Тема лекции: Титриметрический анализ
План лекции:
1. Сущность и требования к реакциям титриметрического анализа.
2. Закон эквивалентов. Основные величины, используемые в титриметрическом анализе.
3. Титрование, его способы.
4. Расчеты в титриметрическом анализе.
5. Классификация методов титриметрического анализа.
6. Мерная посуда.
Титриметрический анализ (1800 г. Гей-Люссак) – метод химического анализа, основанный на измерении объема реактива точно известной концентрации, затраченного на реакцию с определяемым веществом.
Ранее этот вид анализа называли объемным в связи с тем, что наиболее распространенным в практике способом определений является точное измерение объема раствора точно известной концентрации, затраченного на реакцию с определяемым веществом.
В титриметрическом анализе предъявляются определенные требования к реакциям между рабочим и анализируемым раствором:
Ø реакция должна быть необратима;
Ø скорость реакции должна быть высокой: капля добавленного рабочего раствора должна вступить в реакцию с определяемым веществом за 1-3 секунды
Ø должны отсутствовать побочные продукты
Ø должна четко фиксироваться точка эквивалентности.
Если реакция не удовлетворяет хотя бы одному из этих требований, она не может быть использована в титриметрическом анализе.
Основные понятия титриметрии:
1. Титрант (стандартный, рабочий, титрованный раствор)–раствор с точно известной концентрацией.
2. Титрование–процесс приливания стандартного раствора к определяемому веществу.
3. Анализируемый раствор (определяемый) -раствор с неизвестной концентрацией.
4. Точка эквивалентности–момент титрования, при котором достигнуто эквивалентное соотношение реагирующих веществ.
5. Индикатор - вещество, меняющее свою окраску в точке эквивалентности.
Рабочие растворы, или титранты, используемые для последующего титрования, вначале необходимо приготовить.
Титранты можно готовить двумя способами:
1. Растворение точной навески: навеску взвешивают и растворяют в мерной колбе в точном объеме растворителя, доводя водой до метки.
Таким способом готовят раствор только для веществ, отвечающих определенным требованиям:
Ø вещество должно быть химически чистым
Ø состав вещества должен строго отвечать формуле
Ø вещество не должно взаимодействовать с кислородом, СО2 и влагой воздуха
Примеры растворов, которые можно приготовить растворением точной навески: щавелевая кислота, бура (Na2B4O7·10H2O), бихромат калия и т.д.
2. из фиксанала: фиксанал (стандарт-титр) – раствор, запаянный в ампулу, с точно известной концентрацией. Содержимое ампулы количественно переносят в мерную колбу на 1 л, после чего растворяют вещество и доводят объем водой до метки. Стандарт-титры выпускаются промышленностью.
Примеры растворов, которые можно приготовить из фиксанала: NaOH, KOH, HCl и т.д.
Закон эквивалентов. Основные величины,
Используемые в титриметрическом анализе.
К реакциям, используемым в титриметрическом анализе, применим закон эквивалентов: если реакция проведена до конца, число эквивалентов определяемого компонента равно числу эквивалентов реагента.
Математическая запись закона эквивалентов выглядит следующим образом:
С1 · V1 = С2· V2
Х – определяемое вещество
Таблица 3 – Основные величины, используемые в титриметрии
| Величина | Единицы измерения | Обозначение | Характеристика |
| эквивалент | реальная или условная частица вещества X, которая в данной кислотно-основной реакции эквивалентна одному иону водорода или в данной окислительно-восстановительной реакции одному электрону | ||
| Фактор эквивалентности | F(x) F(Н2SO4) = 1/2 F(КОН) = 1 (или Э) | число, обозначающие, какая доля реальной частицы вещества Х эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в данной окислительно-восстановительной реакции. | |
| Молярная масса эквивалента | г/моль | М(экв.Х) или Э(х) | Произведение фактора эквивалентности вещества Х на молярную массу вещества Х |
| Молярная концентрация | моль/дм3 | С | отношение количества вещества (X), содержащегося в растворе, к объему этого раствора |
| Молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация) | моль/дм3 | С(Fэкв(Х), чаще – N (нормальность) | отношение количества вещества эквивалента в системе к объему этого раствора |
| Титр | г/см3 | Т | масса вещества, содержащегося в одном кубическом сантиметре раствора (один раствор) |
| Титр по определяемому веществу | г/см3 | Тр.в./о.в. ТНСl/КОН | Масса определяемого вещества, эквивалентная массе рабочего вещества, содержащегося в 1 мл рабочего раствора |
| Массовая доля | % | ω | отношение массы данного компонента, содержащегося в системе, к общей массе этой системы |
| Поправочный коэффициент | К | Отношение практической концентрации к стандартной концентрации |
Молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация), титр, титр по определяемому веществу, массовая доля – основные способы выражения концентрации раствора.