Titreringsmetoder i analytisk kemi kortfattat. Neutraliseringsmetod i den titrimetriska analysmetoden
Målet med arbetet : förvärva färdigheter i att använda en av metoderna för kvantitativ analys - titrimetrisk, och lära sig grundläggande tekniker för statistisk bearbetning av mätresultat.
Teoretisk del
Titrimetrisk analys är en metod för kvantitativ kemisk analys baserad på att mäta volymen av en reagenslösning med en exakt känd koncentration som förbrukas för att reagera med ämnet som bestäms.
Titrimetrisk bestämning av ett ämne utförs genom titrering - tillsätt en av lösningarna till en annan i små portioner och separata droppar samtidigt som resultatet ständigt registreras (övervakas).
En av de två lösningarna innehåller ett ämne i en okänd koncentration och representerar den analyserade lösningen.
Den andra lösningen innehåller ett reagens med exakt känd koncentration och kallas en arbetslösning, standardlösning eller titrant.
Krav för reaktioner som används i titrimetrisk analys:
1. Förmågan att fixa ekvivalenspunkten, den mest använda är observation av dess färg, som kan ändras under följande förhållanden:
En av reaktanterna är färgad, och det färgade reagenset ändrar färg under reaktionen;
Ämnen som används - indikatorer - ändrar färg beroende på lösningens egenskaper (till exempel beroende på omgivningens reaktion).
2. Reaktionens kvantitativa förlopp, upp till jämvikt, kännetecknat av motsvarande värde på jämviktskonstanten
3. Tillräcklig hastighet av kemisk reaktion, eftersom Det är extremt svårt att fixa ekvivalenspunkten i långsamma reaktioner.
4. Frånvaro av sidoreaktioner där exakta beräkningar är omöjliga.
Metoder för titrimetrisk analys kan klassificeras efter arten av den kemiska reaktion som ligger till grund för bestämningen av ämnen: syra-bastitrering (neutralisering), utfällning, komplexbildning, oxidation-reduktion.
Jobbar med lösningar.
Volymflaskor utformad för att mäta den exakta volymen vätska. De är runda, plattbottnade kärl med en smal, lång hals, på vilka det finns ett märke till vilket kolven ska fyllas (fig. 1).
Fig.1 Volymkolvar
Teknik för att bereda lösningar i mätkolvar från fixanals.
För att förbereda en lösning från fixanal bryts ampullen över en tratt som sätts in i en mätkolv, innehållet i ampullen tvättas av med destillerat vatten; lös sedan upp det i en mätkolv. Lösningen i mätkolven bringas till märket. Efter att ha fört vätskenivån till märket blandas lösningen i kolven väl.
Byretter De är tunna glasrör graderade i milliliter (Fig. 2). En glaskran löds fast i den nedre, något avsmalnande änden av byretten eller en gummislang med kulventil och en glaspip är fastsatt. En byrett väljs för arbete beroende på volymen lösning som används i analysen.
Fig.2. Byretter
Hur man använder en byrett
1. Byretten tvättas med destillerat vatten.
2. Byretten förberedd för arbete fixeras vertikalt i ett stativ, med hjälp av en tratt hälls lösningen i byretten så att dess nivå är över nollmärket.
3. Ta bort luftbubblor från den nedre förlängda änden av byretten. För att göra detta, böj den uppåt och släpp ut vätskan tills all luft är borta. Därefter sänks kapillären ner.
4. Vätskenivån i byretten är inställd på nolldelning.
5. När du utför en titrering, tryck på gummislangen på sidan av kulan och dränera vätskan från byretten i kolven, vrid den senare. Först hälls titranten i byretten ut i en tunn stråle. När färgen på indikatorn vid den punkt där titrantdropparna faller börjar ändras, tillsätts lösningen försiktigt, droppe för droppe. Titreringen stoppas när en skarp förändring i indikatorns färg inträffar på grund av tillsatsen av en droppe titrering, och volymen av förbrukad lösning registreras.
6. I slutet av arbetet dräneras titranten från byretten, byretten tvättas med destillerat vatten.
Syra-bas titreringsmetod (neutralisering).
Syra-bastitreringsmetoden bygger på reaktionen mellan syror och baser, d.v.s. för neutraliseringsreaktioner:
H + + OH¯ = H2O
När du utför denna uppgift används syra-bastitreringsmetoden, baserad på användningen av en neutraliseringsreaktion:
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
Metoden består i att gradvis tillsätta en lösning av svavelsyra av känd koncentration till en lösning av ämnet som bestäms - natriumhydroxid. Tillsatsen av syralösningen fortsätter tills dess mängd blir ekvivalent med mängden natriumhydroxid som reagerar med den, dvs. tills alkalin är neutraliserad. Neutralisationsögonblicket bestäms av färgförändringen på indikatorn som tillsätts till den titrerade lösningen. Enligt ekvivalentlagen enligt ekvationen:
C n (k-du) · V (k-du) = C n (alkalier) · V (alkalier)
Cn(k-ty) och Cn(alkali) – molära koncentrationer av ekvivalenter av reagerande lösningar, mol/l;
V (totalt) och V (alkali) – volymer av reagerande lösningar, l (ml).
C (NaOH) och 
- molära koncentrationer av ekvivalenta NaOH och H 2 SO 4 i reagerande lösningar, mol/l;
V(NaOH) och 
) - volymer av reagerande lösningar av alkali och syra, ml.
Exempel på problemlösning.
1. För att neutralisera 0,05 1 sur lösning användes 20 cm 3 0,5 N alkalilösning. Vad är normaliteten hos syra?
2. Hur mycket och vilket ämne blir kvar i överskott om 120 cm 3 av 0,3 N lösning av kaliumhydroxid tillsätts till 60 cm 3 av 0,4 N svavelsyralösning?
Lösningen på problem med att bestämma pH i en lösning och koncentrationer av olika slag presenteras i metodhandboken.
EXPERIMENTELL DEL
Ta emot en kolv med en alkalilösning med okänd koncentration från laboratorieassistenten. Mät upp 10 ml prover av den analyserade lösningen i tre koniska titreringskolvar med en mätcylinder. Tillsätt 2-3 droppar metylorange indikator till var och en av dem. Lösningen blir gul (metylorange är gul i alkalisk miljö och orangeröd i sur miljö).
Förbered titreringsinstallationen för arbete (fig. 3). Skölj byretten med destillerat vatten och fyll den sedan med en lösning av svavelsyra med en exakt känd koncentration (molkoncentrationen av motsvarande H 2 SO 4 anges på flaska) över nolldelning. Böj gummiröret med glasspetsen uppåt och dra bort gummit från glasoliven som täcker utgången från byretten, släpp långsamt vätskan så att det inte finns några luftbubblor kvar i den efter att spetsen har fyllts. Släpp överskottet av syralösningen från byretten i ett ersättningsglas, medan den nedre menisken av vätskan i byretten ska ställas in på noll.
Placera en av kolvarna med alkalilösningen under byrettens spets på ett vitt papper och fortsätt direkt till titreringen: mata långsamt syran från byretten med ena handen och rör kontinuerligt i lösningen med den andra handen. en cirkulär rörelse av kolven i ett horisontellt plan. Vid slutet av titreringen ska syralösningen matas droppvis från byretten tills en droppe förvandlar lösningen till en permanent orange färg.
Bestäm volymen syra som används för titrering, exakt till 0,01 ml. Räkna byrettens delningar längs den nedre menisken, medan ögat ska vara i nivå med menisken.
Upprepa titreringen ytterligare 2 gånger, varje gång med början från nolldelningen av byretten. Anteckna titreringsresultaten i tabell 1.
Beräkna koncentrationen av alkalilösningen med formeln:
bord 1
Resultat av titrering av natriumhydroxidlösning
Utför statistisk bearbetning av titreringsresultaten enligt den metod som beskrivs i bilagan. Sammanfatta resultaten av statistisk bearbetning av experimentella data i Tabell 2.
Tabell 2
Resultat av statistisk bearbetning av experimentella data från titrering av natriumhydroxidlösning. Konfidenssannolikhet α = 0,95.
| n | Sx |  |
||
Skriv ner resultatet av bestämning av molkoncentrationen av NaOH-ekvivalent i den analyserade lösningen som ett konfidensintervall.
FRÅGOR FÖR SJÄLVKONTROLL
1. Kaliumhydroxidlösning har pH = 12. Koncentrationen av basen i lösningen vid 100 % dissociation är ... mol/l.
1) 0,005; 2) 0,01; 3) 0,001; 4) 1,10-12; 5) 0,05.
2. För att neutralisera 0,05 1 sur lösning användes 20 cm3 0,5 N alkalilösning. Vad är normaliteten hos syra?
1) 0,2 n; 2) 0,5 n; 3) 1,0 n; 4) 0,02 n; 5) 1,25 n.
3. Hur mycket och vilket ämne blir kvar i överskott om 125 cm 3 av 0,2 N lösning av kaliumhydroxid tillsätts till 75 cm 3 av 0,3 N lösning av svavelsyra?
1) 0,0025 g alkali; 2) 0,0025 g syra; 3) 0,28 g alkali; 4) 0,14 g alkali; 5) 0,28 g syra.
4. En analysmetod som bygger på att bestämma ökningen av kokpunkten kallas...
1) spektrofotometrisk; 2) potentiometrisk; 3) ebullioskopisk; 4) radiometrisk; 5) konduktometrisk.
5. Bestäm den procentuella koncentrationen, molariteten och normaliteten för en lösning av svavelsyra erhållen genom att lösa 36 g syra i 114 g vatten, om lösningens densitet är 1,031 g/cm3.
1) 31,6 ; 3,77; 7,54 ; 2) 31,6; 0,00377; 0,00377 ;
3) 24,0 ; 2,87; 2,87 ; 4) 24,0 ; 0,00287; 0,00287;
5) 24,0; 2,87; 5,74.
Den titrimetriska analysmetoden (titrering) möjliggör volymetrisk kvantitativ analys och används i stor utsträckning inom kemi. Dess främsta fördel är mångfalden av metoder och metoder, tack vare vilka den kan användas för att lösa en mängd olika analytiska problem.
Analysprincip
Den titrimetriska analysmetoden baseras på att mäta volymen av en lösning med känd koncentration (titrant) som reagerade med testämnet.
För analysen behöver du specialutrustning, nämligen en byrett - ett tunt glasrör med graderingar applicerade. Den övre änden av detta rör är öppen, och i den nedre änden finns en avstängningsventil. Med hjälp av en tratt fylls den kalibrerade byretten med titrant till nollstrecket. Analysen utförs till titreringsändpunkten (ETP) genom att tillsätta en liten mängd lösning från byretten till testsubstansen. Slutpunkten för titreringen identifieras av en förändring i färgen på indikatorn eller någon fysikalisk-kemisk egenskap.
Det slutliga resultatet beräknas baserat på volymen förbrukad titrant och uttrycks i titer (T) - ämnets massa per 1 ml lösning (g/ml).
Skäl för processen
Den titrimetriska metoden för kvantitativ analys ger korrekta resultat eftersom ämnena reagerar med varandra i ekvivalenta mängder. Detta betyder att produkten av deras volym och kvantitet är identiska med varandra: C 1 V 1 = C 2 V 2. Från denna ekvation är det lätt att hitta det okända värdet på C 2 om de återstående parametrarna ställs in oberoende (C 1, V 2) och fastställs under analysen (V 1).
Titreringsslutpunktsdetektering
Eftersom snabb registrering av slutet av titreringen är den viktigaste delen av analysen, är det nödvändigt att välja rätt metoder. Det bekvämaste är användningen av färg- eller fluorescerande indikatorer, men instrumentella metoder kan också användas - potentiometri, amperometri, fotometri.
Det slutliga valet av en metod för att detektera CFT beror på den erforderliga noggrannheten och selektiviteten för bestämningen, såväl som dess hastighet och möjligheten till automatisering. Detta gäller särskilt för grumliga och färgade lösningar, såväl som aggressiva miljöer.
Titreringsreaktionskrav
För att den titrimetriska analysmetoden ska ge rätt resultat måste du korrekt välja reaktionen som kommer att ligga till grund för den. Kraven för det är följande:
- stökiometri;
- hög flödeshastighet;
- hög jämviktskonstant;
- närvaron av en tillförlitlig metod för att registrera den experimentella slutet av titreringen.
Lämpliga reaktioner kan vara av vilken typ som helst.
Typer av analyser
Klassificeringen av titrimetriska analysmetoder baseras på typen av reaktion. Baserat på denna funktion särskiljs följande titreringsmetoder:
- syra bas;
- redox;
- komplexometrisk;
- utfällande.
Varje typ är baserad på sin egen typ av reaktion, specifika titranter väljs, beroende på vilka undergrupper av metoder som urskiljs i analysen.
Syra-bas titrering
Den titrimetriska analysmetoden som använder reaktionen av hydronium med hydroxidjon (H 3 O + + OH - = H 2 O) kallas syra-bas. Om ett känt ämne i lösning bildar en proton, vilket är typiskt för syror, tillhör metoden undergruppen acidimetri. Här används vanligtvis stabil saltsyra HCl som titrering.
Om titranten producerar en hydroxidjon kallas metoden alkalimetri. Ämnen som används är alkalier, såsom NaOH, eller salter erhållna genom att reagera en stark bas med en svag syra, såsom Na 2 CO 3.
I det här fallet används färgade indikatorer. De är svaga organiska föreningar - syror och baser, som har olika strukturer och färger av protonerade och icke-protonerade former. De vanligaste indikatorerna vid syra-bastitrering är enfärgad fenolftalein (en klar lösning blir röd i en alkalisk lösning) och tvåfärgad metylorange (ett rött ämne blir gult i en sur lösning).
Deras utbredda användning beror på deras höga ljusabsorption, på grund av vilken deras färg är tydligt synlig för blotta ögat, och deras kontrast och smala färgövergångsområde.
Redoxtitrering
Redox titrimetrisk analys är en metod för kvantitativ analys baserad på att ändra förhållandet mellan koncentrationer av oxiderade och reducerade former: aOx 1 + bRed 2 = aRed 1 + bOx 2.
Metoden är indelad i följande undergrupper:
- permanganatometry (titrant - KMnO4);
- jodometri (I2);
- dikromatometri (K2Cr2O7);
- bromometri (KBr03);
- jodometri (KIO 3);
- cerimetri (Ce(SO4)2);
- vanadatometry (NH4VO3);
- titanometri (TiCl3);
- kromometri (CrCl2);
- askorbinometri (C6H8OH).
I vissa fall kan rollen som en indikator spelas av ett reagens som deltar i reaktionen och ändrar sin färg för att få en oxiderad eller reducerad form. Men specifika indikatorer används också, till exempel:
- vid bestämning av jod används stärkelse, som bildar en mörkblå förening med I 3 - joner;
- Vid titrering av järn(III)järn används tiocyanatjoner, som bildar komplex med metallen, färgade klarröda.
Dessutom finns det speciella redoxindikatorer - organiska föreningar som har olika färger i sina oxiderade och reducerade former.
Komplexometrisk titrering
Kort sagt, den titrimetriska analysmetoden, kallad komplexometrisk, bygger på interaktionen mellan två ämnen för att bilda ett komplex: M + L = ML. Om kvicksilversalter används, till exempel Hg(NO 3) 2, kallas metoden kvicksilvermetri, om etylendiamintetraättiksyra (EDTA) kallas komplexometri. I synnerhet, med den senare metoden, används en titrimetrisk metod för att analysera vatten, nämligen dess hårdhet.
Inom komplexometri används transparenta metallindikatorer som får färg när de bildar komplex med metalljoner. Till exempel, vid titrering av järnsalter med EDTA, används klar sulfosalicylsyra som en indikator. Det gör lösningen röd när den bildar ett komplex med järn.
Men oftare har metallindikatorer sin egen färg, som ändras beroende på koncentrationen av metalljonen. Flerbasiska syror används som sådana indikatorer och bildar ganska stabila komplex med metaller, som snabbt förstörs när de utsätts för EDTA med en kontrasterande färgförändring.
Nederbördstitrering
Den titrimetriska analysmetoden, som är baserad på reaktionen mellan två ämnens interaktion med bildandet av en fast förening som fälls ut (M + X = MX↓), är utfällning. Det är av begränsad betydelse, eftersom deponeringsprocesser vanligtvis är icke-kvantitativa och icke-stökiometriska. Men ibland används den fortfarande och har två undergrupper. Om metoden använder silversalter, till exempel AgNO 3, kallas det argentometri, om kvicksilversalter, Hg 2 (NO 3) 2, då kvicksilver.
Följande metoder används för att detektera titreringsslutpunkten:
- Mohrs metod, där indikatorn är kromatjonen, som bildar en tegelröd fällning med silver;
- Volhards metod, baserad på titrering av en lösning av silverjoner med kaliumtiocyanat i närvaro av järn(III)järn, som bildar ett rött komplex med titranten i ett surt medium;
- Fajansmetoden, som innebär titrering med adsorptionsindikatorer;
- Gay-Lussac-metoden, där CTT bestäms av lösningens clearing eller grumlighet.
Den senare metoden har knappast använts på senare tid.
Titreringsmetoder
Titrering klassificeras inte bara av den underliggande reaktionen, utan också av exekveringsmetoden. Baserat på denna funktion särskiljs följande typer:
- direkt;
- omvänd;
- titrering av substituenten.
Det första fallet används endast under idealiska reaktionsförhållanden. Titranten tillsätts direkt till ämnet som bestäms. Således bestäms magnesium, kalcium, koppar, järn och cirka 25 andra metaller med EDTA. Men i andra fall används ofta mer komplexa metoder.
Ryggtitrering
Det är inte alltid möjligt att hitta den ideala reaktionen. Oftast går det långsamt, eller så är det svårt att hitta en metod för att fixera slutpunkten för titreringen, eller så bildas flyktiga föreningar bland produkterna, på grund av vilka analyten delvis går förlorad. Dessa nackdelar kan övervinnas genom att använda tillbakatitreringsmetoden. För att göra detta tillsätts en stor mängd titrant till ämnet som ska bestämmas så att reaktionen fortsätter till fullbordan, och sedan bestäms hur mycket av lösningen som förblir oreagerad. För att göra detta titreras den återstående titranten från den första reaktionen (T 1) med en annan lösning (T 2), och dess mängd bestäms av skillnaden i produkterna av volymer och koncentrationer i två reaktioner: C T1 V T 1 -C T 2 V T 2.
Användningen av den omvända titrimetriska analysmetoden ligger till grund för bestämningen av mangandioxid. Dess reaktion med järnsulfat fortskrider mycket långsamt, så saltet tas i överskott och reaktionen accelereras genom uppvärmning. Den oreagerade mängden järnjon titreras med kaliumdikromat.
Titrering av substituenten
Substituentitrering används vid icke-stökiometriska eller långsamma reaktioner. Dess väsen är att en stökiometrisk reaktion med en hjälpförening väljs för den substans som bestäms, varefter reaktionsprodukten utsätts för titrering.
Det är precis vad som görs vid bestämning av dikromat. Kaliumjodid tillsätts, vilket resulterar i att en mängd jod som motsvarar ämnet som bestäms frigörs, som sedan titreras med natriumtiosulfat.
Således gör titrimetrisk analys det möjligt att bestämma det kvantitativa innehållet av ett brett spektrum av ämnen. Genom att känna till deras egenskaper och egenskaperna hos reaktionerna kan du välja den optimala metoden och titreringsmetoden som ger resultat med en hög grad av noggrannhet.
Introduktion
Laboratorieworkshopen genomförs efter att ha studerat den teoretiska kursen ”Analytisk kemi och fysikalisk kemisk analys” och tjänar till att befästa och fördjupa de förvärvade kunskaperna.
Uppgiften med kvantitativ analys är att bestämma mängden (innehållet) av grundämnen (joner), radikaler, funktionella grupper, föreningar eller faser i det analyserade objektet. Denna kurs behandlar de grundläggande metoderna för titrimetrisk (volumetrisk) analys, titreringsmetoder och deras praktiska tillämpningar.
Innan laboratoriearbete påbörjas genomgår eleverna säkerhetsinstruktioner. Innan varje arbete genomförs ska studenten klara ett kollokvium om de avsnitt som läraren angett, samt om analysmetodiken. För att göra detta behöver du:
1) upprepa den relevanta delen av kursen;
2) bli bekant med arbetsmetodik i detalj;
3) upprätta ekvationer av kemiska reaktioner som ligger till grund för den kemiska analys som genomförs;
4) studera egenskaperna i analysen ur säkerhetssynpunkt.
Baserat på resultatet av sitt arbete gör eleverna en rapport som ska ange:
· jobbtitel;
· Mål;
· Metodens teoretiska grund: metodens väsen, grundläggande ekvation, beräkningar och konstruktion av titreringskurvor, val av indikator;
· reagenser och utrustning som används under arbetet;
· analysteknik:
Utarbetande av primära standarder;
Förberedelse och standardisering av fungerande lösning;
Bestämning av innehållet av testämnet i lösning;
· experimentella data;
· statistisk bearbetning av analysresultat;
· Slutsatser.
TITRIMETRISKA ANALYSMETODER
Titrimetrisk analysmetod baseras på att mäta volymen av ett reagens med exakt känd koncentration (titrant) som spenderas på en kemisk reaktion med ämnet som bestäms.
Bestämningsproceduren (titreringen) består av att tillsätta en titrering droppvis till en exakt känd volym av en lösning av analyten med en okänd koncentration från en byrett tills ekvivalenspunkten uppnås.
Var X– analyt; R- titrant, P– reaktionsprodukt.
Ekvivalenspunkt (dvs.)- detta är det teoretiska tillståndet för lösningen som uppstår vid tillsatsen av en ekvivalent mängd titrant R till analyten X. I praktiken tillsätts titranten till analyten tills den når slutpunkten för titreringen (e.t.t.), vilket förstås i den visuella indikeringen av ekvivalenspunkten som det ögonblick då färgen på indikatorn som tillsätts till lösningen ändras. Utöver visuell indikering kan ekvivalenspunkten registreras med hjälp av instrument. I detta fall förstås slutpunkten för titreringen (titreringens slutpunkt) som ögonblicket för en skarp förändring av en fysisk kvantitet som uppmätts under titreringsprocessen (strömstyrka, potential, elektrisk konduktivitet, etc.).
Den titrimetriska analysmetoden använder följande typer av kemiska reaktioner: neutraliseringsreaktioner, oxidations-reduktionsreaktioner, utfällningsreaktioner och komplexbildningsreaktioner.
Beroende på vilken typ av kemisk reaktion som används särskiljs följande: titrimetriska analysmetoder:
– syra-bas titrering;
– nederbördstitrering;
– komplexometrisk titrering eller komplexometri;
– redoxtitrering eller redoximetri.
Reaktionerna som används i den titrimetriska analysmetoden kräver följande: krav:
· reaktionen måste fortgå i stökiometriska förhållanden, utan sidoreaktioner;
· reaktionen måste fortgå nästan irreversibelt (≥ 99,9%), jämviktskonstanten för reaktionen K p >10 6, de resulterande fällningarna måste ha löslighet S < 10 -5 моль/дм 3 , а образующиеся комплексы – К уст > 10 -6 ;
· reaktionen måste fortgå med en tillräckligt hög hastighet;
· reaktionen måste ske vid rumstemperatur;
· Ekvivalenspunkten måste fastställas tydligt och tillförlitligt på något sätt.
Titreringsmetoder
I varje titrimetrisk analysmetod finns det flera titreringsmetoder. Skilja på framåttitrering, bakåttitrering och förskjutningstitrering .
Direkt titrering– titranten tillsätts droppvis till lösningen av analyten tills ekvivalenspunkten uppnås.
Titreringsschema: X + R = P.
Ekvivalentlagen för direkt titrering:
C (1/z) XV X = C (1/z) RVR. (2)
Mängden (massan) av analyten i testlösningen beräknas med hjälp av ekvivalentlagen (för direkt titrering)
m X = C (1/z) R V R M (1/z) X٠10 -3 , (3)
Var C (1/z) R– molär koncentration av titrantekvivalent, mol/dm 3 ;
V R– titrantvolym, cm3;
M ( 1/ z) X– molmassan av ekvivalenten av det ämne som bestäms.
C (1/z) X– Molär koncentration av ekvivalenten av analyten, mol/dm 3 .
V X– volymen av ämnet som bestäms, cm3.
Ryggtitrering– två titranter används. I början
Den exakta volymen av den första titranten tillsätts till lösningen som analyseras ( R 1), tagit i överskott. Återstoden av den oreagerade titranten R1 titreras med en andra titrant ( R 2). Titrant kvantitet R 1, spenderade
för interaktion med analyten ( X bestäms av skillnaden mellan den tillsatta volymen titrant R 1 (V 1 30 volym R 2 (V 2) spenderas på titrering av den återstående titreringen R 1.
Titreringsschema: X + R 1 fast överskott = P 1 (R 1 resten).
R 1 resten + R 2 = P2.
Vid användning av bakåttitrering skrivs ekvivalentlagen enligt följande:
Analytens massa vid tillbakatitrering beräknas med hjälp av formeln
Den omvända titreringsmetoden används i de fall där det är omöjligt att välja en lämplig indikator för en direkt reaktion eller den fortsätter med kinetiska svårigheter (låg kemisk reaktionshastighet).
Titrering genom substitution (indirekt titrering)– används i fall där direkt eller omvänd titrering av analyten är omöjlig eller svår, eller när en lämplig indikator inte är tillgänglig.
Till analyten X tillsätt lite reagens A i överskott, vid interaktion med vilken en ekvivalent mängd av ämnet frigörs R. Därefter reaktionsprodukten R titrera med en lämplig titrering R.
Titreringsschema: X + Aöverskott = P1.
P 1 + R = P2.
Ekvivalentlagen för titrering genom substitution är skriven enligt följande:
Eftersom antalet ekvivalenter av analyten är X och reaktionsprodukt Rär desamma, beräknas beräkningen av analytens massa vid indirekt titrering med hjälp av formeln
m X = C (1/z) R V R M (1/z) X٠10 -3 . (7)
Reagens
1. Bärnstenssyra H 2 C 4 H 4 O 4 (reagenskvalitet) – primär standard.
2. Natriumhydroxid-NaOH-lösning med molär koncentration
~2,5 mol/dm 3
3. H2O destillerad.
Utrustning eleverna beskriver på egen hand.
Arbetsprocess:
1. Framställning av den primära standarden för bärnstenssyra HOOCCH 2 CH 2 COOH.
Bärnstenssyra framställs i en volym av 200,00 cm 3 med en molär koncentration av motsvarande 
mol/dm 3 .
g/mol.
Reaktionsekvation:
Ta ett prov (vägning):
Dragvikt
Vägde kvantitativtöverförs till en mätkolv ( 
cm 3), tillsätt 50 - 70 cm 3 destillerat vatten, rör om tills bärnstenssyran är helt upplöst, justera till märket med destillerat vatten
och blanda noga.
räkna med
enligt formeln
Reagens
1. Natriumkarbonat Na 2 CO 3 (reagenskvalitet) – primär standard.
2. H2O destillerad.
3. Saltsyra-HCl-koncentration 1:1 (r=1,095 g/cm3).
4. Syra-bas-indikator (vald enligt titreringskurvan).
5. Blandad indikator - metylorange och metylenblått.
Arbetsprocess:
1. Framställning av primär standard natriumkarbonat (Na 2 CO 3).
En natriumkarbonatlösning framställs med en volym av 200,00 cm 3 med en molär koncentration av motsvarande 
mol/dm 3 .
Beräkning av provmassa, g: (massan tas exakt till fjärde decimalen).
Reaktionsekvationer:
1) Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl
2) NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2
_____________________________________
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2
H 2 CO 3 – svag syra (K a1= 10 -6,35, K a2 = 10 -10,32).
Ta ett prov (vägning):
Vikt på klockglas (glas)
Vikt av klockglas (glas) med vikt
Dragvikt
Vägde kvantitativtöverförs till en mätkolv ( cm 3), tillsätt 50 - 70 cm 3 destillerat vatten, blanda tills natriumkarbonat är helt upplöst, justera till märket med destillerat vatten
och blanda noga.
Faktisk koncentration av den primära standarden räkna med
enligt formeln
2. Beredning och standardisering av titrant (HCl-lösning)
En lösning av saltsyra framställs med en volym av cirka 500 cm3
med en molär koncentrationsekvivalent på cirka 0,05÷0,06 mol/dm 3)
Titrant - en lösning av saltsyra med en ungefärlig koncentration av 0,05 mol/dm 3 framställs av saltsyra utspädd 1:1 (r = 1,095 g/cm 3).
Standardisering av lösningen HCl utförs enligt den primära standarden Na 2 CO 3 genom direkt titrering, med användning av pipetteringsmetoden.
Indikatorn väljs enligt titreringskurvan för natriumkarbonat med saltsyra (fig. 4).
Ris. 4. Titreringskurva för 100,00 cm 3 Na 2 CO 3 lösning med MED= 0,1000 mol/dm 3 HCl-lösning med C1/z= 0,1000 mol/dm 3
När du titrerar till den andra ekvivalenspunkten, använd indikatorn metylorange, 0,1 % vattenlösning (pT = 4,0). Ändring i färg från gul till orange (färgad terosa). Övergångsintervall
(pH = 3,1 - 4,4).
Schema 3. Standardisering av HCl-lösning
Placera en 25,00 cm 3 alikvot av en standardlösning av Na 2 CO 3 (med pipett) i en konisk titreringskolv med en kapacitet på 250 cm 3, tillsätt 2–3 droppar metylorange, späd med vatten till 50–75 cm 3 och titrera med en lösning av saltsyra tills färgen ändras från gul till "terosa" färg med en droppe titrant. Titrering utförs i närvaro av ett "vittne" (en stamlösning av Na 2 CO 3 med en indikator). Titreringsresultaten registreras i tabellen. 4. Koncentrationen av saltsyra bestäms enligt lagen om ekvivalenter: .
Tabell 4
Resultat av standardisering av saltsyralösning
Uppgifter
1. Formulera begreppet ekvivalent i syra-bas-reaktioner. Beräkna ekvivalenterna för soda och fosforsyra i följande reaktioner:
Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O
H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O
H3PO4 + 2NaOH = Na2HPO4 + H2O
H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O
2. Skriv reaktionsekvationerna mellan saltsyra, svavelsyra, natriumhydroxid, aluminiumhydroxid, natriumkarbonat, kaliumbikarbonat och beräkna ekvivalentmassan av dessa ämnen.
3. Rita en titreringskurva för 100,00 cm 3 saltsyra med en molär koncentration motsvarande 0,1 mol/dm 3 med natriumhydroxid med en molär koncentration motsvarande 0,1 mol/dm 3. Välj möjliga indikatorer
4. Rita en titreringskurva för 100,00 cm 3 akrylsyra (CH 2 = CHCOOH, pK a= 4,26) med molär koncentrationsekvivalent
0,1 mol/dm 3 natriumhydroxid med molär koncentration ekvivalent
0,1 mol/dm3. Hur förändras en lösnings sammansättning under titrering? Välj möjliga indikatorer och beräkna indikatorfelet för titreringen.
5. Rita en titreringskurva för hydrazin (N 2 H 4 + H 2 O, pK b= 6,03)
med en molär koncentration motsvarande 0,1 mol/dm 3 saltsyra
med en molär koncentrationsekvivalent av 0,1 mol/dm 3 . Vilka är likheterna
och skillnaden i pH-beräkningar och titreringskurva jämfört med titreringskurvan för en svag syra med alkali? Välj möjliga indikatorer
och beräkna indikatorfelet för titrering.
6. Beräkna aktivitetskoefficienter och koncentrationer av aktiva joner
i 0,001 M lösning av aluminiumsulfat, 0,05 M natriumkarbonat, 0,1 M kaliumklorid.
7. Beräkna pH för en 0,20 M lösning av metylamin om dess jonisering i en vattenlösning beskrivs av ekvationen
B + H2O = BH + + OH-, K b= 4,6 × 10 - 3, där B är basen.
8. Beräkna dissociationskonstanten för hypoklorsyra HOCl om en 1,99 × 10 - 2 M lösning har pH = 4,5.
9. Beräkna pH för en lösning som innehåller 6,1 g/mol glykolsyra (CH 2 (OH)COOH, K A= 1,5 × 10-4).
10. Beräkna pH för lösningen som erhålls genom att blanda 40 ml 0,015 M saltsyralösning med:
a) 40 ml vatten;
b) 20 ml 0,02 M natriumhydroxidlösning;
c) 20 ml 0,02 M bariumhydroxidlösning;
d) 40 ml 0,01 M lösning av underklorsyrlighet, K A=5,0 × 10 - 8.
11. Beräkna koncentrationen av acetatjon i en lösning av ättiksyra
med en massandel av 0,1 %.
12. Beräkna koncentrationen av ammoniumjon i en ammoniaklösning med en massfraktion på 0,1 %.
13. Beräkna massan av ett prov av natriumkarbonat som krävs för att framställa 250,00 ml av en 0,5000 M lösning.
14. Beräkna volymen av en lösning av saltsyra med en molär koncentration motsvarande 11 mol/l och volymen vatten som måste tas för att framställa 500 ml av en 0,5 M lösning av saltsyra.
15. 0,15 g metalliskt magnesium löstes i 300 ml av en 0,3% lösning av saltsyra. Beräkna molkoncentrationen av väte, magnesium och klorjoner i den resulterande lösningen.
16. När 25,00 ml svavelsyralösning blandas med en bariumkloridlösning erhålls 0,2917 g bariumsulfat. Bestäm titern för svavelsyralösningen.
17. Beräkna massan av kalciumkarbonat som reagerade
med 80,5 mmol saltsyra.
18. Hur många gram mononatriumfosfat ska tillsättas?
till 25,0 ml 0,15 M natriumhydroxidlösning för att erhålla en lösning med pH = 7? För fosforsyra pK a1= 2,15; pK a2= 7,21; pK a3 = 12,36.
19. För att titrera 1 0000 g rykande svavelsyra, noggrant utspädd med vatten, förbrukas 43,70 ml 0,4982 M natriumhydroxidlösning. Rykande svavelsyra är känt för att innehålla svavelsyraanhydrid löst i vattenfri svavelsyra. Beräkna massfraktionen av svavelsyraanhydrid i rykande svavelsyra.
20. Det absoluta felet vid mätning av volym med en byrett är 0,05 ml. Beräkna det relativa felet för att mäta volymer i 1; 10 och 20 ml.
21. En lösning bereds i en mätkolv med en kapacitet på 500,00 ml
från ett prov på 2,5000 g natriumkarbonat. Beräkna:
a) molär koncentration av lösningen;
b) molär koncentration av ekvivalenten (½ Na2CO3);
c) lösningstiter;
d) titer för saltsyra.
22. Vad är volymen av 10% natriumkarbonatlösning med densiteten
1,105 g/cm 3 måste tas för beredning:
a) 1 liter lösning med en titer av TNa2CO3 = 0,005000 g/cm3;
b) 1 liter lösning med TNa2CO3/HCl = 0,003000 g/cm3?
23. Vilken volym saltsyra med en massfraktion på 38,32 % och en densitet på 1,19 g/cm3 bör tas för att framställa 1500 ml av en 0,2 M lösning?
24. Vilken volym vatten måste tillsättas till 1,2 L 0,25 M HCl för att framställa en 0,2 M lösning?
25. Från 100 g teknisk natriumhydroxid innehållande 3 % natriumkarbonat och 7 % likgiltiga föroreningar framställdes 1 liter lösning. Beräkna molkoncentrationen och saltsyratitern för den resulterande alkaliska lösningen, under antagande att natriumkarbonat titreras till kolsyra.
26. Det finns ett prov som kan innehålla NaOH, Na2CO3, NaHCO3 eller en blandning av dessa föreningar som väger 0,2800 g. Provet löstes i vatten.
För att titrera den resulterande lösningen i närvaro av fenolftalein konsumeras 5,15 ml och i närvaro av metylorange - 21,45 ml saltsyra med en molär koncentrationsekvivalent på 0,1520 mol/l. Bestäm provets sammansättning och massfraktionerna av komponenterna i provet.
27. Rita en titreringskurva för en 100,00 cm 3 0,1000 M ammoniaklösning med en 0,1000 M saltsyralösning, motivera valet av indikator.
28. Beräkna pH för ekvivalenspunkten, början och slutet av titreringen av 100,00 cm 3 0,1000 M malonsyralösning (HOOCCH 2 COOH) med 0,1000 M natriumhydroxidlösning (pK) en 1=1,38; rK en 2=5,68).
29. Titreringen av 25,00 cm 3 natriumkarbonatlösning med en molär koncentrationsekvivalent av 0,05123 mol/dm 3 krävde 32,10 cm 3 saltsyra. Beräkna den molära koncentrationen av saltsyraekvivalenten.
30. Hur många ml 0,1 M ammoniumkloridlösning måste tillsättas
till 50,00 ml 0,1 M ammoniaklösning för att bilda en buffertlösning
med pH=9,3.
31. En blandning av svavelsyra och fosforsyra överfördes till en 250,00 cm 3 mätkolv. För titrering togs två prover på 20,00 cm 3, varav ett titrerades med en lösning av natriumhydroxid med en molär koncentration av motsvarande
0,09940 mol/dm 3 med metylorange indikator och den andra med fenolftalein. Natriumhydroxidförbrukningen i det första fallet var 20,50 cm 3 och i det andra fallet 36,85 cm 3 . Bestäm massorna av svavelsyra och fosforsyra i blandningen.
I komplexometri
Upp till ekvivalenspunkten =( C M V M – C EDTA V EDTA)/( V M+ V EDTA). (21)
Vid ekvivalenspunkten = 
. (22)
Efter ekvivalenspunkten = 
. (23)
I fig. Figur 9 visar titreringskurvorna för kalciumjoner i buffertlösningar med olika pH-värden. Det kan ses att titrering av Ca 2+ är möjlig endast vid pH ³ 8.
Reagens
2. H2O destillerad.
3. Standardlösning av Mg(II) med molär koncentration
0,0250 mol/dm3.
4. Ammoniakbuffert med pH = 9,5.
5. Lösning av kaliumhydroxid KOH med en massfraktion av 5 %.
6. Eriokromsvart T, indikatorblandning.
7. Kalcon, indikatorblandning.
Metodens teoretiska grunder:
Metoden är baserad på interaktionen av Ca 2+ och Mg 2+ joner med dinatriumsaltet av etylendiamintetraättiksyra (Na 2 H 2 Y 2 eller Na-EDTA) med bildning av stabila komplex i molförhållandet M:L=1 :1 i ett visst pH-område.
För att fixera ekvivalenspunkten vid bestämning av Ca 2+ och Mg 2+ används calcon och eriochrome black T.
Bestämning av Ca 2+ utförs vid pH ≈ 12, medan Mg 2+ är
i lösning i form av en fällning av magnesiumhydroxid och titreras inte med EDTA.
Mg 2+ + 2OH- = Mg(OH)2 ↓
Ca 2+ + Y 4- « CaY 2-
Vid pH ≈ 10 (ammoniakbuffertlösning) är Mg 2+ och Ca 2+
i lösning i form av joner och efter tillsats av EDTA titreras tillsammans.
Ca 2+ + HY 3- « CaY 2- + H+
Mg2+ + HY3- «MgY2- +H+
För att bestämma volymen EDTA som spenderas på titreringen av Mg 2+,
från den totala volymen som används för att titrera blandningen vid pH ≈ 10, subtrahera volymen som används för titrering av Ca 2+ vid pH ≈ 12.
För att skapa ett pH ≈ 12, använd en 5% KOH-lösning för att skapa
pH ≈ 10 använd en ammoniakbuffertlösning (NH 3 × H 2 O + NH 4 Cl).
Arbetsprocess:
1. Standardisering av titrant - EDTA-lösning (Na 2 H 2 Y)
En EDTA-lösning bereds med en ungefärlig koncentration av 0,025 M
från ≈ 0,05 M lösning, späd den med destillerat vatten 2 gånger. För att standardisera EDTA, använd en standardlösning av MgSO 4
med en koncentration av 0,02500 mol/dm3.
Schema 5. Standardisering av titrant - EDTA-lösning
I en konisk titreringskolv med en kapacitet på 250 cm 3, placera 20,00 cm 3 av en standard MgSO 4-lösning med en koncentration av 0,02500 mol/dm 3, tillsätt ~ 70 cm 3 destillerat vatten, ~ 10 cm 3 ammoniakbuffertlösning med pH ~ 9,5 – 10 och tillsätt indikatorn eriochrome black T ca 0,05 g
(i spetsen av spateln). I det här fallet blir lösningen vinröd. Lösningen i kolven titreras långsamt med EDTA-lösning tills färgen ändras från vinröd till grön. Titreringsresultaten registreras i tabellen. 6. Koncentrationen av EDTA bestäms enligt lagen om ekvivalenter: 
.
Tabell 6
Resultat av standardisering av EDTA-lösning
2. Bestämning av Ca 2+ innehåll
Titreringskurvor för Ca2+ med EDTA-lösning vid pH=10 och pH=12 konstrueras oberoende av varandra.
Lösningen av problemet i en mätkolv bringas till märket med destillerat vatten och blandas noggrant.
Schema 6. Bestämning av Ca 2+ innehåll i lösning
En alikvot av testlösningen 25,00 cm 3 innehållande kalcium och magnesium placeras i en konisk titreringskolv med en kapacitet på 250 cm 3, ~ 60 cm 3 vatten, ~ 10 cm 3 av en 5% KOH-lösning tillsätts. Efter att en amorf fällning av Mg(OH) 2 ↓ har bildats tillsätts en kalkonindikator på cirka 0,05 g till lösningen (vid spetsen av en spatel) och titreras långsamt med en EDTA-lösning tills färgen ändras från rosa till ljusblått. . Titreringsresultat ( V 1) anges i tabell 7.
Tabell 7
| Erfarenhet nr. | Volym av EDTA, cm 3 | Ca 2+ innehåll i lösning, g | |
| 25,00 |  |
||
| 25,00 | |||
| 25,00 | |||
| 25,00 | |||
| 25,00 |
3. Bestämning av Mg2+-innehåll
Titreringskurvan för Mg 2+ med EDTA-lösning vid pH=10 konstrueras oberoende.
Schema 7. Bestämning av Mg 2+ innehåll i lösning
En alikvot på 25,00 cm 3 av testlösningen innehållande kalcium och magnesium placeras i en konisk titreringskolv med en kapacitet på 250 cm 3, ~ 60 cm 3 destillerat vatten, ~ 10 cm 3 ammoniakbuffertlösning med pH ~ 9,5– 10 tillsätts och en indikator tillsätts, eriochrome black T ca 0,05 g
(i spetsen av spateln). I det här fallet blir lösningen vinröd. Lösningen i kolven titreras långsamt med EDTA-lösning tills färgen ändras från vinröd till grön. Titreringsresultat ( V 2) in i tabellen. 8.
Tabell 8
Resultat av titrering av en lösning som innehåller kalcium och magnesium
| Erfarenhet nr. | Volymen av testlösningen, cm 3 | Volym av EDTA, V∑, cm 3 | Mg 2+ innehåll i lösning, g |
| 25,00 | |||
| 25,00 | |||
| 25,00 | |||
| 25,00 | |||
| 25,00 |
Reagens
1. EDTA-lösning med en molär koncentration av ~ 0,05 mol/dm 3.
2. Standardlösning av Cu(II) med en titer av 2,00x10-3 g/dm3.
3. H2O destillerad.
4. Ammoniakbuffert med pH ~ 8 – 8,5.
5. Murexide, indikatorblandning.
Uppgifter
1. Beräkna α 4 för EDTA vid pH=5, om joniseringskonstanterna för EDTA är som följer: K 1 =1,0·10 -2, K 2 =2,1·10 -3, K 3 =6,9·10 -7 , K 4 =5,5·10-11.
2. Rita en titreringskurva för 25,00 ml 0,020 M nickellösning med 0,010 M EDTA-lösning vid pH = 10, om stabilitetskonstanten
K NiY = 10 18,62. Beräkna p efter att ha lagt till 0,00; 10.00; 25.00; 40,00; 50,00 och 55,00 ml titrant.
3. För titrering av 50,00 ml lösning innehållande kalciumjoner
och magnesium tog det 13,70 ml 0,12 M EDTA-lösning vid pH=12 och 29,60 ml vid pH=10. Uttryck koncentrationerna av kalcium och magnesium i lösning i mg/ml.
4. Vid analys av 1 liter vatten hittades 0,2173 g kalciumoxid och 0,0927 g magnesiumoxid. Beräkna vilken volym EDTA med en koncentration av 0,0500 mol/l som användes på titrering.
5. För att titrera 25,00 ml av en standardlösning innehållande 0,3840 g magnesiumsulfat, förbrukades 21,40 ml Trilon B-lösning. Beräkna titern för denna lösning för kalciumkarbonat och dess molära koncentration.
6. Utvärdera möjligheten för komplexometrisk titrering av metalljoner vid pH = 2, baserat på bildningskonstanterna (stabiliteten) för metallkomplexonater som anges nedan; 5; 10; 12.
7. Vid titrering av en 0,01 M lösning av Ca 2+ med en 0,01 M lösning av EDTA vid pH = 10, är stabilitetskonstanten K CaY = 10 10,6. Beräkna vad den villkorade stabilitetskonstanten för metallkomplexet med indikatorn ska vara vid pH=10 om = vid titreringens slutpunkt.
8. Syrajoniseringskonstanten för indikatorn som används vid komplexometrisk titrering är 4,8·10 -6. Beräkna halten av sura och alkaliska former av indikatorn vid pH = 4,9, om dess totala koncentration i lösningen är 8,0·10 -5 mol/l. Bestäm möjligheten att använda denna indikator vid titrering av en lösning
med pH=4,9, om färgen på dess syraform matchar komplexets färg.
9. För att bestämma aluminiumhalten i provet löstes ett 550 mg prov och 50,00 ml av en 0,05100 M lösning av komplexon III tillsattes. Överskottet av den senare titrerades med 14,40 ml 0,04800 M zink(II)-lösning. Beräkna massfraktionen av aluminium i provet.
10. När ett komplex som innehåller vismut och jodidjoner förstörs, titreras de senare med en lösning av Ag(I) och vismut med komplexon III.
För att titrera en lösning innehållande 550 mg prov krävs 14,50 ml 0,05000 M lösning av komplexon III, och för att titrera jodidjonen som finns i 440 mg prov krävs 23,25 ml 0,1000 M Ag(I)-lösning. Beräkna koordinationstalet för vismut i komplexet om jodidjoner är liganden.
11.
Ett prov som vägde 0,3280 g innehållande Pb, Zn, Cu löstes
och överfördes till en 500,00 cm 3 mätkolv. Bestämningen genomfördes i tre steg:
a) för titreringen av den första portionen av en lösning med en volym av 10,00 cm3 innehållande Pb, Zn, Cu, användes 37,50 cm3 av 0,0025 M EDTA-lösning; b) i den andra delen med en volym av 25,00 cm^ maskerades Cu, och 27,60 cm^ EDTA användes för titrering av Pb och Zn; c) i den tredje delen med en volym av 100,00 cm maskerades Zn
och Cu, 10,80 cm3 EDTA användes på titreringen av Pb. Bestäm massfraktionen av Pb, Zn, Cu i provet.
Titreringskurvor
I redoxmetri ritas titreringskurvor i koordinater E = f(C R),
de illustrerar grafiskt förändringen i systempotential under titreringsprocessen. Före ekvivalenspunkten beräknas systemets potential genom förhållandet mellan koncentrationerna av de oxiderade och reducerade formerna av analyten (eftersom före ekvivalenspunkten är en av titreringsformerna praktiskt taget frånvarande), efter ekvivalenspunkten - med förhållandet mellan koncentrationerna av de oxiderade och reducerade formerna av titranten (eftersom analyten efter ekvivalenspunkten titreras nästan fullständigt).
Potentialen vid ekvivalenspunkten bestäms av formeln
, (26)
var är antalet elektroner som deltar i halvreaktioner;
– standardelektrodpotentialer för halvreaktioner.
I fig. Figur 10 visar titreringskurvan för en lösning av oxalsyra H 2 C 2 O 4 med en lösning av kaliumpermanganat KMnO 4 i ett surt medium
(= 1 mol/dm3).
Ris. 10. Titreringskurva för 100,00 cm 3 oxallösning
syror H 2 C 2 O 4 s C1/z= 0,1000 mol/dm 3 permanganatlösning
kalium KMnO 4 s C1/z= 0,1000 mol/dm 3 vid = 1 mol/dm 3
Halvreaktionspotential MnO 4 - + 5 e+ 8H + → Mn 2+ + 4H 2 O beror på mediets pH, eftersom vätejoner deltar i halvreaktionen.
Permanganatometri
Titranten är en lösning av kaliumpermanganat KMnO 4, som är ett starkt oxidationsmedel. Grundläggande ekvation:
MnO4 - +8H + + 5e = Mn2+ + 4H2O, 
=+1,51 V.
M1/z (KMnO4) = 
g/mol.
I svagt sura, neutrala och lätt alkaliska miljöer, på grund av den lägre redoxpotentialen, reduceras permanganatjonen till Mn +4.
MnO 4 - +2H 2 O + 3e = MnO 2 ¯ + 4OH - , 
= +0,60 V.
M1/z (KMnO4) = 158,03/3 = 52,68 g/mol.
I en alkalisk miljö reduceras en lösning av kaliumpermanganat
upp till Mn +6.
MnO 4 - + 1e = MnO 4 2-, 
= +0,558 V.
M1/z (KMnO4) = 158,03 g/mol.
För att eliminera sidoreaktioner utförs titrering med kaliumpermanganat i en sur miljö, som skapas med svavelsyra. Det rekommenderas inte att använda saltsyra för att skapa ett medium, eftersom kaliumpermanganat kan oxidera kloridjonen.
2Cl - – 2e = Cl2, = +1,359 V.
Kaliumpermanganat används oftast i form av en lösning
med en molekvivalent koncentration av ~ 0,05 – 0,1 mol/dm 3 . Det är inte en primär standard på grund av det faktum att vattenlösningar av kaliumpermanganat kan oxidera vatten och organiska föroreningar i det:
4MnO4- + 2H2O = 4MnO2 ¯+ 3O2 + 4OH -
Nedbrytningen av kaliumpermanganatlösningar påskyndas i närvaro av mangandioxid. Eftersom mangandioxid är en produkt av nedbrytningen av permanganat har denna fällning autokatalytisk effekt till nedbrytningsprocessen.
Fast kaliumpermanganat som används för att framställa lösningar är förorenat med mangandioxid, så det är omöjligt att förbereda en lösning från ett exakt prov. För att erhålla en tillräckligt stabil lösning av kaliumpermanganat, efter upplösning av ett prov av KMnO 4 i vatten, lämnas det i en mörk flaska i flera dagar (eller kokas), och sedan separeras MnO 2 genom filtrering genom glas filter (ett pappersfilter kan inte användas, eftersom det reagerar med kaliumpermanganat och bildar mangandioxid).
Färgen på kaliumpermanganatlösningen är så intensiv att
att en indikator inte krävs i denna metod. För att ge en märkbar rosa färg till 100 cm 3 vatten räcker det med 0,02 - 0,05 cm 3 KMnO 4 -lösning
med en molär koncentrationsekvivalent av 0,1 mol/dm3 (0,02 M). Färgen på kaliumpermanganat vid titreringens slutpunkt är instabil och missfärgas gradvis som ett resultat av interaktionen av överskott av permanganat
med mangan(II)joner närvarande vid slutpunkten i relativt stora mängder:
2MnO4 - + 3Mn2+ + 2H2O «5MnО2 ¯ + 4H +
Standardisering av fungerande lösning KMnO4 utförs med natriumoxalat eller oxalsyra (nyligen omkristalliserad och torkad vid 105°C).
Använd lösningar av primär standard med en molär koncentrationsekvivalent MED(½ Na2C2O4) = 0,1000 eller 0,05000 mol/l.
C 2 O 4 2- – 2e ® 2CO 2 , = -0,49 V
Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan
Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.
Postat på http://www.allbest.ru/
Planen
1. Kärnan i nederbördstitrering
2. Argentometrisk titrering
3. Tiocyanatometrisk titrering
4. Tillämpning av fällningstitrering
4.1 Beredning av en standardiserad lösning av silvernitrat
4.2 Beredning av standardiserad ammoniumtiocyanatlösning
4.3 Bestämning av klorhalt i ett prov enligt Volhard
4.4 Bestämning av natriumtrikloracetathalt i en teknisk beredning
1. Kärnan i nederbördtitrering
Metoden kombinerar titrimetriska bestämningar baserade på bildningsreaktioner av svårlösliga föreningar. Endast vissa reaktioner som uppfyller vissa villkor är lämpliga för dessa ändamål. Reaktionen måste fortgå strikt enligt ekvationen och utan sidoprocesser. Den resulterande fällningen måste vara praktiskt taget olöslig och falla ut ganska snabbt, utan bildning av övermättade lösningar. Dessutom är det nödvändigt att kunna bestämma slutpunkten för titreringen med hjälp av en indikator. Slutligen måste fenomenen med adsorption (samfällning) uttryckas under titreringen så svagt att resultatet av bestämningen inte förvrängs.
Namnen på enskilda utfällningsmetoder kommer från namnen på de lösningar som används. Metoden som använder en lösning av silvernitrat kallas argentometri. Denna metod bestämmer innehållet av C1~ och Br~joner i neutrala eller svagt alkaliska medier. Tiocyanatometri är baserad på användningen av en lösning av ammoniumtiocyanat NH 4 SCN (eller kalium KSCN) och tjänar till att bestämma spår av C1- och Br~, men i starkt alkaliska och sura lösningar. Det används också för att bestämma silverhalten i malmer eller legeringar.
Den dyra argentometriska metoden för att bestämma halogener ersätts successivt med en mercurometrisk metod. I den senare används en lösning av kvicksilver (I) nitrat Hg 2 (NO 3) 2.
Låt oss överväga argentometriska och tiocyanatometriska titreringar mer i detalj.
2. Argentometrisk titrering
Metoden är baserad på reaktionen av utfällning av C1~ och Br~joner av silverkatjoner med bildning av svårlösliga halogenider:
Cl-+Ag+=AgClb Br^- + Ag+= AgBr
I detta fall används en lösning av silvernitrat. Om ett ämne analyseras för silverhalt, används en lösning av natrium (eller kalium)klorid. titreringslösning läkemedel
Titreringskurvor är av stor betydelse för att förstå argentometrimetoden. Som ett exempel, överväg fallet med titrering av 10,00 ml av 0,1 N. natriumkloridlösning 0,1 N. lösning av silvernitrit (utan att ta hänsyn till förändringar i lösningens volym).
Innan titreringen börjar är koncentrationen av kloridjoner i lösningen lika med den totala koncentrationen av natriumklorid, dvs 0,1 mol/l eller = --lg lO-i = 1.
När 9,00 ml silvernitratlösning tillsätts till en titrerad lösning av natriumklorid och 90 % av kloridjonerna fälls ut, minskar deras koncentration i lösningen 10 gånger och blir lika med N0~2 mol/l, och pCl blir lika med till 2. Eftersom värdet nPAgci= IQ-10 blir koncentrationen av silverjoner:
10-yu/[C1-] = Yu-Yu/10-2 = 10-8 M ol/l, ELLER pAg= -- lg = -- IglO-s = 8.
Alla andra punkter för att konstruera titreringskurvan beräknas på liknande sätt. Vid ekvivalenspunkten pCl=pAg= = 5 (se tabell).
Tabellförändringar i pC\ och pAg under titrering av 10,00 ml 0,1 N. natriumkloridlösning 0,1 N. silvernitratlösning
|
AgNO3-lösning tillsattes, |
|||||
|
9,99 10,00 (ekv. poäng) 10,01 |
yu-4 yu-5 yu-6. |
yu- 6 yu- 5 yu-* |
|||
Hoppintervallet under argentometrisk titrering beror på koncentrationen av lösningar och på värdet av löslighetsprodukten av fällningen. Ju mindre PR-värde för föreningen som erhålls som ett resultat av titrering, desto bredare hoppintervall på titreringskurvan och desto lättare är det att registrera slutpunkten för titreringen med hjälp av en indikator.
Den vanligaste argentometriska bestämningen av klor är Mohr-metoden. Dess essens består i direkt titrering av vätskan med en lösning av silvernitrat med indikatorn kaliumkromat tills den vita fällningen blir brun.
Indikatorn för Mohrs metod - en lösning av K2CrO 4 med silvernitrat ger en röd fällning av silverkromat Ag 2 CrO 4, men fällningens löslighet (0,65-10~ 4 E/l) är mycket större än lösligheten för silver klorid (1,25X_X10~5 E/1). Därför, vid titrering med en lösning av silvernitrat i närvaro av kaliumkromat, uppträder en röd fällning av silverkromat först efter tillsats av ett överskott av Ag+-joner, när alla kloridjoner redan har fällts ut. I det här fallet tillsätts alltid en lösning av silvernitrat till vätskan som analyseras, och inte vice versa.
Möjligheterna att använda argentometri är ganska begränsade. Det används endast vid titrering av neutrala eller svagt alkaliska lösningar (pH från 7 till 10). I en sur miljö löses silverkromatfällningen.
I starkt alkaliska lösningar sönderfaller silvernitrat med frigörande av olöslig oxid Ag 2 O. Metoden är också olämplig för att analysera lösningar som innehåller NH^-jonen, eftersom det i detta fall bildas ett ammoniakkomplex + med Ag + katjonen - Den analyserade lösningen bör inte innehålla Ba 2 +, Sr 2+, Pb 2+, Bi 2+ och andra joner som fälls ut med kaliumkromat. Ändå är argentometri lämplig för analys av färglösa lösningar som innehåller C1~- och Br_-joner.
3. Tiocyanatometrisk titrering
Tiocyanatometrisk titrering är baserad på utfällningen av Ag+ (eller Hgl+) joner med tiocyanater:
Ag+ + SCN- = AgSCN|
För bestämning krävs en lösning av NH 4 SCN (eller KSCN). Bestäm Ag+ eller Hgi+ genom direkt titrering med en tiocyanatlösning.
Tiocyanatometrisk bestämning av halogener utförs med den så kallade Volhard-metoden. Dess väsen kan uttryckas i diagram:
CI- + Ag+ (överskott) -* AgCI + Ag+ (rest), Ag+ (rest) + SCN~-> AgSCN
Med andra ord tillsätts ett överskott av en titrerad lösning av silvernitrat till vätskan som innehåller C1~. Därefter återtitreras AgNO3-resten med en tiocyanatlösning och resultatet beräknas.
Indikatorn för Volhard-metoden är en mättad lösning av NH 4 Fe(SO 4) 2 - 12H 2 O. Även om det finns Ag+-joner i den titrerade vätskan, är de tillsatta SCN~-anjonerna associerade med frisättningen av AgSCN-fällning, men gör det interagerar inte med Fe3+-joner. Efter ekvivalenspunkten orsakar dock det minsta överskottet av NH 4 SCN (eller KSCN) bildandet av blodröda 2+ och + joner. Tack vare detta är det möjligt att bestämma motsvarande punkt.
Tiocyanatometriska bestämningar används oftare än argentometriska. Närvaron av syror stör inte titreringen med Volhard-metoden och bidrar till och med till att få mer exakta resultat, eftersom den sura miljön undertrycker hydrolysen av Fe-saltet**. Metoden gör det möjligt att bestämma C1~-jonen inte bara i alkalier utan även i syror. Bestämningen hämmas inte av närvaron av Ba 2+, Pb 2+, Bi 3+ och några andra joner. Men om den analyserade lösningen innehåller oxidationsmedel eller kvicksilversalter, blir användningen av Volhards metod omöjlig: oxidationsmedel förstör SCN-jonen och kvicksilverkatjonen fäller ut den.
Den alkaliska testlösningen neutraliseras före titrering med salpetersyra, annars kommer Fe 3 +-jonerna som ingår i indikatorn att fälla ut järn(III)hydroxid.
4. Tillämpningar av nederbördstitrering
4.1 Beredning av en standardiserad lösning av silvernitrat
De primära standarderna för att standardisera en silvernitratlösning är natrium- eller kaliumklorider. Bered en standardlösning av natriumklorid och cirka 0,02 N. silvernitratlösning, standardisera den andra lösningen till den första.
Framställning av en standardlösning av natriumklorid. En lösning av natriumklorid (eller kaliumklorid) framställs av kemiskt rent salt. Den ekvivalenta massan av natriumklorid är lika med dess molära massa (58,45 g/mol). Teoretiskt, för att förbereda 0,1 l 0,02 n. lösning kräver 58,45-0,02-0,1 = 0,1169 g NaCl.
Ta ett prov på cirka 0,12 g natriumklorid på en analytisk våg, överför det till en 100 ml mätkolv, lös upp, för volymen till märket med vatten och blanda väl. Beräkna titern och normal koncentration av den ursprungliga natriumkloridlösningen.
Beredning: 100 ml cirka 0,02 N. silvernitratlösning. Silvernitrat är ett ont om reagens, och vanligtvis har dess lösningar en koncentration som inte är högre än 0,05 N. 0,02 n är ganska lämpligt för detta arbete. lösning.
Under argentometrisk titrering är den ekvivalenta massan av AgN03 lika med den molära massan, dvs 169,9 g/mol. Därför, 0,1 l 0,02 n. lösningen bör innehålla 169,9-0,02-0,1 = 0,3398 g AgNO 3. Det är dock ingen mening att ta exakt detta prov, eftersom kommersiellt silvernitrat alltid innehåller föroreningar. Väg cirka 0,34 - 0,35 g silvernitrat på en teknokemisk våg; Väg lösningen i en liten mängd vatten i en 100 ml mätkolv och justera volymen med vatten, förvara lösningen i kolven, slå in den i svart papper och häll i en mörk glaskolv, silver och förbered den för titrering. Skölj pipetten med natriumkloridlösning och överför 10,00 ml av lösningen till en konisk kolv. Tillsätt 2 droppar av en mättad lösning av kaliumkromat och titrera försiktigt, droppe för droppe, med en lösning av silvernitrat under omrörning. Se till att färgen på blandningen ändras från gul till rödaktig på grund av en överflödig droppe silvernitrat. Efter att ha upprepat titreringen 2-3 gånger, ta medelvärdet av de konvergenta avläsningarna och beräkna den normala koncentrationen av silvernitratlösningen.
Låt oss anta att för titrering av 10,00 ml 0,02097 n. natriumkloridlösning användes i genomsnitt 10,26 ml silvernitratlösning. Sedan
A^ AgNOj. 10,26 = 0,02097. 10,00, AT AgNOs = 0,02097- 10,00/10,26 = 0,02043
Om det är avsett att bestämma innehållet av C1~ i provet, beräkna dessutom titern för silvernitratlösningen med avseende på klor: T, - = 35,46-0,02043/1000 = 0,0007244 g/ml, “l detta betyder att 1 ml silvernitratlösning motsvarar 0,0007244 g titrerat klor.
4.2 Framställning av en standardiserad ammoniumtiocyanatlösningjag
En lösning av NH 4 SCN eller KSCN med en exakt känd titer kan inte framställas genom att lösa upp ett prov, eftersom dessa salter är mycket hygroskopiska. Därför bereds en lösning med en ungefärlig normal koncentration och justeras till en standardiserad lösning av silvernitrat. Indikatorn är en mättad lösning av NH 4 Fe(SO 4) 2 - 12H 2 O. För att förhindra hydrolys av Fe-saltet tillsätts 6 N till själva indikatorn och till den analyserade lösningen före titrering. salpetersyra.
Beredning: 100 ml cirka 0,05 N. ammoniumtiocyanatlösning. Den ekvivalenta massan av NH4SCN är lika med dess molära massa, dvs 76,12 g/mol. Därför, 0,1 l 0,05 n. lösning bör innehålla 76.12.0.05-0.1=0.3806 g NH 4 SCN.
Ta ett prov på cirka 0,3-0,4 g på en analytisk våg, överför det till en 100 ml kolv, lös upp, för volymen av lösningen till märket med vatten och blanda.
Standardisering av ammoniumtiocyanatlösning med silvernitrat. Förbered en byrett för titrering med NH 4 SCN-lösning. Skölj pipetten med silvernitratlösningen och mät upp 10,00 ml av den i den koniska kolven. Tillsätt 1 ml NH4Fe(SO4)2-lösning (indikator) och 3 ml. 6 n. salpetersyra. Häll långsamt, under kontinuerlig skakning, i NH 4 SCN-lösningen från byretten. Stoppa titreringen efter uppkomsten av en brunrosa färg 2+, som inte försvinner vid kraftig skakning.
Upprepa titreringen 2-3 gånger, ta medelvärdet från de konvergerande avläsningarna och beräkna den normala koncentrationen av NH 4 SCN.
Låt oss anta att för titrering av 10,00 ml 0,02043 n. silvernitratlösning användes i genomsnitt 4,10 ml NH4SCN-lösning.
4.3 Definitioninnehållklor i provet enligt Volhard
Volhard halogener bestäms genom tillbakatitrering av silvernitratåterstoden med en lösning av NH4SCN. Men noggrann titrering är endast möjlig här om åtgärder vidtas för att förhindra (eller bromsa) reaktionen mellan silverklorid och överskott av järntiocyanat:
3AgCI + Fe (SCN)3 = SAgSCNJ + FeCl3
där färgen som uppträder först gradvis försvinner. Det är bäst att filtrera bort AgCl-fällningen innan överskottet silvernitrat titreras med NH 4 SCN-lösning. Men ibland tillsätts istället lite organisk vätska till lösningen, som inte blandas med vatten och som så att säga isolerar ApCl-fällningen från överskott av nitrat.
Bestämningsmetod. Ta ett provrör med en lösning av analyten som innehåller natriumklorid. Lös upp ett prov av ämnet i en 100 ml mätkolv och för volymen av lösningen till märket med vatten (kloridkoncentrationen i lösningen bör inte vara mer än 0,05 N).
Pipettera 10,00 ml av testlösningen till en konisk kolv, tillsätt 3 ml 6 N. salpetersyra och häll i ett känt överskott av AgNO 3-lösning från byretten, till exempel 18,00 ml. Filtrera sedan bort silverkloridfällningen. Titrera det återstående silvernitratet med NH 4 SCN-lösning enligt beskrivningen i föregående stycke. Efter att ha upprepat bestämningen 2-3 gånger, ta medelvärdet. Om silverkloridfällningen har filtrerats, bör den tvättas och tvättvattnet sättas till filtratet.
Låt oss anta att provets vikt var 0,2254 g. Till 10,00 ml av den analyserade lösningen sattes 18,00 ml 0,02043 N. silvernitratlösning. För att titrera överskottet användes 5,78 ml * 0,04982 N. NH 4 SCN-lösning.
Först och främst, låt oss beräkna vilken volym som är 0,02043 n. lösning av silvernitrat motsvarar 5,78 ml 0,04982 N förbrukad på titrering. NH 4 SCN-lösning:
därför användes 18,00 - 14,09 = 3,91 ml 0,2043 N för att fälla ut C1~-jonen. silvernitratlösning. Härifrån är det lätt att hitta den normala koncentrationen av natriumkloridlösning.
Eftersom den ekvivalenta massan av klor är 35,46 g/mol,* är den totala massan av klor i provet:
772=0,007988-35,46-0,1 =0,02832 g.
0,2254 g C1-- 100 %
x = 0,02832-100/0,2254 = 12,56 %:
0,02832 > C1 -- x %
Volhardmetoden används också för att bestämma innehållet av Br~ och I-joner. I detta fall är det inte nödvändigt att filtrera bort fällningarna av silverbromid eller jodid. Men det måste tas med i beräkningen att Fe 3 + -jonen oxiderar jodider till fri jod. Därför tillsätts indikatorn efter att alla I-joner har fällts ut av silvernitrat.
4.4 Bestämning av trichlhaltOnatriumracetat| vid teknisk beredning (för klor)
Tekniskt natriumtrikloracetat (TCA) är en herbicid för att döda ogräs från spannmål. Det är ett vitt eller ljusbrunt kristallint ämne, mycket lösligt i vatten. Enligt Volhard bestäms först massfraktionen av organiska kloridföreningar, och sedan efter förstörelsen av klor. Från skillnaden hittas massfraktionen (%) av natriumtrikloracetatklor.
Bestämning av massfraktionen (%) av oorganiska klorföreningar. Placera en exakt vägd del av läkemedlet (2-2,5 g) i en 250 ml mätkolv, lös upp, för lösningen till märket med vatten och blanda. Pipettera 10 ml lösning till en konisk kolv och tillsätt 5-10 ml koncentrerad salpetersyra.
Tillsätt 5 eller 10 ml 0,05 N från byretten. silvernitratlösning och titrera överskottet med 0,05 N. en lösning av NH4SCN i närvaro av NH4Fe(SO4)2 (indikator).
Beräkna massandelen (%) av klor (x) av oorganiska föreningar med hjälp av formeln
(V -- l/i) 0,001773-250x100
där V är volymen exakt 0,05 N. AgNO 3-lösning tas för analys; Vi -- volym exakt 0,05 N. NH4SCN-lösning, använd för titrering av överskott av AgNO3; t—ett prov av natriumtrikloracetat; 0,001773 - klormassa motsvarande 1 ml 0,05 N. AgNO lösning. Bestämning av massandel (%) av totalt klor. Ta 10 ml av den tidigare beredda lösningen i en konisk kolv, tillsätt 10 ml av en lösning med en massfraktion av NaOH 30% och 50 ml vatten. Anslut kolven till en återloppskylare och koka innehållet i 2 h. Låt vätskan svalna, skölj kondensorn med vatten och samla upp tvättvattnet i samma kolv. Tillsätt 20 ml utspädd (1:1) salpetersyra till lösningen och tillsätt 30 ml 0,05 N från en byrett. silvernitratlösning. Titrera överskottet av silvernitrat till 0,05 N. en lösning av NH4SCN i närvaro av NH4Fe(SO4)2. Beräkna massandelen (%) av totalt klor (xi) med hjälp av formeln ovan. Hitta massfraktionen (%) av natriumtrikloracetat i beredningen (x^) med hjälp av formeln
x2 = (x1 -- x) (185,5/106,5),
där 185,5 är den molära massan av natriumtrikloracetat; 106,5 -- massa klor som ingår i molmassan av natriumtrikloracetat.
Postat på Allbest.ru
...Liknande dokument
Kärnan och klassificeringen av syra-bas titreringsmetoder, användning av indikatorer. Funktioner av komplexometrisk titrering. Analys av nederbördstitreringsmetoder. Detektering av titreringsslutpunkt. Begreppet argenometri och ticyanometri.
test, tillagt 2011-02-23
Sekvensen för att beräkna titreringskurvan för en lösning av saltsyra med en lösning av en svag bas av ammoniumhydroxid. Konstruktion av en titreringskurva, bestämning av ekvivalenspunkten och direkt neutralitet. Välja en indikator och beräkna dess fel.
test, tillagt 2016-03-01
Bestämning av halten av alkalinitetsbärare i natriumkarbonatlösning genom direkt syra-bastitrering. Matematiskt uttryck för lagen om ekvivalenter. Konstruktion av integral- och differentialpotentiometriska titreringskurvor.
laboratoriearbete, tillagt 2012-02-15
Koncept och typer av titrimetrisk analys. Egenskaper för komplexbildare och indikatorer. Beredning av en titrerad lösning för komplexometrisk titrering. Metoder för att studera aluminium, vismut, bly, magnesium, zink.
kursarbete, tillagt 2013-01-13
Potentiometrisk titreringsmetod. Syra-bas titrering. Bestämning av slutpunkten för titreringen. Metodik för att utföra potentiometrisk titrering. Potentiometrisk titrering, använda instrument och bearbetning av analysresultat.
kursarbete, tillagd 2008-06-24
Klassificering av redoxtitreringsmetoder. Faktorer som påverkar reaktionshastigheten. Specifika och redoxindikatorer. Kärnan i permanganatometry, jodometri, dikromatometri. Beredning av kaliumdikromatlösning.
presentation, tillagd 2015-03-19
Beräkning av indikatorfel för utvalda indikatorer, titreringskurva på 25 ml 0,05 M CH3COOH-lösning med 0,05 M KOH-lösning. Syra-basindikatorer. Titreringsstadier: startpunkt, area före punkten och area efter ekvivalenspunkten.
test, tillagt 2013-12-18
Funktioner hos redoxtitreringsmetoder. Grundläggande krav på reaktioner, jämviktskonstant. Egenskaper för typer av redoxtitrering, dess indikatorer och kurvor. Utarbetande och standardisering av lösningar.
kursarbete, tillagd 2014-12-25
Begreppet titrametrisk analys. Redoxtitrering, dess typer och reaktionsförhållanden. Beräkning av titreringskurvpunkter, potentialer, konstruktion av en titreringskurva. Val av indikator, beräkning av indikatortitreringsfel.
kursarbete, tillagd 2012-10-06
Klassificering av titrametriska analysmetoder. Kärnan i "neutraliseringsmetoden". Utarbetande av fungerande lösningar. Beräkning av poäng och konstruktion av syra-bas- och redoxtitreringskurvor. Fördelar och nackdelar med jodometri.
Titrimetrisk analys (volymanalys) är en metod för kvantitativ analys baserad på att mäta volymen eller massan av reagenset som krävs för reaktionen med ämnet som studeras. Titrimetrisk analys används i stor utsträckning i biokemiska, kliniska, sanitära och hygieniska och andra laboratorier i experimentella studier och för kliniska analyser. Till exempel, vid fastställande av syra-basbalans, bestämning av surheten i magsaft, surhet och alkalinitet i urin, etc. Titrimetrisk analys fungerar också som en av de viktigaste metoderna för kemisk analys i kontroll- och analytiska farmaceutiska laboratorier.
Mängden av testämnet i en titrimetrisk analys bestäms genom titrering: en lösning av ett annat ämne med känd koncentration tillsätts gradvis till en exakt uppmätt volym av en lösning av testämnet tills dess mängd blir kemiskt ekvivalent med mängden testet ämne. Tillståndet för ekvivalens kallas titreringsekvivalenspunkten. En lösning av ett reagens med känd koncentration som används för titrering kallas en titrerad lösning (standardlösning eller titrering): den exakta koncentrationen av den titrerade lösningen kan uttryckas med titer (g/ml), normalitet (eq/l), etc.
Följande krav ställs på reaktioner som används vid titrimetrisk analys: ämnen måste reagera i strikt kvantitativa (stökiometriska) förhållanden utan sidoreaktioner, reaktioner måste fortgå snabbt och nästan till fullo; För att fastställa ekvivalenspunkten är det nödvändigt att använda tillräckligt tillförlitliga metoder; påverkan av främmande ämnen på reaktionsförloppet måste uteslutas. Dessutom är det önskvärt att vid titrimetrisk analys sker reaktionerna vid rumstemperatur.
Ekvivalenspunkten i en titrimetrisk analys bestäms av en förändring i färgen på den titrerade lösningen eller indikatorn som introduceras i början eller under titreringen, en förändring i lösningens elektriska ledningsförmåga, en förändring i potentialen hos elektroden nedsänkt i titrerad lösning, en förändring av strömvärdet, optisk densitet, etc.
En av de mycket använda metoderna för att fastställa ekvivalenspunkten är indikatormetoden. Indikatorer är ämnen som gör det möjligt att fastställa slutpunkten för titreringen (ögonblicket för en skarp förändring av färgen på den titrerade lösningen). Oftast tillsätts en indikator till hela lösningen som titreras (intern indikator). När du arbetar med externa indikatorer, ta med jämna mellanrum en droppe av den titrerade lösningen och blanda den med en droppe av indikatorlösningen eller placera den på indikatorpapper (vilket leder till förlust av analyten).
Titreringsprocessen avbildas grafiskt i form av titreringskurvor, som låter dig visualisera hela titreringsförloppet och välja den indikator som är mest lämpad för att få exakta resultat, eftersom Titreringskurvan kan jämföras med intervallet för färgändring av indikatorn.
Fel i titrimetrisk analys kan vara metodologiska och specifika på grund av egenskaperna hos en given reaktion. Metodiska fel är förknippade med titreringsmetodens egenheter och beror på mätinstrumentens fel, kalibrering av volumetriska glasvaror, pipetter, byretter och ofullständig svällning av vätskor längs väggarna på mätglasvarorna.
Specifika fel beror på egenskaperna hos en given reaktion och beror på reaktionens jämviktskonstant och på noggrannheten i att detektera ekvivalenspunkten. farmaceutisk medicin molekyl analgin
Metoder för titrimetrisk analys, beroende på reaktionerna som ligger till grund för dem, är indelade i följande huvudgrupper:
- 1. Neutraliseringsmetoder, eller syra-bastitrering, är baserade på neutraliseringsreaktioner, d.v.s. på växelverkan mellan syror och baser. Dessa metoder inkluderar acidimetri (kvantifiering av baser med titrerade lösningar av syror), alkalimetri (bestämning av syror med titrerade lösningar av baser), halometri (kvantifiering av salter med baser eller syror om de reagerar med salter i stökiometriska förhållanden).
- 2. Utfällningsmetoder bygger på titrering av ämnen som bildar olösliga föreningar i en viss miljö, till exempel bariumsalter, silver, bly, zink, kadmium, kvicksilver (II), koppar (III), etc. Dessa metoder inkluderar argentometri (titrering med en nitratlösning silver), kvicksilverometri (titrering med en lösning av kvicksilvernitrat), etc.
- 3. Metoder för komplexbildning, eller komplexometri (kvicksilvermetri, fluorometri, etc.), är baserade på användningen av reaktioner där komplexa föreningar bildas, till exempel Ag+ + 2CN- ы Ag (CN)2]. Komplexeringsmetoder är nära besläktade med nederbördsmetoder, eftersom Många utfällningsreaktioner åtföljs av komplexbildning, och bildningen av komplex åtföljs av utfällning av svårlösliga föreningar.
- 4. Oxidationsmetoder - reduktion, eller oxidimetri, inkluderar permanganatometry, kromatometri (bikromatometri), jodometri, bromometri, cerimetri, vanadometri, etc.