Титриметрические методы анализа

При титровании употребляют не избыток реактива, а количество его, эквивалентное количеству определяемого вещества. Ясно, что необходимым условием является точное установление того момента, когда заканчивается реакция между титруемым веществом и рабочим раствором, то есть фиксирование точки эквивалентности. Чем точнее определяется конец реакции, тем точнее будет результат анализа.

Для определения конца реакции применяют особые реактивы, так называемые индикаторы. Действие индикаторов в большинстве случаев сводится к тому, что они по окончании реакции между титруемым веществом и рабочим раствором в присутствии небольшого избытка последнего претерпевают изменения и меняют окраску раствора или осадка. Когда из бюретки прибавлено столько рабочего раствора, что наблюдается заметное изменение окраски титруемого раствора, говорят, что достигнута точка конца титрования. Она может точно не совпадать с точкой эквивалентности. Но так как оп­ределение титра рабочего раствора проводят с тем же индикатором и в тех же условиях, что и сам анализ, несовпадение точки конца титрования с точкой эквивалентности практически не отражается на точности определения.

Если изменение окраски индикатора в конечной точке происходит между близкими, трудно воспринимаемыми человеческим глазом переходами (например, желтый — оранжевый — розовый и наоборот), рекомендуется применение раствора — «свидетеля». Этот раствор должен иметь примерно такой же объем и состав, что и анализируемый раствор в конце титрования. Количество индикатора, прибавленное в обоих случаях, должно быть также одинаковым. Имея такой «свидетель» рядом с титруемым раствором, легко определить при титровании момент, когда окраска обоих растворов сравняется.

В большинстве случаев индикаторы прибавляют к раствору исследуемого вещества и титрование происходит в присутствии индикатора. Это так называемые внутренние индикаторы. В некоторых случаях поступают иначе: по мере титрования от титруемого раствора отбирают капилляром по капле раствора, к которому на

фарфоровой пластинке прибавляют каплю индикатора. Таким образом, реакция с индикатором происходит вне титруемого раствора. Применяемые в этом случае индикаторы называются внешними.

Для каждого титриметрического метода имеются отдельные индикаторы. В методах нейтрализации индикаторы меняют свою окраску гари изменении рН раствора. В методах осаждения точку эквивалентности находят по прекращению образования осадка. Индикаторы, применяемые в этих методах, образуют ярко окрашенный осадок или раствор с минимальным избытком рабочего раствора. Иногда, если титруют ярко окрашенным раствором (например, раствор КМп04), окончание титрования можно заметить без индикатора, так как первая капля рабочего раствора, которая не прореагирует с определяемым веществом, изменяет окраску титруемого раствора

Общие указания по титриметрическим определениям

Вся посуда (мерная и простая) должна быть тщательно вымыта хромовой смесью, простой водой и несколько раз сполоснута дистиллированной водой. Ни одна капля жидкости внутри сосуда стекая, не должна задерживаться на стенке.

Бюретку перед заполнением рабочим раствором нужно ополоснуть 2—3 раза небольшими порциями (5— 7 мл) этого раствора. Бюретку наполняют с помощью маленькой воронки, которую затем надо снять. После заполнения бюретки необходимо проследить за тем, чтобы в кончике бюретки не было пузырька воздуха. Все отсчеты надо вести на фоне белой бумаги.

Перед тем как отобрать пипеткой какой-либо раствор, также нужно два раза ополоснуть ее этим раствором.

Титруемый раствор помещают в коническую колбу (колба Эрленмейера). Размер подбирается так, чтобы общий объем жидкости в конце титрования был не более половины объема колбы. Кончик бюретки не должен находиться слишком высоко над колбой или опускаться слишком низко. Правильное положение показано на рис. 32. Чтобы изменение окраски было заметнее, под колбу надо подложить   лист белой бумаги.   Во время титрования кран или зажим регулируют левой рукой, а колбу держат в правой руке. Не следует слишком быстро выпускать жидкость из бюретки и сразу же производить отсчет; в этом случае произойдет ошибка в отсчете, связанная с на-теканием жидкости со стенок бюретки. Выпускать жидкость из бюретки необходимо со скоростью 1 мл за 5—6 с, производить отсчет делений не раньше, чем через 20—30 с после окончания титрования. Во время титрования раствор в колбе надо все время перемешивать вращательным движением. Время от времени следует обмывать стенки колбы небольшими порциями дистиллированной воды   из   промы-

валки, начиная с горла ее, чтобы смыть мелкие брызги реактива. Вблизи конечной точки титрования раствор из бюретки необходимо прибавлять особенно осторожно, по одной капле и чаще обмывать стенки колбы.

Если при титровании наступает момент, когда нельзя сказать с уверенностью, достигнута конечная точка или нет, следует записать показания бюретки, прибавить еще одну каплю раствора и наблюдать, происходит ли заметное изменение в окраске раствора.

Если из одной бюретки производится несколько титрований подряд, то надо каждый раз доводить уровень жидкости в бюретке до нулевой черты.

При титровании нескольких параллельных проб все результаты записывают в рабочую тетрадь и для расчета берут среднюю величину. При титровании из бюретки объем 25 мл или 50 мл результаты титрования считаются правильными, если количество пошедшего на титрование раствора различается для двух или трех параллельных проб не более чем на 1,0 мл. В случае большего расхождения титрование нужно повторить.

Вычисления в титриметрическом анализе

При установке титра рабочего раствора расчеты производят следующим образом. Если концентрация раствора выражается нормальностью, то для расчетов при титровании пользуются формулой:

lVV1 = I/2,va,

где Vi, V2 — объем растворов, мл; Nu N2 — нормальность растворов.

Нормальная концентрация подсчитывается с точностью до четвертого десятичного знака.

Пример 1. Для определения концентрации рабочего раствора NaOH в качестве исходного раствора был взят 0,1 н. раствор соляной кислоты. Объем исходного раствора взятого для титрования равен 10 мл. Объем рабочего раствора, пошедшего на титрование, 11,30 мл. Точная нормальная концентрация рабочего раствора будет

МШШ "      FNaOH       = ~ПХ* - 0>0885•

При выражении точной нормальной концентрации рабочего раствора часто применяют так называемый поправочный коэффициент К. Это величина, на которую нужно умножить предполагаемую нормальность раствора, чтобы получить точную концентрацию раствора. Например, имеется приблизительно 0,1 н. раствор, для ко­торого /(=0,945. Следовательно, точная нормальная концентрация раствора равна 0,1-0,945=0,0945.

Величину К находят, разделив определенную титри-метрически нормальность раствора на величину предполагаемой нормальности раствора.

где N—определенная нормальность раствора; N0 — .предполагаемая нормальность раствора.

Если рабочий   раствор приготовлен   из фиксанала,

к=\.

Пример 2. Чему равен К приблизительно 0,1 н. раствора NaOH, если его найденная титриметрически нормальная концентрация равна 0,0885:

0,0885 К=    0 1    =0,885;

Если титр раствора хотят выразить в граммах вещества в 1 мл раствора, то пользуются формулой:

т— 1000 '

где Э — эквивалентная масса вещества; N — нормальная концентрация раствора.

Пример 3. Нормальность раствора AgN03 равна 0,1020; его титр равен:

169,88-0,1020     л   ,

ГАемОз"=—-ТобО                    = 0,01733 г/мл.

Однако чаще всего концентрацию рабочего раствора выражают через титр по определяемому веществу. Для этого пользуются формулой:

гх/у— 1000 '

где X —рабочий раствор; Y —определяемое вещество; Nx — нормальность рабочего раствора; Зу— эквивалентная масса определяемого вещества.

Например, нормальность раствора AgN03 равна 0,1020, его титр по хлору равен:

0,1020-35,45   „                     ,

7AgN03/Cl = —■[ооо = 0,003616 г/мл.

Титр рассчитывается до четвертой значащей цифры.

Пользуясь титром раствора по определяемому веществу, легко вычислить количество вещества по формуле:

P = V-T,

где р — количество праймов определяемого вещества; V — объем рабочего раствора, пошедшего на титрование; Т — титр рабочего раствора по определяемому веществу.

Пример 4. Какое количество хлора содержалось в титруемом хлориде, если на титрование затрачено 8,20 мл нитрата серебра. TAgNcyCl =0,003616

Pel = 7AgNO.,/ciVAgNOa = 0,003616• 8,20 = 0,02965 г

Использованная литература

1.Библиогр.: Крешков А.П. Основы аналитической химии, т. 2, с. 38, М., 1970; Селезнев К.А. Аналитическая химия. Качественный полумикроанализ и количественный анализ, с. 164, М., 1973.

2.  Малая медицинская энциклопедия. — М.: Медицинская энциклопедия. 1991—96 гг. 2. Первая медицинская помощь. — М.: Большая Российская Энциклопедия. 1994 г. 3. Энциклопедический словарь медицинских терминов. — М.: Советская энциклопедия. — 1982—1984 гг.