Потенциометрическое титрование
Метод потенциометрического титрования основан на определении точки эквивалентности по резкому изменению в ней ЭДС электрохимической цепи, содержащей индикаторный электрод.
Для потенциометрического титрования собирают цепь из индикаторного электрода в анализируемом растворе и электрода сравнения. В качестве электродов сравнения чаще всего используют каломельный или хлорсеребряный электроды.
Как следует из основного уравнения потенциометрии, при резком изменении концентрации иона в точке эквивалентности происходит и резкое изменение ЭДС.
Из этого следует, что индикаторный электрод должен быть селективным к одному из реагирующих ионов титруемой системы.
Точку эквивалентности при потенциометрических титрованиях определяют графическим методом на кривой титрования. Обычно используют одну из следующих видов кривых титрования: интегральную, дифференциальную или кривую Грана, вид которых приведен на рис. 2.
Рис. 2. Кривые потенциометрического титрования:
а - интегральная кривая титрования; б - дифференциальная кривая титрования; в - кривая титрования Грана
Интегральная кривая титрования (рис. 2, а) строится в координатах E - VТ.Точка эквивалентности находится в середине скачка титрования.
Дифференциальная кривая титрования (рис. 2, б) строится в координатах:
∆Е / ∆V- VT. Точка эквивалентности находится в вершине кривой титрования. Дифференциальная кривая титрования дает более точное определение точки эквивалентности, чем интегральная.
Кривая титрования в методе Грана (рис. 2, в) строится в координатах: ∆V / ∆Е -VT. Точка эквивалентности находится на пересечении двух прямых линий. Этой кривой удобно пользоваться для определения точки эквивалентности при титровании разбавленных растворов.
Потенциометрическое титрование проводят с использованием различных реакций: кислотно-основного и окислительно-восстановительных взаимодействий, осаждения и комплексообразования. В методах кислотно-основного титрования в качестве индикаторного можно использовать любой электрод, обратимый к ионам Н+ (водородный, хингидронный, сурьмяный, стеклянный); наиболее распространен стеклянный электрод. Окислительно-восстановительное титрование проводят с электродами из благородных металлов (чаще всего с платиновым). В методах осадительного и комплексометрического титрования индикаторный (ионоселективный или металлический) электрод должен быть обратимым относительно одного из ионов, участвующих в реакции. Вблизи точки эквивалентности наблюдается резкое изменение (скачок) электродного потенциала E, обусловленное заменой одной электрохимической реакции другой с соответствующим изменением E0. Например, при титровании ионов Сl- раствором AgNO3 с серебряным индикаторным электродом до точки эквивалентности при избытке ионов Cl ~ потенциал электрода определяется реакцией AgCl + e Ag + Cl- с Е = 0,222 — 0,059 lg aCl_, а после точки эквивалентности при избытке ионов Ag+-реакцией Ag+ + e Ag с E = 0,799 + + 0,059 lg АAg+
Основными достоинствами метода потенциометрического титрования являются высокая точность и возможность проводить определения в разбавленных растворах, в мутных и окрашенных средах, а также определять несколько веществ в одном растворе без предварительного разделения. Значительно расширяется область практического применения потенциометрического титрования при использовании неводных растворителей. Они позволяют анализировать многокомпонентные системы, которые в водном растворе определить не удается, провести анализ веществ, нерастворимых или разлагающихся в воде, и т. д. Потенциометрическое титрование легко может быть автоматизировано. Промышленность выпускает несколько типов автотитраторов, использующих потенциометрические датчики.
К недостаткам потенциометрического титрования можно отнести не всегда быстрое установление потенциала после добавления титранта и необходимость во многих случаях проводить при титровании большое количество отсчетов.
Заключение
В результате выполненной работы я научилась ориентироваться в основном потоке информации по аналитической химии, работать с классической и периодической литературой в области аналитической химии цветных металлов, технически грамотно понимать и оценивать предлагаемые методы и методики анализа.
Детально рассмотрела одну из разновидностей электрохимического анализа потенциометрию и потенциометрическое титрование. Подробно изучив каждый метод выяснила, что потенциометрическое титрование более распространено за счет того, что с его помощью определяют более широкий круг веществ в водных и неводных средах, чем при прямой потенциометрии.
Список литературы
· Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии, М., 1979
· Васильев В. П. Аналитическая химия. Физико-химические
методы анализа: М.: Дрофа, 2002.
· Дамаскин Б. Б., Петрий О. А., Цирлина Г. А. Электрохимия М.: Химия, 2001
· Мидгли Д., Торренс К. Потенциометрический анализ воды М.: Мир, 1980.
· Галюс 3., Теоретические основы электрохимического анализа, М., 1974
· Будников Г. К., Майстренко В. Н., Вяселев М. Р. Основы современного электрохимического анализа. М.: Мир, 2003