Typer av titrering. Analytisk kemi Titrering Kortfattat

24.11.202227.05.2017

Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.

Postat på http://www.allbest.ru/

Planen

1. Kärnan i nederbördstitrering

2. Argentometrisk titrering

3. Tiocyanatometrisk titrering

4. Tillämpning av fällningstitrering

4.1 Beredning av en standardiserad lösning av silvernitrat

4.2 Beredning av standardiserad ammoniumtiocyanatlösning

4.3 Bestämning av klorhalt i ett prov enligt Volhard

4.4 Bestämning av natriumtrikloracetathalt i en teknisk beredning

1. Kärnan i nederbördtitrering

Metoden kombinerar titrimetriska bestämningar baserade på bildningsreaktioner av svårlösliga föreningar. Endast vissa reaktioner som uppfyller vissa villkor är lämpliga för dessa ändamål. Reaktionen måste fortgå strikt enligt ekvationen och utan sidoprocesser. Den resulterande fällningen måste vara praktiskt taget olöslig och falla ut ganska snabbt, utan bildning av övermättade lösningar. Dessutom är det nödvändigt att kunna bestämma slutpunkten för titreringen med hjälp av en indikator. Slutligen måste fenomenen med adsorption (samfällning) uttryckas under titreringen så svagt att resultatet av bestämningen inte förvrängs.

Namnen på enskilda utfällningsmetoder kommer från namnen på de lösningar som används. Metoden som använder en lösning av silvernitrat kallas argentometri. Denna metod bestämmer innehållet av C1~ och Br~joner i neutrala eller svagt alkaliska medier. Tiocyanatometri är baserad på användningen av en lösning av ammoniumtiocyanat NH 4 SCN (eller kalium KSCN) och tjänar till att bestämma spår av C1- och Br~, men i starkt alkaliska och sura lösningar. Det används också för att bestämma silverhalten i malmer eller legeringar.

Den dyra argentometriska metoden för att bestämma halogener ersätts successivt med en mercurometrisk metod. I den senare används en lösning av kvicksilver (I) nitrat Hg 2 (NO 3) 2.

Låt oss överväga argentometriska och tiocyanatometriska titreringar mer i detalj.

2. Argentometrisk titrering

Metoden är baserad på reaktionen av utfällning av C1~ och Br~joner av silverkatjoner med bildning av svårlösliga halogenider:

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

I detta fall används en lösning av silvernitrat. Om ett ämne analyseras för silverhalt, används en lösning av natrium (eller kalium)klorid. titreringslösning läkemedel

Titreringskurvor är av stor betydelse för att förstå argentometrimetoden. Som ett exempel, överväg fallet med titrering av 10,00 ml av 0,1 N. natriumkloridlösning 0,1 N. lösning av silvernitrit (utan att ta hänsyn till förändringar i lösningens volym).

Innan titreringen börjar är koncentrationen av kloridjoner i lösningen lika med den totala koncentrationen av natriumklorid, dvs 0,1 mol/l eller = --lg lO-i = 1.

När 9,00 ml silvernitratlösning tillsätts till en titrerad lösning av natriumklorid och 90 % av kloridjonerna fälls ut, minskar deras koncentration i lösningen 10 gånger och blir lika med N0~2 mol/l, och pCl blir lika med till 2. Eftersom värdet nPAgci= IQ-10 blir koncentrationen av silverjoner:

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

Alla andra punkter för att konstruera titreringskurvan beräknas på liknande sätt. Vid ekvivalenspunkten pCl=pAg= = 5 (se tabell).

Tabellförändringar i pC\ och pAg under titrering av 10,00 ml 0,1 N. natriumkloridlösning 0,1 N. silvernitratlösning

AgNO3-lösning tillsattes,


9,99 10,00 (ekv. poäng) 10,01	yu-4 yu-5 yu-6.	yu- 6 yu- 5 yu-*

Hoppintervallet under argentometrisk titrering beror på koncentrationen av lösningar och på värdet av löslighetsprodukten av fällningen. Ju mindre PR-värde för föreningen som erhålls som ett resultat av titrering, desto bredare hoppintervall på titreringskurvan och desto lättare är det att registrera slutpunkten för titreringen med hjälp av en indikator.

Den vanligaste argentometriska bestämningen av klor är Mohr-metoden. Dess essens består i direkt titrering av vätskan med en lösning av silvernitrat med indikatorn kaliumkromat tills den vita fällningen blir brun.

Indikatorn för Mohrs metod - en lösning av K2CrO 4 med silvernitrat ger en röd fällning av silverkromat Ag 2 CrO 4, men fällningens löslighet (0,65-10~ 4 E/l) är mycket större än lösligheten för silver klorid (1,25X_X10~5 E/1). Därför, vid titrering med en lösning av silvernitrat i närvaro av kaliumkromat, uppträder en röd fällning av silverkromat först efter tillsats av ett överskott av Ag+-joner, när alla kloridjoner redan har fällts ut. I det här fallet tillsätts alltid en lösning av silvernitrat till vätskan som analyseras, och inte vice versa.

Möjligheterna att använda argentometri är ganska begränsade. Det används endast vid titrering av neutrala eller svagt alkaliska lösningar (pH från 7 till 10). I en sur miljö löses silverkromatfällningen.

I starkt alkaliska lösningar sönderfaller silvernitrat med frigörande av olöslig oxid Ag 2 O. Metoden är också olämplig för att analysera lösningar som innehåller NH^-jonen, eftersom det i detta fall bildas ett ammoniakkomplex + med Ag + katjonen - Den analyserade lösningen bör inte innehålla Ba 2 +, Sr 2+, Pb 2+, Bi 2+ och andra joner som fälls ut med kaliumkromat. Ändå är argentometri lämplig för analys av färglösa lösningar som innehåller C1~- och Br_-joner.

3. Tiocyanatometrisk titrering

Tiocyanatometrisk titrering är baserad på utfällningen av Ag+ (eller Hgl+) joner med tiocyanater:

Ag+ + SCN- = AgSCN|

För bestämning krävs en lösning av NH 4 SCN (eller KSCN). Bestäm Ag+ eller Hgi+ genom direkt titrering med en tiocyanatlösning.

Tiocyanatometrisk bestämning av halogener utförs med den så kallade Volhard-metoden. Dess väsen kan uttryckas i diagram:

CI- + Ag+ (överskott) -* AgCI + Ag+ (rest), Ag+ (rest) + SCN~-> AgSCN

Med andra ord tillsätts ett överskott av en titrerad lösning av silvernitrat till vätskan som innehåller C1~. Därefter återtitreras AgNO3-resten med en tiocyanatlösning och resultatet beräknas.

Indikatorn för Volhard-metoden är en mättad lösning av NH 4 Fe(SO 4) 2 - 12H 2 O. Även om det finns Ag+-joner i den titrerade vätskan, är de tillsatta SCN~-anjonerna associerade med frisättningen av AgSCN-fällning, men gör det interagerar inte med Fe3+-joner. Efter ekvivalenspunkten orsakar dock det minsta överskottet av NH 4 SCN (eller KSCN) bildandet av blodröda 2+ och + joner. Tack vare detta är det möjligt att bestämma motsvarande punkt.

Tiocyanatometriska bestämningar används oftare än argentometriska. Närvaron av syror stör inte titreringen med Volhard-metoden och bidrar till och med till att få mer exakta resultat, eftersom den sura miljön undertrycker hydrolysen av Fe-saltet**. Metoden gör det möjligt att bestämma C1~-jonen inte bara i alkalier utan även i syror. Bestämningen hämmas inte av närvaron av Ba 2+, Pb 2+, Bi 3+ och några andra joner. Men om den analyserade lösningen innehåller oxidationsmedel eller kvicksilversalter, blir användningen av Volhards metod omöjlig: oxidationsmedel förstör SCN-jonen och kvicksilverkatjonen fäller ut den.

Den alkaliska testlösningen neutraliseras före titrering med salpetersyra, annars kommer Fe 3 +-jonerna som ingår i indikatorn att fälla ut järn(III)hydroxid.

4. Tillämpningar av nederbördstitrering

4.1 Beredning av en standardiserad lösning av silvernitrat

De primära standarderna för att standardisera en silvernitratlösning är natrium- eller kaliumklorider. Bered en standardlösning av natriumklorid och cirka 0,02 N. silvernitratlösning, standardisera den andra lösningen till den första.

Framställning av en standardlösning av natriumklorid. En lösning av natriumklorid (eller kaliumklorid) framställs av kemiskt rent salt. Den ekvivalenta massan av natriumklorid är lika med dess molära massa (58,45 g/mol). Teoretiskt, för att förbereda 0,1 l 0,02 n. lösning kräver 58,45-0,02-0,1 = 0,1169 g NaCl.

Ta ett prov på cirka 0,12 g natriumklorid på en analytisk våg, överför det till en 100 ml mätkolv, lös upp, för volymen till märket med vatten och blanda väl. Beräkna titern och normal koncentration av den ursprungliga natriumkloridlösningen.

Beredning: 100 ml cirka 0,02 N. silvernitratlösning. Silvernitrat är ett ont om reagens, och vanligtvis har dess lösningar en koncentration som inte är högre än 0,05 N. 0,02 n är ganska lämpligt för detta arbete. lösning.

Under argentometrisk titrering är den ekvivalenta massan av AgN03 lika med den molära massan, dvs 169,9 g/mol. Därför, 0,1 l 0,02 n. lösningen bör innehålla 169,9-0,02-0,1 = 0,3398 g AgNO 3. Det är dock ingen mening att ta exakt detta prov, eftersom kommersiellt silvernitrat alltid innehåller föroreningar. Väg cirka 0,34 - 0,35 g silvernitrat på en teknokemisk våg; Väg lösningen i en liten mängd vatten i en 100 ml mätkolv och justera volymen med vatten, förvara lösningen i kolven, slå in den i svart papper och häll i en mörk glaskolv, silver och förbered den för titrering. Skölj pipetten med natriumkloridlösning och överför 10,00 ml av lösningen till en konisk kolv. Tillsätt 2 droppar av en mättad lösning av kaliumkromat och titrera försiktigt, droppe för droppe, med en lösning av silvernitrat under omrörning. Se till att färgen på blandningen ändras från gul till rödaktig på grund av en överflödig droppe silvernitrat. Efter att ha upprepat titreringen 2-3 gånger, ta medelvärdet av de konvergenta avläsningarna och beräkna den normala koncentrationen av silvernitratlösningen.

Låt oss anta att för titrering av 10,00 ml 0,02097 n. natriumkloridlösning användes i genomsnitt 10,26 ml silvernitratlösning. Sedan

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

Om det är avsett att bestämma innehållet av C1~ i provet, beräkna dessutom titern för silvernitratlösningen med avseende på klor: T, - = 35,46-0,02043/1000 = 0,0007244 g/ml, “l detta betyder att 1 ml silvernitratlösning motsvarar 0,0007244 g titrerat klor.

4.2 Framställning av en standardiserad ammoniumtiocyanatlösningjag

En lösning av NH 4 SCN eller KSCN med en exakt känd titer kan inte framställas genom att lösa upp ett prov, eftersom dessa salter är mycket hygroskopiska. Därför bereds en lösning med en ungefärlig normal koncentration och justeras till en standardiserad lösning av silvernitrat. Indikatorn är en mättad lösning av NH 4 Fe(SO 4) 2 - 12H 2 O. För att förhindra hydrolys av Fe-saltet tillsätts 6 N till själva indikatorn och till den analyserade lösningen före titrering. salpetersyra.

Beredning: 100 ml cirka 0,05 N. ammoniumtiocyanatlösning. Den ekvivalenta massan av NH4SCN är lika med dess molära massa, dvs 76,12 g/mol. Därför, 0,1 l 0,05 n. lösning bör innehålla 76.12.0.05-0.1=0.3806 g NH 4 SCN.

Ta ett prov på cirka 0,3-0,4 g på en analytisk våg, överför det till en 100 ml kolv, lös upp, för volymen av lösningen till märket med vatten och blanda.

Standardisering av ammoniumtiocyanatlösning med silvernitrat. Förbered en byrett för titrering med NH 4 SCN-lösning. Skölj pipetten med silvernitratlösningen och mät upp 10,00 ml av den i den koniska kolven. Tillsätt 1 ml NH4Fe(SO4)2-lösning (indikator) och 3 ml. 6 n. salpetersyra. Häll långsamt, under kontinuerlig skakning, i NH 4 SCN-lösningen från byretten. Stoppa titreringen efter uppkomsten av en brunrosa färg 2+, som inte försvinner vid kraftig skakning.

Upprepa titreringen 2-3 gånger, ta medelvärdet från de konvergerande avläsningarna och beräkna den normala koncentrationen av NH 4 SCN.

Låt oss anta att för titrering av 10,00 ml 0,02043 n. silvernitratlösning användes i genomsnitt 4,10 ml NH4SCN-lösning.

4.3 Definitioninnehållklor i provet enligt Volhard

Volhard halogener bestäms genom tillbakatitrering av silvernitratåterstoden med en lösning av NH4SCN. Men noggrann titrering är endast möjlig här om åtgärder vidtas för att förhindra (eller bromsa) reaktionen mellan silverklorid och överskott av järntiocyanat:

3AgCI + Fe (SCN)3 = SAgSCNJ + FeCl3

där färgen som uppträder först gradvis försvinner. Det är bäst att filtrera bort AgCl-fällningen innan överskottet silvernitrat titreras med NH 4 SCN-lösning. Men ibland tillsätts istället lite organisk vätska till lösningen, som inte blandas med vatten och som så att säga isolerar ApCl-fällningen från överskott av nitrat.

Bestämningsmetod. Ta ett provrör med en lösning av analyten som innehåller natriumklorid. Lös upp ett prov av ämnet i en 100 ml mätkolv och för volymen av lösningen till märket med vatten (kloridkoncentrationen i lösningen bör inte vara mer än 0,05 N).

Pipettera 10,00 ml av testlösningen till en konisk kolv, tillsätt 3 ml 6 N. salpetersyra och häll i ett känt överskott av AgNO 3-lösning från byretten, till exempel 18,00 ml. Filtrera sedan bort silverkloridfällningen. Titrera det återstående silvernitratet med NH 4 SCN-lösning enligt beskrivningen i föregående stycke. Efter att ha upprepat bestämningen 2-3 gånger, ta medelvärdet. Om silverkloridfällningen har filtrerats, bör den tvättas och tvättvattnet sättas till filtratet.

Låt oss anta att provets vikt var 0,2254 g. Till 10,00 ml av den analyserade lösningen sattes 18,00 ml 0,02043 N. silvernitratlösning. För att titrera överskottet användes 5,78 ml * 0,04982 N. NH 4 SCN-lösning.

Först och främst, låt oss beräkna vilken volym som är 0,02043 n. lösning av silvernitrat motsvarar 5,78 ml 0,04982 N förbrukad på titrering. NH 4 SCN-lösning:

därför användes 18,00 - 14,09 = 3,91 ml 0,2043 N för att fälla ut C1~-jonen. silvernitratlösning. Härifrån är det lätt att hitta den normala koncentrationen av natriumkloridlösning.

Eftersom den ekvivalenta massan av klor är 35,46 g/mol,* är den totala massan av klor i provet:

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 %

Volhardmetoden används också för att bestämma innehållet av Br~ och I-joner. I detta fall är det inte nödvändigt att filtrera bort fällningarna av silverbromid eller jodid. Men det måste tas med i beräkningen att Fe 3 + -jonen oxiderar jodider till fri jod. Därför tillsätts indikatorn efter att alla I-joner har fällts ut av silvernitrat.

4.4 Bestämning av trichlhaltOnatriumracetat| vid teknisk beredning (för klor)

Tekniskt natriumtrikloracetat (TCA) är en herbicid för att döda ogräs från spannmål. Det är ett vitt eller ljusbrunt kristallint ämne, mycket lösligt i vatten. Enligt Volhard bestäms först massfraktionen av organiska kloridföreningar, och sedan efter förstörelsen av klor. Från skillnaden hittas massfraktionen (%) av natriumtrikloracetatklor.

Bestämning av massfraktionen (%) av oorganiska klorföreningar. Placera en exakt vägd del av läkemedlet (2-2,5 g) i en 250 ml mätkolv, lös upp, för lösningen till märket med vatten och blanda. Pipettera 10 ml lösning till en konisk kolv och tillsätt 5-10 ml koncentrerad salpetersyra.

Tillsätt 5 eller 10 ml 0,05 N från byretten. silvernitratlösning och titrera överskottet med 0,05 N. en lösning av NH4SCN i närvaro av NH4Fe(SO4)2 (indikator).

Beräkna massandelen (%) av klor (x) av oorganiska föreningar med hjälp av formeln

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

där V är volymen exakt 0,05 N. AgNO 3-lösning tas för analys; Vi -- volym exakt 0,05 N. NH4SCN-lösning, använd för titrering av överskott av AgNO3; t—ett prov av natriumtrikloracetat; 0,001773 - klormassa motsvarande 1 ml 0,05 N. AgNO lösning. Bestämning av massandel (%) av totalt klor. Ta 10 ml av den tidigare beredda lösningen i en konisk kolv, tillsätt 10 ml av en lösning med en massfraktion av NaOH 30% och 50 ml vatten. Anslut kolven till en återloppskylare och koka innehållet i 2 h. Låt vätskan svalna, skölj kondensorn med vatten och samla upp tvättvattnet i samma kolv. Tillsätt 20 ml utspädd (1:1) salpetersyra till lösningen och tillsätt 30 ml 0,05 N från en byrett. silvernitratlösning. Titrera överskottet av silvernitrat till 0,05 N. en lösning av NH4SCN i närvaro av NH4Fe(SO4)2. Beräkna massandelen (%) av totalt klor (xi) med hjälp av formeln ovan. Hitta massfraktionen (%) av natriumtrikloracetat i beredningen (x^) med hjälp av formeln

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

där 185,5 är den molära massan av natriumtrikloracetat; 106,5 -- massa klor som ingår i molmassan av natriumtrikloracetat.

Postat på Allbest.ru

...

Liknande dokument

Kärnan och klassificeringen av syra-bas titreringsmetoder, användning av indikatorer. Funktioner av komplexometrisk titrering. Analys av nederbördstitreringsmetoder. Detektering av titreringsslutpunkt. Begreppet argenometri och ticyanometri.

test, tillagt 2011-02-23

Sekvensen för att beräkna titreringskurvan för en lösning av saltsyra med en lösning av en svag bas av ammoniumhydroxid. Konstruktion av en titreringskurva, bestämning av ekvivalenspunkten och direkt neutralitet. Välja en indikator och beräkna dess fel.

test, tillagt 2016-03-01

Bestämning av halten av alkalinitetsbärare i natriumkarbonatlösning genom direkt syra-bastitrering. Matematiskt uttryck för lagen om ekvivalenter. Konstruktion av integral- och differentialpotentiometriska titreringskurvor.

laboratoriearbete, tillagt 2012-02-15

Koncept och typer av titrimetrisk analys. Egenskaper för komplexbildare och indikatorer. Beredning av en titrerad lösning för komplexometrisk titrering. Metoder för att studera aluminium, vismut, bly, magnesium, zink.

kursarbete, tillagt 2013-01-13

Potentiometrisk titreringsmetod. Syra-bas titrering. Bestämning av slutpunkten för titreringen. Metodik för att utföra potentiometrisk titrering. Potentiometrisk titrering, använda instrument och bearbetning av analysresultat.

kursarbete, tillagd 2008-06-24

Klassificering av redoxtitreringsmetoder. Faktorer som påverkar reaktionshastigheten. Specifika och redoxindikatorer. Kärnan i permanganatometry, jodometri, dikromatometri. Beredning av kaliumdikromatlösning.

presentation, tillagd 2015-03-19

Beräkning av indikatorfel för utvalda indikatorer, titreringskurva på 25 ml 0,05 M CH3COOH-lösning med 0,05 M KOH-lösning. Syra-basindikatorer. Titreringsstadier: startpunkt, area före punkten och area efter ekvivalenspunkten.

test, tillagt 2013-12-18

Funktioner hos redoxtitreringsmetoder. Grundläggande krav på reaktioner, jämviktskonstant. Egenskaper för typer av redoxtitrering, dess indikatorer och kurvor. Utarbetande och standardisering av lösningar.

kursarbete, tillagd 2014-12-25

Begreppet titrametrisk analys. Redoxtitrering, dess typer och reaktionsförhållanden. Beräkning av titreringskurvpunkter, potentialer, konstruktion av en titreringskurva. Val av indikator, beräkning av indikatortitreringsfel.

kursarbete, tillagd 2012-10-06

Klassificering av titrametriska analysmetoder. Kärnan i "neutraliseringsmetoden". Utarbetande av fungerande lösningar. Beräkning av poäng och konstruktion av syra-bas- och redoxtitreringskurvor. Fördelar och nackdelar med jodometri.

Målet med arbetet : förvärva färdigheter i att använda en av metoderna för kvantitativ analys - titrimetrisk, och lära sig grundläggande tekniker för statistisk bearbetning av mätresultat.

Teoretisk del

Titrimetrisk analys är en metod för kvantitativ kemisk analys baserad på att mäta volymen av en reagenslösning med en exakt känd koncentration som förbrukas för att reagera med ämnet som bestäms.

Titrimetrisk bestämning av ett ämne utförs genom titrering - tillsätt en av lösningarna till en annan i små portioner och separata droppar samtidigt som resultatet ständigt registreras (övervakas).

En av de två lösningarna innehåller ett ämne i en okänd koncentration och representerar den analyserade lösningen.

Den andra lösningen innehåller ett reagens med exakt känd koncentration och kallas en arbetslösning, standardlösning eller titrant.

Krav för reaktioner som används i titrimetrisk analys:

1. Förmågan att fixa ekvivalenspunkten, den mest använda är observation av dess färg, som kan ändras under följande förhållanden:

En av reaktanterna är färgad, och det färgade reagenset ändrar färg under reaktionen;

Ämnen som används - indikatorer - ändrar färg beroende på lösningens egenskaper (till exempel beroende på omgivningens reaktion).

2. Reaktionens kvantitativa förlopp, upp till jämvikt, kännetecknat av motsvarande värde på jämviktskonstanten

3. Tillräcklig hastighet av kemisk reaktion, eftersom Det är extremt svårt att fixa ekvivalenspunkten i långsamma reaktioner.

4. Frånvaro av sidoreaktioner där exakta beräkningar är omöjliga.

Metoder för titrimetrisk analys kan klassificeras efter arten av den kemiska reaktion som ligger till grund för bestämningen av ämnen: syra-bastitrering (neutralisering), utfällning, komplexbildning, oxidation-reduktion.

Jobbar med lösningar.

Volumetriska kolvar utformad för att mäta den exakta volymen vätska. De är runda, plattbottnade kärl med en smal, lång hals, på vilka det finns ett märke till vilket kolven ska fyllas (fig. 1).

Fig.1 Volymkolvar

Teknik för att bereda lösningar i mätkolvar från fixanals.

För att förbereda en lösning från fixanal bryts ampullen över en tratt som sätts in i en mätkolv, innehållet i ampullen tvättas av med destillerat vatten; lös sedan upp det i en mätkolv. Lösningen i mätkolven bringas till märket. Efter att ha fört vätskenivån till märket blandas lösningen i kolven väl.

Byretter De är tunna glasrör graderade i milliliter (Fig. 2). En glaskran löds fast i den nedre, något avsmalnande änden av byretten eller en gummislang med kulventil och en glaspip fäst. En byrett väljs för arbete beroende på volymen lösning som används i analysen.

Fig.2. Byretter

Hur man använder en byrett

1. Byretten tvättas med destillerat vatten.

2. Byretten förberedd för arbete fixeras vertikalt i ett stativ, med hjälp av en tratt hälls lösningen i byretten så att dess nivå är över nollmärket.

3. Ta bort luftbubblor från den nedre förlängda änden av byretten. För att göra detta, böj den uppåt och släpp ut vätskan tills all luft är borta. Därefter sänks kapillären ner.

4. Vätskenivån i byretten är inställd på nolldelning.

5. När du utför en titrering, tryck på gummislangen på sidan av kulan och dränera vätskan från byretten i kolven, vrid den senare. Först hälls titranten i byretten ut i en tunn stråle. När färgen på indikatorn vid den punkt där titrantdropparna faller börjar ändras, tillsätts lösningen försiktigt, droppe för droppe. Titreringen stoppas när en skarp förändring i indikatorns färg inträffar på grund av tillsatsen av en droppe titrering, och volymen av förbrukad lösning registreras.

6. I slutet av arbetet dräneras titranten från byretten, byretten tvättas med destillerat vatten.

Syra-bas titreringsmetod (neutralisering).

Syra-bastitreringsmetoden bygger på reaktionen mellan syror och baser, d.v.s. för neutraliseringsreaktioner:

H + + OH¯ = H2O

När du utför denna uppgift används syra-bastitreringsmetoden, baserad på användningen av en neutraliseringsreaktion:

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

Metoden består i att gradvis tillsätta en lösning av svavelsyra av känd koncentration till en lösning av ämnet som bestäms - natriumhydroxid. Tillsatsen av syralösningen fortsätter tills dess mängd blir ekvivalent med mängden natriumhydroxid som reagerar med den, dvs. tills alkalin är neutraliserad. Neutralisationsögonblicket bestäms av färgförändringen på indikatorn som tillsätts till den titrerade lösningen. Enligt ekvivalentlagen enligt ekvationen:

C n (k-du) · V (k-du) = C n (alkalier) · V (alkalier)

Cn(k-ty) och Cn(alkali) – molära koncentrationer av ekvivalenter av reagerande lösningar, mol/l;

V (totalt) och V (alkali) – volymer av reagerande lösningar, l (ml).

C (NaOH) och - molära koncentrationer av ekvivalenta NaOH och H 2 SO 4 i reagerande lösningar, mol/l;

V(NaOH) och ) - volymer av reagerande lösningar av alkali och syra, ml.

Exempel på problemlösning.

1. För att neutralisera 0,05 1 sur lösning användes 20 cm 3 0,5 N alkalilösning. Vad är normaliteten hos syra?

2. Hur mycket och vilket ämne blir kvar i överskott om 120 cm 3 av 0,3 N lösning av kaliumhydroxid tillsätts till 60 cm 3 av 0,4 N svavelsyralösning?

Lösningen på problem med att bestämma pH i en lösning och koncentrationer av olika slag presenteras i metodhandboken.

EXPERIMENTELL DEL

Ta emot en kolv med en alkalilösning med okänd koncentration från laboratorieassistenten. Mät upp 10 ml prover av den analyserade lösningen i tre koniska titreringskolvar med en mätcylinder. Tillsätt 2-3 droppar metylorange indikator till var och en av dem. Lösningen blir gul (metylorange är gul i alkalisk miljö och orangeröd i sur miljö).

Förbered titreringsinstallationen för arbete (fig. 3). Skölj byretten med destillerat vatten och fyll den sedan med en lösning av svavelsyra med en exakt känd koncentration (molkoncentrationen av motsvarande H 2 SO 4 anges på flaska) över nolldelning. Böj gummiröret med glasspetsen uppåt och dra bort gummit från glasoliven som täcker utgången från byretten, släpp långsamt vätskan så att det inte finns några luftbubblor kvar i den efter att spetsen har fyllts. Släpp överskottet av syralösningen från byretten i ett ersättningsglas, medan den nedre menisken av vätskan i byretten ska ställas in på noll.

Placera en av kolvarna med alkalilösningen under byrettens spets på ett vitt papper och fortsätt direkt till titreringen: mata långsamt syran från byretten med ena handen och rör kontinuerligt i lösningen med den andra handen. en cirkulär rörelse av kolven i ett horisontellt plan. Vid slutet av titreringen ska syralösningen matas droppvis från byretten tills en droppe förvandlar lösningen till en permanent orange färg.

Bestäm volymen syra som används för titrering, exakt till 0,01 ml. Räkna byrettens delningar längs den nedre menisken, medan ögat ska vara i nivå med menisken.

Upprepa titreringen ytterligare 2 gånger, varje gång med början från nolldelningen av byretten. Anteckna titreringsresultaten i tabell 1.

Beräkna koncentrationen av alkalilösningen med formeln:

bord 1

Resultat av titrering av natriumhydroxidlösning

Utför statistisk bearbetning av titreringsresultaten enligt den metod som beskrivs i bilagan. Sammanfatta resultaten av statistisk bearbetning av experimentella data i Tabell 2.

Tabell 2

Resultat av statistisk bearbetning av experimentella data från titrering av natriumhydroxidlösning. Konfidenssannolikhet α = 0,95.

n			S x

Skriv ner resultatet av bestämning av molkoncentrationen av NaOH-ekvivalent i den analyserade lösningen som ett konfidensintervall.

FRÅGOR FÖR SJÄLVKONTROLL

1. Kaliumhydroxidlösning har pH = 12. Koncentrationen av basen i lösningen vid 100 % dissociation är ... mol/l.

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

2. För att neutralisera 0,05 1 sur lösning användes 20 cm3 0,5 N alkalilösning. Vad är normaliteten hos syra?

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

3. Hur mycket och vilket ämne blir kvar i överskott om 125 cm 3 av 0,2 N lösning av kaliumhydroxid tillsätts till 75 cm 3 av 0,3 N lösning av svavelsyra?

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

4. En analysmetod som bygger på att bestämma ökningen av kokpunkten kallas...

1) spektrofotometrisk; 2) potentiometrisk; 3) ebullioskopisk; 4) radiometrisk; 5) konduktometrisk.

5. Bestäm den procentuella koncentrationen, molariteten och normaliteten för en lösning av svavelsyra erhållen genom att lösa 36 g syra i 114 g vatten, om lösningens densitet är 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.

Titrimetrisk analys är en metod för att bestämma mängden av ett ämne genom att noggrant mäta volymen av lösningar av ämnen som reagerar med varandra.

Titer– mängden g av ämnet i 1 ml. lösning eller motsvarande ämne som bestäms. Till exempel, om titern för H 2 SO 4 är 0,0049 g/ml, betyder detta att varje ml lösning innehåller 0,0049 g svavelsyra.

En lösning vars titer är känd kallas titrerad. Titrering- Processen att tillsätta en ekvivalent mängd av en titrerad lösning till testlösningen eller en alikvot av den. I det här fallet används standardlösningar - fasta kanaler– lösningar med den exakta koncentrationen av ämnet (Na 2 CO 3, HCl).

Titreringsreaktionen måste uppfylla följande krav:

hög reaktionshastighet;

reaktionen måste fortsätta till fullbordan;

reaktionen måste vara mycket stökiometrisk;

har en bekväm metod för att registrera slutet av reaktionen.

HCl + NaOH → NaCl + H2O

Huvuduppgiften för titrimetrisk analys är inte bara att använda en lösning med exakt känd koncentration (fixanal), utan också att korrekt bestämma ekvivalenspunkten.

Det finns flera sätt att fixa ekvivalenspunkten:

Baserat på den inneboende färgen på jonerna i elementet som bestäms, till exempel mangan i form av en anjonMnO 4 -

Enligt vittnesämnet

Exempel: Ag + + Cl - " AgCl $

Ag + + CrO 4 " Ag 2 CrO 4 $ (ljus orange färg)

En liten mängd salt K 2 CrO 4 (vittne) tillsätts i kolven där klorjonen ska bestämmas. Därefter tillsätts testämnet gradvis från byretten, varvid klorjoner reagerar först och en vit fällning (AgCl) bildas, dvs AgCl PR<< ПР Ag2Cr O4.

En extra droppe silvernitrat ger alltså en ljus orange färg, eftersom allt klor redan har reagerat.

III. Använda indikatorer: till exempel, under neutraliseringsreaktionen, används syra-basindikatorer: lackmus, fenolftalein, metylorange - organiska föreningar som ändrar färg när de går från en sur till en alkalisk miljö.

Indikatorer– organiska färgämnen som ändrar färg när surheten i miljön förändras.

Schematiskt (om mellanformer utelämnas) kan indikatorns jämvikt representeras som en syra-basreaktion

HIn +H2O In - + H3O+

H2O
H + + OH -

H++H2O
H3O+

Färgövergångsområdet för indikatorn (position och intervall) påverkas av alla faktorer som jämviktskonstanten beror på (jonstyrka, temperatur, främmande ämnen, lösningsmedel), såväl som indikatorn.

Klassificering av titrimetriska analysmetoder.

syra-bas titrering (neutralisering): denna metod bestämmer mängden syra eller alkali i den analyserade lösningen;

utfällning och komplexbildning (argentometri)

Ag + + Cl - " AgCl $

redoxtitrering (redoximetri):

a) permanganatometry (KMnO4);

b) jodometri (Y2);

c) bromometri (KBr03);

d) dikromatometri (K2Cr2O7);

e) cerimetri (Ce(SO4)2);

e) vanadometri (NH4VO3);

g) titanometri (TiCl 3), etc.

Titrimetrisk analys

Metodens historia och princip

Titrimetrisk analys (titrimetri) är den viktigaste kemiska analysmetoden. Det har sitt ursprung på 1700-talet, till en början som ett empiriskt sätt att testa kvaliteten på olika material, såsom vinäger, läsk och blekningslösningar. Vid 1700- och 1800-talsskiftet uppfanns byretter och pipetter (F. Decroisille). Av särskild betydelse var verken av J. Gay-Lussac, som introducerade de grundläggande termerna för denna metod: titrering, titrering och andra härledda från ordet "titel". Titer är massan av löst ämne (i gram) som finns i en milliliter lösning. På Gay-Lussacs tid beräknades analysresultat med hjälp av titrar. Titern som ett sätt att uttrycka koncentrationen av en lösning visade sig dock vara mindre bekväm än andra egenskaper (till exempel molära koncentrationer), därför, i modern kemianalys, är beräkningar med titrar ganska sällsynta. Tvärtom, olika termer som härrör från ordet "titel" används mycket flitigt.

I mitten av 1800-talet sammanfattade den tyske kemisten K. Mohr alla de titrimetriska metoder som skapades vid den tiden och visade att grunden för varje metod är samma princip. En lösning med en exakt känd koncentration av reagens R (titrant) tillsätts alltid till provlösningen som innehåller den komponent X som ska bestämmas. Denna process kallas titrering. När man utför en titrering övervakar analytikern utvecklingen av den kemiska reaktionen mellan X och det tillsatta R. När ekvivalenspunkten (ekv.), när antalet mol ekvivalenter av den införda R är exakt lika med antalet mol ekvivalenter av ämnet X som finns i provet, stoppas titreringen och volymen titrant förbrukas mäts. I det ögonblick då titreringen avslutas kallas titreringens slutpunkt (e.t.t.) uttrycks den, liksom t.eq., i volymenheter, vanligtvis i milliliter. I det ideala fallet är V t.t.t = V t.eq. , men i praktiken uppnås inte en exakt matchning av olika skäl, titreringen slutförs lite tidigare eller omvänt lite senare än t.eq. Naturligtvis bör titreringen utföras så att skillnaden mellan V t.eq. och V k.t.t. skulle vara så liten som möjligt.

Eftersom massan eller koncentrationen av X beräknas från volymen titrant som spenderades på att titrera provet (enligt V c.t.t.), kallades titrimetri tidigare volymetrisk analys. Detta namn används ofta idag, men termen titrimetrisk analys Mer exakt. Faktum är att operationen med gradvis tillsats av reagenset (titrering) är karakteristisk för alla tekniker av denna typ, och förbrukningen av titranten kan bedömas inte bara genom att mäta volymen utan också på andra sätt. Ibland vägs den tillsatta titranten (mätning av massa på en analytisk våg ger mindre relativa fel än mätning av volym). Ibland mäts tiden det tar för titranten att införas (med konstant injektionshastighet).

Sedan slutet av 1800-talet började titrimetriska tekniker användas i forskning, fabriker och andra laboratorier. Med den nya metoden var det möjligt att bestämma milligram och till och med mikrogram mängder av en mängd olika ämnen. Den utbredda användningen av titrimetri underlättades av metodens enkelhet, låg kostnad och mångsidighet hos utrustningen. Titrimetri började användas särskilt brett på 50-talet av 1900-talet, efter att den schweiziske analytikern G. Schwarzenbach skapat en ny version av denna metod (komplexometri). Samtidigt började en utbredd användning av instrumentella metoder för att övervaka c.t.t. I slutet av 1900-talet minskade titrimetrins betydelse något på grund av konkurrensen från känsligare instrumentella metoder, men idag är titrimetri fortfarande en mycket viktig analysmetod. Det låter dig snabbt, enkelt och noggrant bestämma innehållet av de flesta kemiska element, enskilda organiska och oorganiska ämnen, det totala innehållet av ämnen av samma typ, såväl som allmänna sammansättningsindikatorer (vattenhårdhet, mjölkfetthalt, petroleums surhet Produkter).

Teknik för titrimetrisk analys

Principen för metoden kommer att bli tydligare efter att tekniken för dess implementering beskrivs. Så låt dem ge dig en alkalilösning med okänd koncentration, och din uppgift är att fastställa dess exakta koncentration. För detta behöver du reagenslösning, eller titrant- ett ämne som reagerar kemiskt med ett alkali, och koncentrationen av titranten måste vara exakt känd. För att fastställa koncentrationen av alkali använder vi uppenbarligen en sur lösning som titrering.

1. Använd en pipett och välj den exakta volymen av den analyserade lösningen - den kallas alikvot. Vanligtvis är alikvotvolymen 10-25 ml.

2. Överför en alikvot till en titreringskolv, späd med vatten och tillsätt en indikator.

3. Fyll byretten med titrantlösning och utför titrering är den långsamma, droppvisa tillsatsen av titrering till en alikvot av testlösningen.

4. Vi slutför titreringen i det ögonblick då indikatorn ändrar färg. Detta ögonblick kallas slutpunkt för titrering – k.t.t. K.t.t. sammanfaller som regel med det ögonblick då reaktionen mellan analyten och titranten är fullbordad, dvs. exakt motsvarande mängd titrant läggs till alikvoten - detta ögonblick kallas ekvivalenspunkt, dvs. Alltså d.v.s. och k.t.t. - dessa är två egenskaper för samma ögonblick, den ena är teoretisk, den andra är experimentell, beroende på den valda indikatorn. Därför är det nödvändigt att välja indikatorn korrekt så att c.t.t. sammanföll så nära som möjligt med d.v.s.

5. Mät volymen titrant som används för titrering och beräkna koncentrationen av testlösningen.

Typer av titrimetrisk analys

Titrimetriska metoder kan klassificeras enligt flera oberoende kriterier: nämligen: 1) enligt typen av reaktion mellan X och R, 2) enligt metoden för titrering och beräkning av resultat, 3) enligt metoden för övervakning ekv.

Klassificering efter typ av kemisk reaktion- det viktigaste. Låt oss komma ihåg att inte alla kemiska reaktioner kan användas för titrering.

För det första, som i andra kemiska metoder, måste den komponent som ska bestämmas (analyten) reagera kvantitativt med titranten.

För det andra är det nödvändigt att reaktionsjämvikten upprättas så snabbt som möjligt. Reaktioner i vilka, efter tillsats av nästa portion titrering, upprättandet av jämvikt kräver åtminstone flera minuter, är svåra eller till och med omöjliga att använda vid titrimetri.

För det tredje måste reaktionen motsvara en enda och tidigare känd stökiometrisk ekvation. Om en reaktion leder till en blandning av produkter kommer sammansättningen av denna blandning att förändras under titreringen och beror på reaktionsförhållandena. Det kommer att vara mycket svårt att fastställa ekvivalenspunkten, och resultatet av analysen kommer att vara felaktigt.Kombinationen av dessa krav tillgodoses av protolys- (neutraliserings-)reaktioner, många komplexbildnings- och oxidations-reduktionsreaktioner, samt vissa utfällningsreaktioner. Följaktligen särskiljer titrimetrisk analys:

Neutraliseringsmetod

Komplexometri,

Redoxmetriska metoder

Nederbördsmetoder.

Inom varje metod urskiljs dess individuella varianter (tabell 1). Deras namn kommer från namnen på de reagenser som används i varje alternativ som titrant (permanganatometry, jodometri, kromatometri, etc.).

Bord 1.

Klassificering av titrimetriska tekniker enligt vilken typ av kemisk reaktion som används

Reaktion	Metod	Reagens (titrant)	Metodalternativ	Bestämda ämnen
Protolys	Neutraliseringsmetod	HCl, HClO4, HNO3	Acidimetri	Os nya
Protolys	Neutraliseringsmetod	KOH, NaOH, etc.	Alkalimetri	Syror
Komplexitet-utbildning	Komplexometri	EDTA	Komplexometri	Metaller och deras föreningar
Komplexitet-utbildning	Komplexometri		Fluoridometri, cyanidometri	Vissa metaller, organiska ämnen
Oxidation reduktion	Redoxmetri	KMnO4 K 2 C r 2 O 7	Permanganatometri kromatometri	Restauratörer
		KJ och Na2S2O3	Jodometri	Reduktionsmedel, oxidationsmedel, syror
		Askorbinsyra	Askorbinometri	Oxidationsmedel
Nederbörd	Sedimetri	AgNO3	Argentometri	Halider
		Hg 2 (NO 3) 2	Merkurimetri	Halider
		KSCN	Rhodanometri	Vissa metaller
		Ba(NO3)2	Bariemetri	Sulfater

Klassificering genom titreringsmetod. Vanligtvis finns det tre metoder: direkt, omvänd och substitutionstitrering. Direkt titrering innebär direkt tillsats av titrant till provlösningen. Ibland används en annan ordning av blandningsreagenser - en provlösning i vilken de vill bestämma koncentrationen av X tillsätts gradvis till en känd mängd R; men detta är också en direkt titrering. I båda fallen beräknas analysresultaten med samma formler baserade på ekvivalentlagen.

ν X = ν R

där ν X och ν R är antalet mol ekvivalenter X och R. Beräkningsformler baserade på förhållandet, samt exempel på beräkningar, kommer att ges nedan.

Direkt titrering är en bekväm och vanligaste typ av titrimetri. Det är mer exakt än andra. När allt kommer omkring uppstår slumpmässiga fel främst vid mätning av volymen av lösningar och i denna titreringsmetod mäts volymen endast en gång, men direkt titrering är inte alltid möjlig. Många reaktioner mellan X och R fortskrider inte tillräckligt snabbt, och efter tillsats av nästa portion av titranten hinner inte jämvikten etablera sig i lösningen. Ibland är direkt titrering inte möjlig på grund av biverkningar eller avsaknaden av en lämplig indikator. I sådana fall används mer komplexa omvända eller substitutionstitreringsscheman. De involverar minst två kemiska reaktioner.

Ryggtitrering utförs enligt ett tvåstegsschema:

X + R1 = Y1

Ri + R2 = Y2

Hjälpreagens R 1 införs i en exakt känd mängd. Volymen och koncentrationen av lösningen R1 väljs så att R1 förblir i överskott efter fullbordad reaktion. Den oreagerade delen av R1 titreras sedan med titrant R2. Ett exempel skulle vara permanganatometrisk titrering av organiska ämnen. Det är inte möjligt att titrera många ämnen "direkt" med permanganat på grund av långsam oxidation och av andra skäl. Men du kan först tillsätta en känd (överskotts) mängd KMnO 4 till provet som analyseras, surgöra och värma den resulterande lösningen. Detta kommer att leda till fullständig och snabb komplettering av oxidationen av organiska ämnen. Därefter titreras det återstående permanganatet med något aktivt reduktionsmedel, till exempel en lösning av SnCl2 eller FeS04.

Beräkning av resultaten av tillbakatitrering utförs baserat på det uppenbara förhållandet:

ν X = ν R 1 - ν R 2

Eftersom volymerna i detta fall mäts två gånger (först volymen av reagenslösningen R1, sedan volymen av titranten R2), är det slumpmässiga felet i analysresultatet något högre än vid direkt titrering. Det relativa felet i analysen ökar särskilt kraftigt med ett litet överskott av hjälpreagenset, när ν R 1 ≈ν R 2 .

Klassificering enligt kontrollmetoden t.eq. Flera sådana metoder är kända. Den enklaste är indikatorlös titrering, den vanligaste är titrering med färgindikatorer, och de mest exakta och känsliga är instrumentella titrimetrialternativ.

Indikatorlös titrering baseras på användningen av reaktioner som åtföljs av en förändring av de synliga egenskaperna hos den titrerade lösningen. Som regel har ett av reagenserna (X eller R) en synlig färg. Förloppet av en sådan reaktion övervakas utan speciella instrument och utan tillsats av indikatorreagens. Sålunda titreras färglösa reduktionsmedel i ett surt medium med en violett lösning av ett oxidationsmedel - kaliumpermanganat (KMnO 4). Varje del av den tillsatta titranten kommer omedelbart att bli missfärgad och omvandlas till Mn 2+-joner under inverkan av reduktionsmedlet. Detta kommer att pågå tills t.eq. Den allra första "extra" droppen titrant kommer dock att göra den titrerade lösningen rosa-violett; färgen försvinner inte ens när lösningen rörs om. När en ihållande färg uppträder stoppas titreringen och volymen förbrukad titrant mäts ( V k.t.t.). Slutet på titreringen kan upptäckas inte bara genom uppkomsten av färg i den titrerade lösningen, som i exemplet, utan också genom missfärgningen av den tidigare färgade provlösningen, såväl som genom uppkomsten av någon fällning, dess försvinnande, eller en förändring i utseende. Indikatorlös titrering används ganska sällan, eftersom endast ett fåtal reaktioner åtföljs av en förändring av lösningens synliga egenskaper.

Instrumentell titrering. Förloppet av reaktionen mellan X och R kan övervakas inte bara "med ögat" (visuellt), utan också med hjälp av instrument som mäter någon fysisk egenskap hos lösningen. Alternativ för instrumentell titrimetri särskiljs beroende på vilken egenskap hos lösningen som kontrolleras. Du kan använda vilken egenskap som helst beroende på den kvalitativa och kvantitativa sammansättningen av den titrerade lösningen. Du kan nämligen mäta den elektriska ledningsförmågan hos en lösning (det här alternativet kallas konduktometrisk titrering), potentialen för indikatorelektroden nedsänkt i den titrerade lösningen ( potentiometrisk titrering), ljusabsorption av den titrerade lösningen ( fotometrisk titrering), etc. Titreringen kan stoppas när ett visst förvalt värde för den egenskap som mäts uppnås. Till exempel titreras en sur lösning med en alkali tills pH = 7. Men oftare gör de det annorlunda - den valda egenskapen hos lösningen mäts upprepade gånger (eller till och med kontinuerligt) när titranten införs, inte bara före , men också efter den förväntade temperaturen .eq. Baserat på erhållna data, plottas ett grafiskt beroende av den uppmätta egenskapen på volymen tillsatt titrant ( titreringskurva). Nära ekvivalenspunkten observeras en skarp förändring i sammansättningen och egenskaperna hos den titrerade lösningen, och ett hopp eller knäck registreras på titreringskurvan. Till exempel ett hopp i potentialen för en elektrod nedsänkt i en lösning. Positionen för t.eq. bedöms av läget för böjningen på kurvan. Denna typ av analys är mer arbetskrävande och tidskrävande än konventionell titrering, men ger mer exakta resultat. I en titrering är det möjligt att bestämma de individuella koncentrationerna av ett antal komponenter.

Mer än ett dussin varianter av instrumentell titrimetri är kända. Den amerikanske analytikern I. Kolthoff spelade en viktig roll i deras skapande. Motsvarande tekniker skiljer sig åt i egenskapen hos lösningen som mäts, i utrustningen som används och i analysförmågan, men de är alla mer känsliga och selektiva än indikatorbaserade eller indikatorfria visuella titrimetrialternativ. Instrumentell kontroll är särskilt viktig när indikatorer inte kan användas, till exempel vid analys av grumliga eller intensivt färgade lösningar, samt vid bestämning av mikroföroreningar och vid analys av blandningar. Instrumentell titrimetri kräver dock att laboratoriet utrustas med speciella instrument, helst självregistrerande eller helt automatiserade, vilket inte alltid är ekonomiskt genomförbart. I många fall kan ganska exakta och tillförlitliga resultat erhållas på ett enklare och billigare sätt, baserat på användning av indikatorer.

Använda indikatorer. En liten mängd av ett speciellt reagens kan läggas till det titrerade provet i förväg - indikator. Titreringen kommer att behöva stoppas i det ögonblick då indikatorn ändrar sin synliga färg under påverkan av den införda titreringen; detta är slutpunkten för titreringen. Det är viktigt att färgförändringen inte sker gradvis, som ett resultat av att bara tillsätta en "extra" droppe titrant. I vissa fall ändrar indikatorn inte sin färg, löslighet eller karaktär av luminescens. Sådana indikatorer (adsorption, fluorescerande, kemiluminescerande, etc.) används dock mycket mindre ofta än färgindikatorer. En förändring i färg på någon indikator uppstår på grund av den kemiska interaktionen mellan indikatorn och titranten, vilket leder till övergången av indikatorn till en ny form.Indikatorernas egenskaper måste övervägas mer detaljerat.

Indikatorer

I analytiska laboratorier används flera hundra färgindikatorer av olika slag (syra-bas, metallokrom, adsorption, etc.). En gång i tiden användes tinkturer erhållna från växter som indikatorer - från violetta blommor eller från en speciell typ av lav (lackmus). R. Boyle var den första som använde sådana indikatorer. För närvarande används inte naturliga indikatorer, eftersom de alltid är en blandning av olika ämnen, så övergången av deras färg är inte tydligt uttryckt. Moderna indikatorer är speciellt syntetiserade enskilda organiska föreningar. Som regel är indikatorer föreningar av den aromatiska serien, vars molekyler innehåller flera funktionella grupper (substituenter). Många sådana föreningar är kända, men bara några av dem kan användas som färgindikatorer. Den föreslagna indikatorn måste uppfylla ett antal krav:

· indikatorn bör lösas upp väl, vilket ger lösningar som är stabila under lagring;

· I lösning måste indikatorn finnas i flera former, olika i molekylstruktur. En rörlig kemisk jämvikt måste upprättas mellan formerna. Till exempel går den sura formen av indikatorn i den grundläggande formen (och vice versa), den oxiderade formen i den reducerade formen (och vice versa); en metallokromisk indikator binder reversibelt till ett komplex med metalljoner, etc.;

· färgindikatorn måste vara intensiv absorbera ljus i det synliga området av spektrumet. Färgen på lösningen bör vara urskiljbar även vid mycket låga koncentrationer (10 -6 - 10 -7 mol/l). I detta fall kommer det att vara möjligt att införa mycket små mängder indikator i den titrerade lösningen, vilket hjälper till att erhålla mer exakta analysresultat;

· olika former av indikatorn måste vara olika i sin färg, det vill säga i absorptionsspektrumet i det synliga området. I detta fall kommer en kontrasterande färgövergång att observeras under titreringen, till exempel är färgövergången för indikatorn från rosa till smaragdgrön tydligt synlig för ögat. Det är mycket svårare att fixera slutpunkten för titreringen (e.t.t.) med övergångsfärgen rosa eller orange eller violett. Det är mycket viktigt hur olika absorptionsspektra för de två formerna av indikatorn är. Om en av indikatorformerna maximalt absorberar ljus med våglängden λ 1, och den andra med våglängden λ 2, så karakteriserar skillnaden ∆λ = λ 1 - λ 2 kontrasten i färgövergången. Ju större ∆λ, desto bättre uppfattas färgövergången för indikatorn av ögat. För att öka den visuella kontrasten för en färgövergång används ibland blandningar av olika indikatorer eller ett främmande inert färgämne läggs till indikatorn;

· övergången av indikatorn från en form till en annan när lösningens sammansättning ändras bör ske mycket snabbt, på en bråkdel av en sekund;

· övergången måste orsakas av en enda faktor, samma för alla indikatorer av denna typ. En förändring i färgen på en syra-basindikator bör alltså inte uppstå på grund av reaktioner av annan typ, till exempel vid interaktion med oxidationsmedel, eller metalljoner eller proteiner! Tvärtom bör redoxindikatorer ändra sin färg endast på grund av interaktion med oxidationsmedel och reduktionsmedel, och detta bör ske vid en viss potential som är specifik för varje redoxindikator. Färgen på dessa indikatorer och övergångspotentialen bör inte bero på lösningens pH. Tyvärr beror i praktiken övergångspotentialen för många redoxindikatorer på pH.

För att försvaga inverkan av sidoprocesser införs ibland inte indikatorn i den titrerade lösningen, utan tvärtom, under titreringen tas en droppe av den titrerade lösningen periodiskt, blandad på ett klockglas med en droppe av indikatorn lösning och observerade vilken färg som erhålls. Denna teknik tillåter användning av irreversibelt reagerande indikatorer. Det är bekvämare att arbeta med en "extern indikator" om du blötlägger papperet i förväg.

Titreringens slutpunkt, som bestäms av indikatorns färgövergång, kanske inte sammanfaller med ekvivalenspunkten. Missanpassning V k.t.t. Och V t.eq leder till ett systematiskt fel i analysresultatet. Storleken på felet bestäms av indikatorns natur, dess koncentration och sammansättningen av den titrerade lösningen.

Principen för att välja indikatorer är mycket enkel och universell : indikatorns övergångskarakteristik (pT-titreringsindex, övergångspotential, etc.) måste motsvara den förväntade sammansättningen av den titrerade lösningen vid ekvivalenspunkten. Således, om en analytiker titrerar en vattenlösning av en stark syra med en stark bas, kommer lösningen vid ekvivalenspunkten att ha ett pH = 7. Därför är det nödvändigt att använda en syra-bas-indikator som ändrar färg vid ungefär pH 7 (bromtymolblått etc.) Erforderlig information om pT - titreringsindikatorer för indikatorer av olika slag finns i referenslitteraturen.

Beräkning av titrimetriska analysresultat

Det rekommenderas inte att beräkna resultaten av titrimetrisk analys direkt från reaktionsekvationen, till exempel med hjälp av proportioner. Denna "skola"-metod för att lösa beräkningsproblem är irrationell och ger som regel inte den noggrannhet som krävs. Resultaten av titrimetrisk analys beräknas med hjälp av en av flera färdiga algebraiska formler härledda på basis av ekvivalentlagen. De initiala uppgifterna kommer att vara volymen förbrukad titrant (i milliliter) och titrantkoncentration (i mol/liter); de måste fastställas med erforderlig noggrannhet.

Beräkningsmetoden beror inte på typen av kemisk reaktion som inträffar under titreringen och metoden för att kontrollera ekvivalenspunkten (indikator, anordning, etc.). Valet av beräkningsformel bestäms av vilken titreringsmetod (direkt, omvänd, substitution) som används under analysen. Vid val av formel bör två fall särskiljas: a) beräkning av koncentrationen av lösning X, b) bestämning av massfraktion av komponenten (procentandel av X i provet).

Beräkningsformlerna ser enklast ut om koncentrationerna av den komponent som bestäms och titranten uttrycks som antalet mol av deras ekvivalenter per liter av motsvarande lösningar, dvs. använd koncentrationen av den komponent som bestäms ( N x ) och titrant (NT ), uttryckt som antalet molekvivalenter per liter lösning. Tidigare kallades dessa koncentrationer normala. Nu rekommenderas inte denna term, men i praktiken används den mycket brett, särskilt inom redoxmetri. Men i komplexometri och vissa andra metoder, där 1 mol av analyten X alltid reagerar med 1 mol titrant, sammanfaller de normala koncentrationerna med de vanliga molkoncentrationerna ( C x och C T ), och därför finns det inget behov av att använda normala koncentrationer och ekvivalenter vid beräkning av resultaten.

Till skillnad från vanliga molära koncentrationer bestäms den normala koncentrationen med hänsyn till kemin i reaktionen som inträffar under titreringen. Det är användbart att komma ihåg att den normala koncentrationen av X i en lösning antingen är lika med dess molära koncentration eller överskrider den flera (2,3,4...) gånger, beroende på hur många protoner (eller elektroner) som är involverade i reaktion, per partikel X. När man skriver reaktionsekvationen, bestämmer ekvivalenter och beräknar normala koncentrationer bör man ta hänsyn till de förhållanden under vilka titreringen sker, och även valet av indikator.

Vikttitrerade Xatdirekt titrering lika (i mg):

mx=NT. VT. E x, (1),

där E x - molmassa av motsvarande X, motsvarande en proton (i syra-basreaktioner), en elektron (i redoxreaktioner), en ligand (i komplexbildningsreaktioner), etc. V T – titreringsvolym (i ml). Inom komplexometri beräknas analytens massa (i mg) bäst med en formel som inkluderar kvantiteten M x -molar massa X:

mx = CT. VT. M x (2).

Av (4.11) följer att massandelen av X i provet, uttryckt i %, är lika med:

%X = NT. VT. E x . 100 %/m S , (3),

där m S - provets massa i mg. Vanligtvis beror resultatet av titreringen inte på volymen vatten som provet löstes i före titreringen, och denna volym tas inte med i beräkningarna. Om du inte titrerar hela provet, utan bara en del av det (en alikvot), måste du ta hänsyn till en extra koefficient TILL , lika med förhållandet V 0 - volym lösning som detta prov överfördes till och från vilken alikvoter togs, till V aliq - volymetrisk alikvot:

mx = K.NT. VT. E x, (4).

Vid beräkning koncentrationerenligt metoden för direkt (eller substitution) titrering används en enkel formel, direkt efter lagen om ekvivalenter:

N x . Vx=NT. VT (5).

analys, men i fabrikslaboratorier använder man även andra beräkningsmetoder.

Framställning av arbetslösningar i titrimetri

Arbetslösningar med exakt känd koncentration som används i titrimetrisk analys framställs på flera sätt:

· genom exakt vägning av det kemiska reagenset tagit på en analytisk balans. Detta prov löses i en liten mängd lösningsmedel och sedan justeras volymen av den resulterande lösningen till märket i en mätkolv. De resulterande lösningarna kallas standard, och motsvarande reagens kallas primära standarder. Endast ett fåtal ämnen kan vara primära standarder - de måste vara rena kemikalier med konstant och exakt känd sammansättning, fasta vid rumstemperatur, stabila i luft och inte hygroskopiska eller flyktiga. Exempel inkluderar kaliumdikromat, komplexon III, oxalsyra. Tvärtom, från ett prov är det omöjligt att framställa en standardlösning av saltsyra (”saltsyra”-reagenset är en vätska med en felaktigt känd sammansättning), järn(II)klorid (oxiderar snabbt i luft), natriumhydroxid (hygroskopisk) och många andra ämnen.

· från fasta kanaler. Denna term hänvisar till en förseglad glasampull som innehåller en viss mängd reagens, vanligtvis 0,1000 molekvivalenter. Fixan förbereds i fabriken. Om du i laboratoriet kvantitativt överför innehållet i fixanalen till en 1000 ml mätkolv och för den till märket med lösningsmedel, får du en liter exakt 0,1000 N lösning. Framställning av fixeringslösningar sparar inte bara analytikerns tid, utan gör det också möjligt att framställa lösningar med exakt kända koncentrationer från ämnen som inte har det komplex av egenskaper som krävs för primära standarder (till exempel fixeringslösningar av saltsyra, ammoniak eller jod) .

· enligt en ungefär känd vägd del av det kemiska reagenset taget på en teknisk skala. Detta prov löses i en ungefärligen känd mängd lösningsmedel. Sedan utförs en ytterligare operation - standardisering av den resulterande lösningen. Till exempel titreras en exakt vägd portion av ett annat ämne (primär standard) med den resulterande lösningen. Du kan göra det på ett annat sätt: ta en känd volym (alikvot) av den beredda lösningen och titrera den med en lämplig standardlösning. Baserat på volymen som används för titreringen beräknas den exakta koncentrationen av den beredda lösningen. Sådana lösningar kallas standardiserade. Till exempel standardiseras en KOH-lösning med en uppvägd portion oxalsyra eller med en fixerad lösning av saltsyra. Om ett ämne i laboratoriet finns tillgängligt i form av en koncentrerad lösning med ungefär känd koncentration (till exempel saltsyra), så mäts istället för att väga den en viss förberäknad volym av den koncentrerade lösningen. Detta kräver kunskap om densiteten hos den ursprungliga lösningen. Sedan, som i föregående fall, standardiseras den resulterande lösningen.

Koncentrationen av lösningar bör inte ändras spontant under lagring. I detta fall kan förberedda (standardiserade eller standardiserade) lösningar användas för titrering utan ytterligare operationer. Det bör noteras att ju mer utspädd lösningen är, desto mindre stabil är den under lagring (hydrolys av det lösta ämnet, dess oxidation med syreluft, adsorption på insidan av glasvaror etc.). Därför är arbetslösningar med låga koncentrationer som regel inte beredda i förväg. De förbereds endast vid behov, på användningsdagen. För att göra detta späds de ursprungliga (standardiserade, fixerade eller standardiserade) lösningarna med ett rent lösningsmedel i ett exakt känt antal gånger (vanligtvis späds lösningen 5 eller 10 gånger i en operation). Om ännu mer utspädda lösningar krävs upprepas denna operation. Till exempel, från en 0,1 M lösning bereds 0,01 M, från det - 0,001 M, etc.

Framställningen av lösningar med exakt kända koncentrationer kräver användning av en hel uppsättning speciella mätredskap som gör det möjligt att mäta volymer med erforderlig noggrannhet. Dessa är mätkolvar, pipetter och byretter. Manualerna för laboratoriearbete ger beskrivningar av mätning av glasvaror och regler för arbete med det.

Titreringsmetoder

Metod för separata prover och metod för alikvoter. För att minska påverkan av slumpmässiga fel upprepas titreringarna vanligtvis flera gånger och sedan beräknas medelvärdet av resultaten. Upprepade analyser kan utföras på två olika sätt: med metoden för enskilda prover eller med alikvotmetoden. Båda metoderna används både för standardisering av fungerande lösningar och för direkt analys av verkliga objekt.

Metod för enskilda prover, vilket framgår av dess namn, antar att flera delar av det analyserade materialet tas för titrering. Deras massor bör vara ungefär lika. Provstorleken väljs med hänsyn till den önskade titrantförbrukningen per titrering (inte mer än byrettens volym) och med hänsyn till titrantkoncentrationen.

Låt tre vägda portioner oxalsyra tas, vars massor anges i tabell 2. Baserat på data från varje titrering beräknas KOH-koncentrationen (separat!). Sedan beräknas medelvärdena för koncentrationerna, volymerna som spenderas på titrering av olika portioner kan inte beräknas som medelvärde!

Tabell 2. Ett exempel på beräkning av analysresultat med metoden för enskilda prover

Häng nummer	Vikt vikt, mg	Titrantvolym, ml	Funnet koncentration av KOH, mol/l
	95,7	14,9	0,102
	106,9	16,2	0,105
	80,8	12,7	0,101
Genomsnittligt analysresultat C KOH = 0,103 mol/l

Alikvottitreringsmetod (eller pipetteringsmetod) baseras på titrering av flera individuella alikvoter - små volymer av testlösningen, valda med pipetter.

Metoden för individuella portioner och alikvottitreringsmetoden används inte bara för direkt titrering, som visas i de givna exemplen, utan också för omvänd titrering och substitutionstitrering. När man väljer en titreringsmetod bör man ta hänsyn till att metoden för enskilda prover ger mer exakta resultat, men den är mer arbetskrävande och kräver en större volym av beräkningar. Därför är det bättre att använda metoden för enskilda portioner för att standardisera arbetslösningar, och för serieanalyser att använda den snabbare metoden med alikvoter.

Titreringskurvors form

Logaritmiska titreringskurvor representerar ett grafiskt beroende av logaritmen för jämviktskoncentrationen för ett av reagenserna på volymen tillsatt titrant. Istället för logaritmen för koncentrationen ritas vanligtvis lösningens pH-värde (vätevärde) på den vertikala axeln. Andra liknande indikatorer används också (till exempel pAg = - log), såväl som värdet av de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos den titrerade lösningen, som linjärt beror på logaritmerna för jämviktskoncentrationer. Ett exempel skulle vara elektrodpotential (E).

Om lösningen bara innehåller ett ämne som reagerar med titranten, och reaktionen beskrivs med en enda kemisk ekvation (det vill säga den sker inte stegvis), ett nästan vertikalt snitt som kallas titreringshopp . Tvärtom, delar av kurvan långt ifrån motsvarande. nära horisontellt. Ett exempel är beroendet av lösningens pH-värde av volymen V av tillsatt titrant, som visas i Fig. 1

Figur 1. Typ av titreringskurvor

Ju högre hopphöjden är på titreringskurvan, desto mer exakt kan ekvivalenspunkten fixeras.

Syra-bas titrering (neutraliseringsmetod)

Metodens princip

Neutraliseringsmetoden är baserad på syra-bas (protolytiska) reaktioner. Under denna titrering ändras lösningens pH-värde. Syra-bas-reaktioner är mest lämpade för titrimetrisk analys: de fortskrider enligt strikt definierade ekvationer, utan sidoprocesser och med mycket hög hastighet. Interaktionen mellan starka syror och starka baser leder till höga jämviktskonstanter. För att upptäcka c.t.t. Det finns en bekväm och välstuderad metod - användningen av syra-basindikatorer. Instrumentella metoder kan också användas, de är särskilt viktiga vid titrering av icke-vattenhaltiga, grumliga eller färgade lösningar.

Neutraliseringsmetoden innehåller två alternativ - acidimetri(titrant - stark syralösning) och alkalimetri(titrant är en lösning av en stark bas). Dessa metoder används för bestämning av baser respektive syror, inklusive joniska och multiprotiska. Förmågan att titrera starka protolyter bestäms av deras koncentration; titrering är möjlig om C x> 10 - 4 M Under denna titrering sker följande reaktion i en vattenlösning:

H3O + +OH - ® 2H2O

Titrering av svaga syror och svaga baser i vattenlösningar följer följande scheman:

HA+ÅH - ® H 2 O (alkalimetri)

B+H3O+ ® NV + + H2O (acidimetri)

Exempel på praktiska tillämpningar av syra-bastitrering:

· bestämning av surheten i livsmedel, jordar och naturliga vatten (alkalimetrisk titrering av vattenlösningar med fenolftaleinindikator);

· bestämning av surheten hos petroleumprodukter (alkalimetrisk titrering av icke-vattenhaltiga lösningar med instrumentell kontroll av c.t.t.);

· bestämning av karbonater och bikarbonater i mineraler och byggmaterial (acidimetrisk titrering av vattenlösningar med två indikatorer);

· bestämning av kväve i ammoniumsalter och organiska ämnen (Kjeldahl-metoden). I detta fall sönderdelas organiska kvävehaltiga ämnen genom kokning med koncentrerad svavelsyra i närvaro av kvicksilversalter, ammoniakkväve destilleras av genom inverkan av en alkali vid upphettning, ammoniak absorberas med en standardlösning av HCl, intagen i överskott. Därefter titreras den oreagerade delen av HCl med alkali i närvaro av metylorangeindikatorn. Denna teknik använder både substitutionsprincipen och backtitreringsmetoden.

Fungerande lösningar.För acidimetrisk titrering av vattenlösningar används följande som titrering: lösningar av starka syror (HCl, mindre ofta HNO 3 eller H 2 SO 4). I alkalimetri titranter - lösningar av NaOH eller KOH. De listade reagenserna har dock inte egenskaper som skulle göra det möjligt att framställa standardlösningar från dem helt enkelt genom att noggrant väga dem. Sålunda är fasta alkalier hygroskopiska och innehåller alltid karbonatföroreningar. När det gäller HCl och andra starka syror är utgångsreagenset inte ett rent ämne, utan en lösning med en oprecist känd koncentration. I neutraliseringsmetoden bereds därför först en lösning med en ungefär känd koncentration och sedan standardiseras den. Syralösningar standardiseras med vattenfritt natriumkarbonat Na 2 CO 3 (soda) eller natriumtetraborat Na 2 B 4 O 7 . 10H2O (borax). Borax reagerar med vatten när den löses upp:

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

Det resulterande metaboratet är en ganska stark bas. Det titreras med syra:

VO 2 – + H 3 O + = H 3 VO 3.

Uppenbarligen är den molära massan av borax ekvivalent M(½Na2B4O7 . lOH2O) = 190,71 g/mol. Hög molmassaekvivalent är en fördel med borax som primär standard. Alkalilösningar är standardiserade med kaliumhydroftalat. Hydroftalatmolekylen innehåller en mobil proton och har egenskaperna hos en svag syra:

Bensoesyra C 6 H 5 COOH och oxalsyra H 2 C 2 O 4 används ofta som standarder . 2H 2 O och andra svaga organiska syror (fasta, rena, stabila ämnen). Standardlösningar på 0,1000 M av syror och baser i laboratorier framställs vanligtvis av fixanaler. Den beredda sura lösningen kan användas för att standardisera alkalilösningen och vice versa. Standardiserade syralösningar är stabila och kan lagras utan förändring under obestämd lång tid. Alkalilösningar är mindre stabila, det rekommenderas att förvara dem i vaxade eller fluorplastbehållare för att förhindra interaktion med glas. Man måste ta hänsyn till att alkalilösningar absorberar CO 2 från luften, under lagring skyddas de med ett rör fyllt med bränd kalk eller sodakalk.

Ris. 2. Starka syraneutraliseringskurvor.

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

För att upptäcka c.t.t. med en färgindikator är det nödvändigt att hopphöjden är större än bredden på indikatorövergångsintervallet. Det senare är vanligtvis cirka två pH-enheter.

Höjden på hoppet i neutraliseringskurvan för svaga syror beror på syrans styrka (värdet på dess syrakonstant, eller pK a ). Ju svagare syran är (ju större pK a-värde), desto mindre bör, allt annat lika, höjden på hoppet vara.

1 - saltsyra, 2 - ättiksyra (pKa = 4,8), 3 - cyanvätesyra (pKa = 9,2).

Hopphöjden bör vara större än bredden på indikatorövergångszonen, som vanligtvis är 2 pH-enheter. Därför att Som i fallet med starka elektrolyter, titreringskriterium svag protolit med 1 % fel kan härledas från villkoret ∆p Н ±1 % ≥ 2. För en vattenlösning av en svag syra får vi det erforderliga kriteriet i följande form:

R TILLa+ sid MED≤ 8

När p C = 2 kritiskt värde p K a lika 6. Med andra ord, om syran är mycket svag och dess pK A mer än 6, då är det omöjligt att noggrant titrera det med färgindikatorer.

Titrering av blandningar av protoliter och multiprotonprotoliter. I blandade lösningar undertrycker starka syror protolysen hos svagare. Detsamma observeras i lösningar innehållande en blandning av baser av olika styrka. När en titrant tillsätts till en sådan blandning titreras först den starkare protolyten, och först därefter reagerar den svagare med titranten. Antalet hopp som observeras i titreringskurvan för en blandning beror dock inte bara på antalet närvarande protolyter utan också på de absoluta värdena för motsvarande surhets- (basicitets-) konstanter, såväl som på deras förhållande. Surhets- (eller basicitets-) konstanterna för komponenterna i blandningen måste skilja sig med mer än 10 4 gånger, endast i detta fall kommer tydligt uttalade titreringshopp att observeras separat på titreringskurvan, och det relativa felet vid bestämning av varje komponent kommer inte att överstiga 1 %. Kriteriet för möjligheten till separat titrering av protolyter är den så kallade "regeln om fyra enheter":

(6)

Multiprotonprotolyter reagerar med titranter stegvis, först i det första steget, sedan i det andra etc. om motsvarande surhetskonstanter skiljer sig i enlighet med villkor (6) Vid beräkning av neutralisationskurvor kan multiprotonprotolyter betraktas som blandningar av olika elektrolyter .

Låt oss som ett exempel analysera möjligheten

Fig. 5. Titreringskurva för en blandning av karbonat- och bikarbonatjoner med en lösning HCl.

pH-värdena vid vilka färgövergångar av indikatorerna observeras anges.

Vid titrering av en blandning av två starka syror, en blandning av två lika svaga syror, eller en blandning av två baser med liknande p TILLb Det finns inga två separata hopp i titreringskurvan. Det är emellertid fortfarande fullt möjligt att bestämma koncentrationen av komponenterna i sådana blandningar separat. Dessa problem löses framgångsrikt med hjälp av differentierande icke-vattenhaltiga lösningsmedel.

Syra-basindikatorer och deras val

För att upptäcka c.t.t. i neutraliseringsmetoden används traditionellt syra-bas-indikatorer - syntetiska organiska färgämnen, som är svaga syror eller baser och ändrar synlig färg beroende på pH i lösningen.Exempel på några (som oftast används i laboratorier) syra-bas-indikatorer är ges i tabell 3. Struktur- och egenskapersindikatorer ges i referensböcker. De viktigaste egenskaperna hos varje syra-basindikator är övergångsintervall Och titreringsindex (pT). Övergångsintervallet är zonen mellan två pH-värden, motsvarande gränserna för den zon inom vilken en blandad färg på indikatorn observeras. Således kommer en observatör att karakterisera en vattenlösning av metylorange som ren gul - vid pH< 3,1 и как чисто красный при рН >4.4, och mellan dessa gränsvärden observeras en blandad rosa-orange färg av olika nyanser. Bredden på övergångsintervallet är vanligtvis 2 pH-enheter. Experimentellt bestämda indikatorövergångsintervall är i vissa fall mindre än eller mer än två pH-enheter. Detta förklaras i synnerhet av ögats olika känslighet för olika delar av det synliga spektrumet. För enfärgade indikatorer beror intervallets bredd också på indikatorns koncentration.

Tabell 3

De viktigaste syra-basindikatorerna

Indikator	Övergångsintervall ΔрН Ind	R TILLa(Hind)	Färgförändring
Metylapelsin			Röd gul
Bromokresol grön			Gul - blå
Metylröd			Röd gul
Bromokresol lila			Gul - lila
Bromtymol blå			Gul - blå
Fenolröd			Gul - röd
Tymol blå
Fenolftalein			Färglös - röd

Genom att känna till egenskaperna hos olika indikatorer kan du teoretiskt välja dem på ett bra sätt för att få korrekta analysresultat. Följ följande regel: övergångsintervallet för indikatorn bör ligga i hoppområdet på titreringskurvan.

När man väljer indikatorer för titrering av svaga protolyter är det nödvändigt att ta hänsyn till att t.eq. och titreringshoppet skiftas till en lätt alkalisk miljö vid titrering av en syra och till en lätt sur miljö vid titrering av en bas. Därav, För titrering av svaga syror är indikatorer som ändrar färg i en svagt alkalisk miljö (till exempel fenolftalein) lämpliga, och för titrering av en svag bas är indikatorer som ändrar färg i en svagt sur miljö (till exempel metylorange

Det finns en annan egenskap hos varje syra-basindikator - det här är titreringsindex ( pT ). Detta är namnet på pH-värdet vid vilket observatören tydligast märker en förändring i färgen på indikatorn och det är i detta ögonblick som titreringen anses vara avslutad. Uppenbarligen är pT = pH K.T.T. . När vi väljer en lämplig indikator måste vi sträva efter att se till att pT-värdet ligger så nära det teoretiskt beräknade värdet som möjligt pH T.EKV .. Normalt ligger pT-värdet nära mitten av övergångsintervallet. Men pT är ett dåligt reproducerbart värde. Olika personer som utför samma titrering med samma indikator kommer att få signifikant olika pT-värden. Dessutom beror pT-värdet på titreringsordningen, det vill säga på riktningen för färgförändringen. Vid titrering av syror och baser med samma indikator pT-värden kommer att variera något. För enfärgade indikatorer (fenolftalein, etc.), beror pT-värdet också på koncentrationen av indikatorn.

Fylld med titrant till nollstrecket. Det rekommenderas inte att titrera från andra märken, eftersom byrettskalan kan vara ojämn. Byretterna fylls med arbetslösningen genom en tratt eller med speciella anordningar om byretten är halvautomatisk. Titreringens slutpunkt (ekvivalenspunkt) bestäms av indikatorer eller fysikalisk-kemiska metoder (elektrisk konduktivitet, ljustransmission, indikatorelektrodpotential, etc.). Analysresultaten beräknas baserat på mängden arbetslösning som används för titrering.

Typer av titrimetrisk analys

Titrimetrisk analys kan baseras på olika typer av kemiska reaktioner:

syra-bas titrering - neutraliseringsreaktioner;
redoxtitrering (permanganatometri, jodometri, kromatometri) - redoxreaktioner;
utfällningstitrering (argentometri) - reaktioner som uppstår med bildandet av en lätt löslig förening, medan koncentrationerna av utfällda joner i lösningen förändras;
komplexometrisk titrering - reaktioner baserade på bildning av starka komplexa föreningar av metalljoner med en komplexon (vanligtvis EDTA), medan koncentrationerna av metalljoner i den titrerade lösningen ändras.

Typer av titrering

Det finns direkta, omvända och substituent titreringar.

På direkt titrering En titreringslösning (arbetslösning) tillsätts i små portioner till lösningen av ämnet som bestäms (en alikvot eller prov, ämnet som titreras).

På tillbaka titrering Först tillsätts ett känt överskott av ett speciellt reagens till lösningen av ämnet som bestäms, och sedan titreras dess återstod som inte har ingått i reaktionen.

På substitutionstitrering Ett känt överskott av ett speciellt reagens tillsätts först till lösningen av analyten, och sedan titreras en av reaktionsprodukterna mellan analyten och det tillsatta reagenset.