Llojet e titrimit. Titrimi i Kimisë Analitike Shkurtimisht

24.11.202227.05.2017

Dërgoni punën tuaj të mirë në bazën e njohurive është e thjeshtë. Përdorni formularin e mëposhtëm

Studentët, studentët e diplomuar, shkencëtarët e rinj që përdorin bazën e njohurive në studimet dhe punën e tyre do t'ju jenë shumë mirënjohës.

Postuar ne http://www.allbest.ru/

Planifikoni

1. Thelbi i titrimit të reshjeve

2. Titrimi argjenometrik

3. Titrimi tiocianatometrik

4. Zbatimi i titrimit të reshjeve

4.1 Përgatitja e një solucioni të standardizuar të nitratit të argjendit

4.2 Përgatitja e tretësirës së standardizuar të tiocianatit të amonit

4.3 Përcaktimi i përmbajtjes së klorit në një kampion sipas Volhard

4.4 Përcaktimi i përmbajtjes së trikloroacetatit të natriumit në një preparat teknik

1. Thelbi i reshjevetitrimi

Metoda kombinon përcaktimet titrimetrike bazuar në reaksionet e formimit të komponimeve të dobëta të tretshme. Vetëm disa reagime që plotësojnë kushte të caktuara janë të përshtatshme për këto qëllime. Reagimi duhet të vazhdojë në mënyrë rigoroze sipas ekuacionit dhe pa procese anësore. Precipitati që rezulton duhet të jetë praktikisht i pazgjidhshëm dhe të bjerë mjaft shpejt, pa formimin e tretësirave të mbingopura. Përveç kësaj, është e nevojshme të jeni në gjendje të përcaktoni pikën përfundimtare të titrimit duke përdorur një tregues. Së fundi, dukuritë e adsorbimit (bashkëprecipitimi) duhet të shprehen gjatë titrimit aq dobët sa që rezultati i përcaktimit të mos shtrembërohet.

Emrat e metodave individuale të reshjeve vijnë nga emrat e tretësirave të përdorura. Metoda që përdor një zgjidhje të nitratit të argjendit quhet argjentometri. Kjo metodë përcakton përmbajtjen e joneve C1~ dhe Br~ në media neutrale ose pak alkaline. Tiocianatometria bazohet në përdorimin e një tretësire të tiocianatit të amonit NH 4 SCN (ose kaliumit KSCN) dhe shërben për të përcaktuar gjurmët e C1- dhe Br~, por në solucione shumë alkaline dhe acide. Përdoret gjithashtu për të përcaktuar përmbajtjen e argjendit në xehe ose lidhje.

Metoda e shtrenjtë argentometrike për përcaktimin e halogjenëve gradualisht po zëvendësohet me metodën merkurometrike. Në këtë të fundit përdoret një tretësirë e nitratit të merkurit (I) Hg 2 (NO 3) 2.

Le të shqyrtojmë më në detaje titrat argentometrike dhe tiocianatometrike.

2. Titrimi argjenometrik

Metoda bazohet në reagimin e precipitimit të joneve C1~ dhe Br~ nga kationet e argjendit me formimin e halogjeneve pak të tretshëm:

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

Në këtë rast, përdoret një zgjidhje e nitratit të argjendit. Nëse një substancë analizohet për përmbajtjen e argjendit, atëherë përdoret një zgjidhje e klorurit të natriumit (ose kaliumit). medikament tretësirë e titrimit

Lakoret e titrimit kanë një rëndësi të madhe për të kuptuar metodën e argjentometrisë. Si shembull, merrni parasysh rastin e titrimit të 10,00 ml 0,1 N. tretësirë e klorurit të natriumit 0,1 N. zgjidhje e nitritit të argjendit (pa marrë parasysh ndryshimet në vëllimin e tretësirës).

Përpara se të fillojë titrimi, përqendrimi i joneve të klorurit në tretësirë është i barabartë me përqendrimin total të klorurit të natriumit, pra 0,1 mol/l ose = --lg lO-i = 1.

Kur në një tretësirë të titruar të klorurit të natriumit i shtohen 9,00 ml tretësirë nitrat argjendi dhe precipitohen 90% e joneve të klorurit, përqendrimi i tyre në tretësirë do të ulet 10 herë dhe do të bëhet i barabartë me N0~ 2 mol/l, dhe pCl do të jetë i barabartë. në 2. Meqenëse vlera nPAgci= IQ- 10, përqendrimi i joneve të argjendit do të jetë:

10-yu/[C1-] = Yu-Yu/10-2 = 10-8 M ol/l, OSE pAg= -- lg = -- IglO-s = 8.

Të gjitha pikat e tjera për të ndërtuar lakoren e titrimit llogariten në mënyrë të ngjashme. Në pikën ekuivalente pCl=pAg= = 5 (shih tabelën).

Tabela Ndryshimet në pC\ dhe pAg gjatë titrimit prej 10,00 ml 0,1 N. tretësirë e klorurit të natriumit 0,1 N. tretësirë e nitratit të argjendit

U shtua tretësira AgNO 3,


9.99 10.00 (pika eku.) 10.01	yu-4 yu-5 yu-6.	yu- 6 y- 5 y-*

Intervali i kërcimit gjatë titrimit argentometrik varet nga përqendrimi i tretësirave dhe nga vlera e produktit të tretshmërisë së precipitatit. Sa më e vogël të jetë vlera PR e përbërjes së përftuar si rezultat i titrimit, aq më i gjerë është intervali i kërcimit në kurbën e titrimit dhe aq më e lehtë është të regjistrohet pika përfundimtare e titrimit duke përdorur një tregues.

Përcaktimi më i zakonshëm argjentometrik i klorit është metoda Mohr. Thelbi i tij konsiston në titrimin e drejtpërdrejtë të lëngut me një tretësirë të nitratit të argjendit me treguesin e kromatit të kaliumit derisa precipitati i bardhë të marrë ngjyrë kafe.

Treguesi i metodës së Mohr - një tretësirë e K2CrO 4 me nitrat argjendi jep një precipitat të kuq të kromatit të argjendit Ag 2 CrO 4, por tretshmëria e precipitatit (0,65-10~ 4 E/l) është shumë më e madhe se tretshmëria e argjendit. klorur (1,25X_X10~ 5 E/l ). Prandaj, kur titrohet me një tretësirë të nitratit të argjendit në prani të kromatit të kaliumit, një precipitat i kuq i kromatit të argjendit shfaqet vetëm pasi të shtohet një tepricë e joneve Ag+, kur të gjithë jonet e klorurit tashmë janë precipituar. Në këtë rast, një zgjidhje e nitratit të argjendit i shtohet gjithmonë lëngut që analizohet, dhe jo anasjelltas.

Mundësitë për përdorimin e argjentometrisë janë mjaft të kufizuara. Përdoret vetëm kur titroni solucione neutrale ose pak alkaline (pH nga 7 në 10). Në një mjedis acid, precipitati i kromatit të argjendit shpërndahet.

Në tretësirat fort alkaline, nitrati i argjendit zbërthehet me çlirimin e oksidit të patretshëm Ag 2 O. Metoda është gjithashtu e papërshtatshme për analizimin e tretësirave që përmbajnë jonin NH^, pasi në këtë rast me kationin Ag + formohet një kompleks amoniaku + - Të analizuara tretësira nuk duhet të përmbajë Ba 2 +, Sr 2+, Pb 2+, Bi 2+ dhe jone të tjerë që precipitojnë me kromat kaliumi. Megjithatë, argjentometria është e përshtatshme për analizën e tretësirave pa ngjyrë që përmbajnë jone C1~ dhe Br_.

3. Titrimi tiocianatometrik

Titrimi tiocianatometrik bazohet në precipitimin e joneve Ag+ (ose Hgl+) me tiocianate:

Ag+ + SCN- = AgSCN|

Për përcaktimin, kërkohet një zgjidhje e NH 4 SCN (ose KSCN). Përcaktoni Ag+ ose Hgi+ me titrim të drejtpërdrejtë me një tretësirë tiocianate.

Përcaktimi tiocianatometrik i halogjeneve kryhet duke përdorur të ashtuquajturën metodë Volhard. Thelbi i tij mund të shprehet në diagrame:

CI- + Ag+ (teprica) -* AgCI + Ag+ (mbetje), Ag+ (mbetje) + SCN~-> AgSCN

Me fjalë të tjera, një tepricë e një tretësire të titruar të nitratit të argjendit i shtohet lëngut që përmban C1~. Më pas, mbetja AgNO 3 titrohet me një tretësirë tiocianate dhe rezultati llogaritet.

Treguesi i metodës Volhard është një tretësirë e ngopur e NH 4 Fe(SO 4) 2 - 12H 2 O. Ndërsa ka jone Ag+ në lëngun e titruar, anionet e shtuara SCN~ shoqërohen me çlirimin e precipitatit AgSCN, por nuk ndërvepron me jonet Fe 3+. Megjithatë, pas pikës së ekuivalencës, teprica më e vogël e NH 4 SCN (ose KSCN) shkakton formimin e joneve të kuqe 2 + dhe + të gjakut. Falë kësaj, është e mundur të përcaktohet pika ekuivalente.

Përcaktimet tiocianatometrike përdoren më shpesh sesa ato argentometrike. Prania e acideve nuk ndërhyn në titrimin duke përdorur metodën Volhard dhe madje kontribuon në marrjen e rezultateve më të sakta, pasi mjedisi acid shtyp hidrolizën e kripës Fe**. Metoda bën të mundur përcaktimin e jonit C1~ jo vetëm në alkalet, por edhe në acide. Përcaktimi nuk pengohet nga prania e Ba 2 +, Pb 2 +, Bi 3 + dhe disa joneve të tjera. Sidoqoftë, nëse tretësira e analizuar përmban agjentë oksidues ose kripëra merkur, atëherë përdorimi i metodës së Volhard-it bëhet i pamundur: agjentët oksidues shkatërrojnë jonin SCN dhe kationi i merkurit e precipiton atë.

Tretësira e provës alkaline neutralizohet përpara titrimit me acid nitrik, përndryshe jonet Fe 3 + të përfshira në tregues do të precipitojnë hidroksid hekuri (III).

4. Zbatimet e titrimit të reshjeve

4.1 Përgatitja e një solucioni të standardizuar të nitratit të argjendit

Standardet kryesore për standardizimin e një solucioni të nitratit të argjendit janë kloruret e natriumit ose kaliumit. Përgatitni një tretësirë standarde të klorurit të natriumit dhe afërsisht 0,02 N. tretësirë e nitratit të argjendit, standardizoni tretësirën e dytë me të parën.

Përgatitja e një solucioni standard të klorurit të natriumit. Një zgjidhje e klorurit të natriumit (ose klorurit të kaliumit) përgatitet nga kripa kimikisht e pastër. Masa ekuivalente e klorurit të natriumit është e barabartë me masën e tij molare (58,45 g/mol). Teorikisht, për të përgatitur 0,1 l 0,02 n. tretësira kërkon 58,45-0,02-0,1 = 0,1169 g NaCl.

Merrni një mostër prej afërsisht 0,12 g klorur natriumi në një balancë analitike, transferojeni në një balonë vëllimore 100 ml, shpërndajeni, sillni vëllimin në pikën me ujë dhe përzieni mirë. Llogaritni titrin dhe përqendrimin normal të tretësirës origjinale të klorurit të natriumit.

Përgatitja: 100 ml afërsisht 0,02 N. tretësirë e nitratit të argjendit. Nitrati i argjendit është një reagent i pakët dhe zakonisht tretësirat e tij kanë një përqendrim jo më të lartë se 0,05 N. 0.02 n është mjaft i përshtatshëm për këtë punë. zgjidhje.

Gjatë titrimit argentometrik, masa ekuivalente e AgN0 3 është e barabartë me masën molare, pra 169,9 g/mol. Prandaj, 0,1 l 0,02 n. tretësira duhet të përmbajë 169,9-0,02-0,1 = 0,3398 g AgNO 3. Sidoqoftë, nuk ka kuptim të merret pikërisht kjo mostër, pasi nitrat argjendi tregtar përmban gjithmonë papastërti. Peshoni afërsisht 0,34 - 0,35 g nitrat argjendi në një peshore teknikokimike; peshoni tretësirën në një sasi të vogël uji në një balonë vëllimore 100 ml dhe rregulloni vëllimin me ujë, ruajeni tretësirën në enë, mbështilleni me letër të zezë dhe hidheni në një enë qelqi të errët, argjendi dhe përgatiteni për titrim. Shpëlajeni pipetën me tretësirë të klorurit të natriumit dhe transferoni 10,00 ml tretësirë në një balonë konike. Shtoni 2 pika të një tretësire të ngopur të kromatit të kaliumit dhe me kujdes, pika pas pikë, titroni me një tretësirë të nitratit të argjendit duke e trazuar. Sigurohuni që ngjyra e përzierjes të ndryshojë nga e verdha në të kuqërremtë për shkak të një rënieje të tepërt të nitratit të argjendit. Pasi të përsëritet titrimi 2-3 herë, merret mesatarja e leximeve konvergjente dhe llogaritet përqendrimi normal i tretësirës së nitratit të argjendit.

Le të supozojmë se për titrimin prej 10,00 ml 0,02097 n. tretësirë e klorurit të natriumit është përdorur mesatarisht 10.26 ml tretësirë nitrat argjendi. Pastaj

A^ AgNOj. 10,26 = 0,02097. 10.00, AT AgNOs = 0.02097- 10.00/10.26 = 0.02043

Nëse synohet të përcaktohet përmbajtja e C1~ në mostër, atëherë llogaritni, përveç kësaj, titrin e tretësirës së nitratit të argjendit në lidhje me klorin: T, - = 35,46-0,02043/1000 = 0,0007244 g/ml, “l kjo do të thotë se 1 ml tretësirë nitrat argjendi i përgjigjet 0,0007244 g klor të titruar.

4.2 Përgatitja e një solucioni të standardizuar të tiocianatit të amonitI

Një tretësirë e NH 4 SCN ose KSCN me një titër të njohur saktësisht nuk mund të përgatitet duke tretur një kampion, pasi këto kripëra janë shumë higroskopike. Prandaj, një zgjidhje me një përqendrim të përafërt normal përgatitet dhe përshtatet në një zgjidhje të standardizuar të nitratit të argjendit. Treguesi është një tretësirë e ngopur e NH 4 Fe(SO 4) 2 - 12H 2 O. Për të parandaluar hidrolizën e kripës Fe, 6 N i shtohen vetë treguesit dhe tretësirës së analizuar përpara titrimit. acid nitrik.

Përgatitja: 100 ml afërsisht 0,05 N. tretësirë e tiocianatit të amonit. Masa ekuivalente e NH4SCN është e barabartë me masën molare të tij, pra 76.12 g/mol. Prandaj, 0,1 l 0,05 n. tretësira duhet të përmbajë 76.12.0.05-0.1=0.3806 g NH 4 SCN.

Merrni një mostër prej rreth 0,3-0,4 g në një bilanc analitik, transferojeni në një balonë 100 ml, shpërndajeni, sillni vëllimin e tretësirës në shenjë me ujë dhe përzieni.

Standardizimi i tretësirës së tiocianatit të amonit me nitrat argjendi. Përgatitni një biretë për titrim me tretësirë NH 4 SCN. Shpëlajeni pipetën me tretësirën e nitratit të argjendit dhe matni 10,00 ml të saj në balonën konike. Shtoni 1 ml tretësirë NH 4 Fe(SO 4)2 (tregues) dhe 3 ml. 6 n. acid nitrik. Ngadalë, me lëkundje të vazhdueshme, hidhni tretësirën NH 4 SCN nga bureta. Ndaloni titrimin pas shfaqjes së një ngjyre kafe-rozë 2+, e cila nuk zhduket me lëkundje të fuqishme.

Përsëriteni titrimin 2-3 herë, merrni mesataren nga leximet konvergjente dhe llogaritni përqendrimin normal të NH 4 SCN.

Le të supozojmë se për titrimin prej 10,00 ml 0,02043 n. tretësirë e nitratit të argjendit është përdorur mesatarisht 4.10 ml tretësirë NH 4 SCN.

4.3 Përkufizimipërmbajtjenklori në mostër sipas Volhard

Halogjenet Volhard përcaktohen me titrim të prapme të mbetjes së nitratit të argjendit me një zgjidhje të NH 4 SCN. Sidoqoftë, titrimi i saktë është i mundur këtu vetëm nëse merren masa për të parandaluar (ose ngadalësuar) reagimin midis klorurit të argjendit dhe tiocianatit të tepërt të hekurit:

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

në të cilën ngjyra që shfaqet së pari zhduket gradualisht. Është mirë që të filtrohet precipitati AgCl përpara se të titrohet nitrati i tepërt i argjendit me tretësirë NH 4 SCN. Por ndonjëherë, në vend të kësaj, tretësirës i shtohet një lëng organik, i cili nuk përzihet me ujë dhe, si të thuash, izolon precipitatin ApCl nga nitrati i tepërt.

Metoda e përcaktimit. Merrni një epruvetë me një tretësirë të analitit që përmban klorur natriumi. Shpërndani një mostër të substancës në një balonë vëllimore 100 ml dhe sillni vëllimin e tretësirës në shenjën me ujë (përqendrimi i klorurit në tretësirë duhet të jetë jo më shumë se 0,05 N).

Hidhni me pipetë 10,00 ml të tretësirës së provës në një balonë konike, shtoni 3 ml 6 N. acid nitrik dhe hidhet një tepricë e njohur e tretësirës AgNO 3 nga bureta, për shembull 18.00 ml. Pastaj filtroni precipitatin e klorurit të argjendit. Titroni nitratin e mbetur të argjendit me tretësirë NH 4 SCN siç përshkruhet në paragrafin e mëparshëm. Pasi të përsërisni përcaktimin 2-3 herë, merrni mesataren. Nëse precipitati i klorurit të argjendit është filtruar, ai duhet të lahet dhe uji i larjes duhet të shtohet në filtra.

Le të supozojmë se pesha e kampionit ishte 0.2254 g. Në 10.00 ml të tretësirës së analizuar u shtuan 18.00 ml 0.02043 N. tretësirë e nitratit të argjendit. Për të titruar tepricën, është përdorur 5,78 ml * 0,04982 N. Tretësirë NH 4 SCN.

Para së gjithash, le të llogarisim se cili vëllim është 0.02043 n. tretësira e nitratit të argjendit korrespondon me 5,78 ml 0,04982 N të shpenzuar për titrim. Zgjidhja NH 4 SCN:

prandaj, 18.00 - 14.09 = 3.91 ml 0.2043 N u përdor për të precipituar jonin C1~. tretësirë e nitratit të argjendit. Nga këtu është e lehtë të gjesh përqendrimin normal të solucionit të klorurit të natriumit.

Meqenëse masa ekuivalente e klorit është 35.46 g/mol,* masa totale e klorit në kampion është:

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%

Metoda Volhard përdoret gjithashtu për të përcaktuar përmbajtjen e joneve Br~ dhe I-. Në këtë rast, nuk është e nevojshme të filtroni precipitatet e bromit ose jodit të argjendit. Por duhet të merret parasysh se joni Fe 3 + oksidon jodidet në jod të lirë. Prandaj, treguesi shtohet pasi të gjithë jonet të jenë precipituar nga nitrat argjendi.

4.4 Përcaktimi i përmbajtjes së trichlitOracetat natriumi| në përgatitjen teknike (për klorin)

Trikloroacetati teknik i natriumit (TCA) është një herbicid për të vrarë barërat e këqija të drithërave. Është një substancë kristalore e bardhë ose kafe e lehtë, shumë e tretshme në ujë. Sipas Volhard, pjesa masive e përbërjeve organike të klorurit përcaktohet fillimisht, dhe më pas pas shkatërrimit të klorit. Nga ndryshimi, gjendet pjesa masive (%) e klorit të trikloroacetatit të natriumit.

Përcaktimi i pjesës masive (%) të përbërjeve inorganike të klorit. Vendosni një pjesë të saktë të peshuar të barit (2-2,5 g) në një balonë vëllimore 250 ml, shpërndajeni, sillni tretësirën në shenjë me ujë dhe përzieni. Hidhni me pipetë 10 ml tretësirë në një balonë konike dhe shtoni 5-10 ml acid nitrik të koncentruar.

Shtoni 5 ose 10 ml 0,05 N nga bureta. tretësirë e nitratit të argjendit dhe titroni tepricën me 0,05 N. një tretësirë e NH 4 SCN në prani të NH 4 Fe(SO 4) 2 (tregues).

Llogaritni pjesën masive (%) të klorit (x) të përbërjeve inorganike duke përdorur formulën

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

ku V është vëllimi saktësisht 0,05 N. Tretësira AgNO 3 e marrë për analizë; Vi - vëllimi saktësisht 0,05 N. Tretësirë NH 4 SCN, e përdorur për titrimin e tepërt të AgNO 3; t-një mostër e trikloroacetatit të natriumit; 0.001773 - masa e klorit që korrespondon me 1 ml 0.05 N. tretësirë AgNO. Përcaktimi i pjesës masive (%) të klorit total. Merrni 10 ml tretësirë të përgatitur më parë në një balonë konike, shtoni 10 ml tretësirë me një pjesë të masës NaOH 30% dhe 50 ml ujë. Lidheni balonën me një kondensator refluks dhe zieni përmbajtjen e tij për 2 orë.Lëreni lëngun të ftohet, shpëlajeni kondensatorin me ujë, duke mbledhur ujin e larjes në të njëjtën balonë. Shtoni 20 ml acid nitrik të holluar (1:1) në tretësirë dhe shtoni 30 ml 0,05 N nga një biretë. tretësirë e nitratit të argjendit. Titroni nitratin e tepërt të argjendit në 0,05 N. një tretësirë e NH 4 SCN në prani të NH 4 Fe(SO 4)2. Llogaritni pjesën masive (%) të klorit total (xi) duke përdorur formulën e mësipërme. Gjeni pjesën masive (%) të trikloroacetatit të natriumit në preparatin (x^) duke përdorur formulën

x2 = (x1 -- x) (185.5/106.5),

ku 185.5 është masa molare e trikloroacetatit të natriumit; 106.5 -- masa e klorit që përmbahet në masën molare të trikloroacetatit të natriumit.

Postuar në Allbest.ru

...

Dokumente të ngjashme

Thelbi dhe klasifikimi i metodave të titrimit acid-bazë, përdorimi i treguesve. Karakteristikat e titrimit kompleksometrik. Analiza e metodave të titrimit të reshjeve. Zbulimi i pikës fundore të titrimit. Koncepti i argjenometrisë dhe ticanometrisë.

test, shtuar më 23.02.2011

Sekuenca e llogaritjes së kurbës së titrimit të një tretësire të acidit klorhidrik me një tretësirë të një baze të dobët të hidroksidit të amonit. Ndërtimi i lakores së titrimit, përcaktimi i pikës së ekuivalencës dhe neutraliteti i drejtpërdrejtë. Zgjedhja e një treguesi dhe llogaritja e gabimit të tij.

test, shtuar 01/03/2016

Përcaktimi i përmbajtjes së bartësve të alkalinitetit në tretësirën e karbonatit të natriumit me titrim të drejtpërdrejtë acido-bazik. Shprehja matematikore e ligjit të ekuivalentëve. Ndërtimi i kurbave të titrimit potenciometrik integral dhe diferencial.

punë laboratorike, shtuar 15.02.2012

Koncepti dhe llojet e analizës titrimetrike. Karakteristikat e agjentëve dhe treguesve kompleksues. Përgatitja e tretësirës së titruar për titrim kompleksometrik. Metodat për studimin e aluminit, bismutit, plumbit, magnezit, zinkut.

puna e kursit, shtuar 13.01.2013

Metoda e titrimit potenciometrik. Titrimi acido-bazik. Përcaktimi i pikës përfundimtare të titrimit. Metodologjia e kryerjes së titrimit potenciometrik. Titrimi potenciometrik, instrumentet e përdorura dhe përpunimi i rezultateve të analizës.

puna e kursit, shtuar 24.06.2008

Klasifikimi i metodave të titrimit redoks. Faktorët që ndikojnë në shpejtësinë e reagimit. Treguesit specifikë dhe redoks. Thelbi i permanganatometrisë, iodometrisë, dikromatometrisë. Përgatitja e tretësirës së dikromatit të kaliumit.

prezantim, shtuar më 19.03.2015

Llogaritja e gabimeve të treguesve për treguesit e përzgjedhur, kurba e titrimit prej 25 ml tretësirë CH3COOH 0,05 M me tretësirë KOH 0,05 M. Treguesit acido-bazikë. Fazat e titrimit: pika e fillimit, zona para pikës dhe zona pas pikës së ekuivalencës.

test, shtuar më 18.12.2013

Karakteristikat e metodave të titrimit redoks. Kërkesat bazë për reaksione, konstante ekuilibri. Karakteristikat e llojeve të titrimit redoks, treguesit dhe kthesat e tij. Përgatitja dhe standardizimi i solucioneve.

puna e kursit, shtuar 25.12.2014

Koncepti i analizës titrametrike. Titrimi redoks, llojet e tij dhe kushtet e reagimit. Llogaritja e pikave të kurbës së titrimit, potencialet, ndërtimi i lakores së titrimit. Përzgjedhja e treguesit, llogaritja e gabimeve në titrimin e treguesit.

puna e kursit, shtuar 06/10/2012

Klasifikimi i metodave të analizës titrametrike. Thelbi i metodës së "neutralizimit". Përgatitja e zgjidhjeve të punës. Llogaritja e pikave dhe ndërtimi i kurbave të titrimit acid-bazë dhe redoks. Avantazhet dhe disavantazhet e iodometrisë.

Qëllimi i punës : përvetësimi i aftësive në përdorimin e njërës prej metodave të analizës sasiore - titrimetrike, dhe mësimi i teknikave bazë për përpunimin statistikor të rezultateve të matjeve.

Pjesa teorike

Analiza titrimetrike është një metodë e analizës kimike sasiore e bazuar në matjen e vëllimit të një solucioni të reagentit me një përqendrim të njohur saktësisht të konsumuar për të reaguar me substancën që përcaktohet.

Përcaktimi titrimetrik i një substance kryhet me titrim - duke shtuar një nga tretësirat në një tjetër në pjesë të vogla dhe pika të veçanta duke regjistruar (monitoruar) vazhdimisht rezultatin.

Njëra nga dy tretësirat përmban një substancë në një përqendrim të panjohur dhe përfaqëson tretësirën e analizuar.

Tretësira e dytë përmban një reagent me përqendrim të njohur saktësisht dhe quhet tretësirë pune, tretësirë standarde ose titran.

Kërkesat për reaksionet e përdorura në analizën titrimetrike:

1. Aftësia për të rregulluar pikën e ekuivalencës, më e përdorura është vëzhgimi i ngjyrës së saj, e cila mund të ndryshojë në kushtet e mëposhtme:

Njëri prej reaktantëve është i ngjyrosur dhe reagenti me ngjyrë ndryshon ngjyrën gjatë reaksionit;

Substancat e përdorura - treguesit - ndryshojnë ngjyrën në varësi të vetive të tretësirës (për shembull, në varësi të reagimit të mjedisit).

2. Ecuria sasiore e reaksionit, deri në ekuilibër, e karakterizuar nga vlera përkatëse e konstantës së ekuilibrit.

3. Shpejtësia e mjaftueshme e reaksionit kimik, sepse Është jashtëzakonisht e vështirë për të rregulluar pikën e ekuivalencës në reagimet e ngadalta.

4. Mungesa e reaksioneve anësore në të cilat llogaritjet e sakta janë të pamundura.

Metodat e analizës titrimetrike mund të klasifikohen sipas natyrës së reaksionit kimik që qëndron në themel të përcaktimit të substancave: titrimi acido-bazik (neutralizimi), reshjet, kompleksimi, oksidimi-reduktimi.

Puna me zgjidhje.

Balonat volumetrike projektuar për të matur vëllimin e saktë të lëngut. Janë enë të rrumbullakëta, me fund të sheshtë, me qafë të ngushtë e të gjatë, mbi të cilat ka një shenjë në të cilën duhet të mbushet balona (Fig. 1).

Fig.1 Balonat volumetrike

Teknika e përgatitjes së tretësirave në balonat vëllimore nga fiksimet.

Për të përgatitur një zgjidhje nga fiksanali, ampula thyhet mbi një gyp të futur në një balonë vëllimore, përmbajtja e ampulës lahet me ujë të distiluar; më pas shpërndahet në një enë vëllimore. Tretësira në balonën vëllimore sillet në shenjë. Pasi të arrihet niveli i lëngut në shenjë, tretësira në balonë përzihet mirë.

Buretat Janë tuba të hollë qelqi të shkallëzuar në mililitra (Fig. 2). Një rubinet xhami është ngjitur në skajin e poshtëm, paksa të ngushtuar të byretës ose një çorape gome me një valvul topi dhe është ngjitur një grykë xhami. Një biretë zgjidhet për punë në varësi të vëllimit të tretësirës së përdorur në analizë.

Fig.2. Buretat

Si të përdorni një biretë

1. Bureta lahet me ujë të distiluar.

2. Bureta e përgatitur për punë fiksohet vertikalisht në një stendë, duke përdorur një hinkë, tretësira derdhet në biretë në mënyrë që niveli i saj të jetë mbi pikën zero.

3. Hiqni flluskat e ajrit nga skaji i poshtëm i zgjatur i biretës. Për ta bërë këtë, përkuleni lart dhe lëshoni lëngun derisa të hiqet i gjithë ajri. Pastaj kapilari ulet poshtë.

4. Niveli i lëngut në biretë është vendosur në ndarjen zero.

5. Kur kryeni një titrim, shtypni tubin e gomës në anë të topit dhe kullojeni lëngun nga bureta në balonë, duke e rrotulluar këtë të fundit. Së pari, titranti në biretë derdhet në një rrjedhë të hollë. Kur ngjyra e treguesit në pikën ku bien pikat e titrantit fillon të ndryshojë, tretësira shtohet me kujdes, pikë për pikë. Titrimi ndërpritet kur ndodh një ndryshim i mprehtë në ngjyrën e treguesit për shkak të shtimit të një pikë titranti, dhe vëllimi i tretësirës së konsumuar regjistrohet.

6. Në përfundim të punës kullohet titran nga bireta, byreta lahet me ujë të distiluar.

Metoda e titrimit (neutralizimit) acido-bazike

Metoda e titrimit acid-bazik bazohet në reaksionin ndërmjet acideve dhe bazave, d.m.th. për reaksionet e neutralizimit:

H + + OH¯ = H 2 O

Gjatë kryerjes së kësaj detyre, përdoret metoda e titrimit acid-bazë, bazuar në përdorimin e një reaksioni neutralizimi:

2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O

Metoda konsiston në shtimin gradualisht të një solucioni të acidit sulfurik me përqendrim të njohur në një zgjidhje të substancës që përcaktohet - hidroksid natriumi. Shtimi i tretësirës së acidit vazhdon derisa sasia e tij të bëhet e barabartë me sasinë e hidroksidit të natriumit që reagon me të, d.m.th. derisa alkali të neutralizohet. Momenti i neutralizimit përcaktohet nga ndryshimi i ngjyrës së treguesit të shtuar në tretësirën e titruar. Sipas ligjit të ekuivalentëve sipas ekuacionit:

C n (k-you) · V (k-you) = C n (alkalet) · V (alkalet)

Cn(k-ty) dhe Cn(alkali) – përqendrimet molare të ekuivalentëve të tretësirave reaguese, mol/l;

V (totalet) dhe V (alkalet) - vëllimet e tretësirave që reagojnë, l (ml).

C (NaOH) dhe - përqendrimet molare të NaOH ekuivalente dhe H 2 SO 4 në tretësirat reaguese, mol/l;

V(NaOH) dhe ) - vëllimet e tretësirave reaguese të alkalit dhe acidit, ml.

Shembuj të zgjidhjes së problemeve.

1. Për të neutralizuar 0,05 l tretësirë acidi janë përdorur 20 cm 3 tretësirë alkali 0,5 N. Cila është normaliteti i acidit?

2. Sa dhe cila lëndë do të mbetet e tepërt nëse 60 cm 3 tretësirë të acidit sulfurik 0,4 N i shtohen 120 cm 3 nga 0,3 N tretësirë të hidroksidit të kaliumit?

Zgjidhja e problemeve të përcaktimit të pH të një tretësire dhe përqendrimeve të llojeve të ndryshme është paraqitur në manualin metodologjik.

PJESA EKSPERIMENTALE

Merrni një balonë me një zgjidhje alkali me përqendrim të panjohur nga asistenti i laboratorit. Matni mostrat 10 ml të tretësirës së analizuar në tre balona konike të titrimit duke përdorur një cilindër të shkallëzuar. Shtoni 2-3 pika tregues metil portokalli në secilën prej tyre. Tretësira do të bëhet e verdhë (portokalli metil është e verdhë në një mjedis alkalik dhe portokalli-kuqe në një mjedis acid).

Përgatitni instalimin e titrimit për punë (Fig. 3) Shpëlajeni byretën me ujë të distiluar dhe më pas mbushni me një tretësirë të acidit sulfurik me një përqendrim të saktë të njohur (përqendrimi molar i ekuivalentit të H 2 SO 4 tregohet në shishe) mbi ndarjen zero. Përkulni tubin e gomës me majën e xhamit lart dhe, duke e tërhequr gomën nga ulliri i xhamit që mbulon daljen nga bureta, lëshoni ngadalë lëngun në mënyrë që pas mbushjes së majës të mos mbeten flluska ajri në të. Lëshoni tretësirën e tepërt të acidit nga bureta në një gotë zëvendësuese, ndërsa menisku i poshtëm i lëngut në biretë duhet të vendoset në zero.

Vendosni njërën nga balonat e tretësirës së alkalit nën majën e byretës në një fletë letre të bardhë dhe vazhdoni drejtpërdrejt në titrimin: me njërën dorë ushqeni ngadalë acidin nga bureta dhe me tjetrën, përzieni vazhdimisht tretësirën. një lëvizje rrethore e balonës në një plan horizontal. Në fund të titrimit, tretësira e acidit duhet të ushqehet pika-pika nga bureta derisa një pikë ta kthejë tretësirën në një ngjyrë portokalli të përhershme.

Përcaktoni vëllimin e acidit të përdorur për titrim, me saktësi në 0,01 ml. Numëroni ndarjet e buretës përgjatë meniskut të poshtëm, ndërsa syri duhet të jetë në nivelin e meniskut.

Përsëriteni titrimin edhe 2 herë, çdo herë duke u nisur nga ndarja zero e byretës. Regjistroni rezultatet e titrimit në Tabelën 1.

Llogaritni përqendrimin e tretësirës alkali duke përdorur formulën:

Tabela 1

Rezultatet e titrimit të tretësirës së hidroksidit të natriumit

Kryeni përpunimin statistikor të rezultateve të titrimit sipas metodës së përshkruar në shtojcë. Përmblidhni rezultatet e përpunimit statistikor të të dhënave eksperimentale në tabelën 2.

tabela 2

Rezultatet e përpunimit statistikor të të dhënave eksperimentale nga titrimi i tretësirës së hidroksidit të natriumit. Probabiliteti i besimit α = 0,95.

n			S x

Shkruani rezultatin e përcaktimit të përqendrimit molar të ekuivalentit të NaOH në tretësirën e analizuar si interval besimi.

PYETJE PËR VETËKONTROLLIN

1. Tretësira e hidroksidit të kaliumit ka pH = 12. Përqendrimi i bazës në tretësirë në disociim 100% është ... mol/l.

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

2. Për të neutralizuar 0,05 l tretësirë acidi janë përdorur 20 cm3 tretësirë alkali 0,5 N. Cila është normaliteti i acidit?

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

3. Sa dhe cila substancë do të mbetet e tepërt nëse 75 cm 3 prej 0,3 N tretësirë të acidit sulfurik i shtohen 125 cm 3 nga 0,2 N tretësirë të hidroksidit të kaliumit?

1) 0,0025 g alkali; 2) 0,0025 g acid; 3) 0,28 g alkali; 4) 0,14 g alkali; 5) 0,28 g acid.

4. Një metodë analize e bazuar në përcaktimin e rritjes së pikës së vlimit quhet...

1) spektrofotometrike; 2) potenciometrik; 3) ebulioskopik; 4) radiometrike; 5) konduktometrike.

5. Përcaktoni përqindjen e përqendrimit, molaritetit dhe normalitetit të tretësirës së acidit sulfurik që përftohet duke tretur 36 g acid në 114 g ujë, nëse dendësia e tretësirës është 1,031 g/cm3.

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.

Analiza titrimetrike është një metodë për përcaktimin e sasisë së një substance duke matur me saktësi vëllimin e tretësirave të substancave që reagojnë me njëra-tjetrën.

Titri– sasia e g lëndës që përmbahet në 1 ml. tretësirë ose ekuivalente me substancën që përcaktohet. Për shembull, nëse titri i H 2 SO 4 është 0,0049 g/ml, kjo do të thotë se çdo ml tretësirë përmban 0,0049 g acid sulfurik.

Një tretësirë titri i të cilit është i njohur quhet i titruar. Titrimi- procesi i shtimit të një sasie ekuivalente të një tretësire të titruar në tretësirën e provës ose një pjesë të saj. Në këtë rast, përdoren zgjidhje standarde - kanale fikse– tretësirat me përqendrimin e saktë të substancës (Na 2 CO 3, HCl).

Reaksioni i titrimit duhet të plotësojë kërkesat e mëposhtme:

shpejtësi e lartë e reagimit;

reagimi duhet të vazhdojë deri në përfundim;

reagimi duhet të jetë shumë stoikiometrik;

kanë një metodë të përshtatshme për regjistrimin e përfundimit të reaksionit.

HCl + NaOH → NaCl + H2O

Detyra kryesore e analizës titrimetrike nuk është vetëm përdorimi i një zgjidhjeje me përqendrim të njohur saktësisht (fixanal), por edhe përcaktimi i saktë i pikës së ekuivalencës.

Ka disa mënyra për të rregulluar pikën e ekuivalencës:

Bazuar në ngjyrën e brendshme të joneve të elementit që përcaktohet, për shembull, mangani në formën e një anioniMnO 4 -

Sipas substancës së dëshmitarit

Shembull: Ag + + Cl - " AgCl $

Ag + + CrO 4 " Ag 2 CrO 4 $ (ngjyrë portokalli e ndezur)

Një sasi e vogël kripe K 2 CrO 4 (dëshmitar) i shtohet balonës ku do të përcaktohet joni i klorit. Pastaj substanca e provës shtohet gradualisht nga bureta, me jonet e klorit që reagojnë së pari dhe formohet një precipitat i bardhë (AgCl), d.m.th. AgCl PR.<< ПР Ag2Cr O4.

Kështu, një pikë shtesë e nitratit të argjendit do të japë një ngjyrë portokalli të ndritshme, pasi i gjithë klori tashmë ka reaguar.

III. Përdorimi i treguesve: për shembull, gjatë reaksionit të neutralizimit, përdoren tregues acido-bazë: lakmus, fenolftaleinë, metil portokalli - komponime organike që ndryshojnë ngjyrën kur lëvizin nga një mjedis acid në një mjedis alkalik.

Treguesit– ngjyra organike që ndryshojnë ngjyrën kur ndryshon aciditeti i mjedisit.

Skematikisht (duke hequr format e ndërmjetme), ekuilibri i treguesit mund të përfaqësohet si një reaksion acid-bazë

Hin +H 2 O In - + H 3 O +

H2O
H + + OH -

H++H2O
H3O+

Rajoni i kalimit të ngjyrave të treguesit (pozicioni dhe intervali) ndikohet nga të gjithë faktorët nga të cilët varet konstanta e ekuilibrit (forca jonike, temperatura, substancat e huaja, tretësi), si dhe treguesi.

Klasifikimi i metodave të analizës titrimetrike.

Titrimi acido-bazik (neutralizimi): kjo metodë përcakton sasinë e acidit ose alkalit në tretësirën e analizuar;

reshjet dhe kompleksimi (argentometria)

Ag + + Cl - " AgCl $

Titrimi redoks (redoksimetria):

a) permanganatometria (KMnO 4);

b) iodometria (Y 2);

c) bromatometria (KBrO 3);

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

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

e) vanadometria (NH 4 VO 3);

g) titanometria (TiCl 3) etj.

Analiza titrimetrike

Historia dhe parimi i metodës

Analiza titrimetrike (titrimetria) është metoda më e rëndësishme e analizës kimike. Filloi në shekullin e 18-të, fillimisht si një mënyrë empirike për të testuar cilësinë e materialeve të ndryshme, si uthulla, soda dhe solucionet zbardhuese. Në kapërcyellin e shekujve 18 dhe 19, u shpikën biretat dhe pipetat (F. Decroisille). Me rëndësi të veçantë ishin veprat e J. Gay-Lussac, i cili prezantoi termat bazë të kësaj metode: titrim, titrues dhe të tjera që rrjedhin nga fjala “titull”. Titri është masa e substancës së tretur (në gram) që gjendet në një mililitër tretësirë. Në kohën e Gay-Lussac, rezultatet e analizës u llogaritën duke përdorur titrat. Sidoqoftë, titri si një mënyrë për të shprehur përqendrimin e një zgjidhjeje doli të jetë më pak i përshtatshëm se karakteristikat e tjera (për shembull, përqendrimet molare), prandaj, në analitikën moderne të kimisë, llogaritjet duke përdorur titrat janë mjaft të rralla. Përkundrazi, terma të ndryshëm që rrjedhin nga fjala "titull" përdoren shumë gjerësisht.

Në mesin e shekullit të 19-të, kimisti gjerman K. Mohr përmblodhi të gjitha metodat titrimetrike të krijuara në atë kohë dhe tregoi se baza e çdo metode është i njëjti parim. Një tretësirë me një përqendrim të njohur saktësisht të reagentit R (titrant) i shtohet gjithmonë tretësirës së mostrës që përmban përbërësin X që do të përcaktohet. Ky proces quhet titrim. Kur kryen një titrim, analisti monitoron ecurinë e reaksionit kimik midis X dhe R-së së shtuar. Me arritjen e pikës së ekuivalencës (eku.), kur numri i moleve të ekuivalentëve të R-së së futur është saktësisht i barabartë me numrin e moleve të ekuivalentëve të substancës X të pranishme në mostër, titrimi ndalet dhe vëllimi i titrantit të konsumuar. matet. Momenti kur përfundon titrimi quhet pika përfundimtare e titrimit (e.t.t.), ai, si t.eq., shprehet në njësi vëllimi, zakonisht në mililitra. Në rastin ideal, V t.t.t = V t.eq. , por në praktikë nuk arrihet një përputhje e saktë për arsye të ndryshme; titrimi kryhet pak më herët ose, anasjelltas, pak më vonë se sa arrihet t.eq. Natyrisht, titrimi duhet të kryhet në mënyrë që diferenca midis V t.eq. dhe V k.t.t. do të ishte sa më i vogël.

Meqenëse masa ose përqendrimi i X llogaritet nga vëllimi i titrantit të shpenzuar për titrimin e kampionit (sipas V c.t.t.), në të kaluarën titrimetria quhej analiza vëllimore. Ky emër përdoret shpesh sot, por termi analiza titrimetrike më të sakta. Fakti është se funksionimi i shtimit gradual të reagentit (titrimi) është karakteristik për çdo teknikë të këtij lloji, dhe konsumi i titrantit mund të vlerësohet jo vetëm duke matur vëllimin, por edhe në mënyra të tjera. Ndonjëherë titranti i shtuar peshohet (matja e masës në një bilanc analitik jep më pak gabim relativ sesa matja e vëllimit). Ndonjëherë matet koha që duhet për futjen e titrantit (me një shpejtësi konstante injeksioni).

Që nga fundi i shekullit të 19-të, teknikat titrimetrike filluan të përdoren në kërkime, fabrika dhe laboratorë të tjerë. Duke përdorur metodën e re, u bë e mundur të përcaktohej sasia miligram dhe madje mikrogram e një shumëllojshmërie të gjerë substancash. Përdorimi i gjerë i titrimetrisë u lehtësua nga thjeshtësia e metodës, kostoja e ulët dhe shkathtësia e pajisjeve. Titrimetria filloi të përdoret veçanërisht gjerësisht në vitet 50 të shekullit të 20-të, pasi analisti zviceran G. Schwarzenbach krijoi një version të ri të kësaj metode (kompleksometria). Në të njëjtën kohë, filloi përdorimi i gjerë i metodave instrumentale për monitorimin e c.t.t. Nga fundi i shekullit të 20-të, rëndësia e titrimetrisë u ul disi për shkak të konkurrencës së metodave instrumentale më të ndjeshme, por sot titrimetria mbetet një metodë shumë e rëndësishme analize. Kjo ju lejon të përcaktoni shpejt, lehtë dhe saktë përmbajtjen e shumicës së elementeve kimike, substancave organike dhe inorganike individuale, përmbajtjen totale të substancave të të njëjtit lloj, si dhe treguesit e përgjithshëm të përbërjes (ngurtësia e ujit, përmbajtja e yndyrës së qumështit, aciditeti i naftës produkte).

Teknika për analizën titrimetrike

Parimi i metodës do të bëhet më i qartë pasi të përshkruhet teknika e zbatimit të saj. Pra, le t'ju sjellin një zgjidhje alkali me përqendrim të panjohur dhe detyra juaj është të përcaktoni përqendrimin e saktë të tij. Për këtë do t'ju duhet tretësirë reagenti, ose titrant- një substancë që reagon kimikisht me një alkali dhe përqendrimi i titrantit duhet të dihet saktësisht. Natyrisht, për të vendosur përqendrimin e alkalit, ne përdorim një zgjidhje acidi si një titues.

1. Duke përdorur një pipetë, zgjidhni vëllimin e saktë të zgjidhjes së analizuar - quhet alikuot. Në mënyrë tipike, vëllimi i sasisë është 10-25 ml.

2. Transferoni një sasi të vogël në një balonë titrimi, holloni me ujë dhe shtoni një tregues.

3. Mbushni biretën me tretësirë titruese dhe kryeni Titrimi është shtimi i ngadalshëm, me pika i titrantit në një pjesë të tretësirës së provës.

4. Titrimin e kryejmë në momentin kur treguesi ndryshon ngjyrën. Ky moment quhet pika fundore e titrimit – k.t.t. K.t.t., si rregull, përkon me momentin kur përfundon reaksioni ndërmjet analitit dhe titrantit, d.m.th. sasisë saktësisht ekuivalente të titrantit i shtohet alikuot - ky moment quhet pikë ekuivalente, d.m.th. Kështu d.m.th. dhe k.t.t. - këto janë dy karakteristika të të njëjtit moment, njëra është teorike, tjetra është eksperimentale, në varësi të treguesit të zgjedhur. Prandaj, është e nevojshme të zgjidhni saktë treguesin në mënyrë që c.t.t. përkonte sa më shumë me t.e.

5. Matni vëllimin e titrantit të përdorur për titrim dhe llogaritni përqendrimin e tretësirës së provës.

Llojet e analizave titrimetrike

Metodat titrimetrike mund të klasifikohen sipas disa kritereve të pavarura: përkatësisht: 1) sipas llojit të reaksionit ndërmjet X dhe R, 2) sipas metodës së titrimit dhe llogaritjes së rezultateve, 3) sipas metodës së monitorimit eq.

Klasifikimi sipas llojit të reaksionit kimik- më e rëndësishmja. Le të kujtojmë se jo të gjitha reaksionet kimike mund të përdoren për titrime.

Së pari, si në metodat e tjera kimike, përbërësi që do të përcaktohet (analiti) duhet të reagojë në mënyrë sasiore me titrantin.

Së dyti, është e nevojshme që ekuilibri i reaksionit të vendoset sa më shpejt që të jetë e mundur. Reaksionet në të cilat, pas shtimit të pjesës tjetër të titrantit, vendosja e ekuilibrit kërkon të paktën disa minuta, janë të vështira ose edhe të pamundura për t'u përdorur në titrim.

Së treti, reaksioni duhet të korrespondojë me një ekuacion stoikiometrik të vetëm dhe të njohur më parë. Nëse një reaksion çon në një përzierje produktesh, përbërja e kësaj përzierjeje do të ndryshojë gjatë titrimit dhe do të varet nga kushtet e reaksionit. Do të jetë shumë e vështirë të fiksohet pika e ekuivalencës dhe rezultati i analizës do të jetë i pasaktë.Kombinimi i këtyre kërkesave plotësohet nga reaksionet e protolizës (neutralizimit), shumë reaksione të kompleksimit dhe oksido-reduktimit, si dhe disa reaksione të precipitimit. Prandaj, analiza titrimetrike dallon:

Metoda e neutralizimit

Kompleksometria,

Metodat redoksmetrike

Metodat e reshjeve.

Brenda secilës metodë, dallohen variantet e saj individuale (Tabela 1). Emrat e tyre vijnë nga emrat e reagentëve të përdorur në secilin opsion si titran (permanganatometri, iodometri, kromatometri, etj.).

Tabela 1.

Klasifikimi i teknikave titrimetrike sipas llojit të reaksionit kimik të përdorur

Reagimi	Metoda	Reagent (titrant)	Opsioni i metodës	Substancat e përcaktuara
Protoliza	Metoda e neutralizimit	H Cl, HClO 4, HNO 3	Acidimetria	Ose e re
Protoliza	Metoda e neutralizimit	KOH, NaOH etj.	Alkalimetria	Acidet
Kompleksitet-edukim	Kompleksometria	EDTA	Kompleksometria	Metalet dhe përbërjet e tyre
Kompleksitet-edukim	Kompleksometria		Fluoridometria, cianidometria	Disa metale, substanca organike
Oksidim-reduktim	Metria redoks	KMnO4 K 2 C r 2 O 7	Permanganatometria kromatometria	Restauruesit
		KJ dhe Na 2 S 2 O 3	Jodometria	Agjentët reduktues, agjentët oksidues, acidet
		Acid Askorbik	Askorbinometria	Agjentët oksidues
Reshjet	Sedimetria	AgNO3	Argjentometria	Halidet
		Hg 2 (NO 3) 2	Merkurimetria	Halidet
		KSCN	Rodanometria	Disa metale
		Ba(NO3)2	Bariemetria	Sulfatet

Klasifikimi sipas metodës së titrimit. Zakonisht ekzistojnë tre metoda: titrimi i drejtpërdrejtë, i kundërt dhe zëvendësues. Titrimi i drejtpërdrejtë përfshin shtimin e drejtpërdrejtë të titrantit në tretësirën e mostrës. Ndonjëherë përdoret një renditje e ndryshme e përzierjes së reagentëve - një zgjidhje mostër në të cilën ata duan të përcaktojnë përqendrimin e X i shtohet gradualisht një sasie të njohur të R; por ky është edhe një titrim i drejtpërdrejtë. Në të dyja rastet, rezultatet e analizës llogariten duke përdorur të njëjtat formula bazuar në ligjin e ekuivalentëve.

ν X = ν R

ku ν X dhe ν R janë numri i moleve të ekuivalentëve X dhe R. Formulat e llogaritjes bazuar në raport, si dhe shembuj të llogaritjeve, do të jepen më poshtë.

Titrimi i drejtpërdrejtë është një lloj i përshtatshëm dhe më i zakonshëm i titrimit. Është më i saktë se të tjerët. Në fund të fundit, gabimet e rastësishme lindin kryesisht gjatë matjes së vëllimit të tretësirave dhe në këtë metodë të titrimit vëllimi matet vetëm një herë, por titrimi i drejtpërdrejtë nuk është gjithmonë i mundur. Shumë reaksione ndërmjet X dhe R nuk vazhdojnë mjaftueshëm shpejt, dhe pas shtimit të pjesës tjetër të titrantit, ekuilibri nuk ka kohë për të vendosur në tretësirë. Ndonjëherë titrimi i drejtpërdrejtë nuk është i mundur për shkak të reaksioneve negative ose mungesës së një treguesi të përshtatshëm. Në raste të tilla, përdoren skema më komplekse të titrimit të kundërt ose zëvendësues. Ato përfshijnë të paktën dy reaksione kimike.

Titrimi prapa kryhet sipas një skeme me dy faza:

X + R 1 = Y 1

R 1 + R 2 = Y 2

Reagenti ndihmës R 1 futet në një sasi saktësisht të njohur. Vëllimi dhe përqendrimi i tretësirës R1 zgjidhet në mënyrë që R1 të mbetet në tepricë pas përfundimit të reaksionit. Pjesa e pa reaguar e R1 titrohet më pas me titrant R2. Një shembull do të ishte titrimi permanganatometrik i substancave organike. Nuk është e mundur të titroni shumë substanca "direkt" me permanganat për shkak të ngadalësisë së oksidimit të tyre dhe për arsye të tjera. Por së pari mund të shtoni një sasi të njohur (të tepërt) të KMnO 4 në kampionin që analizohet, acidifikoni dhe ngrohni tretësirën që rezulton. Kjo do të çojë në përfundimin e plotë dhe të shpejtë të oksidimit të substancave organike. Pastaj permanganati i mbetur titrohet me një agjent reduktues aktiv, për shembull, një zgjidhje SnCl 2 ose FeSO 4 .

Llogaritja e rezultateve të titrimit mbrapa kryhet bazuar në marrëdhënien e dukshme:

ν X =ν R 1 - ν R 2

Meqenëse vëllimet në këtë rast maten dy herë (së pari vëllimi i tretësirës së reagentit R1, pastaj vëllimi i titrantit R2), gabimi i rastësishëm i rezultatit të analizës është pak më i lartë se me titrimin e drejtpërdrejtë. Gabimi relativ i analizës rritet veçanërisht fuqishëm me një tepricë të vogël të reagentit ndihmës, kur ν R 1 ≈ν R 2 .

Klasifikimi sipas metodës së kontrollit t.eq. Janë të njohura disa metoda të tilla. Më e thjeshta është titrimi pa tregues, më i zakonshmi është titrimi me tregues ngjyrash dhe më i sakti dhe më i ndjeshëm janë opsionet e titrimit instrumental.

Titrimi pa tregues bazohet në përdorimin e reaksioneve që shoqërohen me ndryshim të vetive të dukshme të tretësirës së titruar. Si rregull, një nga reagentët (X ose R) ka një ngjyrë të dukshme. Ecuria e një reaksioni të tillë monitorohet pa instrumente speciale dhe pa shtimin e reagentëve tregues. Kështu, agjentët reduktues të pangjyrë titrohen në një mjedis acid me një zgjidhje vjollce të një agjenti oksidues - permanganat kaliumi (KMnO 4). Çdo pjesë e titrantit të shtuar do të zbardhet menjëherë, duke u kthyer në jone Mn 2+ nën veprimin e agjentit reduktues. Kjo do të vazhdojë deri në t.ek. Sidoqoftë, pika e parë "ekstra" e titrantit do ta kthejë tretësirën e titruar rozë-vjollcë; ngjyra nuk do të zhduket edhe kur tretësira të trazohet. Kur shfaqet një ngjyrë e qëndrueshme, titrimi ndërpritet dhe matet vëllimi i titrantit të konsumuar ( V k.t.t.). Fundi i titrimit mund të zbulohet jo vetëm nga shfaqja e ngjyrës në tretësirën e titruar, si në shembullin e konsideruar, por edhe nga zbardhja e tretësirës së mostrës së ngjyrosur më parë, si dhe nga shfaqja e ndonjë precipitati, zhdukja e tij, ose një ndryshim në pamje. Titrimi pa tregues përdoret mjaft rrallë, pasi vetëm disa reagime shoqërohen nga një ndryshim në vetitë e dukshme të tretësirës.

Titrimi instrumental. Ecuria e reaksionit midis X dhe R mund të monitorohet jo vetëm "me sy" (vizualisht), por edhe me ndihmën e instrumenteve që matin disa veti fizike të tretësirës. Opsionet për titrimetrinë instrumentale dallohen në varësi të asaj vetie të tretësirës që kontrollohet. Ju mund të përdorni çdo pronë në varësi të përbërjes cilësore dhe sasiore të tretësirës së titruar. Gjegjësisht, mund të matni përçueshmërinë elektrike të një zgjidhjeje (ky opsion quhet konduktometrike titrimi), potenciali i elektrodës treguese të zhytur në tretësirën e titruar ( potenciometrike titrimi), thithja e dritës nga tretësira e titruar ( fotometrike titrimi), etj. Titrimi mund të ndërpritet kur të arrihet një vlerë e caktuar paraprakisht e përzgjedhur e vetive që matet. Për shembull, një tretësirë acidi titrohet me një alkali derisa të arrihet pH = 7. Megjithatë, më shpesh ata e bëjnë atë ndryshe - vetia e zgjedhur e tretësirës matet në mënyrë të përsëritur (ose edhe vazhdimisht) kur futet titran, jo vetëm më parë. , por edhe pas temperaturës së pritur .eq. Bazuar në të dhënat e marra, vihet në grafik një varësi grafike e vetive të matur nga vëllimi i titrantit të shtuar ( kurba e titrimit). Pranë pikës së ekuivalencës, vërehet një ndryshim i mprehtë në përbërjen dhe vetitë e tretësirës së titruar dhe një kërcim ose ngërç regjistrohet në kurbën e titrimit. Për shembull, një kërcim në potencialin e një elektrode të zhytur në një zgjidhje. Pozicioni i t.eq vlerësohet nga pozicioni i lakimit në kurbë. Ky lloj analize kërkon më shumë punë dhe kërkon kohë sesa titrimi konvencional, por jep rezultate më të sakta. Në një titrim është e mundur të përcaktohen përqendrimet individuale të një numri përbërësish.

Janë të njohura më shumë se një duzinë variante të titrimetrisë instrumentale. Një rol të rëndësishëm në krijimin e tyre luajti analisti amerikan I. Kolthoff. Teknikat përkatëse ndryshojnë në vetinë e zgjidhjes që matet, në pajisjet e përdorura dhe në aftësitë analitike, por ato janë të gjitha më të ndjeshme dhe më selektive se opsionet e titrimetrisë vizuale të bazuara në tregues ose pa tregues. Kontrolli instrumental është veçanërisht i rëndësishëm kur treguesit nuk mund të përdoren, për shembull, kur analizohen solucione të turbullta ose me ngjyra intensive, si dhe kur përcaktohen mikropapastërtitë dhe kur analizohen përzierjet. Megjithatë, titrimetria instrumentale kërkon pajisjen e laboratorit me instrumente të posaçme, mundësisht vetë-regjistruese ose plotësisht të automatizuara, gjë që nuk është gjithmonë e mundshme ekonomikisht. Në shumë raste, rezultate mjaft të sakta dhe të besueshme mund të merren në një mënyrë më të thjeshtë dhe më të lirë, bazuar në përdorimin e treguesve.

Përdorimi i treguesve. Një sasi e vogël e një reagjenti të veçantë mund t'i shtohet mostrës së titruar paraprakisht - tregues. Titrimi do të duhet të ndalet në momentin kur treguesi ndryshon ngjyrën e tij të dukshme nën ndikimin e titruesit të futur; kjo është pika përfundimtare e titrimit. Është e rëndësishme që ndryshimi i ngjyrës të mos ndodhë gradualisht, si rezultat i shtimit të vetëm një pikë "shtesë" të titrantit. Në disa raste, treguesi nuk ndryshon ngjyrën, tretshmërinë ose karakterin e luminescencës. Sidoqoftë, tregues të tillë (adsorbimi, fluoreshent, kimilumineshent, etj.) përdoren shumë më rrallë se treguesit e ngjyrave. Një ndryshim në ngjyrën e çdo treguesi ndodh për shkak të ndërveprimit kimik të treguesit me titran, duke çuar në kalimin e treguesit në një formë të re. Vetitë e treguesve duhet të konsiderohen më në detaje.

Treguesit

Në laboratorët analitikë, përdoren disa qindra tregues ngjyrash të llojeve të ndryshme (acid-bazë, metalokromikë, adsorbues, etj.). Njëherë e një kohë, tinkturat e marra nga bimët përdoreshin si tregues - nga lule vjollce ose nga një lloj i veçantë likeni (lakmus). R. Boyle ishte i pari që përdori tregues të tillë. Aktualisht, treguesit natyrorë nuk përdoren, pasi ato janë gjithmonë një përzierje e substancave të ndryshme, kështu që kalimi i ngjyrës së tyre nuk shprehet qartë. Treguesit modernë janë komponime organike individuale të sintetizuara posaçërisht. Si rregull, indikatorët janë komponime të serisë aromatike, molekulat e të cilave përmbajnë disa grupe funksionale (zëvendësues).Njihen shumë komponime të tilla, por vetëm disa prej tyre mund të përdoren si tregues ngjyrash. Treguesi i propozuar duhet të plotësojë një sërë kërkesash:

· treguesi duhet të shpërndahet mirë, duke dhënë zgjidhje që janë të qëndrueshme gjatë ruajtjes;

· Në tretësirë, treguesi duhet të ekzistojë në disa forma, të ndryshme në strukturën molekulare. Duhet të vendoset një ekuilibër i lëvizshëm kimik midis formave. Për shembull, forma acidike e treguesit kalon në formën bazë (dhe anasjelltas), forma e oksiduar në formën e reduktuar (dhe anasjelltas); një tregues metalokromik lidhet në mënyrë të kthyeshme në një kompleks me jone metalike, etj.;

· treguesi i ngjyrave duhet të jetë intensiv thithin dritën në zonën e dukshme të spektrit. Ngjyra e tretësirës së saj duhet të dallohet edhe në përqëndrime shumë të ulëta (10 -6 - 10 -7 mol/l). Në këtë rast, do të jetë e mundur të futen sasi shumë të vogla të treguesit në tretësirën e titruar, gjë që ndihmon për të marrë rezultate më të sakta analitike;

· forma të ndryshme të treguesit duhet të jenë të ndryshme në ngjyrën e tyre, domethënë në spektrin e absorbimit në rajonin e dukshëm. Në këtë rast, gjatë titrimit do të vërehet një tranzicion i ngjyrave të kundërta. Për shembull, kalimi i ngjyrës së treguesit nga rozë në jeshile smerald është qartë i dukshëm për syrin. Është shumë më e vështirë për të rregulluar pikën përfundimtare të titrimit (e.t.t.) me ngjyrën kalimtare rozë, portokalli ose vjollcë. Është shumë e rëndësishme se sa të ndryshëm janë spektrat e absorbimit të dy formave të treguesit. Nëse njëri prej treguesve thith maksimalisht dritën me gjatësi vale λ 1, dhe tjetri me gjatësi vale λ 2, atëherë diferenca ∆λ = λ 1 - λ 2 karakterizon kontrastin e tranzicionit të ngjyrës. Sa më i madh ∆λ, aq më mirë kalimi i ngjyrës së treguesit perceptohet nga syri. Për të rritur kontrastin vizual të një tranzicioni ngjyrash, ndonjëherë përdoren përzierje treguesish të ndryshëm ose një ngjyrë e huaj inerte i shtohet treguesit;

· kalimi i treguesit nga një formë në tjetrën kur përbërja e tretësirës ndryshon duhet të ndodhë shumë shpejt, në një pjesë të sekondës;

· tranzicioni duhet të shkaktohet nga një faktor i vetëm, i njëjtë për të gjithë treguesit e këtij lloji. Kështu, një ndryshim në ngjyrën e një treguesi acid-bazë nuk duhet të ndodhë për shkak të reaksioneve të një lloji tjetër, për shembull, kur ndërveproni me agjentë oksidues, jone metalikë ose proteina! Përkundrazi, treguesit redoks duhet të ndryshojnë ngjyrën e tyre vetëm për shkak të ndërveprimit me agjentët oksidues dhe reduktues, dhe kjo duhet të ndodhë në një potencial të caktuar specifik për secilin tregues redoks. Ngjyra e këtyre treguesve dhe potenciali i tranzicionit nuk duhet të varen nga pH e tretësirës. Fatkeqësisht, në praktikë, potenciali i tranzicionit i shumë treguesve redoks varet nga pH.

Për të dobësuar ndikimin e proceseve anësore, ndonjëherë treguesi nuk futet në tretësirën e titruar, por, përkundrazi, gjatë titrimit, merret periodikisht një pikë e tretësirës së titruar, e përzier në një gotë ore me një pikë të treguesit. tretësirë dhe vëzhgoi se çfarë ngjyre fitohet. Kjo teknikë lejon përdorimin e treguesve që reagojnë në mënyrë të pakthyeshme. Është më i përshtatshëm të punosh me një "tregues të jashtëm" nëse njom letrën paraprakisht.

Pika përfundimtare e titrimit, e përcaktuar nga kalimi i ngjyrës së treguesit, mund të mos përkojë me pikën e ekuivalencës. Mospërputhje V k.t.t. Dhe V t.eq çon në një gabim sistematik në rezultatin e analizës. Madhësia e gabimit përcaktohet nga natyra e treguesit, përqendrimi i tij dhe përbërja e tretësirës së titruar.

Parimi i zgjedhjes së treguesve është shumë i thjeshtë dhe universal : karakteristika kalimtare e treguesit (indeksi i titrimit pT, potenciali i tranzicionit, etj.) duhet të korrespondojë me përbërjen e pritur të tretësirës së titruar në pikën ekuivalente. Kështu, nëse një analist titron një tretësirë ujore të një acidi të fortë me një bazë të fortë, në pikën ekuivalente tretësira do të ketë një pH = 7. Prandaj, është e nevojshme të përdoret një tregues acid-bazë që ndryshon ngjyrën në pH afërsisht 7. (bromothymol blu, etj.) Informacioni i kërkuar në lidhje me treguesit e titrimit pT për tregues të llojeve të ndryshme gjendet në literaturën e referencës.

Llogaritja e rezultateve të analizës titrimetrike

Nuk rekomandohet llogaritja e rezultateve të analizës titrimetrike drejtpërdrejt nga ekuacioni i reagimit, për shembull, duke përdorur përmasa. Kjo metodë "shkollore" e zgjidhjes së problemeve të llogaritjes është irracionale dhe, si rregull, nuk siguron saktësinë e kërkuar. Rezultatet e analizës titrimetrike llogariten duke përdorur një nga disa formula algjebrike të gatshme të nxjerra në bazë të ligjit të ekuivalentëve. Të dhënat fillestare do të jenë vëllimi i titrantit të konsumuar (në mililitra) dhe përqendrimi i titrantit (në mol/litër); ato duhet të përcaktohen me saktësinë e kërkuar.

Metoda e llogaritjes nuk varet nga lloji i reaksionit kimik që ndodh gjatë titrimit dhe metoda e kontrollit të pikës së ekuivalencës (treguesi, pajisja, etj.). Zgjedhja e formulës së llogaritjes përcaktohet se cila metodë e titrimit (drejtpërdrejt, e kundërt, zëvendësuese) përdoret gjatë analizës.Gjatë zgjedhjes së një formule duhet të dallohen dy raste: a) llogaritja e përqendrimit të tretësirës X; b) përcaktimi i pjesa masive e komponentit (përqindja e X në kampion).

Formulat e llogaritjes duken më të thjeshta nëse përqendrimet e përbërësit që përcaktohet dhe titranit shprehen si numri i moleve të ekuivalentëve të tyre për litër të tretësirave përkatëse, d.m.th. përdorni përqendrimin e komponentit që përcaktohet ( N x) dhe titrant (N T ), i shprehur si numri i moleve ekuivalente për litër tretësirë. Më parë, këto përqendrime quheshin normale. Tani ky term nuk rekomandohet, por në praktikë përdoret shumë gjerësisht, veçanërisht në redoksmetri. Por në kompleksometrinë dhe disa metoda të tjera, ku 1 mol i analitit X gjithmonë reagon me 1 mol titran, përqendrimet normale përkojnë me përqendrimet e zakonshme molare ( C x dhe C T ), dhe për këtë arsye nuk ka nevojë të përdoren përqendrime normale dhe ekuivalente gjatë llogaritjes së rezultateve.

Ndryshe nga përqendrimet e zakonshme molare, përqendrimi normal përcaktohet duke marrë parasysh përbërjen kimike të reaksionit që ndodh gjatë titrimit. Është e dobishme të mbani mend se përqendrimi normal i X në një tretësirë është ose i barabartë me përqendrimin e tij molar ose e tejkalon atë disa (2,3,4...) herë, në varësi të numrit të protoneve (ose elektroneve) të përfshirë në reaksioni, për grimcën X. Gjatë shkrimit të ekuacionit të reaksionit, përcaktimit të ekuivalentëve dhe llogaritjes së përqendrimeve normale, duhet të merren parasysh kushtet në të cilat bëhet titrimi, madje edhe zgjedhja e treguesit.

Peshatitruar Xattitrim i drejtpërdrejtë e barabartë (në mg):

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

ku E x - masë molare e ekuivalentit të X, që korrespondon me një proton (në reaksionet acid-bazë), një elektron (në reaksionet redoks), një ligand (në reaksionet e kompleksimit), etj. V T – vëllimi i titrantit (në ml). Në kompleksometri, masa e analitit (në mg) llogaritet më së miri duke përdorur një formulë që përfshin sasinë M x - masa molare X:

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

Nga (4.11) rrjedh se pjesa masive e X në kampion, e shprehur në %, është e barabartë me:

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

ku m S - masa e kampionit në mg Zakonisht, rezultati i titrimit nuk varet nga vëllimi i ujit në të cilin kampioni është tretur para titrimit dhe ky vëllim nuk merret parasysh në llogaritjet. Nëse ju titroni jo të gjithë kampionin, por vetëm një pjesë të tij (një pjesë), atëherë duhet të merrni parasysh një koeficient shtesë TE , e barabartë me raportin V 0 - vëllimi i tretësirës në të cilën u transferua kjo mostër dhe nga e cila u morën pjesë, në V aliq - alikuat vëllimor:

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

Gjatë llogaritjes përqendrimetsipas metodës së titrimit të drejtpërdrejtë (ose zëvendësimit), përdoret një formulë e thjeshtë, që rrjedh drejtpërdrejt nga ligji i ekuivalentëve:

N x . V x =N T . V T (5).

analiza, por në laboratorët e fabrikës përdorin edhe metoda të tjera llogaritjeje.

Përgatitja e tretësirave të punës në titrimetri

Tretësirat e punës me përqendrim të njohur saktësisht të përdorura në analizën titrimetrike përgatiten në disa mënyra:

· me peshimin e saktë të reagentit kimik marrë në një bilanc analitik. Kjo mostër shpërndahet në një sasi të vogël tretësi, dhe më pas vëllimi i tretësirës që rezulton rregullohet në shenjën në një balonë vëllimore. Tretësirat që rezultojnë quhen standarde, dhe reagentët përkatës quhen standarde parësore. Vetëm disa substanca mund të jenë standarde primare - ato duhet të jenë kimikate të pastra me përbërje konstante dhe të njohur saktësisht, të ngurta në temperaturën e dhomës, të qëndrueshme në ajër dhe jo higroskopike ose të paqëndrueshme. Shembujt përfshijnë dikromatin e kaliumit, kompleksin III, acidin oksalik. Përkundrazi, nga një mostër është e pamundur të përgatitet një tretësirë standarde e acidit klorhidrik (reagjenti "acidi klorhidrik" është një lëng me një përbërje të njohur jo të saktë), klorur hekuri (oksidohet shpejt në ajër), hidroksid natriumi (higroskopik) dhe shumë substanca të tjera.

· nga kanalet fikse. Ky term i referohet një ampule qelqi të mbyllur që përmban një sasi të caktuar reagjenti, zakonisht 0,1000 mol ekuivalent. Fiksanët përgatiten në fabrikë. Nëse në laborator e transferoni në mënyrë sasiore përmbajtjen e fiksanalit në një balonë vëllimore 1000 ml dhe e sillni në shenjë me tretës, do të merrni një litër me tretësirë saktësisht 0,1000 N. Përgatitja e solucioneve fiksuese jo vetëm që kursen kohën e analistit, por gjithashtu lejon që dikush të përgatisë solucione me përqendrime të njohura saktësisht nga substanca që nuk kanë kompleksin e vetive të kërkuara për standardet parësore (për shembull, tretësira fiksuese të acidit klorhidrik, amoniakut ose jodit). .

· sipas një pjese të peshuar afërsisht të njohur të reagentit kimik të marrë në një shkallë teknike. Kjo kampion shpërndahet në një sasi të njohur përafërsisht të tretësit. Pastaj kryhet një operacion shtesë - standardizimi i zgjidhjes që rezulton. Për shembull, një pjesë e saktë e peshuar e një substance tjetër (standardi parësor) titrohet me tretësirën që rezulton. Mund ta bëni edhe në një mënyrë tjetër: merrni një vëllim të njohur (alikuot) të tretësirës së përgatitur dhe titroni atë me një tretësirë standarde të përshtatshme.Në bazë të vëllimit të përdorur për titrim, llogaritet përqendrimi i saktë i tretësirës së përgatitur. Zgjidhjet e tilla quhen të standardizuara. Për shembull, një zgjidhje KOH standardizohet duke përdorur një pjesë të peshuar të acidit oksalik ose duke përdorur një tretësirë fikse të acidit klorhidrik. Nëse një substancë në laborator është e disponueshme në formën e një tretësire të përqendruar me përqendrim të njohur afërsisht (për shembull, acid klorhidrik), atëherë në vend që të peshohet, matet një vëllim i caktuar i parallogaritur i tretësirës së përqendruar. Kjo kërkon njohuri për densitetin e zgjidhjes origjinale. Pastaj, si në rastin e mëparshëm, zgjidhja që rezulton standardizohet.

Përqendrimi i tretësirave nuk duhet të ndryshojë spontanisht gjatë ruajtjes. Në këtë rast, tretësirat e parapërgatitura (standarde ose të standardizuara) mund të përdoren për titrimet pa asnjë operacion shtesë.Duhet theksuar se sa më e holluar të jetë tretësira, aq më pak e qëndrueshme është gjatë ruajtjes (hidroliza e lëndës së tretur, oksidimi i saj. me ajrin e oksigjenit, adsorbimin në sipërfaqen e brendshme të enëve të qelqit, etj.). Prandaj, zgjidhjet e punës me përqendrime të ulëta, si rregull, nuk përgatiten paraprakisht. Ato përgatiten vetëm sipas nevojës, në ditën e përdorimit. Për ta bërë këtë, tretësirat origjinale (standarde, fikse ose të standardizuara) hollohen me një tretës të pastër në një numër saktësisht të njohur herësh (zakonisht tretësira hollohet 5 ose 10 herë në një veprim). Nëse kërkohen edhe më shumë solucione të holluara, ky operacion përsëritet. Për shembull, nga një zgjidhje 0,1 M përgatitet 0,01 M, nga ajo - 0,001 M, etj.

Përgatitja e tretësirave me përqendrime të njohura saktësisht kërkon përdorimin e një grupi të tërë mjetesh matëse të veçanta që lejojnë matjen e vëllimeve me saktësinë e kërkuar. Këto janë balonat vëllimore, pipetat dhe biretat. Manualet për punë laboratorike ofrojnë përshkrime të matjes së enëve të qelqit dhe rregulla për të punuar me të.

Metodat e titrimit

Metoda e mostrave të veçanta dhe metoda e alikuotave. Për të zvogëluar ndikimin e gabimeve të rastësishme, titrat zakonisht përsëriten disa herë dhe më pas rezultatet mesatarizohen. Analizat e përsëritura mund të kryhen në dy mënyra të ndryshme: me metodën e mostrave individuale ose me metodën alikuote. Të dyja metodat përdoren si për standardizimin e zgjidhjeve të punës ashtu edhe për analizën e drejtpërdrejtë të objekteve reale.

Metoda e mostrave individuale, siç duket qartë nga emri i tij, supozon se disa pjesë të materialit të analizuar merren për titrim. Masat e tyre duhet të jenë afërsisht të barabarta. Madhësia e kampionit zgjidhet duke marrë parasysh konsumin e dëshiruar të titrantit për titrim (jo më shumë se vëllimi i buretës) dhe duke marrë parasysh përqendrimin e titruesit.

Le të merren tre pjesë të peshuara të acidit oksalik, masat e të cilave tregohen në tabelën 2. Bazuar në të dhënat e çdo titrimi, përqendrimi i KOH llogaritet (veçmas!). Pastaj përqendrimet mesatarizohen.Vëllimet e shpenzuara për titrimin e porcioneve të ndryshme nuk mund të mesatarizohen!

Tabela 2. Një shembull i llogaritjes së rezultateve të analizës duke përdorur metodën e mostrave individuale

Var numrin	Pesha e peshës, mg	Vëllimi i titrantit, ml	Përqendrimi i gjetur i KOH, mol/l
	95,7	14,9	0,102
	106,9	16,2	0,105
	80,8	12,7	0,101
Rezultati mesatar i analizës C KOH = 0,103 mol/l

Metoda e titrimit alikuote (ose metoda e pipetimit) bazohet në titrimin e disa pjesëve individuale - vëllime të vogla të tretësirës së provës, të zgjedhura duke përdorur pipeta.

Metoda e porcioneve individuale dhe metoda e titrimit alikuote përdoren jo vetëm për titrim të drejtpërdrejtë, siç tregohet në shembujt e dhënë, por edhe për titrim të kundërt dhe zëvendësues. Gjatë zgjedhjes së metodës së titrimit, duhet të merret parasysh se metoda e mostrave individuale jep rezultate më të sakta, por është më intensive dhe kërkon një vëllim më të madh llogaritjesh. Prandaj, është më mirë të përdoret metoda e porcioneve individuale për të standardizuar zgjidhjet e punës, dhe për analizat serike të përdoret metoda më e shpejtë e alikuotave.

Forma e kurbave të titrimit

Lakoret logaritmike të titrimit paraqesin një varësi grafike të logaritmit të përqendrimit ekuilibër të njërit prej reagentëve nga vëllimi i titrantit të shtuar. Në vend të logaritmit të përqendrimit, vlera e pH e tretësirës (vlera e hidrogjenit) zakonisht paraqitet në boshtin vertikal. Përdoren edhe tregues të tjerë të ngjashëm (për shembull, pAg = - log), si dhe vlera e atyre vetive fiziko-kimike të tretësirës së titruar, të cilat varen në mënyrë lineare nga logaritmet e përqendrimeve të ekuilibrit. Një shembull do të ishte potenciali i elektrodës (E).

Nëse tretësira përmban vetëm një substancë që reagon me titran, dhe reaksioni përshkruhet nga një ekuacion i vetëm kimik (d.m.th., ai nuk ndodh hap pas hapi), një seksion pothuajse vertikal i quajtur kërcim titrimi . Përkundrazi, seksionet e kurbës janë larg ekuivalentit. afër horizontales. Një shembull është varësia e pH-së së tretësirave nga vëllimi V i titrantit të shtuar, i paraqitur në Fig. 1

Fig.1. Lloji i kurbave të titrimit

Sa më e lartë të jetë lartësia e kërcimit në kurbën e titrimit, aq më saktë mund të fiksohet pika e ekuivalencës.

Titrimi acido-bazik (metoda e neutralizimit)

Parimi i metodës

Metoda e neutralizimit bazohet në reaksionet acido-bazike (protolitike). Gjatë këtij titrimi, vlera e pH e tretësirës ndryshon. Reaksionet acido-bazike janë më të përshtatshmet për analizën titrimetrike: ato zhvillohen sipas ekuacioneve të përcaktuara rreptësisht, pa procese anësore dhe me shpejtësi shumë të madhe. Ndërveprimi i acideve të forta me bazat e forta çon në konstante të larta ekuilibri. Për të zbuluar c.t.t. Ekziston një metodë e përshtatshme dhe e studiuar mirë - përdorimi i treguesve acid-bazë. Mund të përdoren gjithashtu metoda instrumentale; ato janë veçanërisht të rëndësishme kur titroni tretësirat jo ujore, me re ose me ngjyra.

Metoda e neutralizimit përfshin dy opsione - acidimetria(titrant – tretësirë e acidit të fortë) dhe alkalimetria(titranti është një zgjidhje e një baze të fortë). Këto metoda përdoren përkatësisht për përcaktimin e bazave dhe acideve, duke përfshirë ato jonike dhe multiprotike. Aftësia për të titruar protolitet e fortë përcaktohet nga përqendrimi i tyre; Titrimi është i mundur nëse C x> 10 - 4 M Gjatë këtij titrimi, reaksioni i mëposhtëm ndodh në një tretësirë ujore:

H 3 O + + OH - ® 2H2O

Titrimi i acideve të dobëta dhe bazave të dobëta në tretësirat ujore ndjek skemat e mëposhtme:

HA + OH - ® H 2 O (alkalimetria)

B+H 3 O + ® NV + + H 2 O (acidimetria)

Shembuj të aplikimeve praktike të titrimit acid-bazë:

· përcaktimi i aciditetit të produkteve ushqimore, tokës dhe ujërave natyrore (titrimi alkalimetrik i tretësirave ujore me tregues fenolftaleinë);

· përcaktimi i aciditetit të produkteve të naftës (titrimi alkalimetrik i tretësirave jo ujore me kontroll instrumental të c.t.t.);

· përcaktimi i karbonateve dhe bikarbonateve në minerale dhe materiale ndërtimi (titrimi acidimetrik i tretësirave ujore me dy tregues);

· përcaktimi i azotit në kripërat e amonit dhe substancat organike (metoda Kjeldahl). Në këtë rast, substancat organike që përmbajnë azot dekompozohen duke zier me acid sulfurik të përqendruar në prani të kripërave të merkurit, azoti i amoniakut distilohet nga veprimi i një alkali kur nxehet, amoniaku përthithet me një tretësirë standarde të HCl, të marrë në teprica. Pastaj pjesa e pa reaguar e HCl titrohet me alkali në prani të treguesit metil portokalli. Kjo teknikë përdor si parimin e zëvendësimit ashtu edhe metodën e titrimit prapa.

Zgjidhjet e punës.Për titrimin acidimetrik të tretësirave ujore, si titran përdoren sa vijon: tretësirat e acideve të forta (HCl, më rrallë HNO 3 ose H 2 SO 4). NË alkalimetria titrantë - tretësira të NaOH ose KOH. Megjithatë, reagentët e listuar nuk kanë veti që do të bënin të mundur përgatitjen e solucioneve standarde prej tyre thjesht duke i peshuar me saktësi. Kështu, alkalet e ngurta janë higroskopike dhe gjithmonë përmbajnë papastërti karbonate. Në rastin e HCl dhe acideve të tjera të forta, reagjenti fillestar nuk është një substancë e pastër, por një tretësirë me një përqendrim të paqartë. Prandaj, në metodën e neutralizimit fillimisht përgatitet një tretësirë me përqendrim afërsisht të njohur dhe më pas standardizohet. Tretësirat e acidit standardizohen duke përdorur karbonat natriumi anhidrik Na 2 CO 3 (sode) ose tetraborat natriumi Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O (boraks). Boraksi reagon me ujin kur tretet:

B 4 O 7 2– +3H 2 O=2H 3 VO 3 + 2VO 2 –

Metaborati që rezulton është një bazë mjaft e fortë. Është titruar me acid:

VO 2 – + H 3 O + = H 3 VO 3.

Natyrisht, masa molare e ekuivalentit të boraksit është M(½ Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O) = 190,71 g/mol. Ekuivalenti i masës molare të lartë është një avantazh i boraksit si standard primar. Tretësirat alkali standardizohen duke përdorur hidroftalat kaliumi. Molekula hidroftalate përmban një proton të lëvizshëm dhe ka vetitë e një acidi të dobët:

Acidi benzoik C 6 H 5 COOH dhe acidi oksalik H 2 C 2 O 4 përdoren shpesh si standarde . 2H 2 O dhe acide të tjera organike të dobëta (substanca të ngurta, të pastra, të qëndrueshme). Tretësirat standarde 0.1000 M të acideve dhe bazave në laboratorë zakonisht përgatiten nga fiksanalet. Tretësira e përgatitur e acidit mund të përdoret për standardizimin e tretësirës së alkalit dhe anasjelltas. Tretësirat e standardizuara të acidit janë të qëndrueshme dhe mund të ruhen pa ndryshim për një kohë të pacaktuar. Tretësirat alkaline janë më pak të qëndrueshme; rekomandohet t'i ruani ato në enë të depiluara ose fluoroplastike për të parandaluar ndërveprimin me xhamin. Duhet të kihet parasysh se solucionet alkaline thithin CO 2 nga ajri; gjatë ruajtjes ato mbrohen duke përdorur një tub të mbushur me gëlqere të gjallë ose gëlqere sode.

Oriz. 2. Kurba të forta të neutralizimit të acidit.

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

Për të zbuluar c.t.t. me një tregues me ngjyra, është e nevojshme që lartësia e kërcimit të jetë më e madhe se gjerësia e intervalit të tranzicionit të treguesit. Kjo e fundit është zakonisht rreth dy njësi pH.

Lartësia e kërcimit në kurbën e neutralizimit të acideve të dobëta varet nga forca e acidit (vlera e konstantës së tij të acidit, ose pK a). Domethënë, sa më i dobët të jetë acidi (sa më e madhe të jetë vlera e pK a), aq më e vogël, duke qenë të barabarta gjërat e tjera, duhet të jetë lartësia e kërcimit.

1 - acid klorhidrik, 2 - acid acetik (pK a = 4.8), 3 - acid hidrocianik (pK a = 9.2).

Lartësia e kërcimit duhet të jetë më e madhe se gjerësia e zonës së tranzicionit të treguesit, e cila zakonisht është 2 njësi pH. Prandaj, për të Ashtu si në rastin e elektroliteve të fortë, kriteri i titrimit protoliti i dobët me një gabim 1% mund të nxirret nga kushti ∆p Н ±1% ≥ 2. Për një tretësirë ujore të një acidi të dobët, marrim kriterin e kërkuar në formën e mëposhtme:

R TEa+ fq ME≤ 8

Kur p C = 2 vlerë kritike p K a barazohet 6. Me fjalë të tjera, nëse acidi është shumë i dobët, dhe pK e tij A më shumë se 6, atëherë është e pamundur të titrohet me saktësi me tregues ngjyrash.

Titrimi i përzierjeve të protoliteve dhe protoliteve multiprotone. Në tretësirat e përziera, acidet e forta shtypin protolizën e atyre më të dobëta. E njëjta gjë vërehet në tretësirat që përmbajnë një përzierje bazash me fortësi të ndryshme.Kur një përzierjeje të tillë i shtohet një titran, fillimisht titrohet protoliti më i fortë dhe vetëm atëherë ai më i dobët reagon me titranuesin. Sidoqoftë, numri i kërcimeve të vërejtura në kurbën e titrimit të një përzierjeje varet jo vetëm nga numri i protoliteve të pranishëm, por edhe nga vlerat absolute të konstanteve përkatëse të aciditetit (bazicitetit), si dhe nga raporti i tyre. Konstantet e aciditetit (ose bazicitetit) të përbërësve të përzierjes duhet të ndryshojnë me më shumë se 10 4 herë, vetëm në këtë rast kërcimet e theksuara qartë të titrimit do të vërehen veçmas në kurbën e titrimit, dhe gabimi relativ në përcaktimin e secilit përbërës nuk do të kalojë 1%. Kriteri për mundësinë e titrimit të veçantë të protoliteve është i ashtuquajturi "rregulli i katër njësive":

(6)

Protolitet multiprotonike reagojnë me titrat në shkallë, së pari në hapin e parë, pastaj në të dytin, etj., nëse konstantet përkatëse të aciditetit ndryshojnë në përputhje me kushtin (6). Gjatë llogaritjes së kurbave të neutralizimit, protolitët multiproton mund të konsiderohen si përzierje të elektroliteve të ndryshëm .

Si shembull, le të analizojmë mundësinë

Fig.5. Kurba e titrimit të një përzierjeje të joneve karbonate dhe bikarbonate me një tretësirë HCl.

Tregohen vlerat e pH në të cilat vërehen tranzicionet e ngjyrave të treguesve.

Kur titrohet një përzierje e dy acideve të forta, një përzierje e dy acideve po aq të dobëta ose një përzierje e dy bazave me p të ngjashme TEb Nuk ka dy kërcime të veçanta në kurbën e titrimit. Sidoqoftë, është ende mjaft e mundur të përcaktohet veçmas përqendrimi i përbërësve të përzierjeve të tilla. Këto probleme zgjidhen me sukses duke përdorur tretës diferencues jo ujorë.

Treguesit acido-bazikë dhe përzgjedhja e tyre

Për të zbuluar c.t.t. në metodën e neutralizimit, tradicionalisht përdoren tregues acido-bazikë - ngjyra organike sintetike, të cilat janë acide ose baza të dobëta dhe ndryshojnë ngjyrën e dukshme në varësi të pH-së së tretësirës Shembuj të disa treguesve acid-bazikë (më shpesh të përdorur në laboratorë) të dhëna në tabelën 3. Treguesit e strukturës dhe të vetive janë dhënë në librat e referencës. Karakteristikat më të rëndësishme të çdo treguesi acid-bazë janë intervali i tranzicionit Dhe indeksi i titrimit (pT). Intervali i tranzicionit është zona midis dy vlerave të pH, që korrespondon me kufijtë e zonës brenda së cilës vërehet një ngjyrë e përzier e treguesit. Kështu, një vëzhgues do të karakterizojë një zgjidhje ujore të portokallit metil si të verdhë të pastër - në pH< 3,1 и как чисто красный при рН >4.4, dhe midis këtyre vlerave kufitare vërehet një ngjyrë e përzier rozë-portokalli e nuancave të ndryshme. Gjerësia e intervalit të tranzicionit është zakonisht 2 njësi pH. Intervalet e tranzicionit të treguesve të përcaktuar në mënyrë eksperimentale janë në disa raste më pak se ose më shumë se dy njësi pH. Kjo, në veçanti, shpjegohet me ndjeshmërinë e ndryshme të syrit ndaj pjesëve të ndryshme të spektrit të dukshëm. Për treguesit me një ngjyrë, gjerësia e intervalit varet gjithashtu nga përqendrimi i treguesit.

Tabela 3

Treguesit më të rëndësishëm acid-bazikë

Treguesi	Intervali i tranzicionit ΔрН Ind	R TEa(E pasme)	Ndryshimi i ngjyrës
Metil portokalli			E kuqe - e verdhë
Bromocresol jeshile			E verdhë - blu
E kuqe metil			E kuqe - e verdhë
Bromocresol vjollcë			E verdhë - vjollcë
Bromothymol blu			E verdhë - blu
Fenoli i kuq			E verdhë - e kuqe
Timol blu
Fenolftalinë			Pa ngjyrë - e kuqe

Duke ditur karakteristikat e treguesve të ndryshëm, ju mund t'i zgjidhni ato teorikisht në mënyrë të shëndoshë në mënyrë që të merrni rezultate të sakta të analizës. Respektoni rregullin e mëposhtëm: intervali i tranzicionit të treguesit duhet të shtrihet në rajonin e kërcimit në kurbën e titrimit.

Me rastin e zgjedhjes së treguesve për titrimin e protoliteve të dobëta, është e nevojshme të merret parasysh se t.eq. dhe kërcimi i titrimit zhvendoset në një mjedis pak alkalik kur titron një acid dhe në një mjedis pak acid kur titron një bazë. Prandaj, Për titrimin e acideve të dobëta, treguesit që ndryshojnë ngjyrën në një mjedis pak alkalik (për shembull, fenolftalein) janë të përshtatshëm, dhe për titrimin e një baze të dobët, treguesit që ndryshojnë ngjyrën në një mjedis pak acid (për shembull, metil portokalli

Ekziston një karakteristikë tjetër e secilit tregues acid-bazë - kjo është indeksi i titrimit ( pT ). Ky është emri i vlerës së pH në të cilën vëzhguesi vëren më qartë një ndryshim në ngjyrën e treguesit dhe është në këtë moment që titrimi konsiderohet i plotë. Natyrisht, pT = pH K.T.T. . Kur zgjedhim një tregues të përshtatshëm, duhet të përpiqemi të sigurojmë që vlera e pT të jetë sa më afër vlerës së llogaritur teorikisht pH T.EKV .. Në mënyrë tipike, vlera e pT është afër mesit të intervalit të tranzicionit. Por pT është një vlerë e dobët e riprodhueshme. Njerëz të ndryshëm që kryejnë të njëjtin titrim me të njëjtin tregues do të marrin vlera të konsiderueshme të ndryshme pT. Për më tepër, vlera e pT varet nga rendi i titrimit, domethënë nga drejtimi i ndryshimit të ngjyrës. Kur titroni acide dhe baza me të njëjtat vlerat pT të treguesit do të ndryshojnë pak. Për treguesit me një ngjyrë (fenolftaleinë, etj.), vlera e pT varet edhe nga përqendrimi i treguesit.

I mbushur me titran deri në pikën zero. Nuk rekomandohet titrimi duke u nisur nga shenjat e tjera, pasi shkalla e buretës mund të jetë e pabarabartë. Biretat mbushen me tretësirën e punës nëpërmjet një hinke ose duke përdorur pajisje speciale nëse bireta është gjysmë automatike. Pika përfundimtare e titrimit (pika e ekuivalencës) përcaktohet me tregues ose metoda fiziko-kimike (përçueshmëria elektrike, transmetimi i dritës, potenciali i elektrodës treguese, etj.). Rezultatet e analizës llogariten në bazë të sasisë së tretësirës së punës të përdorur për titrim.

Llojet e analizave titrimetrike

Analiza titrimetrike mund të bazohet në lloje të ndryshme të reaksioneve kimike:

Titrimi acido-bazik - reaksionet e neutralizimit;
Titrimi redoks (permanganatometria, iodometria, kromatometria) - reaksionet redoks;
Titrimi i precipitimit (argentometria) - reaksione që ndodhin me formimin e një përbërjeje pak të tretshme, ndërsa përqendrimet e joneve të precipituara në tretësirë ndryshojnë;
Titrimi kompleksometrik - reaksionet e bazuara në formimin e përbërjeve komplekse të forta të joneve metalike me një kompleks (zakonisht EDTA), ndërsa përqendrimet e joneve metalike në tretësirën e titruar ndryshojnë.

Llojet e titrimit

Ka titrim direkt, të kundërt dhe zëvendësues.

Në titrim i drejtpërdrejtë Një tretësirë titrante (tretësirë pune) i shtohet në pjesë të vogla tretësirës së substancës që përcaktohet (një pjesë ose mostër, substanca që titrohet).

Në titrim prapa Së pari, një tepricë e njohur e një reagjenti të veçantë i shtohet tretësirës së substancës që përcaktohet dhe më pas titrohet pjesa e mbetur e saj që nuk ka hyrë në reaksion.

Në titrimi i zëvendësimit Një tepricë e njohur e një reagjenti të veçantë fillimisht i shtohet tretësirës së analitit, dhe më pas një nga produktet e reaksionit midis analitit dhe reagjentit të shtuar titrohet.