Титриметрические методы анализа

1. Титриметрические методы анализа

Кислотно-основное титрование.
Выбор индикаторов

2.

Титриметрический метод анализа
В этом методе измеряют точный объем растворов двух веществ, реагирующих между
собой, при этом концентрация одного из растворов должна быть точно известна.
Титрант (стандартный, рабочий раствор) – раствор реактива с точно известной
концентрацией.
Титрование – процесс приливания раствора с известной концентрацией к раствору с
неизвестной концентрацией.
В точке эквивалентности количество прореагировавших веществ строго эквивалентно.
Закон эквивалентов: в химической реакции с n эквивалентами одного вещества всегда
вступает во взаимодействие n эквивалентов второго и образуется по n эквивалентов
каждого продукта.
C D
A T
nэкв (A) nэкв (T)
где nэкв(A), nэкв(Т) – количество моль эквивалентов анализируемого вещества (A) и титранта (T).
Cэкв (А) V (А) Cэкв (Т) V (Т)
где Cэкв(А) и Cэкв(Т) – нормальная концентрация анализируемого вещества и титранта, соответственно.
Cэкв (А)
Сэкв (Т) V (Т)
V (А)

3.

Требования к реакциям, используемым в титриметрии
1) реакция должна протекать в соответствии со стехиометрическим уравнением;
2) реакция должна протекать быстро;
3) должны отсутствовать побочные реакции;
4) должна присутствовать возможность фиксации точки эквивалентности.
Классификация титриметрических методов анализа
1) по типу реакций, лежащих в основе метода:
1.1) кислотно-основное титрование
A BH
HA B
кислота основ.
сопр.
к-та
сопр.
осн
Ацидиметрия – титрант кислота;
алкалиметрия – титрант щёлочь.
1.2) окислительно-восстановительное титрование (редоксиметрия) – окислительновосстановительные реакции, т.е. реакции, сопровождающиеся изменением степени
окисления.
C D
A B
Ox
Red
Red Ox

4.

Классификация титриметрических методов анализа
1.3) комплексонометрическое титрование – реакции комплексообразования, т.е.
образование малодиссоциирующих прочных комплексных соединений;
1.4) метод осадительного титрования – реакции осаждения:
nKt mA
Ktn Am
по типу титранта:
- AgNO3 – аргентометрия;
- Hg(NO3)2 – меркуриметрия;
- BaCl2 – бариметрия.
2) по технике выполнения:
2.1) метод отдельных навесок – берут отдельные, близкие по величине навески
исходного вещества и, растворив каждую из них в произвольном количестве воды,
титруют полученные растворы.
2.2) метод пипетирования – навеску исходного вещества разбавляют водой в мерной
колбе, тщательно перемешивают, пипеткой отбирают отдельные порции раствора
(аликвоты) и титруют их.

5.

Кислотно-основное титрование
Метод кислотно-основного титрования основан на протекании реакции кислотноосновного взаимодействия (реакции нейтрализации)
NaCl H 2O
HCl NaOH
H 2O
H OH
В ходе титрования при добавлении титранта изменяется pH в титруемом растворе.
pH
Величина pH в точке эквивалентности зависит от
природы реагирующих веществ и их концентрации.
2
Точка эквивалентности – момент титрования, когда
достигнуто эквивалентное соотношение реагирующих
веществ.
7
12
т.э.
V, мл
изб.к-ты
изб.осн.
Cэкв (HCl)V (HCl) Cэкв (NaOH)V (NaOH)

6.

Кислотно-основные индикаторы
Кислотно-основные индикаторы – это органические
соединения, которые изменяют свою окраску в
зависимости от pH раствора.
Требования к индикаторам:
1) Окраска индикатора должна быть интенсивной;
2) Изменение цвета индикатора должно происходить
резко, в небольшом интервале значений pH;
3) Переход окраски должен быть контрастным;
4) Изменение окраски должно быть обратимым
процессом;
5) Количество щелочи или кислоты для изменения
окраски должно быть мало.

7.

Интервал перехода окраски индикатора
Интервал перехода окраски индикатора (∆pH) – это область значений pH раствора, в
пределах которой данный индикатор меняет свою окраску.
pH pKинд 1
где Кинд – константа ионизации индикатора.
Значение pH, при котором заканчивают титрование в присутствии данного индикатора,
называется показателем титрования (pT).
Например, лакмус:
кисл. красн. красно-синяя сине-красная щел. синий
pKинд -1
pKинд+1
pT
∆pH
фиолетовая
Чем меньще интервал перехода окраски, тем ценнее индикатор.

8.

Интервалы перехода окраски кислотно-основных индикаторов
Индикатор
Характер
индикатора
Окраска
кисл. формы
щел. формы
∆pH
pT
Метиловый
оранжевый
основание
розовая
желтая
3.0-4.4
4.0
Фенолфталеин
кислота
бесцветн.
красная
8.2-10.0
9.0
Лакмус
кислота
красная
синяя
5.0-8.0
7.0
синий
желтый
6.0-7.6
Бромтимоловый
синий

9.

1) Титрование сильной кислоты сильным основанием
NaCl H 2O
HCl NaOH
H 2O
H OH
pH
0
2
метиловый оранжевый
бромтимоловый синий
7
фенолфталеин
12
т.э.
V, мл
изб.к-ты
изб.осн.
Кривая титрования симметрична к линии нейтральности.
Скачок титрования зависит от температуры и концентрации реагирующих веществ.

10.

2) Титрование слабой кислоты сильным основанием
CH3COONa H 2O
CH3COOH NaOH
H 2O
H OH
pH
0
1
4
7
10
фенолфталеин
т.э.
V, мл
Точка эквивалентности находится в щелочной области, кривая несимметрична по
отношению к линии нейтральности.
Величина скачка титрования зависит от концентрации реагирующих веществ и
температуры, а также от константы диссоциации слабой кислоты.

11.

3) Титрование слабого основания сильной кислотой
NH 4Cl H 2O
NH 4OH HCl
H 2O
H OH
pH
0
1
метиловый оранжевый
4
7
10
т.э.
V, мл
Точка эквивалентности находится в кислой области, кривая несимметрична по
отношению к линии нейтральности.
Величина скачка титрования зависит от концентрации реагирующих веществ и
температуры, а также от константы диссоциации слабого основания.
4) Титрование слабой кислоты слабым основанием не проводят.