, в качестве которых выступают титрованные растворы веществ, способных взаимодействовать с титрантом. Например, стандартизировать раствор HCl можно титрованным раствором NaOH.

Удобным практическим методом приготовления стандартного титрованного раствора является использование фиксаналов – запаянных стеклянных ампул, которые содержат точно фиксированное количество вещества, обычно 0,1 моль эквивалента. Для получения стандартного титрованного раствора содержимое фиксанала растворяют в мерной колбе.

5.3. Основные приемы титриметрических определений

В титриметрическом анализе используют:

1) прямое титрование;

2) обратное титрование (титрование по остатку);

3) титрование заместителя.

При прямом титровании определяемое вещество непосредственно реагирует с титрантом. Типичный пример – титрование щелочи кислотой (или наоборот). В случае обратного титрования используется два титрованных раствора – основной и вспомогательный. К анализируемому раствору сначала добавляют заведомый избыток одного титрованного раствора, а затем не вступивший в реакцию остаток этого раствора оттитровывается другим стандартным раствором. Этот прием применяется, когда трудно определить точку эквивалентности. Например, при титровании солей аммония прибавляют избыток щелочи, а затем остаток ее оттитровывают кислотой.

При титровании заместителя в методе заместительного титрования к определяемому веществу добавляют специальный реагент, который взаимодействуя с ним, выделяет эквивалентное количество нового вещества – заместителя. Полученный заместитель оттитровывают стандартным раствором. Например, при иодометрическом определении меди к анализируемому раствору прибавляют избыток иодида калия

2Cu²⁺ + 4I^- → 2CuI + I₂.

Выделившийся йод оттитровывают тиосульфатом.

По способу титрования различают способ отдельных навесок и способ пипетирования.

Способ отдельных навесок заключается в том, что n навесок вещества (m₁,m₂ и т.д.) взятых на аналитических весах, растворяют в небольших объемах растворителя (знать их нет необходимости) и проводят титрование каждого раствора. В способе пипетирования навеску вещества растворяют в мерной колбе, доводят растворителем до метки, затем отбирают мерной пипеткой отдельные равные порции раствора (аликвоты) и их титруют.