Вопросы для контроля знаний
1.Сущность гравиметрического анализа и его классификация. Пере- числите основные достоинства и недостатки метода.
2. Охарактеризуйте метод осаждения. Какие существуют требования к осаждаемой гравиметрической формам вещества?
3. Основные требования к выбору осадителя?
4. Что такое гравиметрический фактор и как его рассчитать?
5. На какие виды классифицируются осадки?
6. Чем отличаются условия осаждения кристаллических осадков от аморфных?
7. Поясните влияние одноименных ионов на растворимость осадка.
РАЗДЕЛ III. ОСНОВЫ
ТИТРИМЕТРИЧЕСКОГО
(ОБЪЕМНОГО) АНАЛИЗА
Глава 3.1. Сущность титриметрического анализа Титриметрический анализ является методом количественного анализа, основанный на точном измерении объемов реагирующих веществ. Таким образом, аналитическим сигналом в титриметрическом анализе является объем рабочего раствора (титранта), затраченного на реакцию с определяемым компонентом (веществом). Тогда, титрование – это процесс приливания раствора с известной концентрацией к аликвоте раствора с неизвестной концентрацией для установления точно эквивалентного количества. Аликвотная доля (аликвота) – точно известная часть анализируемого раствора, взятая для анализа. Часто она отбирается калиброванной пипеткой, и ее объем обычно обозначается символом Vss.
Для проведения титриметрических определений необходимы растворы с точно известной концентрацией, которые называют стандартными или
титрованными (а также титрантами или рабочими).
Различают первичные и вторичные стандартные растворы. Первичные растворы стандартные растворы можно приготовить следующими способами:
- по точной навеске, если вещество устойчиво, хорошо растворимо, является химически чистым и его состав строго соответствует определенной формуле; - из фиксанала (фиксанал – это герметично запаянная стеклянная ампула с точно фиксированным количеством стандартного твердого вещества (точная навеска) или точным объемом стандартного раствора, необходимых для приготовления 1 л 0,1000н. стандартного раствора.
Вторичные стандартные растворы готовят приблизительной концентрации из навески твердого вещества с последующим растворением или разбавлением определенного объема концентрированного раствора. Для установления точной концентрации вторичных стандартных растворов проводят обязательную процедуру стандартизации, т.е. уточняют его концентрацию по подходящему первичному стандарту.
Первичные стандартные растворы также называют приготовленными, а вторичные установленными.
Стандартизация – процесс нахождения концентрации активного реагента в растворе (чаще всего путем титрования его стандартным раствором соответствующего вещества).
Стандартные растворы готовят с использованием аналитических весов и точной мерной посуды. К точной мерной посуде относятся бюретки, пипетки и мерные колбы (рис. 3, а также Приложение 4, 5). Концентрацию стандартных растворов записывают с точностью до 4 значащих цифр.
В зависимости от типа используемых химических реакций различают следующие методы титриметрического анализа:
- методы кислотно-основного титрования, основанные на реакции нейтрализации;
- методы окисления-восстановления, основанные на взаимодействии между окислителем и восстановителем;
- методы комплексообразования, основанные на образовании малодиссоциирующих комплексных ионов или молекул;
- методы осаждения, основанные на образовании малорастворимых соединений.
Важнейшим моментом в титриметрическом анализе является установление точки эквивалентности (ТЭ). Точка эквивалентности (ТЭ) – такая точка (момент) титрования, в которой количество прибавленного титранта (Т)
эквивалентно количеству титруемого вещества х. Синонимы
ТЭ: стехиометрическая точка, теоретическая конечная точка. Также пользуются термином конечная точка титрования (КТТ) – это точка (момент) титрования, в которой некоторое свойство раствора (например, его окраска) показывает заметное (резкое) изменение. КТТ соответствует более или менее ТЭ, но чаще всего не совпадает с ней. Для установления точки эквивалентности используют разные способы индикации: самоиндикация; специальные индикаторы; физико-химические способы. Индикатор – вещество, которое проявляет видимое изменение в ТЭ или вблизи нее. В идеальном случае индикатор присутствует в достаточно малой концентрации, чтобы в интервале его перехода не затрачивалось существенное количество титранта Т. Резкое видимое изменение индикатора (например, его окраски) соответствует КТТ. Например, в кислотно-основном титровании используют именно индикаторы – химические соединения, изменяющие окраску в зависимости от среды раствора (от величины рН). Наиболее известными среди них являются лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый. Выбор индикатора для данного определения осуществляется на основании кривых титрования (КТ). Кривая кислотно-основного титрования показывает зависимость рН раствора от степени его оттитрованности и характеризуется скачком титрования и точкой эквивалентности (Приложение 7). Индикатор может быть применим в том случае, если интервал значений рН, в котором меняется окраска индикатора, лежит в области скачка титрования. Скачок титрования – интервал резкого изменения какого либо физического или физико-химического свойства раствора вблизи точки эквивалентности, обычно наблюдается тогда, когда добавлено 99,9 – 100,1 % титранта по сравнению с его стехиометрическим количеством. Довольно часто в титриметрическом анализе используют холостое титрование – титрование раствора, идентичного анализируемому раствору по объему, кислотности, количеству индикатора и т.д., но не содержащего определяемого вещества.
Основные операции титриметрического анализа:
1. Очистка, мытье, хранение мерной посуды.
2. Проверка вместимости мерной посуды.
3. Взятие навески с точно известной массой по разности результатов двух взвешиваний (обычно – на аналитических весах).
4. Количественное перенесение навески вещества в мерную колбу и растворение вещества.
5. Заполнение мерной посуды (колб, бюреток, пипеток) раствором.
6. Опорожнение пипеток, бюреток.
7. Отбор аликвотной доли анализируемого раствора.
8. Титрование и расчеты по результатам титрования.