Класифікація титриметричних методів аналізу за типом хімічних реакцій

1. Методи кислотно-основного титрування

Ці методи ґрунтуються на використанні реакції нейтралізації, їх застосовують для визначення кислот, основ та солей, які вна­слідок гідролізу утворюють кислу або лужну реакцію середовища.

2.Методи осаджувального титрування

У цих методах досліджувана речовина при взаємодії з титран-том виділяється з розчину у вигляді малорозчинної сполуки.

3.Методи комплексиметричного титрування

Методи комплексиметричного титрування грунтуються на утво­ренні комплексів титранту з досліджуваною речовиною.

4.Методи окисно-відновного титрування (оксред-методи) Вони побудовані на окисно-відновних реакціях, що відбуваються між певною речовиною і титр антом.

Класифікація титриметричних методів за способом титрування

1.Пряме титрування

Спосіб прямого титрування полягає в тому, що до певного об'єму розчину речовини, що визначають, додають краплями ти-трант у присутності індикатору до досягнення кінцевої точки ти­трування.

2.Зворотне титрування (титрування за залишком)

До розчину досліджуваної речовини додають точно виміряний надлишок допоміжного титранту, який взаємодіє з речовиною. Після завершення реакції надлишок титранту, що не прореагував, визначають прямим титруванням іншим титрантом. Метод вико­ристовують у випадках, коли реакція перебігає повільно, дослі­джувана речовина летка або неможна підібрати індикатор для пря­мого титрування.

Наприклад, концентрацію розчину амоніаку визначають зво­ротним титруванням через його леткість. До відповідного об'єму розчину амоніаку додають надлишок титрованого розчину хлорид­ної кислоти, залишок якої потім відтитровують розчином натрію гідроксиду.

3.Непряме (замісникове) титрування

До розчину досліджуваної речовини додають допоміжний ре­агент, з яким вона утворює нову сполуку (замісник) у кількості, еквівалентній досліджуваній речовині. Концентрацію замісника визначають прямим титруванням. Цей метод використовують тоді, коли досліджувана речовина не реагує з титрантом або реагує не-стехіометрично.

Наприклад, дикалію дихромат взаємодіє з титрантом Na₂S₂O₃ нестехіометрично. Тому до розчину досліджуваної речовини (K₂Cr₂O₇) додають реагент - KI, з якого вивільнюється еквіва­лентна кількість дийоду, який потім відтитровують стандартним розчином натрію тіосульфату.

Техніка та точність аналізу

У титриметричному аналізі основними операціями є зважу­вання наважки досліджуваної речовини та відмірювання об'ємів титрантів. Зазвичай відносна помилка титриметричного аналізу складає ±0,2 %. Тому з неменшою точністю повинні виконува­тись і зазначені вище операції. Абсолютна помилка відмірювання об'ємів за допомогою макробюреток (25,00; 50,00 см³) з ціною ді­лення 0,1 см³ складає ±0,04 см³. Виходячи з цього, розраховують мінімальний об'єм X, який можна відміряти з помилкою, не біль­шою ±0,2 %:

Х = Х· 100 / А

де X- абсолютна помилка відмірювання, см³; А - відносна помилка відмірювання, %;

Х = ±0.04·100/ ±0,2 = 20 см³.

Цей об'єм далі позначений як V_min.

Приготування титрантів

Основним розчином у титриметричному аналізі є стандартний (титрований) розчин - титрант, за допомогою якого визначають вміст речовини в досліджуваній пробі.

Приготування розчинів титрантів вимагає додержання особ­ливих правил, ретельності та акуратності в роботі.

Спосіб приготування титранту залежить від властивостей ви­хідної речовини, з якої готують стандартний розчин. Існує декіль­ка способів приготування титрованих розчинів.

Приготування первинних стандартних розчинів. Найбільш прос­тим є такий спосіб: на аналітичних терезах беруть точну наважку речовини, розчиняють її в мірній колбі і розводять до мітки дис­тильованою водою. Приготовлений цим способом розчин назива­ють первинним стандартним розчином, або розчином з приготов­леним титром. Первинні стандартні розчини готують тільки із стандартних речовин, що відповідають таким вимогам:

• речовина повинна легко одержуватися в хімічно чистому вигляді, мати відомий склад, який точно відповідає хімічній фор­мулі;

• бути стійкою при зберіганні, як у сухому вигляді, так і в розчині;

• речовина повинна добре розчинятися у воді (або в іншому розчиннику);

• мати по можливості велику молярну масу, що зменшує по­милки при зважуванні наважки.

Таким способом можна приготувати титровані розчини з хіміч­но чистих речовин: K₂Cr₂O₇, KBrO₃, H₂C₂O₄, Na₂B₄O₇ тощо.

Приготування вторинних стандартних розчинів. Деякі речовини важко одержати в чистому вигляді внаслідок їх леткості, великої гігроскопічності, взаємодії з оксигеном повітря або здібності по­глинати карбону (IV) оксид з повітря.

Наприклад, луги (NaOH, KOH), крім гігроскопічної вологи, містять домішки відповідних карбонатів (Na₂CO₃, K₂CO₃) унаслі­док поглинання CO₂ з повітря. У цьому випадку готують розчин наближеної концентрації, декілька більшої, ніж необхідно за роз­рахунками. Концентрацію одержаного розчину встановлюють за допомогою стандартних речовин або іншого стандартного розчину.

Приготовлений таким чином розчин титранту називається вто­ринним стандартним розчином, або розчином з встановленим титром.

Установку точної концентрації вторинного стандартного роз­чину за стандартними речовинами проводять двома способами:

• окремих наважок;

• піпетування.

Спосіб окремих наважок. Розраховують наважку стандартної речовини за відповідною формулою. На аналітичних терезах зважують окремі, близькі за величиною, наважки стандартної речовини (на титрування кожної з них повинно витрачатися близько 20 см³ стандартного розчину), розчиняють їх у зручному для тит­рування об'ємі води (20 - 25 см³) і титрують розчином, який стан­дартизують. Спосіб окремих наважок більш точний, але потребує великих витрат часу.

Спосіб піпетування. Розраховану наважку стандартної речови­ни зважують на аналітичних терезах, кількісно переносять у мірну колбу, розчиняють у дистильованій воді і доводять об'єм розчину водою до поділки. Аліквотну частину приготовленого таким чи­ном розчину піпеткою переносять у конічну колбу і титрують роз­чином, який стандартизують. Спосіб піпетування менш трудоміс­ткий, але і менш точний.

Приготування титрантів з «фіксаналу». Для приготування тит­рованих розчинів часто використовують «фіксанали». Фіксанал, або стандарт-титр, являє собою заплавлену скляну ампулу, яка містить точно визначену кількість речовини в сухому вигляді або розчині. Найчастіше в ампулі міститься 0,1 моль речовини. Для приготування титрованого розчину ампулу розбивають, її вміст кількісно переносять у мірну колбу необхідного вмісту, розводять свіжоперевареною і охолодженою дистильованою водою, доводять Об'єм розчину до мітки і ретельно перемішують.