Титриметрические методы анализа ВЫПОЛНИЛИ РУСАКОВ Н И КИРБИЖЕКОВ

Титриметрические методы анализа ВЫПОЛНИЛИ: РУСАКОВ Н. И. КИРБИЖЕКОВ В. В. ЕФРЕМОВ С. Д. ПРОВЕРИЛ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: КРАСЮК О. М.

Титриметрические методы количественного анализа основаны на точном измерении объема раствора реагента (титранта), вступающего в химическую реакцию с исследуемым веществом. Сущность титриметрического анализа заключается в следующем. К раствору, приготовленному из навески анализируемого вещества ( или к определенной части этого раствора), постепенно приливают раствор точно известной концентрации до тех пор, пока взаимодействующие вещества не прореагируют полностью.

Титриметрические методы анализа ⦿ Титрование – прибавление титрованного раствора к анализируемому до момента окончания реакции. раствор называют рабочим раствором, или титрантом. ⦿ Титрующий ⦿ Момент окончания реакции, когда количество добавленного титранта химически эквивалентного количеству титруемого вещества, называется точкой эквивалентности (Т. Э. ).

ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЕ ⦿ Титрованный МЕТОДЫ АНАЛИЗА или стандартный раствор - это раствор, концентрация которого точно известна. ⦿ Рабочим раствор, или титрант - называется титрующий раствор. ⦿ Титрование – прибавление титрованного раствора к анализируемому до момента окончания реакции.

Определение конечной точки титрования - точки на кривой титрования, в которой регистрируется резкое изменение наблюдаемого свойства По резким изменениям Визуально по аналитическим эффектам (изменению цвета, помутнению раствора и т. д. ) Вспомогательные вещества – индикаторы измеряемой физической величины системы в процессе титрования (р. Н потенциомерическое титрование; электропроводности кондуктометрическое титрование; силы тока, протекающей через раствор – амперометрическое титрование и т. д. )

Для титриметрического анализа может быть использована только такая реакция, которая удовлетворяет следующим требованиям: ⦿− реакция должна быть необратимой; ⦿− скорость реакции должна быть высокой; ⦿− должен существовать способ определения окончания титрования; ⦿− реакция не должна осложняться протеканием побочных реакций.

Приготовление и стандартизация растворов Под стандартизацией раствора титранта понимают установление его точной концентрации Различают Приготовленные и Установленные растворы титрантов

ТРЕБОВАНИЯ К ИСХОДНЫМ ВЕЩЕСТВАМ ⦿− состав вещества должен отвечать строгой химической формуле; ⦿− вещество должно быть химически чистым, т. е. содержание примесей не должно превышать 0, 05– 0, 1 %; ⦿− вещество должно быть устойчивым как в твердом виде, так и в виде раствора.

Приготовление титрованных растворов 1. по точной навеске исходного вещества (приготовленный раствор);

ПЕРВИЧНЫЕ СТАНДАРТНЫЕ РАСТВОРЫ ГОТОВЯТ ТОЛЬКО ИЗ СТАНДАРТНЫХ ВЕЩЕСТВ, КОТОРЫЕ ДОЛЖНЫ ОТВЕЧАТЬ СЛЕДУЮЩИМ ТРЕБОВАНИЯМ: вещество должно легко получаться в химически чистом виде, иметь состав, который точно соответствует химической формуле и не изменяется в процессе хранения; ● быть стойким при хранении как в сухом виде, так и в растворе; ● вещество должно хорошо растворяться в воде (или в другом растворителе); ● иметь, по возможности, большую молярную массу, что уменьшает ошибки при взвешивании навески. м створы анные ть химически чистых веществ: K 2 Cr 2 O 7, KBr. O 3, H 2 C 2 O 4, Na 2 B 4 O 7 и др. ●

Приготовление титрованных растворов 2. с помощью "фиксанала" (первичный стандартный раствор) Фиксаналы (стандарт-титры, первичные стандарты) – вещества в строго определенном количестве, обычно 0, 1 моль, содержащиеся в стеклянных ампулах. Ампулу разбивают специальным бойком в воронке. Содержимое переносят количественно в мерную колбу и разбавляют до определенного объема. Полученный раствор часто используют в титриметрии как титрант. В качестве фиксанала применяют, например, KMn. O 4, K 2 Cr 2 O 7, HCl, Ag. NO 3 и др. Соединения, используемые как фиксаналы, должны быть предельно чистыми, устойчивыми при комнатной температуре, не должны адсорбировать Н 2 О и СО 2 из воздуха.

Приготовление титрованных растворов 3. готовят раствор с приблизительной концентрацией, близкой к требуемой, определяют точную концентрацию с помощью стандартного вещества или стандартного раствора

Основные виды концентраций в титриметрическом анализе Молярная концентрация СМ равна отношению числа молей (количества вещества n) растворенного вещества к объему раствора n Массова я Равна отношению массы растворенного вещества к объему раствора. Титр показывает число граммов растворенного вещества в 1 мл раствора (по исходному веществу) Моляльность показывает количество вещества в единице массы растворителя Нормаль ная Основана на понятии эквивалента. Равна отношению количества вещества эквивалента (n) в растворе к объему этого раствора: СН = n(fэкв. (Х)Х) / V

КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ТИТРОВАНИЯ Обратное титрование Прямое титрование Классификация титриметрических методов по способу титрования Заместительное титрование

⦿− прямое: пробу титруют раствором титранта, на ⦿− обратное: титрант (вспомогательное вещество) основании точного измерения объема реактива вычсляют содержание определяемого вещества добавляют к пробе в избытке, а затем оттитровывают не прореагировавший титрант стандартным раствором другого вещества (основным титрантом); ⦿− заместительное: к пробе добавляют не сам титрант, а какой-либо вспомогательный реагент, взаимодействующий с определяемым веществом и дающий эквивалентное количество продукта реакции, который оттитровывают.

Классификация способов титрования в зависимости от подхода к выполнению Метод отдельных навесок Рассчитывают навеску анализируемого вещества. На аналитических весах взвешивают отдельные, близкие по величине, навески вещества. Растворяют в удобном для титрования объеме растворителя и титруют стандартным раствором. Метод отдельных навесок наиболее точен, но требует больших затрат времени.

Классификация способов титрования в зависимости от подхода к выполнению Способ пипетирования Рассчитывают навеску анализируемого вещества. Взвешивают на аналитических весах. Количественно переносят в мерную колбу, растворяют в растворителе и доводят объем раствора тем же растворителем до метки. Аликвотную часть приготовленного раствора пипеткой переносят в коническую колбу и титруют стандартным раствором. Аликвота – объем раствора, точно отмеренный калиброванной пипеткой

Классификация методов титриметрического анализа Название метода Отдельные методы Кислотно-основное Алкалиметрия титрование Титрованные (рабочие) растворы Na. OH, KOH Ацидиметрия Аргентометрия Ag. NO 3 Роданидометрия Метод осаждения HCl, H 2 SO 4 KCNS или NH 4 CNS Перманганатометрия Окислительновосстановительное Иодометрия титрование KMn. O 4 I 2 Нитритометрия Na. NO 3 Броматометрия KBr. O 3 Комплексонометрия комплексоны

Классификация титриметрических методов анализа по типам химических реакций Методы кислотно-основного титрования Основаны на использовании реакции нейтрализации. Применяют для определения кислот, оснований и солей, которые при гидролизе создают кислую и щелочную реакцию среды.

Прямым кислотно-основным титрованием определяют концентрацию кислот или оснований или содержание элементов, входящих в их состав.

Кривые титрования — графическое изображение зависимости определяемой в ходе титрования величины от объёма добавленного стандартного раствора титранта. ⦿Кривые

В данном примере точка эквивалентности находится в щелочной области и не совпадает с точкой нейтральности. Скачок значительно меньше, чем в случае титрования сильной кислоты и лежит в пределах р. Н от 7, 7 до 9, 8. Можно применить индикатор фенолфталеин(р. Н=9).

Точка эквивалентности (р. Н= 7) совпадает с точкой нейтральности. Введение избытка рабочего раствора сопровождается медленным изменением р. Н от 10 до 12. При титровании сильной кислоты сильным основанием пригоден любой из четырех индикаторов: лакмус(р. Т=7), фенолфталеин(р. Т= 9), метилоранж(р. Т= 4) и метилрот (р. Т=5, 5).

Вследствие гидролиза соли, образующейся в ходе реакции, точка эквивалентности не совпадает с точкой нейтральности, но смещается в данном случае уже в кислую область (р. Н<7). к следует из ее вида, для фиксирования точки эквивалентности в данном случае могут быть использованы только те индикаторы, интервал перехода которых смещен в кислую область значений р. Н: метиловый оранжевый, бромфеноловый синий, метиловый красный

Методы осадительного титрования Исследуемое вещество при взаимодействии с титрантом образует малорастворимые соединения. ++ Ag Cl = Ag. Cl↓ Для определения анионов применяют нитрат серебра, для определения катионов серебра – хлорид натрия. Аргентометрическим методом пользуются главным образом для количественного определения галогенидионов и ионов серебра.

Методы комплексометрического титрования Основаны на образовании слабоионизированных комплексов титранта с исследуемым веществом. Са 2+ + Н 2 Y 2 - = Ca. H 2 Y Mg 2+ + Н 2 Y 2 - = Mg. H 2 Y Конечную точку титрования определяют с помощью металлоиндикаторов или потенциометрически.

По типу применяемого титранта Окислительно – восстановительные методы широко используются для определения металлов и неметаллов в объектах металлургических производств.

Перманганатометрия: в качестве титранта используют раствор перманганата калия, окислительные свойства которого можно регулировать в зависимости от кислотности раствора. Применяют для определения восстановителей неорганического и органического происхождения. Перманганатометрия применяется для определения V, Mo, W, U, Ti, Nb, Sn, Sb, Fe, Ca, Mg.

Броматометрия: основана на применении в качестве титранта раствора KBr. O 3. Броматометрия применяется для определения As, Fe, S, Sb, Sn Дихроматометрия: в качестве титранта используют стандартный раствор дихромата калия K 2 Cr 2 O 7. Применяют для определения Fe 2+, SO 32 -, Fe(CN)64 -, органических веществ (гидрохинон, аскорбиновая кислота и др. )

Йодометрия: в качестве титранта используется йод или йодид калия I 3 - + 2 е = 3 IВ результате реакции выделяется йод в количестве, эквивалентном количеству окислителя; йод титруют раствором тиосульфата натрия ⦿ Йодометрия Cu, Sn. применяется для определения

Расчеты в титриметричом анализе молей эквивалентов (n 1) определяемого вещества равно числу молей эквивалентов титранта (n 2) ⦿ Число ⦿ Количество вещества эквивалентов можно выразить через массу вещества (m) и молярную массу эквивалентов: ⦿ Титр – это отношение массы растворенного вещества (m) к объему раствора (V): ⦿ Определение концентрации:

Титр по определяемому веществу ⦿ Расчет результатов можно везти по известному титру ⦿ Титра раствора по определяемому веществу – это масса определяемого вещества (Y), эквивалентная 1 мл раствора вещества (X)

Расчеты в результатов прямого титрования

Расчеты в результатов обратного титрования

Заместительное титрование ⦿Титрование заместителя (косвенный метод) применяют, когда нет подходящей реакции или индикатора для прямого тестирования. В этом случае используют какую-либо реакцию, в которой анализируемое вещество замещают эквивалентным количеством другого вещества, а последнее титруют рабочим раствором.

Спасибо за внимание!