Основные приемы (способы) титриметрических определений

Понятие «способ титрования» определяет схему взаимодействия рабочего вещества с компонентами анализируемого раствора.

Классификация по способу титрования. Обычно выделяют три способа:

прямое,

обратное,

заместительное титрование.

 

В методах прямого титрования – определяемое вещество непосредственно реагирует с титрантом (рабочим веществом).

Раствор рабочего вещества, как правило, наливают в бюретку и им титруют анализируемый раствор. В таком случае процедуру титрования удобно иллюстрировать следующим образом:

Р.В.

О.В.

Следует обратить внимание на два обстоятельства.

1. При определении точной концентрации раствора рабочего вещества по установочному веществу, раствором Р.В., концентрация которого неизвестна, титруют раствор установочного вещества, для которого известна точная концентрация. Концентрацию раствора Р.В. рассчитывают по формуле:

С_{экв(р.в.)} = (4)

2. Очень редко при прямом способе титрования применяют так называемое реверсивное титрование (Р.Т.), когда титрант и определяемое вещество меняют местами. Это значит, что в бюретку наливают раствор определяемого вещества, а в колбу для титрования отбирают аликвотную часть рабочего вещества.

Реверсивное титрование применяют в тех случаях, когда определяемое вещество в условиях анализа может менять свой состав. Р.Т. дает более точные результаты. Примером Р.Т. является определение нитритов, когда в качестве рабочего вещества выступает перманганат калия в кислой среде.

Весь процесс прямого титрования занимает несколько минут. Зная количество стандартного раствора реагента, израсходованного на реакцию с определяемым веществом, легко вычислить содержание определяемого вещества.

Прямое титрование - удобный и самый распространенный вариант титриметрии. Он более точен, чем другие. Ведь случайные погрешности в основном возникают при измерении объема растворов, а в данном способе титрования объем измеряют только один раз. Однако прямое титрование возможно далеко не всегда. Многие реакции между Х и R идут недостаточно быстро, и после добавления очередной порции титранта в растворе не успевает установиться равновесие. Иногда прямое титрование невозможно из-за побочных реакций или ввиду отсутствия подходящего индикатора. В подобных случаях применяют более сложные схемы обратного или заместительного титрования. Они включают не менее двух химических реакций.

примером прямого титрования является – определение содержания НСl в технической соляной кислоте с помощью NaOH.

В методах обратного титрования – используются два титрованных раствора основной и вспомогательный.

Сначалак анализируемому раствору добавляют заведомый избыток одного титрованного раствора, а затем не вступивший в реакцию остаток этого раствора оттитровывается другим стандартным раствором. Этот прием используется, когда прямое определение по тем или иным приемам затруднено. Например, титрование солей аммония щелочью в водном растворе практически не проводится из-за трудности установления точки-экв. В этом случае к анализируемому раствору соли аммония добавляется избыток титрованного раствора щелочи, а остаток гидроксида оттитровывается кислотой. Как и при прямом титровании, зная количество стандартного раствора, израсходованного на реакцию с определяемым веществом, можно легко вычислить содержание определяемого вещества.

Примером может быть перманганатометрическое титрование органических веществ. Титровать многие вещества перманганатом «напрямую» не удается из-за замедленности их окисления и по другим причинам. Но можно сначала добавить к анализируемой пробе известное (избыточное) количество KMnO₄, подкислить и нагреть полученный раствор. Это приведет к полному и быстрому завершению окисления органических веществ. Затем оттитровывают оставшийся перманганат каким-либо активным восстановителем, например, раствором SnCl₂ или FeSO₄.

Расчет результатов обратного титрования проводят, исходя из очевидного соотношения:

ν_Х = ν_R1 - ν_R2

Поскольку объемы в данном случае измеряют два раза (сначала объем раствора реагента R₁, затем объем титранта R₂), случайная погрешность результата анализа несколько выше, чем при прямом титровании. Особенно сильно возрастает относительная погрешность анализа при малом избытке вспомогательного реагента, когда ν_R1 ≈ ν_R2.