Vrste titracije. Analitička hemija Titracija ukratko

Tehnologija

24.11.202227.05.2017

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Plan

1. Suština precipitacijske titracije

2. Argentometrijska titracija

3. Tiocijanatometrijska titracija

4. Primjena precipitacijske titracije

4.1 Priprema standardiziranog rastvora srebrnog nitrata

4.2 Priprema standardiziranog rastvora amonijum tiocijanata

4.3 Određivanje sadržaja hlora u uzorku prema Volhardu

4.4 Određivanje sadržaja natrijum trihloracetata u tehničkom proizvodu

1. Suština padavinatitracija

Metoda kombinuje titrimetrijska određivanja zasnovana na reakcijama stvaranja precipitata slabo rastvorljivih jedinjenja. Za ove svrhe su prikladne samo određene reakcije koje zadovoljavaju određene uslove. Reakcija se mora odvijati striktno prema jednadžbi i bez sporednih procesa. Nastali talog bi trebao biti praktično netopiv i taložiti se prilično brzo, bez stvaranja prezasićenih otopina. Osim toga, potrebno je moći odrediti krajnju tačku titracije pomoću indikatora. Konačno, fenomen adsorpcije (koprecipitacije) mora biti izražen tako slabo tokom titracije da rezultat određivanja nije iskrivljen.

Nazivi pojedinačnih metoda precipitacije izvedeni su iz naziva korištenih otopina. Metoda koja koristi otopinu srebrnog nitrata naziva se argentometrija. Ovom metodom se utvrđuje sadržaj C1~ i Br~ jona u neutralnim ili blago alkalnim medijima. Tiocijanatometrija se zasniva na upotrebi rastvora amonijum tiocijanata NH 4 SCN (ili kalijum KSCN) i služi za određivanje tragova C1- i Br~, ali već u jako alkalnim i kiselim rastvorima. Također se koristi za određivanje sadržaja srebra u rudama ili legurama.

Skupa argentometrijska metoda za određivanje halogena postepeno se zamjenjuje merkurometrijskom metodom. U potonjem se koristi otopina živinog nitrata (I) Hg 2 (NO 3) 2.

Razmotrimo detaljnije argentometrijsku i tiocijanatometrijsku titraciju.

2. Argentometrijska titracija

Metoda se zasniva na reakciji taloženja C1~ i Br~ jona katjonima srebra sa stvaranjem teško rastvorljivih halogenida:

Cl-+Ag+=AgClb Br^- + Ag+= AgBr

U ovom slučaju koristi se otopina srebrnog nitrata. Ako se tvar analizira na sadržaj srebra, tada se koristi otopina natrijevog (ili kalijevog) klorida. titracijski rastvor lijeka

Titracione krive su od velikog značaja za razumevanje metode argentometrije. Kao primjer, razmotrite slučaj titracije od 10,00 ml 0,1 N. rastvor natrijum hlorida 0,1 N. otopina srebrnog nitrita (bez uzimanja u obzir promjene volumena otopine).

Prije početka titracije, koncentracija kloridnih iona u otopini jednaka je ukupnoj koncentraciji natrijevog klorida, odnosno 0,1 mol / l ili \u003d -lg lO-i \u003d 1.

Kada se rastvoru natrijum hlorida koji se titrira doda 9,00 ml rastvora srebrnog nitrata i istaloži 90% jona klorida, njihova koncentracija u rastvoru će se smanjiti za faktor 10 i postati jednaka N0 ~ 2 mol/l, a pC1 će biti jednak 2. Pošto je vrijednost nPAgci= IQ-10, koncentracija srebrnih jona u ovom slučaju će biti:

10. / [C1-] \u003d 10-10 / 10-2 \u003d 10-8 M ol / l, ILI pAg = - lg \u003d - IglO-s \u003d 8.

Slično, sve ostale tačke se izračunavaju da bi se nacrtala kriva titracije. U tački ekvivalencije pCl=pAg= = 5 (vidi tabelu).

Tabela Promjena pC\ i pAg tokom titracije 10,00 ml 0,1 N. rastvor natrijum hlorida 0,1 N. rastvor srebrnog nitrata

Dodan rastvor AgNO 3,


9,99 10,00 (ekviv. bod) 10.01	yu-4 yu-5 yu-6.	yu- 6 yu- 5 yu-*

Interval skokova u argentometrijskoj titraciji ovisi o koncentraciji otopina i o vrijednosti proizvoda rastvorljivosti taloga. Što je manja PR vrijednost jedinjenja koja je rezultat titracije, to je širi interval skoka na krivulji titracije i lakše je fiksirati krajnju tačku titracije pomoću indikatora.

Najčešće je argentometrijsko određivanje hlora po Mohr metodi. Njegova se suština sastoji u direktnoj titraciji tekućine otopinom srebrnog nitrata s indikatorom kalijevog hromata dok bijeli talog ne postane smeđi.

Indikator Mohrove metode - otopina K2CrO 4 daje crveni talog srebrnog hromata Ag 2 CrO 4 sa srebrnim nitratom, ali je rastvorljivost taloga (0,65-10 ~ 4 E / l) mnogo veća od rastvorljivosti srebrnog klorida ( 1,25X _X10 ~ 5 E/l). Stoga, pri titriranju rastvorom srebrnog nitrata u prisustvu kalijum hromata, crveni talog srebrnog hromata se pojavljuje tek nakon dodavanja viška Ag+ jona, kada su svi hloridni ioni već istaloženi. U tom slučaju se u analiziranu tekućinu uvijek dodaje otopina srebrnog nitrata, a ne obrnuto.

Mogućnosti korištenja argentometrije su prilično ograničene. Koristi se samo kod titriranja neutralnih ili blago alkalnih rastvora (pH 7 do 10). U kiseloj sredini, talog srebrnog hromata se otapa.

U visoko alkalnim rastvorima, srebrni nitrat se razgrađuje sa oslobađanjem nerastvorljivog oksida Ag 2 O. Metoda je takođe neprikladna za analizu rastvora koji sadrže NH ^ ion, jer u tom slučaju nastaje kompleks amonijaka sa Ag + katjonom + - Analizirani rastvor ne bi trebalo da sadrži Ba 2 +, Sr 2+, Pb 2+, Bi 2+ i druge jone koji talože sa kalijum hromatom. Ipak, argentometrija je pogodna za analizu bezbojnih rastvora koji sadrže C1~ i Br_ jone.

3. Tiocijanatometrijska titracija

Tiocijanatometrijska titracija zasniva se na taloženju Ag+ (ili Hgl+) jona tiocijanatima:

Ag+ + SCN- = AgSCN|

Određivanje zahteva rastvor NH 4 SCN (ili KSCN). Odrediti Ag+ ili Hgi + direktnom titracijom sa rastvorom tiocijanata.

Tiocijanatometrijsko određivanje halogena vrši se prema tzv. Volhardovom metodu. Njegova suština se može izraziti dijagramima:

CI- + Ag+ (višak) -* AgCI + Ag+ (ostatak), Ag+ (ostatak) + SCN~-> AgSCN

Drugim riječima, tekućini koja sadrži C1~ dodaje se višak titrirane otopine srebrnog nitrata. Ostatak AgNO 3 se zatim ponovo titrira sa rastvorom tiocijanata i rezultat se izračunava.

Indikator Volhardove metode je zasićena otopina NH 4 Fe (SO 4) 2 - 12H 2 O. Sve dok u titriranoj tekućini ima Ag + jona, dodani SCN ~ anioni se vezuju za taloženje AgSCN, ali ne stupaju u interakciju sa Fe 3 + jonima. Međutim, nakon točke ekvivalencije, najmanji višak NH 4 SCN (ili KSCN) uzrokuje stvaranje krvno crvenih jona 2 + i +. Zahvaljujući tome, moguće je odrediti ekvivalentnu tačku.

Tiocijanatometrijske definicije se koriste češće od argentometrijskih. Prisustvo kiselina ne ometa Volhardovu titraciju i čak doprinosi postizanju preciznijih rezultata, budući da kiseli medij inhibira hidrolizu Fe** soli. Metoda omogućava određivanje C1~ jona ne samo u alkalijama, već iu kiselinama. Određivanje ne utiče na prisustvo Ba 2 +, Pb 2 +, Bi 3 + i nekih drugih jona. Međutim, ako analizirana otopina sadrži oksidirajuće agense ili živine soli, tada primjena Volhardove metode postaje nemoguća: oksidanti uništavaju SCN-ion, a živin kation ga taloži.

Alkalni test rastvor se neutrališe pre titracije sa azotnom kiselinom, inače će joni Fe 3 +, koji su deo indikatora, istaložiti gvožđe (III) hidroksid.

4. Primjena precipitacijske titracije

4.1 Priprema standardizovanog rastvora srebrnog nitrata

Primarni standardi za standardizaciju rastvora srebrnog nitrata su natrijum ili kalijum hloridi. Pripremite standardni rastvor natrijum hlorida i približno 0,02 N. rastvor srebrnog nitrata, standardizovati drugi rastvor prema prvom.

Priprema standardnog rastvora natrijum hlorida. Od hemijski čiste soli priprema se rastvor natrijum hlorida (ili kalijum hlorida). Ekvivalentna masa natrijum hlorida jednaka je njegovoj molarnoj masi (58,45 g/mol). Teoretski, za pripremu 0,1 l 0,02 N. Za otopinu je potrebno 58,45-0,02-0,1 = 0,1169 g NaCl.

Uzmite uzorak od približno 0,12 g natrijum hlorida na analitičkoj vagi, prebacite ga u volumetrijsku tikvicu od 100 ml, rastvorite, dovedite zapreminu do oznake vodom, dobro promešajte. Izračunajte titar i normalnu koncentraciju osnovne otopine natrijevog klorida.

Priprema od 100 ml približno 0,02 N. rastvor srebrnog nitrata. Srebrni nitrat je oskudan reagens, a njegove otopine obično imaju koncentraciju ne veću od 0,05 N. Za ovaj rad, 0,02 n je sasvim prikladno. rješenje.

Kod argentometrijske titracije, ekvivalentna masa AgN0 3 jednaka je molarnoj masi, odnosno 169,9 g/mol. Dakle, 0,1 l 0,02 n. otopina treba sadržavati 169,9-0,02-0,1 \u003d 0,3398 g AgNO 3. Međutim, nema smisla uzimati upravo takav uzorak, jer komercijalni srebrni nitrat uvijek sadrži nečistoće. Izmeriti na tehnohemijskim vagama približno 0,34 - 0,35 g srebrnog nitrata; Odmjerite otopinu u volumetrijskoj tikvici kapaciteta 100 ml, otopinu u maloj količini vode i dovedite volumen vodom; otopinu pohranite u tikvicu, umotajte je u crni papir i sipajte u tamnu staklenu bocu. Standardizacija rastvora sumpornitrata natrijum hloridom, srebrom i priprema za titraciju. Isperite pipetu rastvorom natrijum hlorida i prenesite 10,00 ml rastvora u konusnu tikvicu. Dodajte 2 kapi zasićenog rastvora kalijum hromata i pažljivo titrirajte rastvorom srebrnog nitrata kap po kap uz mešanje. Pobrinite se da smjesa iz žute postane crvenkasta s jednom kapljicom srebrnog nitrata. Nakon što ponovite titraciju 2-3 puta, uzmite prosek konvergentnih očitanja i izračunajte normalnu koncentraciju rastvora srebrnog nitrata.

Pretpostavimo da je za titraciju 10,00 ml 0,02097 N. rastvorom natrijum hlorida u proseku je išlo 10,26 ml rastvora srebrnog nitrata. Onda

A^ AgNOj . 10,26 = 0,02097. 10,00, AT AgNOs = 0,02097-10,00/10,26 = 0,02043

Ako treba odrediti sadržaj C1 ~ u uzorku, tada se, osim toga, izračunava titar otopine srebrnog nitrata u kloru: T, - = 35,46-0.ml otopine srebrnog nitrata odgovara 0,0007244 g titriranog hlora.

4.2 Priprema standardizovanog rastvora amonijum tiocijanataI

Rastvor NH 4 SCN ili KSCN sa tačno poznatim titrom ne može se pripremiti otapanjem uzorka, jer su ove soli veoma higroskopne. Stoga pripremite otopinu približno normalne koncentracije i postavite je na standardiziranu otopinu srebrovog nitrata. Indikator je zasićeni rastvor NH 4 Fe (SO 4) 2 - 12H 2 O. Da bi se sprečila hidroliza Fe soli, samom indikatoru i analiziranom rastvoru se pre titracije dodaje 6 N. azotne kiseline.

Priprema od 100 ml približno 0,05 N. rastvor amonijum tiocijanata. Ekvivalentna masa NH4SCN jednaka je njegovoj molarnoj masi, odnosno 76,12 g/mol. Dakle, 0,1 l 0,05 n. rastvor treba da sadrži 76.12.0.05-0.1=0.3806 g NH 4 SCN.

Uzmite uzorak od oko 0,3-0,4 g na analitičkoj vagi, prebacite ga u tikvicu od 100 ml, rastvorite, razblažite zapreminu rastvora vodom do oznake i promešajte.

Standardizacija rastvora amonijum tiocijanata srebrnim nitratom. Pripremite biretu za titraciju sa rastvorom NH 4 SCN. Isperite pipetu rastvorom srebrnog nitrata i odmerite 10,00 ml u konusnu tikvicu. Dodati 1 ml rastvora NH 4 Fe(SO 4) 2 (indikator) i 3 ml. 6 n. azotne kiseline. Polako, uz kontinuirano mešanje, sipajte rastvor NH 4 SCN iz birete. Zaustavite titraciju kada se pojavi smeđe-ružičasta boja 2+, koja ne nestaje snažnim mućkanjem.

Ponovite titraciju 2-3 puta, uzmite prosek iz konvergentnih očitavanja i izračunajte normalnu koncentraciju NH 4 SCN.

Pretpostavimo da je za titraciju 10,00 ml 0,02043 N. rastvorom srebrnog nitrata u proseku je išlo 4,10 ml rastvora NH 4 SCN.

4.3 Definicijasadržajhlor u uzorku prema Folgardu

Volhardovi halogeni se određuju povratnom titracijom ostatka srebrnog nitrata sa rastvorom NH 4 SCN. Međutim, precizna titracija je ovdje moguća samo pod uvjetom da se preduzmu mjere za sprječavanje (ili usporavanje) reakcije između srebrnog klorida i viška željeznog tiocijanata:

3AgCI + Fe(SCN) 3 = SAgSCNJ + FeCl 3

u kojoj boja koja se pojavila postepeno nestaje. Najbolje je filtrirati talog AgCl prije titriranja viška srebrovog nitrata otopinom NH 4 SCN. Ali ponekad se, umjesto toga, otopini doda neka organska tekućina, koja se ne miješa s vodom i, takoreći, izoluje talog ApCl od viška nitrata.

Metoda definicije. Uzmite epruvetu sa rastvorom analita koji sadrži natrijum hlorid. Izvagani dio tvari se otopi u volumetrijskoj tikvici kapaciteta 100 ml i volumen otopine se dovede do oznake vodom (koncentracija klorida u otopini ne smije biti veća od 0,05 N).

Odpipetirajte 10,00 ml analiziranog rastvora u konusnu tikvicu, dodajte 3 ml 6N. dušične kiseline i dodati poznati višak otopine AgNO 3 iz birete, na primjer 18,00 ml. Zatim filtrirajte talog srebrnog hlorida. Titrirajte ostatak srebrnog nitrata sa NH 4 SCN kao što je opisano u prethodnom paragrafu. Nakon što ponovite definiciju 2-3 puta, uzmite prosjek. Ako se talog srebrnog hlorida filtrira, onda ga treba oprati i isprane vode dodati u filtrat.

Pretpostavimo da je težina uzorka 0,2254 g. U 10,00 ml analiziranog rastvora dodano je 18,00 ml 0,02043 N. rastvor srebrnog nitrata. Za titraciju njegovog viška, 5,78 ml * 0,04982 n. NH 4 SCN rastvor.

Prije svega izračunamo koliki je volumen 0,02043 n. Rastvor srebrnog nitrata odgovara 5,78 ml 0,04982 N utrošenog na titraciju. NH 4 SCN rješenje:

sledstveno tome, 18,00 - 14,09 = 3,91 ml 0,2043 n otišlo je na taloženje C1 ~ jona. rastvor srebrnog nitrata. Odavde je lako pronaći normalnu koncentraciju rastvora natrijum hlorida.

Pošto je ekvivalentna masa hlora 35,46 g/mol*, ukupna masa hlora u uzorku je:

772 = 0,007988-35,46-0,1 = 0,02832 g.

0,2254 g C1 - 100%

x = 0,02832-100 / 0,2254 = 12,56%.:

0,02832 > C1 -- x%

Prema Folgard metodi, također se utvrđuje sadržaj Br~ i I- jona. Istovremeno, nije potrebno filtrirati precipitate srebrnog bromida ili jodida. Ali mora se uzeti u obzir da ion Fe 3 + oksidira jodide u slobodni jod. Stoga se indikator dodaje nakon taloženja svih jona I-srebrovog nitrata.

4.4 Određivanje sadržaja trihlaOnatrijum acetat | u tehničkoj pripremi (za hlor)

Tehnički natrijum trikloroacetat (TXA) je herbicid za suzbijanje travnatog korova. To je bijela ili svijetlosmeđa kristalna supstanca, dobro rastvorljiva u vodi. Prema Folgardu, prvo se utvrđuje maseni udio organohloridnih spojeva, a zatim nakon uništavanja hlora. Razlikom pronađite maseni udio (%) natrijum hlor trihloracetata.

Određivanje masenog udjela (%) neorganskih jedinjenja hlora. Precizno izmjereno 2-2,5 g lijeka stavlja se u volumetrijsku tikvicu kapaciteta 250 ml, otopi se, razrijedi otopinu vodom do oznake, promiješa. Odpipetirajte 10 ml rastvora u konusnu tikvicu i dodajte 5-10 ml koncentrovane azotne kiseline.

Dodati iz birete 5 ili 10 ml 0,05 N. rastvor srebrnog nitrata i njegov višak titrirati sa 0,05 N. Rastvor NH 4 SCN u prisustvu NH 4 Fe(SO 4) 2 (indikator).

Izračunajte maseni udio (%) hlora (x) neorganskih jedinjenja koristeći formulu

(V - l / i) 0,001773-250x100

gdje je V zapremina tačno 0,05 n. Otopina AgNO 3 uzeta za analizu; Vi -- zapremina je tačno 0,05 N. NH 4 SCN rastvor koji se koristi za titraciju viška AgNO 3 ; t je uzorak natrijum trihloracetata; 0,001773 je masa hlora koja odgovara 1 ml 0,05 N. AgNO rastvor. Određivanje masenog udjela (%) ukupnog hlora. U konusnu tikvicu sipajte 10 ml prethodno pripremljenog rastvora, dodajte 10 ml rastvora sa masenim udelom NaOH 30% i 50 ml vode. Spojite tikvicu na refluks kondenzator i kuhajte sadržaj 2 sata Ostavite tečnost da se ohladi, isperite kondenzator vodom, sakupljajući vodu za pranje u istu tikvicu. U rastvor dodati 20 ml razblažene (1:1) azotne kiseline i sipati 30 ml 0,05 N. rastvor srebrnog nitrata. Titrirajte višak srebrnog nitrata sa 0,05 N. Rastvor NH 4 SCN u prisustvu NH 4 Fe(SO 4) 2. Izračunajte maseni udio (%) ukupnog hlora (xi) koristeći gornju formulu. Odrediti maseni udio (%) natrijum trihloracetata u preparatu (h^) koristeći formulu

x2 = (x1 - x) (185,5 / 106,5),

gdje je 185,5 molarna masa natrijum trihloracetata; 106,5 je masa hlora sadržana u molarnoj masi natrijum trihloracetata.

Hostirano na Allbest.ru

...

Slični dokumenti

Suština i klasifikacija metoda acidobazne titracije, upotreba indikatora. Karakteristike kompleksometrijske titracije. Analiza metoda precipitacijske titracije. Detekcija krajnje tačke titracije. Koncept argenometrije i ticijanometrije.

test, dodano 23.02.2011

Redoslijed izračunavanja krivulje titracije otopine klorovodične kiseline s otopinom slabe baze amonijum hidroksida. Konstrukcija krivulje titracije, određivanje tačke ekvivalencije i direktne neutralnosti. Odabir indikatora i izračunavanje njegove greške.

kontrolni rad, dodato 03.01.2016

Određivanje sadržaja nosača alkalnosti u rastvoru natrijum karbonata direktnom kiselinsko-baznom titracijom. Matematički izraz zakona ekvivalenata. Konstrukcija integralnih i diferencijalnih krivulja potenciometrijske titracije.

laboratorijski rad, dodano 15.02.2012

Pojam i vrste titrimetrijske analize. Karakterizacija kompleksnih agenasa i indikatora. Priprema titrirane otopine za kompleksometrijsku titraciju. Metodologija za proučavanje aluminijuma, bizmuta, olova, magnezijuma, cinka.

seminarski rad, dodan 13.01.2013

Metoda potenciometrijske titracije. Acid-bazna titracija. Određivanje krajnje tačke titracije. Metoda izvođenja potenciometrijske titracije. Potenciometrijska titracija, korišćeni instrumenti i obrada rezultata analize.

seminarski rad, dodan 24.06.2008

Klasifikacija metoda redoks titracije. Faktori koji utiču na brzinu reakcije. Specifični i redoks indikatori. Suština permanganatometrije, jodometrije, dihromatometrije. Priprema rastvora kalijum dihromata.

prezentacija, dodano 19.03.2015

Proračun grešaka indikatora za odabrane indikatore, kriva titracije sa 25 ml 0,05 M rastvora CH3COOH sa 0,05 M rastvora KOH. Indikatori kiselinske baze. Faze titracije: početna tačka, površina pre tačke i površina posle tačke ekvivalencije.

test, dodano 18.12.2013

Osobine metoda redoks titracije. Osnovni zahtjevi za reakcije, konstanta ravnoteže. Karakteristike tipova redoks titracije, njeni indikatori i krive. Priprema i standardizacija rastvora.

seminarski rad, dodan 25.12.2014

Koncept titrametrijske analize. Redox titracija, njeni tipovi i reakcioni uslovi. Proračun tačaka titracionih krivulja, potencijala, konstrukcija titracione krive. Izbor indikatora, izračunavanje grešaka titracije indikatora.

seminarski rad, dodan 06.10.2012

Klasifikacija metoda titrametrijske analize. Suština metode "neutralizacije". Priprema radnih rastvora. Izračunavanje tačaka i konstrukcija krivulja za acido-baznu i redoks titraciju. Prednosti i nedostaci jodometrije.

Cilj rada : sticanje vještina u primjeni jedne od metoda kvantitativne analize - titrimetrijske, te osposobljavanje za elementarne metode statističke obrade rezultata mjerenja.

Teorijski dio

Titrimetrijska analiza je metoda kvantitativne hemijske analize zasnovana na merenju zapremine rastvora reagensa sa tačno poznatom koncentracijom, koja se troši za reakciju sa analitom.

Titrimetrijsko određivanje tvari provodi se titracijom - dodavanjem jedne od otopina drugoj u male porcije i odvojenim kapima uz konstantnu fiksaciju (kontrolu) rezultata.

Jedna od dvije otopine sadrži tvar nepoznate koncentracije i analizirana je otopina.

Druga otopina sadrži točno poznatu koncentraciju reagensa i naziva se radna otopina, standardna otopina ili titrant.

Zahtjevi za reakcije koje se koriste u titrimetrijskoj analizi:

1. Sposobnost fiksiranja tačke ekvivalencije, najčešće korišćena je posmatranje njene boje, koja se može promeniti pod sledećim uslovima:

Jedan od reaktanata je obojen, a obojeni reaktant mijenja boju tokom reakcije;

Korištene tvari - indikatori - mijenjaju boju ovisno o svojstvima otopine (na primjer, ovisno o reakciji medija).

2. Kvantitativni tok reakcije, do ravnoteže, karakteriziran odgovarajućom vrijednošću konstante ravnoteže

3. Dovoljna brzina hemijske reakcije, tk. izuzetno je teško utvrditi tačku ekvivalencije za spore reakcije.

4. Odsustvo nuspojava u kojima nije moguće precizno izračunati.

Metode titrimetrijske analize mogu se klasifikovati prema prirodi hemijske reakcije koja je u osnovi određivanja supstanci: kiselo-bazna titracija (neutralizacija), precipitacija, formiranje kompleksa, oksidacija-redukcija.

Rad sa rješenjima.

Odmjerne tikvice dizajniran za merenje tačne zapremine tečnosti. To su okrugle posude ravnog dna sa uskim dugim vratom, na kojima se nalazi oznaka do koje treba napuniti tikvicu (sl. 1).

Sl.1 Odmjerne tikvice

Tehnika pripreme rastvora u volumetrijskim tikvicom iz fiksanala.

Za pripremu otopine od fiksanala, ampula se razbije preko lijevka umetnutog u volumetrijsku tikvicu, sadržaj ampule se ispere destilovanom vodom; zatim ga otopiti u volumetrijskoj tikvici. Rastvor u volumetrijskoj tikvici se dovede do oznake. Nakon što se nivo tečnosti dovede do oznake, rastvor u tikvici se dobro promeša.

Birete su tanke staklene cijevi gradirane u mililitrima (slika 2). Na donji, blago suženi kraj birete zalemljena je staklena slavina ili je pričvršćeno gumeno crijevo sa kuglastim ventilom i staklenim izljevom. Za rad odaberite biretu ovisno o količini otopine koja se koristi u analizi.

Fig.2. Birete

Kako raditi sa biretom

1. Isperite biret destilovanom vodom.

2. Bireta pripremljena za rad učvršćuje se okomito u tronožac, uz pomoć lijevka rastvor se sipa u biretu tako da joj nivo bude iznad nulte oznake.

3. Mehurići vazduha se uklanjaju sa donjeg izvučenog kraja birete. Da biste to učinili, savijte ga i otpustite tekućinu dok se sav zrak ne ukloni. Zatim spustite kapilaru prema dolje.

4. Nivo tečnosti u bireti je postavljen na nulu.

5. Tokom titracije, pritisnuti gumenu cijev sa strane kuglice i ispustiti tečnost iz birete u tikvicu, rotirajući je. Najprije se u tankom mlazu odlije titrant u bireti. Kada se boja indikatora na mjestu gdje titrant počne mijenjati, otopina se dodaje pažljivo, kap po kap. Titracija se prekida kada dođe do nagle promjene boje indikatora od dodavanja jedne kapi titranta i bilježi se volumen istrošenog rastvora.

6. Na kraju rada, titrant se odvodi iz birete, bireta se ispere destilovanom vodom.

Metoda acidobazne titracije (neutralizacije).

Metoda kiselinsko-bazne titracije zasniva se na reakciji interakcije kiselina i baza, tj. o reakciji neutralizacije:

H + + OH¯ \u003d H 2 O

Prilikom obavljanja ovog zadatka koristi se kiselinsko-bazna metoda titracije, zasnovana na upotrebi reakcije neutralizacije:

2NaOH + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O

Metoda se sastoji u tome da se otopina sumporne kiseline poznate koncentracije postepeno dodaje otopini analita - natrijum hidroksida. Dodavanje rastvora kiseline se nastavlja sve dok njegova količina ne postane ekvivalentna količini natrijum hidroksida koji reaguje sa njom, tj. dok se alkalija ne neutrališe. Trenutak neutralizacije određuje se promjenom boje indikatora dodanog u titrirani rastvor. Prema zakonu ekvivalenata u skladu sa jednačinom:

C n (za vas) V (za vas) \u003d C n (alkalna) V (alkalna)

C n (za vas) i C n (alkalije) - molarne koncentracije ekvivalenata reagujućih rastvora, mol/l;

V (k-you) i V (alkalije) - zapremine reagujućih rastvora, l (ml).

C (NaOH) i - molarne koncentracije ekvivalenta NaOH i H 2 SO 4 u reagujućim rastvorima, mol/l;

V(NaOH) i ) - zapremine reagujućih rastvora alkalija i kiselina, ml.

Primjeri rješavanja problema.

1. Za neutralizaciju 0,05 l rastvora kiseline utrošeno je 20 cm 3 0,5 n alkalnog rastvora. Koja je normalnost kiseline?

2. Koliko će i koje tvari ostati u višku ako se 120 cm 3 0,3 n rastvora kalijum hidroksida doda 60 cm 3 0,4 n rastvora sumporne kiseline?

Rješenje zadataka za određivanje pH otopine, koncentracija različitih tipova prikazano je u metodološkom vodiču.

EKSPERIMENTALNI DIO

Od laboratorijskog asistenta nabavite tikvicu s alkalnom otopinom nepoznate koncentracije. Odmjerite uzorke analiziranog rastvora gradiranim cilindrom od 10 ml u tri konusne titracione tikvice. Dodajte 2-3 kapi indikatora metil narandže u svaku od njih. Otopina će postati žuta (metilnarandžasto žuta u alkalnom mediju i narandžasto crvena u kiseloj sredini).

Pripremite instalaciju za titraciju (slika 3) Isperite biretu destilovanom vodom, a zatim je napunite rastvorom sumporne kiseline tačno poznate koncentracije (molarna koncentracija ekvivalenta H 2 SO 4 navedena je na boci) iznad nulta podjela. Gumenu cijev sa staklenim vrhom savijte prema gore i, povlačeći gumu iz staklene masline koja zatvara izlaz iz birete, polako otpustite tekućinu tako da nakon punjenja vrha u njoj ne ostanu mjehurići zraka. Otpustite višak kiselinskog rastvora iz birete u zamenjenu čašu, dok donji meniskus tečnosti u bireti treba da bude podešen na nulu.

Stavite jednu od tikvica sa rastvorom lužine ispod vrha birete na list belog papira i pređite direktno na titraciju: jednom rukom polako ubacite kiselinu iz birete, a drugom neprekidno mešajte rastvor sa kružno kretanje tikvice u horizontalnoj ravni. Na kraju titracije potrebno je kap po kap dodati kiseli rastvor iz birete sve dok od jedne kapi rastvor ne poprimi trajnu narandžastu boju.

Odredite zapreminu kiseline koja se koristi za titraciju na 0,01 ml. Očitajte podjele birete duž donjeg meniskusa, dok oko treba biti u nivou meniskusa.

Ponovite titraciju još 2 puta, počevši svaki put od nulte podjele birete. Zabilježite rezultate titracija u tablici 1.

Izračunajte koncentraciju alkalne otopine koristeći formulu:

Tabela 1

Rezultati titracije rastvora natrijum hidroksida

Izvršiti statističku obradu rezultata titracije prema metodi opisanoj u dodatku. Rezultati statističke obrade eksperimentalnih podataka sumirani su u tabeli 2.

tabela 2

Rezultati statističke obrade eksperimentalnih podataka titracije rastvora natrijum hidroksida. Vjerovatnoća pouzdanosti α = 0,95.

n			S x

Rezultat određivanja molarne koncentracije NaOH ekvivalenta u analiziranoj otopini zabilježiti kao interval pouzdanosti.

PITANJA ZA SAMOPROVERU

1. Rastvor kalijum hidroksida ima pH=12. Koncentracija baze u rastvoru pri 100% disocijaciji je ... mol/l.

1) 0,005; 2) 0,01; 3) 0,001; 4) 1 10 -12; 5) 0,05.

2. Za neutralizaciju 0,05 l rastvora kiseline utrošeno je 20 cm 3 0,5 n alkalnog rastvora. Koja je normalnost kiseline?

1) 0,2 n; 2) 0,5 n; 3) 1,0 n; 4) 0,02 n; 5) 1,25 n.

3. Koliko će i koje tvari ostati u višku ako se 125 cm 3 0,2 n rastvora kalijum hidroksida doda 75 cm 3 0,3 n rastvora sumporne kiseline?

1) 0,0025 g alkalije; 2) 0,0025 g kiseline; 3) 0,28 g lužine; 4) 0,14 g lužine; 5) 0,28 g kiseline.

4. Metoda analize zasnovana na određivanju povećanja tačke ključanja naziva se ...

1) spektrofotometrijski; 2) potenciometrijski; 3) ebulioskopski; 4) radiometrijski; 5) konduktometrijski.

5. Odrediti procentualnu koncentraciju, molarnost i normalnost rastvora sumporne kiseline dobijene otapanjem 36 g kiseline u 114 g vode, ako je gustina rastvora 1,031 g/cm 3 .

1) 31,6 ; 3,77; 7,54 ; 2) 31,6; 0,00377; 0,00377 ;

3) 24,0 ; 2,87; 2,87 ; 4) 24,0 ; 0,00287; 0,00287;

5) 24,0; 2,87; 5,74.

Titrimetrijska analiza je metoda za određivanje količine tvari preciznim mjerenjem zapremine rastvora supstanci koje međusobno reaguju.

Titar- količina supstance sadržana u 1 ml. rastvor ili ekvivalent analitu. Na primjer, ako je titar H 2 SO 4 0,0049 g/ml, to znači da svaki ml otopine sadrži 0,0049 g sumporne kiseline.

Rješenje čiji je titar poznat naziva se titrirano. Titracija- proces dodavanja u ispitnu otopinu ili alikvota ekvivalentne količine titrirane otopine. U ovom slučaju koriste se standardna rješenja - fiksni kanali- rastvori sa tačnom koncentracijom supstance (Na 2 CO 3, HCl).

Reakcija titracije mora ispunjavati sljedeće zahtjeve:

visoka brzina reakcije;

reakcija se mora nastaviti do kraja;

reakcija mora biti visoko stehiometrijska;

imaju zgodnu metodu fiksiranja kraja reakcije.

HCl + NaOH → NaCl + H 2 O

Glavni zadatak titrimetrijske analize nije samo korištenje otopine tačno poznate koncentracije (fiksanal), već i pravilno određivanje tačke ekvivalencije.

Postoji nekoliko načina da se popravi točka ekvivalencije:

Prema intrinzičnoj boji jona elementa koji se određuje, na primjer, mangan u obliku anjonaMNO 4 -

Prema suštini svjedoka

Primjer: Ag + + Cl - "AgCl $

Ag + + CrO 4 "Ag 2 CrO 4 $ (jarko narandžasta boja)

Mala količina soli K 2 CrO 4 dodaje se u tikvicu gdje je potrebno odrediti jon hlora (svjedok). Zatim se iz birete postepeno dodaje ispitivana supstanca, dok prvi reaguju joni hlorida i formira se beli talog (AgCl), tj. PR AgCl<< ПР Ag2Cr O4.

Tako će dodatna kap srebrnog nitrata dati jarko narandžastu boju, jer je sav hlor već reagirao.

III. Korištenje indikatora: na primjer, kiselo-bazni indikatori se koriste u reakciji neutralizacije: lakmus, fenolftalein, metilnarandžasta - organska jedinjenja koja mijenjaju boju pri prelasku iz kiselog u alkalnu sredinu.

Indikatori- organske boje koje mijenjaju boju pri promjeni kiselosti podloge.

Šematski (izostavljajući međuoblike), ravnoteža indikatora se može predstaviti kao kiselo-bazna reakcija

HIn + H 2 O In - + H 3 O +

H2O
H++OH-

H + + H 2 O
H3O+

Na područje prijelaza boje indikatora (položaj i interval) utiču svi faktori koji određuju konstantu ravnoteže (jonska snaga, temperatura, strane tvari, rastvarač), kao i indikator.

Klasifikacija metoda titrimetrijske analize.

acidobazna titracija (neutralizacija): ovom metodom se utvrđuje količina kiseline ili lužine u analiziranom rastvoru;

precipitacija i kompleksiranje (argentometrija)

Ag + + Cl - "AgCl $

redoks titracija (redoksimetrija):

a) permanganatometrija (KMnO 4);

b) jodometrija (Y 2);

c) bromatometrija (KBrO 3);

d) dihromatometrija (K 2 Cr 2 O 7);

e) cerimetrija (Ce(SO 4) 2);

f) vanadometrija (NH 4 VO 3);

g) titanometrija (TiCl 3) itd.

Titrimetrijska analiza

Istorijat i princip metode

Titrimetrijska analiza (titrimetrija) je najvažnija od hemijskih metoda analize. Nastao je u 18. veku, u početku kao empirijska metoda za ispitivanje kvaliteta različitih materijala, kao što su sirće, soda, rastvori izbeljivača. Na prijelazu iz 18. u 19. stoljeće izumljene su birete i pipete (F.Decroisille). Od posebnog značaja su bili radovi J. Gay-Lussaca, koji je uveo osnovne pojmove ove metode: titracija, titrant i drugi izvedeni od riječi "naslov". Titar je masa otopljene tvari (u gramima) sadržana u jednom mililitru otopine. U vrijeme Gay-Lussaca, rezultati analize su izračunati pomoću titara. Međutim, titar kao način izražavanja koncentracije otopine pokazao se manje prikladnim od drugih karakteristika (na primjer, molarne koncentracije), stoga su u modernoj kemijskoj analitici proračuni pomoću titara prilično rijetki. Naprotiv, razni termini izvedeni iz riječi "naslov" se koriste vrlo široko.

Sredinom 19. vijeka, njemački hemičar K.Mohr sumirao je sve titrimetrijske metode stvorene u to vrijeme i pokazao da isti princip leži u osnovi svake metode. Uvijek dodajte otopinu s točno poznatom koncentracijom reagensa R (titrant) u otopinu uzorka koja sadrži komponentu X koju treba odrediti. Ovaj proces se zove titracija. Prilikom titracije, analitičar prati napredak kemijske reakcije između X i dodanog R. Po dostizanju tačke ekvivalencije (t.eq.), kada je broj mol ekvivalenata unesenog R tačno jednak broju mol ekvivalenata supstance X prisutne u uzorku, titracija se zaustavlja i zapremina titranta se troši se meri. Krajnja tačka titracije naziva se krajnja tačka titracije (k.t.t.), ona se, kao i t.eq., izražava u jedinicama zapremine, obično u mililitrima. U idealnom slučaju, Vk.t.t \u003d V t.eq. , ali se u praksi ne postiže tačno podudaranje iz različitih razloga, titracija se završava nešto ranije ili, obrnuto, nešto kasnije od t.eq. Naravno, titraciju treba izvesti tako da razlika između V t.eq. i V k.t.t. bio bi što manji.

Budući da se masa ili koncentracija X izračunava iz zapremine titranta koji se koristi za titriranje uzorka (prema V k.t.t.), u prošlosti se titrimetrija nazivala volumetrijska analiza. Ovaj naziv se danas često koristi, ali termin titrimetrijska analiza tačnije. Činjenica je da je operacija postepenog dodavanja reagensa (titracija) karakteristična za svaku tehniku ovog tipa, a potrošnja titranta može se procijeniti ne samo mjerenjem volumena, već i drugim metodama. Ponekad se vaga dodani titrant (mjerenje mase na analitičkoj vagi daje manju relativnu grešku od mjerenja zapremine). Ponekad se mjeri vrijeme potrebno da se titrant ubrizga (pri konstantnoj brzini ubrizgavanja).

Od kraja 19. veka titrimetrijske tehnike se koriste u istraživačkim, fabričkim i drugim laboratorijama. Koristeći novu metodu, bilo je moguće odrediti miligramske, pa čak i mikrogramske količine najrazličitijih supstanci. Jednostavnost metode, niska cijena i svestranost opreme doprinijeli su širokoj upotrebi titrimetrije. Posebno se široko titrimetrija počela koristiti 50-ih godina XX vijeka, nakon što je švicarski analitičar G. Schwarzenbach stvorio novu verziju ove metode (kompleksometrija). Istovremeno, široka upotreba instrumentalnih metoda kontrole c.t.t. Do kraja 20. stoljeća značaj titrimetrije je donekle opao zbog konkurencije osjetljivijih instrumentalnih metoda, ali i danas titrimetrija ostaje vrlo važna metoda analize. Omogućava vam da brzo, lako i prilično precizno odredite sadržaj većine hemijskih elemenata, pojedinačnih organskih i anorganskih supstanci, ukupan sadržaj sličnih supstanci, kao i generalizovane pokazatelje sastava (tvrdoća vode, sadržaj mlečne masti, kiselost naftnih derivata) .

Tehnika titrimetrijske analize

Princip metode će postati jasniji nakon predstavljanja tehnike njegove implementacije. Dakle, neka vam se donese alkalna otopina nepoznate koncentracije, a vaš zadatak je da utvrdite njenu tačnu koncentraciju. Za ovo će vam trebati regent rješenje, ili titrant- supstanca koja ulazi u hemijsku reakciju sa alkalijom, a koncentracija titranta mora biti precizno poznata. Očigledno, da bismo odredili koncentraciju alkalija, koristimo otopinu kiseline kao titrant.

1. Pipetom biramo tačan volumen analiziranog rastvora - to se zove alikvot. U pravilu, zapremina alikvota je 10-25 ml.

2. Prebacite alikvot u titracionu tikvicu, razblažite vodom i dodajte indikator.

3. Napunite biretu rastvorom titranta i izvedite titracija je sporo dodavanje titranta u kapima u alikvot testnog rastvora.

4. Titraciju završavamo u trenutku kada indikator promijeni boju. Ovaj trenutak se zove krajnja tačka titracije je k.t.t. K.t.t. se po pravilu poklapa sa trenutkom kada se završi reakcija između analita i titranta, tj. alikvotu se dodaje tačno ekvivalentna količina titranta - ova tačka se zove tačka ekvivalencije, tj. Dakle, tj. i k.t.t. - to su dvije karakteristike istog trenutka, jedna je teorijska, druga je eksperimentalna, ovisno o odabranom pokazatelju. Stoga je potrebno ispravno odabrati indikator kako bi k.t.t. poklopila što je bliže moguće sa t.e.

5. Izmjerite volumen titranta koji se koristi za titraciju i izračunajte koncentraciju ispitne otopine.

Vrste titrimetrijske analize

Titrimetrijske metode se mogu klasifikovati prema nekoliko nezavisnih karakteristika: i to: 1) prema vrsti reakcije između X i R, 2) prema metodi titracije i izračunavanja rezultata, 3) prema metodi praćenja t.eq. .

Klasifikacija prema vrsti hemijske reakcije- najvažniji. Podsjetimo da se sve kemijske reakcije ne mogu koristiti za titracije.

Prvo, kao iu drugim hemijskim metodama, komponenta (analit) koju treba odrediti mora kvantitativno reagovati sa titrantom.

Drugo, potrebno je da se ravnoteža reakcije uspostavi što je brže moguće. Reakcije u kojima je nakon dodavanja sljedeće porcije titranta za uspostavljanje ravnoteže potrebno najmanje nekoliko minuta, teško je ili čak nemoguće koristiti u titrimetriji.

Treće, reakcija mora odgovarati jednoj i prethodno poznatoj stehiometrijskoj jednačini. Ako reakcija dovede do mješavine proizvoda, sastav ove smjese će se mijenjati tokom titracije i zavisiti od uslova reakcije. Fiksiranje tačke ekvivalencije će biti veoma teško, a rezultat analize će biti netačan.Kombinacija ovih zahteva zadovoljava reakciju protolize (neutralizacije), mnoge kompleksne i redoks reakcije, kao i neke reakcije taloženja. Shodno tome, u titrimetrijskoj analizi razlikuju se sljedeće:

Metoda neutralizacije,

kompleksometrija,

Redox metode

Metode taloženja.

Unutar svake metode izdvajaju se njene pojedinačne varijante (tabela 1). Njihova imena potiču od naziva reagensa koji se koriste u svakoj od opcija kao titrant (permanganatometrija, jodometrija, hromatometrija, itd.).

Tabela 1.

Klasifikacija titrimetrijskih metoda prema vrsti primijenjene kemijske reakcije

Reakcija	Metoda	Reagens (titrant)	varijanta metode	Supstance koje treba utvrditi
Protoliza	Metoda neutralizacije	H Cl, HClO 4 , HNO 3	Acidimetrija	Oc inovacije
Protoliza	Metoda neutralizacije	KOH, NaOH, itd.	Alkalometrija	kiseline
Formiranje kompleksa	Kompleks-metrija	EDTA	Kompleksometrija	Metali i njihova jedinjenja
Formiranje kompleksa	Kompleks-metrija		Fluorometrija, cijanidometrija	Neki metali, organske supstance
Redox	Redox metar	KMnO 4 K 2 C r 2 O 7	permanganatometrija hromatometrija	Restauratori
		KJ i Na 2 S 2 O 3	Jodometrija	Redukcioni agensi, oksidanti, kiseline
		Askorbinska kiselina	Askorbinometrija	Oksidatori
padavine	Sedimetrija	AgNO3	Argentometrija	Halogenidi
		Hg 2 (NO 3) 2	Merkurometrija	Halogenidi
		KSCN	Rodanometrija	Neki metali
		Ba(NO3)2	bariometrija	sulfati

Klasifikacija metodom titracije. Obično postoje tri metode: direktna, povratna i supstitucijska titracija. direktna titracija uključuje direktno dodavanje titranta u otopinu uzorka. Ponekad se koristi drugačiji redoslijed miješanja reagenasa - otopina uzorka se postepeno dodaje poznatoj količini R, u kojoj se želi odrediti koncentracija X; ali ovo je takođe direktna titracija. U oba slučaja, rezultati analize se izračunavaju korištenjem istih formula zasnovanih na zakonu ekvivalenata.

ν X = ν R

gdje su ν X i ν R broj molova X i R ekvivalenata. Formule za izračunavanje zasnovane na omjeru, kao i primjeri proračuna, bit će dati u nastavku.

Direktna titracija je najpogodnija i najčešća varijanta titrimetrije. Tačnije je od drugih. Na kraju krajeva, slučajne greške uglavnom nastaju prilikom mjerenja zapremine rastvora, a u ovoj metodi titracije zapremina se meri samo jednom, ali direktna titracija nije uvek moguća. Mnoge reakcije između X i R ne idu dovoljno brzo, a nakon dodavanja sljedećeg dijela titranta, otopina nema vremena da uspostavi ravnotežu. Ponekad direktna titracija nije moguća zbog nuspojava ili nedostatka odgovarajućeg indikatora. U takvim slučajevima se koriste složenije šeme povratne ili supstitucijske titracije. Oni uključuju najmanje dvije kemijske reakcije.

Povratna titracija izvodi se prema dvostepenoj shemi:

X + R 1 \u003d Y 1

R1 + R2 = Y2

Pomoćni reagens R 1 se unosi u tačno poznatoj količini. Volumen i koncentracija otopine R 1 se bira tako da R 1 nakon završetka reakcije sa Hostalom bude u višku. Nereagirani dio R 1 se zatim titrira sa R 2 titrantom. Primjer bi bila permanganatometrijska titracija organskih tvari. Mnoge tvari nije moguće titrirati permanganatom "direktno" zbog sporosti njihove oksidacije i drugih razloga. Ali prvo možete dodati poznatu (prekomjernu) količinu KMnO 4 u analizirani uzorak, zakiseliti i zagrijati rezultirajuću otopinu. To će dovesti do potpunog i brzog završetka oksidacije organskih tvari. Zatim se preostali permanganat titrira nekim aktivnim redukcijskim sredstvom, na primjer, otopinom SnCl 2 ili FeSO 4 .

Izračunavanje rezultata povratne titracije vrši se na osnovu očiglednog odnosa:

ν X \u003d ν R 1 - ν R 2

Pošto se zapremine u ovom slučaju mere dva puta (prvo zapremina rastvora reagensa R 1 , zatim zapremina titranta R 2 ), slučajna greška rezultata analize je nešto veća nego kod direktnog titracije. Relativna greška analize posebno se snažno povećava sa malim viškom pomoćnog reagensa, kada je ν R 1 ≈ ν R 2 .

Klasifikacija prema načinu kontrole t.ek. Poznato je nekoliko takvih metoda. Najjednostavnija je titracija bez indikatora, najčešća je titracija s indikatorima u boji, a najpreciznije i najosjetljivije su opcije instrumentalne titrimetrije.

Titracija bez indikatora zasniva se na upotrebi reakcija koje su praćene promjenom vidljivih svojstava titrirane otopine. Po pravilu, jedan od reagensa (X ili R) ima vidljivu boju. Tok takve reakcije kontroliše se bez posebnih instrumenata i bez dodavanja indikatorskih reagensa. Dakle, bezbojni redukcioni agensi se titriraju u kiseloj sredini sa ljubičastim rastvorom oksidacionog sredstva - kalijum permanganata (KMnO 4). Svaki dio dodanog titranta će odmah promijeniti boju, pretvarajući se u Mn 2+ ione pod djelovanjem redukcionog sredstva. Ovo će se nastaviti do t.eq. Međutim, prva "dodatna" kap titranta će obojiti titrirani rastvor ružičasto-ljubičasto, boja neće nestati čak ni kada se rastvor promeša. Kada se pojavi boja koja ne nestaje, titracija se zaustavlja i mjeri se volumen istrošenog titranta ( V k.t.t.). Kraj titracije se može utvrditi ne samo pojavom boje titrirane otopine, kao u razmatranom primjeru, već i promjenom boje prethodno obojene otopine uzorka, kao i pojavom bilo kakvog taloga, njegovog nestanak ili promjenu izgleda. Titracija bez indikatora se rijetko koristi, jer je samo nekoliko reakcija praćeno promjenom vidljivih svojstava otopine.

Instrumentalna titracija. Tok reakcije između X i R može se pratiti ne samo "okom" (vizuelno), već i uz pomoć instrumenata koji mjere neka fizička svojstva otopine. Razlikuju se varijante instrumentalne titrimetrije, ovisno o tome koje se svojstvo otopine kontrolira. Možete koristiti bilo koje svojstvo koje ovisi o kvalitativnom i kvantitativnom sastavu titrirane otopine. Naime, moguće je izmjeriti električnu provodljivost otopine (ova opcija se zove konduktometrijski titracija), potencijal indikatorske elektrode uronjene u titrirani rastvor ( potenciometrijski titracija), apsorpcija svjetlosti titriranim rastvorom ( fotometrijski titracija), itd. Titraciju možete zaustaviti kada se dostigne neka unaprijed odabrana vrijednost izmjerenog svojstva. Na primjer, kiseli rastvor se titrira alkalijom dok se ne postigne pH vrijednost od 7. Međutim, češće to rade drugačije - odabrano svojstvo otopine se više puta (ili čak kontinuirano) mjeri kako se titrant unosi, ne samo pre, ali i posle očekivane temperature..eq. Prema dobijenim podacima, iscrtava se grafička zavisnost izmerenog svojstva od zapremine dodanog titranta ( titraciona kriva). U blizini tačke ekvivalencije dolazi do oštre promjene u sastavu i svojstvima titrirane otopine, a na krivulji titracije se bilježi skok ili prekid. Na primjer, skok u potencijalu elektrode umočene u otopinu. Položaj jednačine se procjenjuje iz položaja pregiba na krivulji. Ova vrsta analize je napornija i dugotrajnija od konvencionalne titracije, ali daje preciznije rezultate. U jednoj titraciji moguće je odvojeno odrediti koncentracije većeg broja komponenti.

Poznato je više od desetak varijanti instrumentalne titrimetrije. Važnu ulogu u njihovom stvaranju imao je američki analitičar I. Koltgof. Odgovarajuće metode se razlikuju po mjernom svojstvu otopine, korištenoj opremi i analitičkim mogućnostima, ali sve su osjetljivije i selektivnije od opcija vizualne titrimetrije indikatora ili neindikatora. Instrumentalna kontrola je posebno važna kada se indikatori ne mogu koristiti, na primjer, u analizi zamućenih ili intenzivno obojenih otopina, kao i pri određivanju tragova nečistoća i u analizi mješavina. Međutim, instrumentalna titrimetrija zahtijeva da laboratorija bude opremljena posebnim instrumentima, po mogućnosti samosnimajućim ili potpuno automatiziranim, što nije uvijek ekonomski izvodljivo. U mnogim slučajevima, dovoljno precizni i pouzdani rezultati mogu se dobiti na jednostavniji i jeftiniji način na osnovu upotrebe indikatora.

Korištenje indikatora. U titrirani uzorak može se unaprijed dodati mala količina specijalnog reagensa - indikator. Titracija će se morati prekinuti u trenutku kada indikator pod dejstvom unešenog titranta promeni svoju vidljivu boju, to je krajnja tačka titracije. Važno je da do promjene boje ne dolazi postepeno, kao rezultat dodavanja samo jedne "dodatne" kapi titranta. U nekim slučajevima indikator ne mijenja svoju boju, već rastvorljivost ili prirodu sjaja. Međutim, takvi indikatori (adsorpcijski, fluorescentni, hemiluminiscentni, itd.) se koriste mnogo rjeđe od indikatora u boji. Promena boje bilo kog indikatora nastaje usled hemijske interakcije indikatora sa titrantom, što dovodi do prelaska indikatora u novi oblik.Svojstva indikatora moraju se detaljnije razmotriti.

Indikatori

U analitičkim laboratorijama koristi se nekoliko stotina indikatora boja različitih tipova (kiselo-bazni, metal-hrom, adsorpcijski itd.). Nekada su se kao indikatori koristile tinkture dobijene od biljaka - od cvijeta ljubičice ili od posebne vrste lišajeva (lakmusa). R. Boyle je prvi koristio takve indikatore. Trenutno se ne koriste prirodni indikatori, jer su uvijek mješavina različitih tvari, tako da prijelaz njihove boje nije jasno izražen. Moderni indikatori su posebno sintetizirana pojedinačna organska jedinjenja. Indikatori su po pravilu jedinjenja aromatičnog niza čiji molekuli sadrže nekoliko funkcionalnih grupa (supstituenata).Poznato je mnogo sličnih jedinjenja, ali se samo neka od njih mogu koristiti kao indikatori boja. Predloženi indikator mora ispuniti niz zahtjeva:

· indikator bi se trebao dobro otopiti, dajući otopine koje su stabilne tokom skladištenja;

· u rastvoru indikator mora postojati u nekoliko oblika, različitih po molekularnoj strukturi. Između oblika mora se uspostaviti pokretna hemijska ravnoteža. Na primjer, kiseli oblik indikatora prelazi u osnovni (i obrnuto), oksidirani prelazi u redukovani (i obrnuto); metalohromni indikator je reverzibilno kompleksiran sa ionima metala, itd.;

· indikator u boji treba intenzivno apsorbuju svetlost u vidljivom delu spektra. Boja njegovog rastvora treba da se razlikuje čak i pri veoma niskim koncentracijama (10 -6 - 10 -7 mol/l). U ovom slučaju biće moguće uneti vrlo male količine indikatora u titrirani rastvor, što doprinosi dobijanju preciznijih rezultata analize;

· različiti oblici indikatora treba da se razlikuju po svojoj boji, odnosno po spektru apsorpcije u vidljivom području. U ovom slučaju, tokom titracije će se uočiti kontrastna tranzicija boje.Na primjer, oku je jasno vidljiv prijelaz indikatorske boje iz ružičaste u smaragdno zelenu. Mnogo je teže fiksirati krajnju tačku titracije (c.t.t.) prelaskom ružičaste boje u narandžastu ili ljubičastu. Veoma je važno koliko su različiti spektri apsorpcije dva oblika indikatora. Ako jedan od oblika indikatora maksimalno apsorbuje svetlost talasne dužine λ 1, a drugi talasne dužine λ 2, tada razlika ∆λ = λ 1 - λ 2 karakteriše kontrast prelaza boja. Što je veći ∆λ, to bolje oko percipira prelaz boje indikatora. Da bi se povećao vizualni kontrast prijelaza boja, ponekad se koriste mješavine različitih indikatora ili se indikatoru dodaje inertna strana boja;

· prijelaz indikatora iz jednog oblika u drugi pri promjeni sastava otopine trebao bi se odvijati vrlo brzo, u djeliću sekunde;

· tranziciju mora izazvati jedan faktor, isti za sve indikatore date vrste. Dakle, promjena boje kiselinsko-baznog indikatora ne bi se trebala dogoditi zbog reakcija druge vrste, na primjer, pri interakciji s oksidacijskim agensima, ili metalnim ionima, ili proteinima! Naprotiv, redoks indikatori bi trebali mijenjati boju samo zbog interakcije sa oksidacijskim i redukcijskim agensima, a to bi se trebalo dogoditi na određenom potencijalu specifičnom za svaki redoks indikator. Boja ovih indikatora i prelazni potencijal ne bi trebali ovisiti o pH otopine. Nažalost, u praksi tranzicioni potencijal mnogih redoks indikatora zavisi i od pH vrednosti.

Da bi se smanjio uticaj sporednih procesa, ponekad se indikator ne unosi u titrirani rastvor, već se, naprotiv, tokom titracije periodično uzima kap titrirane otopine koja se na satnom staklu pomeša sa kapom indikatora. rastvora i posmatra se dobijena boja. Ova tehnika omogućava upotrebu indikatora koji nepovratno reaguju. Pogodnije je raditi s "spoljnim indikatorom" ako je nepapir unaprijed natopljen.

Krajnja tačka titracije, određena promjenom boje indikatora, možda se ne podudara s tačkom ekvivalencije. Neusklađenost V k.t.t. I V t.eq dovodi do sistematske greške u rezultatu analize. Vrijednost greške određena je prirodom ovog indikatora, njegovom koncentracijom i sastavom titrirane otopine.

Princip odabira indikatora je vrlo jednostavan i univerzalan. : Prijelazna karakteristika indikatora (pT-vrijednost titracije, prelazni potencijal, itd.) mora odgovarati očekivanom sastavu titrirane otopine u tački ekvivalencije. Dakle, ako analitičar titrira vodeni rastvor jake kiseline sa jakom bazom, rastvor će imati pH = 7 na tački ekvivalencije. Stoga treba koristiti kiselinsko-bazni indikator koji menja boju pri približno pH 7 (bromotimol plavo itd.) o pT - indikatorima titracije za indikatore različitih tipova nalaze se u referentnoj literaturi.

Proračun rezultata titrimetrijske analize

Ne preporučuje se da se rezultati titrimetrijske analize izračunavaju direktno iz jednačine reakcije, na primjer, korištenjem proporcija. Takav "školski" način rješavanja računskih problema je neracionalan i po pravilu ne daje potrebnu tačnost. Rezultati titrimetrijske analize izračunavaju se pomoću jedne od nekoliko gotovih algebarskih formula izvedenih iz zakona ekvivalenata. Početni podaci će biti zapremina utrošenog titranta (u mililitrima) i koncentracija titranta (u mol/litri), oni moraju biti podešeni sa potrebnom tačnošću.

Metoda proračuna ne zavisi od vrste hemijske reakcije koja se dešava tokom titracije, i od načina praćenja tačke ekvivalencije (indikator, uređaj i sl.). Izbor formule za proračun određuje se time koja se metoda titracije (direktna, reverzna, supstitucijska) koristi tokom analize.Prilikom izbora formule treba razlikovati dva slučaja: a) izračunavanje koncentracije rastvora X; b) određivanje maseni udio komponente (procenat X u uzorku).

Proračunske formule izgledaju najjednostavnije ako se koncentracije komponente koju treba odrediti i titranta izrazi kao broj molova njihovih ekvivalenata po litri odgovarajućih otopina, tj. koriste se koncentracije analita ( N x ) i titrant (N T ), izražen kao broj molova ekvivalenta po litri rastvora. Ranije su se ove koncentracije nazivale normalnim. Sada se ovaj izraz ne preporučuje za korištenje, ali se u praksi koristi prilično široko, posebno u redoksmetriji. Ali u kompleksometriji i nekim drugim metodama, gdje 1 mol analita X uvijek reagira s 1 molom titranta, normalne koncentracije se poklapaju s uobičajenim molarnim koncentracijama ( C x i C T ), te stoga nema potrebe za korištenjem normalnih koncentracija i ekvivalenata prilikom izračunavanja rezultata.

Za razliku od konvencionalnih molarnih koncentracija, normalna koncentracija se određuje uzimajući u obzir hemiju reakcije koja se javlja tokom titracije. Korisno je zapamtiti da je normalna koncentracija X u otopini ili jednaka njegovoj molarnoj koncentraciji, ili je premašuje nekoliko (2,3,4 ....) puta, ovisno o tome koliko protona (ili elektrona) učestvuje u reakciji, po čestici X. Prilikom pisanja jednačine reakcije, određivanja ekvivalenata i izračunavanja normalnih koncentracija treba voditi računa o uslovima pod kojima se titracija odvija, pa čak i o izboru indikatora.

Težinatitrirani Xatdirektna titracija jednako (u mg):

m x =N T . V T . E x , (1),

gdje je E x je molarna masa X ekvivalenta koja odgovara jednom protonu (u kiselo-baznim reakcijama), jednom elektronu (u redoks reakcijama), jednom ligandu (u reakcijama formiranja kompleksa), itd. V T je zapremina titranta (u ml). U kompleksometriji, masu analita (u mg) najbolje je izračunati pomoću formule koja uključuje vrijednost M x -molarna masa X:

m x = C T . V T . M x (2).

Iz (4.11) proizilazi da je maseni udio X u uzorku uzorka, izražen u %, jednak:

%X = N T . V T . E x . 100% / m S , (3),

gdje m S - težina uzorka u mg. Obično rezultat titracije ne zavisi od zapremine vode u kojoj je uzorak uzorka rastvoren pre titracije i ta zapremina se ne uzima u obzir u proračunima. Ako nije titriran cijeli uzorak, već neki njegov dio (alikvot), onda se mora uzeti u obzir dodatni koeficijent TO , jednako omjeru V0 - zapreminu rastvora u koji je ovaj uzorak prebačen i iz kojeg su uzeti alikvoti, do Valiq - zapremina jednog alikvota:

m x = K. N T . V T . E x , (4).

Prilikom izračunavanja koncentracijaprema metodi direktne (ili supstitucijske) titracije koristi se jednostavna formula, koja direktno slijedi iz zakona ekvivalenata:

N x . V x \u003d N T. V T (5).

analize, međutim, u fabričkim laboratorijama koriste se i druge metode proračuna.

Priprema radnih rastvora u titrimetriji

Radni rastvori tačno poznatih koncentracija koji se koriste u titrimetrijskoj analizi pripremaju se na nekoliko načina:

· prema tačnom vaganju hemijskog reagensa uzeti na analitičku ravnotežu. Ovaj uzorak se otopi u maloj količini otapala, a zatim se volumen dobivene otopine dovede do oznake u volumetrijskoj tikvici. Dobiveni rastvori se nazivaju standardni, a odgovarajući reagensi se nazivaju primarni standardi. Malo supstanci mogu biti primarni standardi - to moraju biti čiste hemikalije konstantnog i tačno poznatog sastava, čvrste na sobnoj temperaturi, stabilne na vazduhu, nehigroskopne i neisparljive. Primjeri su kalijum dihromat, komplekson III, oksalna kiselina. Naprotiv, nemoguće je pripremiti standardnu otopinu hlorovodonične kiseline (reagens "hlorovodonične kiseline" je tečnost netačno poznatog sastava), željeznog hlorida (brzo oksidira na vazduhu), kaustične sode (higroskopne) i mnogih drugih. supstance.

· sa fiksnih kanala. Ovaj izraz se odnosi na zatvorenu staklenu ampulu koja sadrži određenu količinu reagensa, obično 0,1000 mol ekvivalenta. Fiksanali se pripremaju u fabrici. Ako se u laboratoriji sadržaj fiksanala kvantitativno prenese u volumetrijsku tikvicu od 1000 ml i dovede do oznake sa rastvaračem, dobiće se litar rastvora tačno 0,1000 N. Priprema rastvora fiksanala ne samo da štedi vreme analitičara, već omogućava i pripremu rastvora sa tačno poznatim koncentracijama od supstanci koje nemaju kompleks svojstava potrebnih za primarne standarde (npr. rastvori fiksanala hlorovodonične kiseline, amonijaka, ili jod).

· prema približno poznatom uzorku hemijskog reagensa, uzetom u tehničkoj mjeri. Ovaj uzorak je otopljen u približno poznatoj količini rastvarača. Zatim se provodi dodatna operacija - standardizacija rezultirajućeg rješenja. Na primjer, tačna težina druge supstance (primarni standard) titrira se sa rezultirajućim rastvorom. Možete to učiniti drugačije: uzmite poznatu zapreminu (alikvot) pripremljenog rastvora i titrirajte je odgovarajućim standardnim rastvorom.Tačna koncentracija pripremljenog rastvora se izračunava iz zapremine koja se koristi za titraciju. Takva rješenja se nazivaju standardizirana. Na primjer, otopina KOH standardizirana je izvaganim dijelom oksalne kiseline ili fiksanalnom otopinom klorovodične kiseline. Ako je tvar u laboratoriju dostupna u obliku koncentrirane otopine približno poznate koncentracije (na primjer, klorovodična kiselina), tada se umjesto vaganja mjeri određena unaprijed izračunata zapremina koncentrirane otopine. To zahtijeva poznavanje gustine početnog rješenja. Zatim se, kao iu prethodnom slučaju, dobijeno rješenje standardizira.

Koncentracija rastvora se ne sme spontano menjati tokom skladištenja. U tom slučaju se za titraciju mogu koristiti unaprijed pripremljene (standardne ili standardizirane) otopine bez ikakvih dodatnih operacija.Treba napomenuti da što je otopina više razrijeđena, to je po pravilu manje stabilna tokom skladištenja (hidroliza rastvorena materija, njena oksidacija kiseonikom vazduha, adsorpcija na unutrašnjoj površini staklenog posuđa, itd.). Stoga se radni rastvori niske koncentracije po pravilu ne pripremaju unapred. Pripremaju se samo po potrebi, na dan upotrebe. Da bi se to postiglo, početne (standardne, fiksne ili standardizirane) otopine se razrjeđuju čistim otapalom u točno poznatom broju puta (obično se otopina razrjeđuje 5 ili 10 puta u jednoj operaciji). Ako je potrebno još više razrijeđenih otopina, ova operacija se ponavlja. Na primjer, 0,01 M se priprema iz 0,1 M rastvora, 0,001 M od toga itd.

Priprema otopina s točno poznatim koncentracijama zahtijeva upotrebu čitavog skupa specijalnog volumetrijskog pribora koji vam omogućuje mjerenje volumena sa potrebnom preciznošću. To su volumetrijske tikvice, pipete i birete. Priručnici za laboratorijski rad sadrže opise mjernog pribora i pravila za rad s njim.

Metode titracije

Metoda jednog uzorka i metoda alikvota. Da bi se smanjio uticaj slučajnih grešaka, titracija se obično ponavlja nekoliko puta, a zatim se rezultati usrednjavaju. Ponovljene analize se mogu izvesti na dva različita načina: metodom odvojenih porcija metodom alikvota. Obje metode se koriste kako u standardizaciji radnih rješenja tako i direktno u analizi stvarnih objekata.

Metoda jedne težine, kao što mu naziv govori, pretpostavlja da se za titraciju uzima nekoliko izvaganih porcija analiziranog materijala. Njihove mase bi trebale biti približno jednake. Veličina uzorka se bira uzimajući u obzir željenu potrošnju titranta po titraciji (ne više od volumena birete) i uzimajući u obzir koncentraciju titranta.

Uzmite tri izvagane porcije oksalne kiseline, čije su mase navedene u tabeli 2. Prema svakoj titraciji izračunajte (posebno!) koncentraciju KOH. Zatim se usrednjavaju koncentracije, a zapremine potrošene na titraciju različitih uzoraka se ne mogu usrednjavati!

Tabela 2. Primjer izračunavanja rezultata analize metodom pojedinačnih uzoraka

Broj šarke	Massanaveski, mg	Zapremina titranta, ml	Pronađena koncentracija KOH, mol/l
	95,7	14,9	0,102
	106,9	16,2	0,105
	80,8	12,7	0,101
Prosječan rezultat analize SKOH = 0,103 mol/l

Alikvotna metoda titracije (ili metoda pipetiranja) zasniva se na titraciji nekoliko odvojenih alikvota - malih količina test rastvora, uzetih pipetama.

Metoda odvojenih težina i metoda titracije alikvota koristi se ne samo za direktnu titraciju, kao što je prikazano u navedenim primjerima, već i za reverznu i supstitucijsku titraciju. Prilikom odabira metode titracije treba uzeti u obzir da metoda odvojenih pondera daje preciznije rezultate, ali je zahtjevnija i zahtijeva više proračuna. Zbog toga je za standardizaciju radnih rastvora bolje koristiti metodu odvojenih pondera, a za serijski vršene analize ekspresiju metodu alikvota.

Oblik titracionih krivulja

Logaritamske krive titracije predstavljaju grafičku zavisnost logaritma ravnotežne koncentracije jednog od reagensa od zapremine dodanog titranta. Umjesto logaritma koncentracije, pH vrijednost otopine (pH) se obično prikazuje na okomitoj osi. Koriste se i drugi slični indikatori (na primjer, pAg \u003d - lg), kao i vrijednost onih fizičko-hemijskih svojstava titrirane otopine, koja linearno ovise o logaritmima ravnotežnih koncentracija. Primjer bi bio potencijal elektrode (E).

Ako rastvor sadrži samo jednu supstancu koja reaguje sa titrantom, a reakcija je opisana jednom hemijskom jednačinom (tj. ne teče u koracima), na logaritamskoj krivulji se uočava gotovo okomit presek, tzv. skok titracije . Naprotiv, dijelovi krive udaljeni od t.eq. blizu horizontale. Primer može biti zavisnost pH rastvora od zapremine V dodanog titranta, prikazana na slici 1.

Fig.1. Tip titracionih krivulja

Što je veća visina skoka na krivulji plime, to se tačnije može fiksirati točka ekvivalencije.

Acid-bazna titracija (metoda neutralizacije)

Princip metode

Metoda neutralizacije zasniva se na provođenju kiselinsko-baznih (protolitičkih) reakcija. Tokom ove titracije, pH vrednost rastvora se menja. Kiselo-bazne reakcije su najpogodnije za titrimetrijsku analizu: odvijaju se prema strogo definiranim jednadžbama, bez sporednih procesa i vrlo velikom brzinom. Interakcija jakih kiselina sa jakim bazama dovodi do visokih konstanti ravnoteže. Za otkrivanje k.t.t. postoji zgodan i dobro proučen način - upotreba acido-baznih indikatora. Mogu se koristiti i instrumentalne metode koje su posebno važne kod titriranja nevodenih, zamućenih ili obojenih otopina.

Metoda neutralizacije uključuje dvije opcije − acidimetrija(titrant je jak rastvor kiseline) i alkalometrija(titrant je rastvor jake baze). Ove metode se respektivno koriste za određivanje baza i kiselina, uključujući ionske i multiprotonske. Sposobnost titriranja jakih protolita određena je njihovom koncentracijom; titracija je moguća ako C x> 10 - 4 M .Tokom takve titracije u vodenom rastvoru dolazi do sljedeće reakcije:

H 3 O + +OH - ® 2 H 2 O

Titracija slabih kiselina i slabih baza u vodenim otopinama slijedi sheme:

ON+OH - ® H 2 O (alkalometrija)

B + H 3 O + ® HB + + H 2 O (acidimetrija)

Primjeri praktične primjene acidobazne titracije:

· određivanje kiselosti prehrambenih proizvoda, zemljišta i prirodnih voda (alkalometrijska titracija vodenih rastvora sa indikatorom fenolftaleinom);

· određivanje kiselosti naftnih derivata (alkalometrijska titracija nevodenih rastvora sa instrumentalnom kontrolom rt);

· određivanje karbonata i bikarbonata u mineralima i građevinskim materijalima (acidimetrijska titracija vodenih rastvora sa dva indikatora);

· određivanje azota u amonijum solima i organskim supstancama (Kjeldahlova metoda). U tom slučaju se organske tvari koje sadrže dušik razgrađuju kuhanjem s koncentriranom sumpornom kiselinom u prisustvu živinih soli, amonijum dušik se izbacuje djelovanjem lužine kada se zagrijava, amonijak se apsorbira standardnom otopinom HCl, uzetom u višku . Nereagirani dio HCl se zatim titrira alkalijom u prisustvu indikatora metil narandže. Ova metoda koristi i princip supstitucije i metodu povratne titracije.

radna rješenja.U acidimetrijskoj titraciji vodenih rastvora titranta se koristi kao rastvori jakih kiselina (HCl, rjeđe HNO 3 ili H 2 SO 4). IN alkalometrija titranti - rastvori NaOH ili KOH. Međutim, navedeni reagensi nemaju svojstva koja bi omogućila pripremu standardnih otopina od njih jednostavnim preciznim vaganjem. Dakle, čvrste alkalije su higroskopne i uvijek sadrže nečistoće karbonata. U slučaju HCl i drugih jakih kiselina, početni reagens nije čista tvar, već otopina s netočno poznatom koncentracijom. Stoga se u metodi neutralizacije prvo priprema otopina približno poznate koncentracije, a zatim se standardizuje. Kiseli rastvori su standardizovani za bezvodni natrijum karbonat Na 2 CO 3 (soda) ili natrijum tetraborat Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O (oluja). Boraks, kada je otopljen, stupa u interakciju s vodom:

B 4 O 7 2– + 3H 2 O \u003d 2H 3 VO 3 + 2VO 2 -

Rezultirajući metaborat je prilično jaka baza. Titrira se kiselinom:

IN 2 - + H 3 O + \u003d H 3 IN 3.

Očigledno, molarna masa ekvivalenta boraksa je M(½Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O) = 190,71 g/mol. Visok ekvivalent molarne mase je prednost boraksa kao primarnog standarda. Alkalni rastvori su standardizovani za kalijum hidroftalat. Molekula hidroftalata sadrži pokretni proton i ima svojstva slabe kiseline:

Benzojeva kiselina C 6 H 5 COOH, oksalna kiselina H 2 C 2 O 4 se često koriste kao standardi. . 2H 2 O i druge slabe organske kiseline (čvrste, čiste stabilne supstance). Standardni 0,1000 M rastvori kiselina i baza u laboratorijama se obično pripremaju od fiksanala. Pripremljeni rastvor kiseline može se koristiti za standardizaciju alkalnog rastvora i obrnuto. Standardizirani rastvori kiselina su stabilni i mogu se skladištiti bez promjene proizvoljno dugo vremena. Alkalne otopine su manje stabilne, preporučuje se čuvanje u voskom ili fluoroplastičnim posudama kako bi se spriječila interakcija sa staklom. Mora se uzeti u obzir da alkalni rastvori apsorbuju CO 2 iz vazduha, a tokom skladištenja su zaštićeni cevčicom napunjenom živim vapnom ili natrijum-kalcem.

Rice. 2. Neutralizacijske krive za jaku kiselinu.

1 - 0,1 M, 2 - 0,01 M, 3 - 0,001 M.

Za otkrivanje k.t.t. kod indikatora u boji potrebno je da visina skoka bude veća od širine prelaznog intervala indikatora. Ovo posljednje je obično oko dvije pH jedinice.

Visina skoka na krivulji neutralizacije za slabe kiseline ovisi o jačini kiseline (vrijednosti njene kiselinske konstante, odnosno pK a ). Naime, što je kiselina slabija (što je veća vrijednost pK a), to bi, pod svim ostalim jednakim uvjetima, trebala biti manja visina skoka.

1 - hlorovodonična kiselina, 2 - sirćetna kiselina (pK a = 4,8), 3 - cijanovodonična kiselina (pK a = 9,2).

Visina skoka treba da bude veća od širine prelazne zone indikatora, što je obično 2 pH jedinice. Stoga, do Kao iu slučaju jakih elektrolita, kriterijum titracije slab protolit sa greškom od 1% može se izvesti iz uslova ∆p N ±1% ≥ 2. Za vodeni rastvor slabe kiseline dobijamo željeni kriterijum u sledećem obliku:

R TOa+ str WITH≤ 8

Na p C \u003d 2, kritična vrijednost p K a jednaki 6. Drugim riječima, ako je kiselina vrlo slaba i njen pK A veći od 6, onda se ne može precizno titrirati pomoću indikatora boja.

Titracija mješavina protolita i multiprotonskih protolita. U miješanim otopinama, jake kiseline inhibiraju protolizu slabijih. Isto se opaža i u rastvorima koji sadrže mešavinu baza različite jačine.Kada se takvoj mešavini doda titrant, prvo se titrira jači protolit, a tek onda slabiji reaguje sa titrantom. Međutim, broj skokova uočenih na krivulji titracije smjese ovisi ne samo o broju prisutnih protolita, već i o apsolutnim vrijednostima odgovarajućih konstanti kiselosti (bazičnosti), kao i o njihovom omjeru. Konstante kiselosti (ili bazičnosti) komponenti smjese moraju se razlikovati više od 10 4 puta, samo će se u tom slučaju posebno na krivulji titracije uočiti izrazito izraženi titracijski skokovi, a relativna greška u određivanju svake komponente neće prelaziti 1%. Kriterijum za mogućnost odvojene titracije protolita je takozvano "pravilo četiri jedinice":

(6)

Multiprotonski protoliti stupaju u reakciju s titrantima, prvo u prvom stupnju, zatim u drugom, itd., ako se odgovarajuće konstante kiselosti razlikuju u skladu s uvjetom (6) Prilikom izračunavanja krivulja neutralizacije, multiprotonski protoliti se mogu smatrati mješavinama različitih elektroliti.

Kao primjer, razmotrite mogućnost

Fig.5. Kriva titracije mješavine karbonatnih i bikarbonatnih jona s otopinom HCl.

Naznačene su pH vrijednosti na kojima se uočavaju prijelazi boja indikatora.

Prilikom titriranja mješavine dvije jake kiseline, mješavine dvije podjednako slabe kiseline ili mješavine dvije baze sa bliskim p TOb ne postoje dva odvojena skoka na krivulji titracije. Međutim, još uvijek je sasvim moguće odvojeno odrediti koncentraciju komponenti takvih mješavina. Ovi problemi se uspješno rješavaju korištenjem diferencirajućih nevodenih rastvarača.

Acid-bazni indikatori i njihov izbor

Za otkrivanje k.t.t. metoda neutralizacije tradicionalno koristi acido-bazne indikatore - sintetičke organske boje koje su slabe kiseline ili baze i mijenjaju svoju vidljivu boju u zavisnosti od pH otopine.Primjeri nekih (najčešće korištenih u laboratorijama) acidobaznih indikatora prikazani su u tabeli. 3. Indikatori strukture i svojstava dati su u priručniku. Najvažnije karakteristike svakog acido-baznog indikatora su prelazni interval I indeks titracije (pT). Prijelazni interval je zona između dvije pH vrijednosti koje odgovaraju granicama zone, unutar koje se uočava miješana boja indikatora. Dakle, posmatrač će okarakterisati vodenu otopinu metil narandže kao čisto žutu - pri pH< 3,1 и как чисто красный при рН >4.4, a između ovih graničnih vrijednosti uočava se miješana, ružičasto-narandžasta boja različitih nijansi. Širina prelaznog intervala je tipično 2 pH jedinice. Eksperimentalno utvrđeni prelazni intervali indikatora su u nekim slučajevima manji ili veći od dvije pH jedinice. Ovo se posebno objašnjava različitom osjetljivošću oka na različite dijelove vidljivog područja spektra. Za jednobojne indikatore, širina intervala također ovisi o koncentraciji indikatora.

Tabela 3

Najvažniji acido-bazni indikatori

Indikator	Interval prijelaza ΔrN Ind	R TOa(HInd)	Promjena boje
metil narandže			Crveno - žuto
Bromocresol Green			Žuto - plavo
metil crveno			Crveno - žuto
Bromocresol ljubičasta			Žuto - ljubičasto
Bromothymol blue			Žuto - plavo
fenol crveno			Žuto - crveno
timol plavo
Fenolftalein			Bezbojno - crveno

Poznavajući karakteristike različitih indikatora, moguće ih je teoretski razumno odabrati kako bi se dobili ispravni rezultati analize. Pridržava se sljedećeg pravila: prelazni interval indikatora mora ležati u području skoka na krivulji titracije.

Pri izboru indikatora za titraciju slabih protolita treba voditi računa da t.eq. a titracijski skok se pomjeraju u slabo alkalnu sredinu pri titraciji kiseline i na blago kiselu pri titraciji baze. dakle, za titraciju slabih kiselina prikladni su indikatori koji mijenjaju boju u slabo alkalnom mediju (npr. fenolftalein), a za titraciju slabe baze indikatori koji mijenjaju boju u blago kiselom mediju (npr. metilnarandžasta

Postoji još jedna karakteristika svakog acido-baznog indikatora - to je indeks titracije ( RT ). Ovo je pH vrijednost pri kojoj posmatrač najjasnije primjećuje promjenu boje indikatora i u ovom trenutku smatra da je titracija završena. Očigledno je pT = pH K.T.T. . Prilikom odabira odgovarajućeg indikatora treba nastojati osigurati da pT vrijednost bude što bliža teoretski izračunatoj vrijednosti. pH T.EKV .. Tipično, pT vrijednost je blizu sredine prijelaznog intervala. Ali pT je slabo ponovljiva vrijednost. Različiti ljudi koji rade istu titraciju sa istim indikatorom dobiće značajno različite pT vrijednosti.Osim toga, pT vrijednost ovisi o redoslijedu titracije, odnosno o smjeru promjene boje.Kada se titriraju kiseline i baze istim indikatorom pT vrijednosti će se neznatno razlikovati. Za monohromatske indikatore (fenolftalein, itd.), pT vrijednost također ovisi o koncentraciji indikatora.

Napunjen titrantom do nulte oznake. Ne preporučuje se titracija počevši od drugih oznaka, jer biretna skala može biti neujednačena. Radnim rastvorom birete se pune kroz levak ili uz pomoć posebnih uređaja ako je bireta poluautomatska. Krajnja tačka titracije (ekvivalentna tačka) određena je indikatorima ili fizičko-hemijskim metodama (električnom provodljivošću, transmisijom svetlosti, potencijalom indikatorske elektrode itd.). Rezultati analize se izračunavaju prema količini radne otopine koja se koristi za titraciju.

Vrste titrimetrijske analize

Titrimetrijska analiza može se zasnivati na različitim vrstama hemijskih reakcija:

acidobazna titracija - reakcije neutralizacije;
redoks titracija (permanganatometrija, jodometrija, hromatometrija) - redoks reakcije;
taložna titracija (argentometrija) - reakcije koje se javljaju sa stvaranjem slabo topljivog spoja, uz promjenu koncentracije precipitiranih iona u otopini;
kompleksometrijska titracija - reakcije zasnovane na stvaranju jakih kompleksnih spojeva metalnih jona sa kompleksonom (obično EDTA), uz promenu koncentracije metalnih jona u titriranom rastvoru.

Tipovi titracije

Pravi se razlika između direktne, povratne i supstituentske titracije.

At direktna titracija rastvoru analita (alikvot ili uzorak, titraciona supstanca) dodati rastvor titranta (radni rastvor) u malim porcijama.

At povratna titracija prvo se u otopinu analita dodaje poznati višak posebnog reagensa, a zatim se titrira njegov ostatak, koji nije ušao u reakciju.

At supstitucijska titracija prvo se otopini analita dodaje određeni višak posebnog reagensa, a zatim se titrira jedan od produkta reakcije između analita i dodanog reagensa.