Титранты, их приготовление и стандартизация
Реагент, добавляемый к анализируемому веществу (раствору), называют титрантом. Он может быть газообразным, твердым или жидким. Во всех случаях он содержит активное вещество Т в точно известной концентрации, которое принимает участие в реакции титрования. Наиболее часто в титриметрическом анализе в качестве титрантов используют растворы точно известной концентрации, называемые стандартными или рабочими. Чтобы подчеркнуть факт и метод установления концентрации, их называют стандартизованными,титрованными, а сам процесс установления (нахождения) концентрации активного агента в растворе — стандартизацией. Титранты независимо от их агрегатного состояния должны удовлетворять ряду требований. Они должны: а) легко и быстро приготавливаться; б) анализироваться простыми и общедоступными методами; в) растворяться (смешиваться) в необходимых соотношениях с титруемым раствором; г) быть устойчивыми в течение достаточно длительного времени; д) обеспечивать возможность необходимого количественного взаимодействия с определяемым компонентом; е) быть окрашенными.
Состав и природа титрантов не должна изменяться вследствие улетучивания, поглощения или участия в побочной реакции с каким-либо компонентом. Возможность протекания любого из указанных процессов следует принимать во внимание на практике. Так, растворы сильных оснований склонны к поглощению летучих кислотных составляющих (например, СО2, SО2, НС1) окружающей среды. При этом изменяются концентрации и составы растворов, так как в них наряду с основаниями уже присутствуют образовавшиеся соли (карбонаты, сульфиты, хлориды). В некоторых случаях в результате поглощения вредных составляющих атмосферы может происходить полное исчезновение исходных свойств титрантов. Например, это происходит при поглощении кислорода воздуха стандартными растворами сильных восстановителей (например, Ti3+, V2+, S2O32-), а также при поглощении диоксида углерода из воздуха растворами: 2Na2S2О3 + О2 = 2Na2SО4 + 2S Ва(ОН)2 + СО2 = BaCО3↓ + Н2О
Устойчивость титрантов можно повысить: а) используя поглотители мешающих веществ. Безводные твердые КОН, ВаО, натронная известь (смесь Са(ОН)2 и NaOH) эффективно поглощают СО2 и Н2О. Такие соединения как, Р2О5, А12О3, Mg(C1О4)2, СаС12 поглощают только воду; б) создавая защитный слой на поверхности титранта с помощью инертных газов, жидкостей (гексана, октана, толуола, ксилола, тетрахлорида углерода и т.д.), пленок. Так, влияние кислорода воздуха устраняют, храня растворы в атмосфере аргона, азота, углекислого газа и, реже, водорода; а также под тонкой пленкой жидкости, не смешивающейся с водой; в) удаляя растворенные газы из растворов титрантов их кипячением, продувкой инертными газами, добавкой дезактивирующих веществ. Эту меру предосторожности обычно применяют в методе редуциметрии, при приготовлении и хранении растворов сильных восстановителей, например, раствора тиосульфата натрия; г) добавляя консерванты и ингибиторы; д) приготавливая раствор титранта непосредственно перед использованием из веществ или растворов отдельных составляющих в определенных (оптимальных) соотношениях.
Титрантами в методе протолитометрии служат растворы устойчивых сильных кислот и оснований; в комплексонометрии — растворы некоторых полидентатных лигандов. Желательно, чтобы стандартный раствор имел собственную окраску, которая бы исчезала или изменялась в ходе титрования. Выполнение этого требования значительно облегчает и делает более правильным титриметрическое определение, особенно органических веществ. Именно это является одной из причин широкого использования растворов йода, перманганата калия, красителей в качестве титрантов. Наиболее значительна роль окрашенных реагентов в редоксиметрии и реакциях титрования, связанных с образованием ионных ассоциатов. Применение окрашенных титрантов делает нецелесообразным использование специальных цветных индикаторов и тем самым исключает погрешность, связанную с их применением. Концентрация титрантов, используемых обычно в титриметрическом анализе, составляет от п · 10-2 до 1моль/л. Возможность и целесообразность использования той или иной концентрации титранта определяет тип химической реакции и скорость реакции титрования, особенно вблизи точки эквивалентности (т. э.), а также растворимость активного агента и продуктов его взаимодействия с определяемым веществом. В неводных средах константа и скорость реакции титрования, как правило, ниже, чем в воде. Для устранения этого недостатка при титровании используют стандартные растворы с более высокой концентрацией (0,2—1 моль/л). Обычно титрование в водных средах проводят растворами с концентрацией 0,01 —0,2М. С возрастанием концентрации титранта возрастает вклад в общую погрешность определения «капельной» погрешности, обусловленной добавлением лишней части капли титранта в конечной точке титрования (к.т.т.).
|
