Требования к химическим реакциям титрования

ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА

Составители:

Данилова Дарья Анатольевна доцент, кандидат химических наук, кафедра «Физико-химические методы анализа».

Пальчикова Светлана Юоьевна доцент, кандидат химических наук, кафедра «Физико-химические методы анализа».

Научный редактор Лисиенко Дмитрий Георгиевич, доцент, кандидат химических наук, кафедра «Физико-химические методы анализа»;

Титриметрические методы анализа: Курс лекций

Содержание

Содержание. 3

1. Общая характеристика титриметрических методов анализа. 5

1.1. Требования к химическим реакциям титрования. 5

1.2. Классификация реакций, применяемых в титриметрии. 6

1.3. Стандартные растворы – титранты.. 7

1.4. Способы выражения концентрации стандартных растворов. 8

1.5. Закон эквивалентов. 9

1.6. Общие приемы титрования. 10

1.7. Кривые титрования. 11

2. Кислотно-основное титрование (протолитометрия) 14

2.1. Теории кислотно-основного взаимодействия. 14

2.2. Буферные растворы.. 17

2.3. Кривые титрования сильных протолитов. 19

2.3.1. Титрование сильной кислоты раствором сильного основания. 20

2.3.2. Титрование сильного основания раствором сильной кислоты.. 22

2.3.3. Анализ кривых титрования. 22

2.4. Кислотно-основные индикаторы.. 24

2.5. Титрование слабого протолита сильным протолитом. 26

2.5.1. Титрование слабой кислоты сильным основанием. 26

2.5.2. Титрование слабого основания сильной кислотой. 29

2.5.3. Особенности титрования слабых протолитов. 30

2.6. Титрование смеси протолитов, полипротонных кислот, поликислотных оснований. 31

2.6.1. Титрование смеси двух кислот – сильной и слабой. 31

2.6.2. Титрование двух слабых кислот. 33

2.6.3. Титрование полипротонных кислот (Н₃РО₄) 35

2.6.4. Титрование поликислотных оснований (Na₂CO₃) 39

2.7. Источники ошибок в титриметрическом анализе. 42

3. Комплексиметрические методы анализа (комплексиметрия) 43

3.1. Общая характеристика метода. 43

3.2. Комплексонометрия. 44

3.2.1. Кривые титрования в комплексонометрии. 45

3.2.2. Влияние кислотности раствора. 48

3.2.3. Влияние дополнительных лигандов. 52

3.2.4. Определение точки эквивалентности в методе комплексонометрии. Металлоиндикаторы.. 57

3.2.5. Особенности метода комплексонометрии. 61

4. Окислительно-восстановительное титрование (редоксиметрия) 63

4.1. Общая характеристика метода. 63

4.2. Кривые окислительно-восстановительного титрования. 64

4.3. Определение точки эквивалентности в методе редоксиметрии. 69

4.4. Факторы, влияющие на величину редоксипотенциала. 71

4.4.1. Применимость формулы Нернста. 71

4.4.2. Влияние ионной силы раствора на величину редоксипотенциала. 72

4.4.3. Влияние рН раствора на величину редоксипотенциала. 73

4.4.4. Влияние комплексообразования или образования малорастворимых соединений на величину редоксипотенциала. 74

4.5. Особенности редоксиметрии. 75

4.5.1. Предварительная подготовка пробы к анализу. 75

4.5.2. Константы равновесия окислительно-восстановительных реакций. 77

4.5.3. Скорость и механизм окислительно-восстановительных реакций. 78

4.5.4. Устойчивость водных растворов окислителей и восстановителей. 80

4.5.5. Факторы, влияющие на скорость окислительно-восстановительной реакции 82

4.6. Методы окислительно-восстановительного титрования. 87

4.6.1. Перманганатометрия. 87

4.6.2. Дихроматометрия. 92

4.6.3. Хромометрия. 93

4.6.4. Иодометрия. 93

4.6.5. Ванадатометрия. 97

4.6.6. Цериметрия. 98

4.6.7. Броматометрия. 99

Литература. 102

1. Общая характеристика титриметрических методов анализа

Титриметрические методы анализа основаны на установлении точки эквивалентности аналитической химической реакции. Количество определяемого элемента или его соединения находят по расходу стандартного раствора реагента – титранта (по его объему или массе), вступившего в химическую реакцию с определяемым элементом или соединением на основе законов стехиометрии.

Требования к химическим реакциям титрования

1. Реакция должна быть строго стехиометричной, не должно быть побочных реакций с участием определяемого вещества (А) или титранта (R), т.е. должно сохраняться постоянное количественное отношение между А и R (а / b = const).

2. Реакция должна протекать количественно, практически до конца. В точке эквивалентности полнота протекания реакции должна быть не менее 99,99 %. Это означает, что константа равновесия реакции титрования должна быть велика (К > 10⁶).

3. Реакция должна протекать с большой скоростью (желательно при комнатной температуре), т.е. состояние равновесия должно достигаться практически мгновенно.

4. Должен существовать способ определения окончания реакции (точки эквивалентности). Экспериментально конец титрования устанавливают по изменению цвета индикатора или какого-либо физико-химического свойства раствора (рН, Е _Ox/Red и т.д.). Эта точка, называемая конечной точкой титрования (КТТ), в общем случае не совпадает с теоретически рассчитанной точкой эквивалентности.

Титрование – это процесс постепенного прибавления раствора титранта с известной концентрацией к раствору определяемого компонента с фиксацией точки эквивалентности, т.е. момента количественного протекания реакции (теоретическая конечная точка титрования или точка эквивалентности (ТЭ)). После добавления каждой порции титраната в растворе устанавливается равновесие реакции титрования:

а А + b R = с P

определяемое титрант продукт

вещество реакции

Характер изменения концентраций всех участников реакции в ходе титрования представлен на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Изменение концентраций всех участников реакций в процессе титрования:
С _Р – концентрация продукта реакции, С _А – концентрация определяемого вещества, С _R – концентрация титранта, V (m) – объем (масса) титранта

Поиск по сайту: