химический каталог




ТИТРИМЕТРИЯ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ТИТРИМЕТРИЯ (от франц. titre- качество, характеристика и греческого metreo-измеряю), совокупность методов количественное анализа, основанных на измерении количества реагента, необходимого для взаимодействие с определяемым компонентом в растворе или газовой фазе в соответствии со стехиометрией химический реакций между ними. При проведении эксперимента можно контролировать либо объем, либо массу добавляемого титранта-раствора или газовой смеси с точно известной концентрацией Ст реагента. Наиб. распространение получила ТИТРИМЕТРИЯ для экспрессного определения высоких и средних концентраций веществ в растворах, в том числе неводных. Точно известный объем V анализируемого раствора с помощью пипетки помещают в конич. колбу и к нему прибавляют небольшими порциями титрант из бюретки (калибров. стеклянная трубка с клапанным устройством, например краном, на оттянутом конце), тщательно перемешивая раствор в колбе. Эту операцию называют титрованием. Массовые титриметрич. анализы обычно проводят с помощью титраторов.

Процесс титрования сопровождается изменением равновесных концентраций реагента, определяемого вещества и продуктов реакции. Это удобно изобразить графически в виде так называемой кривой титрования в координатах концентрация опре-деляемого.в-ва (или пропорциональная ей величина)-объем (масса) титранта.

Измерив объем Vт титранта в конце титрования, рассчитывают концентрацию С анализируемого раствора по формуле: CV= CтVт (концентрации выражены в моль/л). Теоретически необходимо добавить такой объем титранта, который содержит количество реагента, эквивалентное кол-ву определяемого компонента в соответствии со стехиометрией реакции между ними при условии, что эта реакция практически необратима. Этот объем титранта соответствует точке эквивалентности (т. э.), или моменту стехиометричности. Практически определяют, однако, не т.э., а конечную точку титрования (к.т.т.), которая должна максимально совпадать с т.э. для получения миним. погрешности титрования. Фиксировать к.т.т. можно по изменению окраски добавленного индикатора (выбор которого осуществляют по теоретически рассчитанной кривой титрования) или по достаточно резкому изменению к.-л. физических характеристики раствора, зависящей от концентрации определяемого вещества,-тока, окис-лит.-восстановит. потенциала, оптический плотности, электрич. проводимости и количества электричества. Соотв. различают амперометрическое титрование, потенциометрич., фотометрич., кондуктометрич. и кулонометрич. титрование (см. Потенциометрия, Фотометрический анализ, Кон-дуктометрия и Кулонометрия). В этих титриметрич. методах кривая титрования представляет собой зависимость измеряемой физических величины от объема (или массы) титранта.

Часто строят логарифмич. кривую титрования, откладывая по оси ординат значения lgC (или величины, пропорциональные им), а по оси абсцисс-степень оттитрованности f (безразмерная величина или в %), которая равна отношению количества nт (или объема Vт) добавленного титранта к кол-ву nт.э. (или объему Vт.э.) титранта, необходимому для достижения т.э.: f= Vт/Vт.э. = nт/nт.э.. Тогда до т.э. f< 1 (<100%), в т.э. f = 1 (100%), а после т.э. f> 1 (>100%). Соотв. логарифмич. кривая титрования состоит из трех участков: пологая ветвь, крутой подъем (скачок титрования) и вторая пологая ветвь (см. рис.). Величина скачка титрования зависит от константы равновесия Кр реакции между определяемым веществом и титрантом (реакция титрования). С уменьшением величины lgKp скачок уменьшается. Если при выполнении анализа допустима погрешность порядка b0,1%, за начало скачка принимают точку f = 0,999, а за его конец-точку f = 1,001. В этом случае только при lgKp > 6 погрешность из-за несовпадения к. т. т. и т. э. не превысит допустимую.


Логарифмич. кривые титрования раствора ионов металлов Мn+ раствором этилен-диаминтетрауксусной кислоты Н4Y; Кp - константа равновесия реакции титрования Mn++Y4-MYn-4; Kp=[MYn-4]/[Mn+][Y4-].

В ТИТРИМЕТРИЯ применяют различные химический реакции: кислотно-основные (см. Кислотно-основное титрование), окислит.-восстановит., комплексообразования, а также так называемой реакции осаждения, приводящие к образованию осадка. Реакция титрования должна протекать не только стехиометрически, но также быстро и количественно (правильные результаты можно получить лишь в том случае, если при прибавлении стехио-метрич. количества титранта полнота протекания реакции не менее 99,9%). Кроме того, в каждом конкретном случае должен быть подходящий способ фиксирования к.т. т.

Окислит.-восстановит. титрование основано на реакциях типа: aOx1 + bRed2 + ...bОx2 + aRed1 + ..., где Ox1 и Ох2 - окисленные формы соответственно титранта и определяемого вещества, Red1 и Red2-их восстановл. формы, a, b, a, b-стехио-метрич. коэффициенты. Окислит.-восстановит. потенциалы, характеризующие титрант и определяемое вещество, соответственно имеют вид:


где и -реальные потенциалы пар соответственно Ox1/Red1 и Ox2/Red2 в данной системе, n-число электронов, участвующих в реакции, F- число Фарадея, R-универс. газовая постоянная. Титрант действует как окислитель, если >, и как восстановитель, если .>. В ходе титрования величина |Е1—Е2| уменьшается, а в т. э. Е1 = Е2. Титрование эффективно, если при этом отношение [Red2]/[Ox2] (в случае титрования окислителем) или обрат ное соотношение (в случае титрования восстановителем) мало. Для этого подбирают титрант так, чтобы было достаточно велико. В соответствии с тем, какое вещество служит титрантом, различают перманганатометрию, иодо-метрию, дихроматометрию, броматометрию и т. д. Конечную точку устанавливают, как правило, потенциометри-чески или с помощью окислит.-восстановит. индикаторов, а также по появлению или исчезновению окраски титранта или титруемого вещества.

Метод, основанный на образовании устойчивых комплексных соединений катионов металлов с разл: лигандами, называют комплексометрией. Конечную точку устанавливают с помощью металлохромных индикаторов или веществ, взаимодействующих с избытком реагента (лиганда). К комплексо-метрии относятся, в частности, комплексонометрия, методы, основанные на образовании иодидных комплексов Hg (см. Меркуриметрия), фторидных комплексов Ag и Zr (фториметрия).

Примерами осадит. титрования могут служить методы определения галогенидов с применением солей серебра (см. Аргентометрия), а также сульфатов с помощью растворимых солей Ва. В последнем случае осаждение BaSO4 ведут в смеси воды и метанола (1:1); индикатором служит ализариновый красный С, меняющий окраску при адсорбции на поверхности осадка.

Во всех титриметрич. методах раствор титранта лучше всего готовить из так называемой первичного стандарта-химически чистого, устойчивого в твердом виде и в растворе вещества, например Na2CO3 или К2Сr2О7. В этом случае раствор с известной концентрацией (так называемой стандартный раствор) получают, растворяя точную навеску этого вещества в мерной колбе (см. также Фиксаналы). Однако многие широко используемые титран-ты не отвечают этим требованиям. Например, Na2S2O3 в растворе разлагается вследствие взаимодействие с растворенными О2 и СО2, a NaOH (или КОН) не является химически чистым, так как содержит переменные количества карбонатов. В таких случаях готовят раствор титранта приблизительно требуемой концентрации, а затем точно определяют ее (стандартизируют раствор) с помощью подходящего первичного стандарта.

По технике выполнения различают прямое, обратное и заместительное (косвенное) титрование. При прямом титровании раствор титранта добавляют непосредственно к раствору определяемого компонента. Если скорость реакции титрования мала или нет подходящего индикатора, то прибегают к обратному титрованию. Для этого к анализируемому раствору прибавляют избыток титранта и по окончании реакции (если она идет очень медленно, то раствор иногда нагревают) избыток титранта оттитровывают раствором др. подходящего реагента. Косвенным титрованием пользуются, если определяемое вещество с данным титрантом не реагирует или реагирует нестехиометрически. В этом случае к анализируемому раствору прибавляют вспомогат. реагент, с к-рым определяемое вещество образует стехиометрич. количество нового соединения (заместителя), которое затем определяют прямым титрованием. Например, Na2S2O3 с сильными окислителями (К2Сr2О7, КIO3, КВrO3) реагирует нестехиометрически, поэтому для определения К2Сr2О7 к анализируемому раствору добавляют избыток KI и количество выделившегося заместителя I2 определяют прямым титрованием раствором Na2S2O3.

ТИТРИМЕТРИЯ возникла в сер. 18 в. Многие ученые внесли вклад в ее развитие. Так, У. Льюис (1767) дал определение понятия "точки насыщения", т. е. точки эквивалентности. Благодаря работам Ж. Гей-Люссака ТИТРИМЕТРИЯ превратилась из метода пром. анализа в самостоят. раздел науки. Э. Мор разработал много методик по титриметрич. анализу, написал "Учебник по химико-аналитическому методу титрования" (1856); В. Оствальд и А. Ганч развили теорию индикаторов (1894); Д. Форлендер впервые провел титрование в неводных средах (1904).

ТИТРИМЕТРИЯ отличается малой трудоемкостью, простотой аппаратурного оформления; довольно высокой точностью и широко применяется при научных исследованиях и при контроле технол. процессов.

Литература: Скуг Д., Уэст Д., Основы аналитической химии, пер. с англ., т. 1, М., 1979; Мейтис Я., Введение в курс химического равновесия и кинетики, пер. с англ., М., 1984. Г. В. Прохорова.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
благодарность хореографу в прозе
http://taxiru.ru/shashki-dlya-taxi-all/
ноутбук напрокат москва
волейбольный мячик

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(26.06.2017)