Классификация титриметрического анализа по различным типам взаимодействий

Титриметрический анализ может быть основан на различных типах химических реакций:

  • кислотно-основное титрование — реакции нейтрализации
  • окислительно-восстановительное титрование (перманганатометрия, иодометрия, хроматометрия) — окислительно-восстановительные реакции
  • осадительное титрование (аргентометрия, гексоцианоферратометрия, меркурометрия) — реакции, протекающие с образованием малорастворимого соединения, при этом изменяются концентрации осаждаемых ионов в растворе.

Комплексиметрия(комплексонометрическое титрование, меркуриметрия) — реакции, основанные на образовании прочных комплексных соединений с комплексоном (обычно ЭДТА), при этом изменяются концентрации ионов металлов в титруемом растворе.
Метод кислотно-основного титрования, метод объемного анализа, заключающийся в постепенном прибавлении раствора известной концентрации (стандартный раствор) к анализируемому раствору.
Основан на реакции нейтрализации. Результат титрования вычисляют по объему и концентрации рабочего раствора в точке эквивалентности. Рабочими растворами при определении кислот служат щелочи КОН, NaOH (алкалиметрия); при определении оснований — сильные кислоты НС1, H24 (ацидиметрия). В процессе титрования имеет место постепенное изменение рН раствора с особо резким скачком вблизи точки эквивалентности. Для фиксирования точки конца титрования используются индикаторы химические (лакмус, фенолфталеин, тимолфталеин, метилоранж, метилрот и др.). В визуальном титровании при использовании рабочих растворов малых концентраций (0,1 н и ниже) ошибка титрования невелика. Более точные результаты дают потенциометрическое и кондуктометрическое титрования, при которых параллельно с процессом нейтрализации измеряют рН раствора или его электропроводность. Метод кислотно-основного титрования широко применяется в технологических контроле виноделия при определении титруемых и летучих кислот — винной, яблочной, янтарной, лимонной и угольной.
Методы окислительно-восстановительного титрования основаны на использовании реакций, связанных с переносом электронов, то есть окислительно-восстановительных процессов.
Реакции окисления-восстановления – это реакции, в которых реагирующие вещества присоединяют или отдают электроны. Окислителем называется частица (ион, молекула, элемент), которая присоединяет электроны и переходит при этом из более высокой степени окисления в более низкую, т.е. восстанавливается. Восстановитель – это частица, которая отдает электроны и переходит при этом из более низкой степени окисления в более высокую, т.е. окисляется.
2 КМnО4 + 10 FeSО4 + 8 Н2↔ 2 МnSО4 + 5 Fe2(SО4)+ К24 + 8 Н2О
Fe2+ — е ↔ Fe3+
МnО4 + 5е + 8 Н + ↔ Мn2+ + 4 Н2О
Методы окислительно-восстановительного титрования пригодны для определения многих органических соединений, в том числе фармацевтических препаратов, подавляющее большинство которых являются потенциальными восстаноометриювителями.
В зависимости от используемого титранта различают перманганатометрию, йодометрию, дихроматометрию, броматометрию. В этих методах в качестве стандартных растворов применяют соответственно KMnO4, I2, K2Cr2O7, KBrO3 и т.д.
Из всех типов химических реакций, используемых в количественном анализе, окислительно-воостановительные реакции (ОВР) являются наиболее сложными по механизму.
Отличительным признаком ОВР является перенос электронов между реагирующими частицами, в результате чего степень окисления реагирующих частиц изменяется.
Метод осадительного титрования основан на применении реакций осаждения, в результате которых образуются малорастворимые соединения. Метод осадительного титрования даёт возможность количественно определять анионы, осаждаемые катионами металлов и катионы, если титровать их анионами. Например, этот метод используют для определения таких катионов и анионов, как:  PО43-    Cr2О72-    SO42-     SCN—    CN—    Cl—    Zn2+    Pb2+    Нg2+    Ba2+    Ag
Различают следующие методы:
Аргентометрия – метод объемного анализа, основанный на применении стандартного раствора (титранта) ионов серебра. Различают три вида аргентометрии:
1) титрование без индикатора (Гей-Люссак). В основе метода лежит реакция:
Ag++ Hal ↔ AgHal↓, где Hal -ионы Cl, J, Br.
Суть метода заключается в том, что титрование галогенов ведут до тех пор, пока последующая порция AgNO3 не вызывает образования новых количеств осадка. В этот момент в точке эквивалентности каждая лишняя капля AgNO3 вызывает коагуляцию осадка и раствор становится прозрачным. Этот метод называется методом просветления.
2) титрование с индикатором
Метод основан на реакции, протекающей между Ag+ и Cl в присутствии индикатора – К2CrO4. Титруют раствор, содержащий Cl растором, содержащим Ag+ в присутствии K2CrO4. В точке эквивалентности лишняя капля Ag+ образует с ионами CrO4— красный осадок:
2 Ag+ + CrO42- = Ag2CrO4
Красное окрашивание осадка свидетельствует о наступлении точки эквивалентности.
3) титрование с адсорбционным индикатором
Меркуриметрия и меркурометрияметоды, основанные на применении в качестве титрантов растворов солей двухвалентной (меркури-ион) и одновалентной (меркуро-ион) ртути. При меркуриметрическом определении ионов хлора происходит реакция:
Нg+ + 2 Cl = HgCl↓
Точка эквивалентности определяется с помощью индикатора, образующего с избытка Hg2+ окрашенный комплекс. Этот метод применяется для определения Cl, J, Br.
В основе меркурометрических определений лежит реакция: Ag+ + SCN = AgSCN↓
Меркури- и меркурометрические методы имеют по сравнению с аргентометрическим методом преимущество: соли ртути менее дорогие по сравнению с серебром. Однако в то же время они более токсичны.
В связи с этим, метод осадительного титрования используют лишь тогда, когда другие химические методы не применимы. Например для определение ионов хлора, брома, серебра, бария, свинца, цинка проводят только этим методом. В таблице 1 приведены примеры осадительного титрования.
Таблица 1
                                 Примеры осадительного титрования

Определяемый компонент Титрант Индикатор
Br, J, SCN, CO32-, CrO42-, CN, C2O42-, PO43-, S2- AgNO3 K2CrO4
Br, J, Cl, SeO32- -//- Fe3+
Zn2+ K4[Fe(CN)6] Адсорбционный
SO42- Pb(NO3)2 Адсорбционный
Ag+ NH4SNC Fe3+
Cl, Br Hg2(NO3)2 Адсорбционный


Не все реакции могут быть использованы для количественного определения катионов и анионов этим методом. Основными требованиями к реакциям, применяемым в методах осадительного титрования, являются следующие:
1) выделяющиеся осадки должны по возможности обладать минимальной растворимостью. Для метода осадительного титрования применяются такие реакции, в результате которых образуется осадок, растворимость которого не превышает 10-5 моль/л

2) реакция должна идти быстро, а посторонние вещества в растворе не должны мешать реакции.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *