Способы приготовления стандартных растворов.

1. Метод точной навески. Предполагает работу с растворами, которые не меняют свою молекулярную массу и объем при взаимодействии с воздухом. К таким веществам относятся щавелевая кислота, сода, бура (Na₂B₄O₇·10H₂O), бихромат калия и ряд других веществ. На аналитических (погрешность таких весов составляет 0,0002г) весах точно взвешивают вещество и переносят в мерную колбу для растворения, доводят до метки растворителем (водой) и тщательно перемешивают.

2. Фиксанальный метод. Предполагает приготовление растворов из фиксаналов. Фиксанал - ампула с сухим веществом или раствором с точно известной концентрацией. Фиксанал разбивают и переносят в колбу для растворения. Этот метод считается наиболее точным.

3. Метод приблизительной навески. Предполагает работу с растворами, которые меняют свою массу на воздухе, например, перманганат калия. Работать с такими растворами нельзя, поэтому перед применением их в качестве стандартных, необходимо оттитровать другим раствором с точно известной концентрацией.

4. Метод разбавления. Из раствора с точно известной концентрацией готовят разбавлением раствор другой концентрации. Концентрация полученного раствора зависит от концентрации исходного.

Требования, предъявляемые к реакциям в титриметрии:

· реакция должна протекать необратимо и количественно;

· скорость реакции должна быть высокой;

· должны отсутствовать побочные реакции;

· реакции между исследуемыми веществом и титрантом должны идти стехиометрично, т.е. соответствовать коэффициентам в уравнении реакции.

· должна легко и точно фиксироваться точка эквивалентности.

Классификация титриметрических методов анализа

1. По химическим процессам.

В титриметрии используют реакции всех типов- с переносом протона, электрона, электронной пары, а также процессов осаждения (табл.2)

По типу основной реакции, протекающей при титровании, различают:

а) Методы кислотно-основного титрования (нейтрализации), основанные на переносе протона.

Na₂CO₃ + 2HCl ® 2NaCl + H₂O + CO₂

б) Методы окисления-восстановления.

5Fe²⁺ + MnO₄^- + 8H⁺ ® 5Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4H₂O

в) Методы комплексообразования.

3K₄[Fe(CN)₆]+4FeCl₃→Fe₄[Fe(CN)₆]₃¯+12KCl

г) Методы осаждения.

AgNO₃ + NaCl ® AgCl↓ +NaNO₃

Таблица 2. Классификация титриметрических методов

Метод титрования	Подгруппы метода	Вещества, применяемые для приготовления титрантов
Кислотно-основное	Ацидиметрия (Н+)	HCl
Алкалиметрия (ОН-)	NaOH, Na2CO3
Окислительно- Восстановительное	Перманганатометрия	KMnO4
Иодометрия	I2
Дихроматометрия	K2Cr2O7
Броматометрия	KBrO3
Иодатометрия	KIO3
Цериметрия	Ce(SO4)2
Ванадатометрия	NH4VO3
Титанометрия	TiCl3
Хромометрия	CrCl2
Комплексонометрия	Меркуриметрия	Hg(NO3)2
Комплексонометрия	ЭДТА
Осадительное	Аргентометрия	AgNO3
Меркурометрия	Hg2(NO3)2

2. По приемам титрования.

а) Способ прямого титрованиязаключается в непосредственном титровании определяемого вещества (А) рабочим раствором (В): А+В=С+Д. Например, раствор кислоты HCl с известной концентрацией по каплям прибавляют к щелочи с неизвестной концентрацией.

б) Способ обратного титрования. Реактив В прибавляют к исследуемому раствору А в точно отмеренном избыточном количестве, а затем оттитровывают этот избыток каким-либо другим реактивом Е: В+Е=А+G. Этот метод пригоден для определения легко изменяющихся на воздухе веществ.

Окислительно-восстановительное титрование.

Перманганатометрия.

В окислительно-восстановительном титровании используют реакции, связанные с изменением степени окисления реагирующих веществ, т.е. с реакциями окисления-восстановления (ОВР).

Методы окислительно-восстановительного титрования получили название по рабочему раствору. Например, перманганатометрия - титрант KMnO₄ (табл.1). Титрование перманганатом калия считается безындикаторным, т.к сам KMnO₄ выступает в роли индикатора. Точку эквивалентности в перманганатометрии определяют по появлению бледно-розовой окраски от одной избыточной капли KMnO₄.

Перманганатометрия используется в клинике для определения Са²⁺, К⁺, мочевой кислоты, сахара в крови и моче, а так же в анализе питьевой и сточной воды.

Перманганат калия готовят за 10 дней до титрования, т.к. он является очень хорошим окислителем и реагирует с воздухом, уменьшая свою концентрацию. Хранят KMnO₄ в темных бутылях в целях избегания попадания света. Непосредственно перед работой определяют его концентрацию титрованием щавелевой кислотой:

5H₂C₂O₄+2KMnO₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+10CO₂+K₂SO₄+8H₂0

М_экв (KMnO₄) = 158/5=31,6 г/моль

М_экв (H₂C₂O₄) = 90/2=45 г/моль

Условия реакции:

· кислая среда, используется 2N H₂SO₄, т.к. титрование в других условиях осложнено из-за образования окрашенного темно-бурого осадка MnO₂;

· нагревание, т.к. реакция аутокаталитическая, в качестве катализитора выступает Mn⁺², чтобы он образовался реакцию сдвигают слева направо. Скорость при нагревании увеличивается согласно закону Вант-Гоффа «При увеличении температуры на каждые 10 градусов, скорость реакции увеличивается в 2-4 раза»;

· медленное по каплям титрование.