Титриметрические методы анализа

Содержание

Слайд 2

Титриметрические (объемные) методы количественного анализа основаны на точном измерении объема раствора

Титриметрические (объемные) методы количественного анализа основаны на точном измерении объема раствора

реагента (титранта), вступающего в химическую реакцию с исследуемым веществом.
Слайд 3

Титриметрия- наиболее широко применяется при определении высоких и средних концентраций веществ

Титриметрия- наиболее широко применяется при определении высоких и средних концентраций веществ

в растворах (до 1·10-4 моль/л или до 10 мг/л). Для определения более низких концентраций веществ применять титриметрию нецелесообразно, т.к. это требует предварительного концентрирования, что удлиняет анализ и увеличивает погрешность измерения. В среднем относительная ошибка титриметрических измерений не превышает 2% и определяется классом используемой мерной посуды.

Титриметрические методы анализа

Слайд 4

КЛАССИФИКАЦИЯ ТИТРИМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА ПО ТИПАМ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ 1. Методы кислотно-основного

КЛАССИФИКАЦИЯ ТИТРИМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА ПО ТИПАМ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

1. Методы кислотно-основного титрования
Основаны

на использовании реакции нейтрализации. Применяют для определения кислот, оснований и солей, которые при гидролизе создают кислую и щелочную реакцию среды.
В сочетании с различными способами пробоподготовки может быть применено для определения различных параметров.
Слайд 5

2. Методы осадительного титрования Исследуемое вещество при взаимодействии с титрантом образует

2. Методы осадительного титрования
Исследуемое вещество при взаимодействии с титрантом образует малорастворимые

соединения.
Широко применяемый метод осадительного титрования – аргентометрическое титрование, в ходе которого определяют концентрацию анионов (CN-, PO43-, CrO42- и др.), образующих малорастворимые соединения или устойчивые комплексы с ионами Ag:
Ag+ + Cl- = AgCl↓
Слайд 6

3. Методы комплексометрического титрования Основаны на образовании слабоионизированных комплексов титранта с

3. Методы комплексометрического титрования
Основаны на образовании слабоионизированных комплексов титранта с исследуемым

веществом.
Комплексонометрическое титрование – титрование трилоном Б (динатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты

Конечную точку титрования определяют с помощью металлоиндикаторов или потенциометрически.

Слайд 7

4. Методы окислительно-восстановительного титрования Основаны на окислительно-восстановительных реакциях, происходящих между определяемым

4. Методы окислительно-восстановительного титрования
Основаны на окислительно-восстановительных реакциях, происходящих между определяемым веществом

и титрантом.
Перманганатометрия. Перманганат калия – один из наиболее широко применяемых стандартных окислителей. Применяют для определения восстановителей неорганического и органического происхождения.
Дихроматометрия – титриметрический метод определения восстановителей, катионов металлов, образующих малорастворимые хроматы. Титрант – стандартный раствор K2Cr2O7. Применяют для определения Fe2+, SO32-, Fe(CN)64-, органических веществ (гидрохинон, аскорбиновая кислота и др.)
Слайд 8

Броматометрия – титриметрический метод определения восстановителей, а также органических соединений, вступающих

Броматометрия – титриметрический метод определения восстановителей, а также органических соединений, вступающих

с бромом в реакции присоединения или замещения. Основана на применении в качестве титранта раствора KBrO3.
Йодометрия – титриметрический метод определения окислителей и восстановителей.
Слайд 9

Прямое титрование Обратное титрование Заместительное титрование Реверсивное титрование Классификация титриметрических методов по способу титрования

Прямое титрование

Обратное титрование

Заместительное титрование

Реверсивное титрование
Классификация


титриметрических
методов
по способу титрования
Слайд 10

Прямое титрование реакция взаимодействия исследуемого вещества (А) с реагентом в условиях

Прямое титрование

реакция взаимодействия исследуемого вещества (А) с реагентом в условиях

проведения анализа должна быть специфичной;
взаимодействие между веществом и титрантом должно происходить стехиометрично (т.е. протекать строго согласно уравнению реакции), с четким фиксированием конечной точки титрования;
реакция должна проходить с достаточной скоростью и быть практически необратимой;
константа равновесия должна быть достаточно высокой, реакция должна проходить до конца, чтобы погрешности, которые возникают от неполного протекания реакции не превысили допустимые величины;
в растворе должны отсутствовать вещества, мешающие ходу основной реакции или фиксированию конечной точки титрования.
Слайд 11

Обратное титрование скорость прямой реакции невысокая; отсутствует соответствующий индикатор; возможна потеря определяемого вещества из-за его летучести.

Обратное титрование

скорость прямой реакции невысокая;
отсутствует соответствующий индикатор;
возможна потеря определяемого вещества

из-за его летучести.
Слайд 12

Например, концентрацию раствора NH3 определяют обратным титрованием по причине его летучести.

Например, концентрацию раствора NH3 определяют обратным титрованием по причине его летучести.

К раствору аммиака прибавляют избыток титрованного раствора хлористоводородной кислоты. Непрореагировавшую хлористоводородную кислоту оттитровывают раствором натрия гидроксида.
Обратное кислотно-основное титрование, индикатор метиловый оранжевый.

Обратное титрование

Слайд 13

Заместительное титрование определяемое вещество с данным титрантом не взаимодействует; взаимодействие определяемого

Заместительное титрование

определяемое вещество с данным титрантом не взаимодействует;
взаимодействие определяемого вещества

и титранта приводит к образованию смеси нескольких продуктов, количественное соотношение которых не является постоянным;
реакция титрования нестехиометрична;
отсутствует соответствующий индикатор;
определяемое вещество неустойчиво.
Слайд 14

Например, калия дихромат взаимодействует с титрантом Na2S2O3 нестехиометрично. Поэтому к раствору

Например, калия дихромат взаимодействует с титрантом Na2S2O3 нестехиометрично. Поэтому к раствору

исследуемого вещества K2Cr2O7 прибавляют реагент KI, в результате чего образуется эквивалентное количество йода, который затем оттитровывают стандартным раствором натрия тиосульфата.

Заместительное титрование

Слайд 15

Реверсивное титрование При реверсивном титровании раствором определяемого вещества титруют стандартный раствор реагента:

Реверсивное титрование

При реверсивном титровании раствором определяемого вещества титруют стандартный раствор

реагента:
Слайд 16

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ТИТРОВАННЫХ РАСТВОРОВ 1. по точной навеске исходного вещества (первичный стандартный раствор);

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ТИТРОВАННЫХ РАСТВОРОВ

1. по точной навеске исходного вещества (первичный стандартный раствор);

Слайд 17

ПЕРВИЧНЫЕ СТАНДАРТНЫЕ РАСТВОРЫ ГОТОВЯТ ТОЛЬКО ИЗ СТАНДАРТНЫХ ВЕЩЕСТВ, КОТОРЫЕ ДОЛЖНЫ ОТВЕЧАТЬ

ПЕРВИЧНЫЕ СТАНДАРТНЫЕ РАСТВОРЫ ГОТОВЯТ ТОЛЬКО ИЗ СТАНДАРТНЫХ ВЕЩЕСТВ, КОТОРЫЕ ДОЛЖНЫ ОТВЕЧАТЬ

СЛЕДУЮЩИМ ТРЕБОВАНИЯМ:

вещество должно легко получаться в химически чистом виде, иметь состав, который точно соответствует химической формуле и не изменяется в процессе хранения;
быть стойким при хранении как в сухом виде, так и в растворе;
вещество должно хорошо растворяться в воде (или в другом растворителе);
иметь, по возможности, большую молярную массу, что уменьшает ошибки при взвешивании навески.
Таким способом можно приготовить титрованные растворы из химически чистых веществ: K2Cr2O7, KBrO3, H2C2O4, Na2B4O7 и др.

Слайд 18

2. с помощью "фиксанала" (первичный стандартный раствор) Фиксаналы (стандарт-титры, первичные стандарты)

2. с помощью "фиксанала" (первичный стандартный раствор)
Фиксаналы (стандарт-титры, первичные стандарты) –

вещества в строго определенном количестве, обычно 0,1 моль, содержащиеся в стеклянных ампулах. Ампулу разбивают специальным бойком в воронке. Содержимое переносят количественно в мерную колбу и разбавляют до определенного объема. Полученный раствор часто используют в титриметрии как титрант. В качестве фиксанала применяют, например, KMnO4, K2Cr2O7, HCl, AgNO3 и др. Соединения, используемые как фиксаналы, должны быть предельно чистыми, устойчивыми при комнатной температуре, не должны адсорбировать Н2О и СО2 из воздуха.
Слайд 19

3. готовят раствор с приблизительной концентрацией, близкой к требуемой, определяют точную

3. готовят раствор с приблизительной концентрацией, близкой к требуемой, определяют точную

концентрацию с помощью стандартного вещества или стандартного раствора (вторичный стандартный раствор);
Слайд 20

КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ТИТРОВАНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОДХОДА К ВЫПОЛНЕНИЮ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ

КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ТИТРОВАНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОДХОДА К ВЫПОЛНЕНИЮ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ

Способ

отдельных навесок

Рассчитывают навеску анализируемого вещества. На аналитических весах взвешивают отдельные, близкие по величине, навески вещества. Растворяют в удобном для титрования объеме растворителя и титруют стандартным раствором.
Метод отдельных навесок наиболее точен, но требует больших затрат времени.

Слайд 21

КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ТИТРОВАНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОДХОДА К ВЫПОЛНЕНИЮ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ

КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ТИТРОВАНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОДХОДА К ВЫПОЛНЕНИЮ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ

Рассчитывают

навеску анализируемого вещества. Взвешивают на аналитических весах. Количественно переносят в мерную колбу, растворяют в растворителе и доводят объем раствора тем же растворителем до метки. Аликвотную часть приготовленного раствора пипеткой переносят в коническую колбу и титруют стандартным раствором.

Способ пипетирования

Аликвота – объем раствора, точно отмеренный калиброванной
пипеткой

Слайд 22

различной емкости с делениями и без делений узкогорлые и широкогорлые со

различной емкости
с делениями и без делений
узкогорлые и широкогорлые
со шлифом и без

шлифа

Конические колбы (Эрленмейера) применяются при аналитических работах (титрование)

Классическая титровальная установка состоит из двух основных частей: емкости для титрования и бюретки.
При титровании с индикатором используют колбу Эрленмейера (коническую колбу).
Если для регистрации кривой титрования используют электроды, колбу заменяют стаканом, а перемешивание раствора проводится с помощью магнитной мешалки.

Слайд 23

Бюретка представляет собой градуированную стеклянную трубку с запирающим устройством на нижнем

Бюретка представляет собой градуированную стеклянную трубку с запирающим устройством на нижнем

конце – краном, зажимом Мора или бусиной, которое предотвращает самопроизвольное вытекание титранта и позволяет добавлять его в колбу для титрования малыми порциями и даже каплями.
Слайд 24

ТЕХНИКА ТИТРОВАНИЯ 1. Перед использованием бюретка должна быть тщательно вымыта дистиллированной

ТЕХНИКА ТИТРОВАНИЯ

1. Перед использованием бюретка должна быть тщательно вымыта дистиллированной водой.


2. Бюретку трижды ополаскивают небольшим количеством титрованного раствора.
3. Закрепляют ее в штативе вертикально и заполняют титрантом до нулевой отметки. Необходимо, чтобы суженный ее конец не содержал пузырьков воздуха и был полностью заполнен раствором. Для удаления воздуха резиновый затвор перегибают, поднимая конец бюретки вверх, и открывают зажим – пузырек выдавливается раствором.
Заполняют бюретку с помощью стеклянной воронки. Уровень жидкости устанавливают несколько выше нулевой отметки. ВОРОНКУ ВЫНИМАЮТ ИЗ БЮРЕТКИ. Поместив уровень нулевой отметки на уровень глаз, выпускают жидкость, пока соответствующая граница мениска не совпадет с нулевой отметкой.
Слайд 25

4. Конец бюретки должен быть опущен на 1-2 см в колбу

4. Конец бюретки должен быть опущен на 1-2 см в колбу

для титрования.
5. Титрование проводят несколько раз до получения воспроизводимости результатов параллельных определений.
Слайд 26

Пипетки служат для точного отмеривания определенного объема жидкости Пипетки: простые (пипетки

Пипетки служат для точного отмеривания определенного объема жидкости
Пипетки:
простые (пипетки Мора)
градуированные

Для

наполнения пипеток
используют резиновые груши и насосы
Слайд 27

Слайд 28

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЕЧНОЙ ТОЧКИ ТИТРОВАНИЯ - ТОЧКИ НА КРИВОЙ ТИТРОВАНИЯ, В КОТОРОЙ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЕЧНОЙ ТОЧКИ ТИТРОВАНИЯ - ТОЧКИ НА КРИВОЙ ТИТРОВАНИЯ, В КОТОРОЙ

РЕГИСТРИРУЕТСЯ РЕЗКОЕ ИЗМЕНЕНИЕ НАБЛЮДАЕМОГО СВОЙСТВА

Визуально
по аналитическим
эффектам (изменению
цвета, помутнению
раствора и т.д.)
Вспомогательные
вещества –
индикаторы

По резким изменениям
измеряемой физической
величины системы
в процессе титрования
(рН - потенциомерическое
титрование;
электропроводности -
кондуктометрическое
титрование;
силы тока, протекающей
через раствор –
амперометрическое
титрование и т.д.)

Слайд 29

Индикаторы – соединения, позволяющие визуализировать изменение концентрации какого-либо вещества или компонента

Индикаторы – соединения, позволяющие визуализировать
изменение концентрации какого-либо вещества или компонента

Кислотно-основные

Металлоиндикаторы

Редокс-индикаторы

Применяются

в методах
нейтрализации и
колориметрии для
определения рН среды.
фенолфталеин,
метиловый оранжевый

Применяются в методах
комплексообразования.
эриохром черный Т,
ксиленовый оранжевый

Применяются в методах
окисления-восстановления.
дифениламин,
азокрасители

Адсорбционные

Радиоактивные

Хемилюминесцентные

Флуоресцентные

Флотационные

Слайд 30

ТИТРАТОРЫ Титраторы – приборы предназначенные для частично или полностью автоматизированного проведения

ТИТРАТОРЫ

Титраторы – приборы предназначенные для частично или полностью автоматизированного проведения измерений.

Программное обеспечение, прилагаемое к титратору, позволяет автоматически по полученным данным построить кривую титрования, определить конечную точку титрования и рассчитать концентрацию исследуемого раствора.