Титриметричний аналіз основні поняття та інструменти тітриметрія

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Титриметричний аналіз, основні поняття та інструменти тітриметрія, титрант з приготованим та встановленим титром, способи титрування, класифікація титриметрическим методів по хімічним реакціям і речовин-реагентів.
Кількісний хімічний аналіз поділяють на титриметричний і гравіметричний. Внаслідок тривалості застосування (більше 150 років) і розробленості методик їх називають класичними методами аналізу.
Під загальною назвою "титриметричний аналіз" об'єднують кількісні визначення, здійснювані титруванням.
Титрування полягає в поступовому додаванні до строго певної порції розчину аналізованої речовини або його навішуванні порцій розчину реагенту з точно відомою концентрацією до повного проходження хімічної реакції між реагентом і визначальним речовиною. Цю реакцію називають реакцією титрування, а момент її закінчення реєструють по зміні забарвлення спеціальних хімічних кольорозмінною речовин - індикаторів або щодо зміни забарвлення титруемого розчину. Момент закінчення титрування називають кінцевою точкою титрування (КТТ) або моментом (точкою) еквівалентності (МЕ, ТЕ), якщо він точно відповідає моменту хімічної еквівалентності визначається речовини і речовини реагенту. Розчин реагенту з точно відомою концентрацією, вираженої, як правило, у вигляді титру, називають титрований, титранту, стандартним або робочим.
Зміст визначається речовини в тітриметрія розраховують за законом еквівалентів (рівняння зв'язку), використовуючи як інтенсивності аналітичного сигналу вимірювань обсяг титранту, що пішов на титрування, тому стара назва методу - об'ємний аналіз.
За способом приготування розрізняють стандартні розчини з приготованим та встановленим титром. Розчини з приготованим титром отримують:
1) Методом точної наважки шляхом розчинення точно зваженої (до 10-4 - 10-5 м) навішення стандартного (вихідного) речовини в точно отмеренное за допомогою мірної колби (до 10-2 мл) обсязі розчинника;
2) З стандарт-титрів (фіксаналов - стара назва) розчиненням у мірній колбі певної місткості навішування вихідної речовини або певного обсягу його концентрованого розчину, запаяних у скляну ампулу в заводських умовах.
До стандартних (вихідним) речовинам пред'являють суворі вимоги. Ними можуть бути тільки хімічно чисті (домішки менше 0,01%), хімічно стійкі, добре розчинні речовини, склад яких суворо відповідає хімічній формулі, з можливо більшою молярною масою при можливо меншому внесок у неї молярної маси речовини реактиву, щоб зменшити похибка при зважуванні . Ці речовини повинні задовольняти вимогам до хімічних реакцій у кількісному хімічному аналізі.
Розчини з встановленим титром готують методом розбавлення концентрованих розчинів в три стадії, так як їх не можна приготувати по п/п.1 і 2. Цим способом готують, наприклад, стандартні розчини сильних кислот і лугів, речовини яких внаслідок своєї агресивності не відповідають вимогам, що пред'являються до вихідних речовин. Перша стадія полягає в розведенні концентрованого розчину до концентрації близькою до необхідної у мірній посуді з приблизною точністю вимірювання об'єму (1-10 см3). Друга стадія полягає у приготуванні спеціального установчого розчину з приготованим титром. На третій стадії титруванням встановлюють точну концентрацію робочого розчину по концентрації інсталяційного.
Розчини з приготованим титром називають первинним стандартом, а з встановленим - вторинним. Наприклад, первинним стандартом у алкаліметріі є титрований розчин оксалату натрію Na2C2O4, дигідрату щавлевої кислоти H2C2O4  2H2O, гідрофталата калію, а в ацідіметріі карбонату натрію Na2CO3 і декагідрата тетраборату натрію Na2B4O7  2H2O (бури). Вторинний стандарт - це розчини NaOH і КОН з встановленим титром, застосовувані в алкаліметріі і робочий розчин HCl - в ацідіметріі.
Інструментами для точного вимірювання обсягів (до10-2 см3) розчинів в тітриметрія служать аналітичні піпетки, бюретки і мірні колби різної місткості, а маси - аналітичні ваги (до 10-4-10-5 г). Для приблизного вимірювання обсягів - мірні циліндри, мензурки, склянки та колби з поділками (до 10-1-50 см3), а маси - технічні ваги (до 10-2 г).
Конкретне титрування в тітриметрія прийнято зображати схемою у вигляді вертикальної стрілки (бюретки), справа вгорі від якої вказують хімічну формулу і концентрацію титранту, в середині - індикатор, а внизу - обумовлений речовина, наприклад,
NaOH, c (NaOH) = 0,05 моль / дм 3
фенолфталеїн
Н2С2О4  2H2O
У тітриметрія результати вимірювання об'єму титранту отримують як середньоарифметичне 3  5 збіжність (розбіжність не більше 0,1  0,2 см3) результатів повторних (паралельних) титрування.
Повторне титрування проводять двома способами: піпетування та окремих наважок.
При піпетування для кожного повторного титрування аналітичної піпеткою певної місткості Vпіп відбирають пробу (аліквотну частина) аналізованого розчину. Розрахунок маси визначається речовини у всьому об'ємі розчину, взятого на аналіз Vмк, проводять за формулою з поправочних коефіцієнтів Vмк / Vпіп, званим фактором розведення (або просто розведенням):
,
де m (А) і М (1 / z А) - маса і молярна маса еквівалента визначається речовини А; з (1 / z В) і V (B) - молярна концентрація еквівалента речовини титранту В і обсяг титранту, що пішов на титрування; Vмк і Vпіп - об'єм розчину речовини А у мірній колбі і піпетці, взяті на аналіз.
Широко поширений також спосіб розрахунку маси визначається речовини А через умовний титр робочого розчину Т (В / А), особливо при масових аналізах одного і того ж речовини в серії однотипних об'єктів (наприклад, маси H2SO4 в зразках акумуляторного електроліту). Тоді результат аналізу знаходять як, р.
При використанні методу окремих наважок в колбу для титрування поміщають наважку аналізованого речовини mнав, розраховану на одне титрування, розчиняють її достатнім об'ємом розчинника і оттітровивают. Потім, як правило, розраховують масову частку  (А) визначається речовини А в навішуванні:,%.
У тітриметрія використовують способи прямого, зворотного (по залишку) і замісного (непрямого) титрування.
При прямому титруванні розчин визначається речовини А безпосередньо титрують стандартним розчином речовини В. Зміст А (m (A),  (А) або з (1 / z A)) знаходять за законом еквівалентів: речовини реагують рівними кількостями речовини їх еквівалентів, т. е. n (1 / z A) = n (1 / z B). Підстановкою в це співвідношення різних виразів для кількості речовини еквівалента (n (1 / z X) = m (X) / M (1 / z X) або n (1 / z X) = c (1 / z X) V (X )) отримують формули для m (A) і  (А), наведені вище, а з (1 / z A) розраховують за формулою.
До нагоди прямого титрування відносять титрування розчину кислоти лугом (або навпаки), окислювача відновником (або навпаки) і ін
Зворотне титрування (по залишку) застосовують, коли речовина А - нестійкий, або А і В не взаємодіють, або не можна підібрати індикатор для реєстрації КТТ (МЕ, ТЕ), тоді до аліквотної частини розчину А додають суворо відміряних, завідомо надмірна по відношенню до А , обсяг додаткового титрованного розчину речовини С, що реагує з А в еквівалентних кількостях.
Таблиця 1.
Класифікація титриметрическим методів по застосовуваних реактивів
Назва
Речовини титранту
Речовини, що визначаються прямим титруванням
Групи методів
Підгрупи методів
Окремих методів
Кислотно - основне титрування (протолітометрія)
Жадали-метрія
NaOH, KOH
Кислоти, гидролизующиеся солі
Ацид-метрія
HCl, H2SO4
Підстави, гидролизующиеся солі
Окисно-відновлювальних-новітельное титрування (редоксіметрія, оксредметрія)
Оксиди-метрія
Пеманганатометрія Йодометрія Діхроматометрія Броматометрія Іодатометрія Церіметрія Ванадатометрія
KМnO4 I2 K2Cr2O7 KbrO3 KIO3 Ce (SO4) 2 NH4VO3
Відновлювачі Відновлювачі Відновлювачі Відновлювачі Відновлювачі Відновлювачі Відновлювачі
Комплексонометрія
Редуціометрія
Тітанометрія Хроматометрія
TiCl3 CrCl2
Окислювачі Окислювачі
Комплексонометрія
Редуціо метрія
Меркуріметрія Ціанідометрія
Hg (NO3) 2 KCN
Галогеніди іони Ni2 +, Co2 +, Al3 +, Zr4 +, Th4 +
Хелатометрія
Комплексонометрія
ЕДТА комплексон III трилон Б
Іони металів
Осаджувальної титрування (седіметрія)
Аргентометрія Меркурометрія
AgNO3 Hg2 (NO3) 2
Галогени, псевдогалогени, хлориди
На другій стадії залишок З оттітровивают основним титрант В, як би знову (назад) повертаючись до бажаного титрант (варіанту титрування), що і відображено в назві методу. Наприклад, гідністю перманганатометрія є можливість титрування без індикатора розчинів речовин відновників стандартним розчином КМnО4, що є сильним окислювачем у кислому середовищі (Е  = 1,51 В). У МЕ тітруемих безбарвний розчин змінює своє забарвлення на рожеве. Однак КМnО4 не реагує з окислювачами, тому в цьому випадку застосовують зворотне титрування. Наприклад, перманганатометріческое визначення змісту K2Cr2O7 можна показати схемою
KMnO4 1) FeSO4 2) KMnO4
(Окислювач) (відновник) (окислювач)
надлишок
без інд-ра => не можна => без інд-ра + без інд-ра
від зел. до сірого
K2Cr2O7 від оранж. до зеленого FeSO4
(Окислювач) K2Cr2O7 (відновник)
(Окислювач) залишок
Розрахункову формулу для m (К2Cr2О7) отримують з співвідношень кількостей речовин для стадій 1 і 2:
n1 (FeSO4) = n (1 / 6 K2Cr2O7)

n2 (FeSO4) ост n (1 / 5 KMnO4)
звідки

або в загальному вигляді
, М
Замісне (непряме) титрування застосовують, коли А і В не взаємодіють або взаємодіють не стехіометричні, або не можна підібрати індикатор. Тоді вся кількість речовини А переводять (заміщають) хімічною реакцією з явним надлишком реагенту Д в еквівалентну А кількість речовини С, стехіометричні взаємодіють з титрант В, яким і оттітровивают С. Зміст А в розчині знаходять із співвідношення
Ю
, Яке призводить до формул прямого титрування.
Замісне титрування застосовують, наприклад, при іодометріческом визначенні окислювачів. Йодометрія один з самих чутливих титриметрическим методів. Виняткова чутливість пояснюється застосовуваним індикатором - крохмалем, який синіє в присутності незначних кількостей молекулярного йоду (I2) у ПЕ іодометріческого титрування. Очевидне фарбування титруемого розчину в інтенсивний синій колір дозволяє дуже точно визначати ТЕ навіть при невеликій кількості визначених речовин. Проте пряме титрування окислювачів (K2Cr2O7, KMnO4, CuSO4 та ін) стандартним розчином KI (відновника) здійснити неможливо, оскільки не можна застосувати крохмаль як індикатор, оскільки перша ж крапля KI призведе до утворення I2, розчин посиніє і подальше додавання KI сприяє тільки монотонного посиленню цієї пофарбування без різкого її зміни у ПЕ. Тому, щоб для визначення окислювача застосувати іодометріческое титрування, його проводять у дві стадії. На першій стадії до аліквотах розчину окислювача додають явний надлишок нетітрованного розчину KI для заміщення усієї кількості речовини окислювача еквівалентним кількістю I2. Потім, на другий стадії, оттітровивают утворився I2 у присутності крохмалю стандартним розчином тіосульфату натрію Na2S2O3. Наприклад, таке визначення змісту CuSO4 в розчині можна зобразити схемою
KI
(Відновник) не можна, так як немає
CuSO4 індикатора
(Окислювач)
2CuSO4 + 4KI = 2CuI + I2 + 2K2SO4
n (Cu2 +) = n (1 / 2 I2)
Na2S2O3
2) крохмаль
від син. до бесцв.
n (1 / 2 I2) = n (Na2S2O3).
Для двох стадій титрування можна записати: n (CuSO4) = n (1 / 2 I2) = n (Na2S2O3)  n (CuSO4) = n (Na2S2O3), звідки

Титриметричні методи класифікують по реакціях титрування. Ці реакції можуть бути реакціями обміну протонами або електронами, освіти комплексних або малорозчинних сполук. Відповідні групи титриметрическим методів називають кислотно-основним титруванням (протолітометрія), окисно-відновлювальних-них титруванням (редоксіметрія), комплексометріческім титруванням (комплексометрія) і осаджувальних титруванням (седіметрія). Окремі титриметричні методи називають по реагентів, що застосовуються у цих методах (див. табл. 1.).
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Реферат
36.2кб. | скачати


Схожі роботи:
Сутність та основні інструменти валютного менеджменту
Похідні фінансові інструменти поняття класифікація
Похідні фінансові інструменти поняття класифікація 2
Основні методи та інструменти державного регулювання економіки
Основні інструменти фінансового аналізу та їх використання на українських підприємствах
Основні інструменти грошово кредитного регулювання економіки проц
Грошово-кредитна політика в Республіці Білорусь Основні інструменти
Оздоровчий туризм основні поняття аналіз організації на світових і вітчизняних курортах
Основні інструменти грошово-кредитного регулювання економіки - процентна політика
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru