9_OSNOVY_KOLANALIZA (1)

Задачи количественного анализа:
- установление количества элементов, функциональных групп в веществе или веществ в материале;
определение примеси;
проведение постадийного контроля технологических процессов.

Важнейшие методы количественного анализа
гравиметрический
титртметрический

Титриметрический анализ
объединяет группу методов количественного анализа, основанных на измерении объема раствора точной концентрации, необходимого для взаимодействия с определенным количеством анализируемого вещества.

Титрование -
основной прием метода, который заключается в постепенном добавлении к определенному веществу реагента точной концентрации до достижения эквивалентного соотношения между ними.

Титрант -
раствор, с помощью которого производится титриметрическое определение, т. е. раствор, которым титруют.

При ТИТРОВАНИИ расходуется количество реагента, эквивалентное количеству тированного вещества в соответствии со стехиометрией реакции между ними, при условии, что эта реакция практически необратима.

Известно, что объемы растворов, количественно реагирующих между собой, обратно пропорциональны молярным концентрациям эквивалента этих растворов:
Сэ1 • V1 = Сэ2 •V2,
где V — объем реагирующего раствора, л;
С — концентрация, моль/л.

Условия титриметрического определения:
а) точное измерение объемов реагирующих веществ;
б) приготовление растворов точно известной концентрации, с помощью которых проводится титрование, так называемых рабочих растворов (титрантов);
в) определение конца реакции.

Мерная колба

Цилиндры, мензурки

Бюретки

Пипетки

Условия титриметрического определения:
а) точное измерение объемов реагирующих веществ;
б) приготовление растворов точно известной концентрации, с помощью которых проводится титрование, так называемых рабочих растворов (титрантов);
в) определение конца реакции.

Схема приготовления раствора с установленном титром (вторичный стандартный раствор)

Схема приготовления раствора с приготовленным титром (первичный стандартный раствор)

Приготовление из фиксанала
Фиксаналы - запаянные стеклянные ампулы, с точными навесками реактивов.

Для определения точной концентрации титранта («установки титра», или стандартизации) пользуются так называемым исходным, или установочным, веществом.

Установочное вещество должно удовлетворять следующим требованиям:
1. Соответствие состава вещества его химической формуле.
2. Химическая чистота - суммарное количество примесей не должно превышать 0.1 %.
3. Устойчивость на воздухе, т. е. негигроскопичность или неизменяемость под влиянием кислорода воздуха или углекислого газа.
4. Устойчивость в растворе (не окисляться и не разлагаться).
5. Возможно большая эквивалентная масса - это уменьшает относительную ошибку при определении.
6. Хорошая растворимость в воде.
7. Способность реагировать с раствором, титр которого устанавливается, по строго определенному уравнению и с большой скоростью.

Условия титриметрического определения:
а) точное измерение объемов реагирующих веществ;
б) приготовление растворов точно известной концентрации, с помощью которых проводится титрование, так называемых рабочих растворов (титрантов);
в) определение конца реакции.

Момент окончания реакции между взаимодействующими веществами называется
точкой эквивалентности (теоретической точкой конца титрования).

На практике в процессе титрования фиксируют конечную точку титрования:
I. Визуальный способ - контроль течения химической реакции путём визуального наблюдения с помощью глаза:
1.1. Безындикаторный в случае использования окрашенного титрованного раствора;
1.2. С помощью индикаторов - веществ, способных к видимым изменениям в точке эквивалентности или вблизи неё.
II. Инструментальный способ - в инструментальных методах титрования с помощью приборов по изменению физического свойства раствора в процессе титрования.

Точка эквивалентности

Если в конечной точке изменение окраски индикатора происходит между близкими, трудно воспринимаемыми человеческим глазом переходами рекомендуется применение раствора — «свидетеля».

«Свидетель» -
раствор примерно такого же объема и состава, что и анализируемый раствор в конце титрования. Количество индикатора, прибавленное в обоих случаях, должно быть также одинаковым.

КООЭФИЦИЕНТ ПОПРАВКИ
Кп - число, показывающее, во сколько раз приготовленный раствор крепче или слабее по сравнению с теоретически заданной концентрацией.

Рекомендуемая величина Кп для проведения анализа:
1. Государственная Фармакопея XIV издания
Кп = 0,98-1,02
2. ГОСТ 25794.1-83. Реактивы. Методы приготовления титрованных растворов для кислотно-основного титрования (с Изменением N 1)
Кп = 0,97-1,03

МЕТОДЫ ТИТРИМЕТРИЧЕС-КОГО АНАЛИЗА
в зависимости от того, какая реакция лежит в основе титрования
Кислотно-основные методы
Методы окисления - восстановления (оксидиметрия)
Методы осаждения
Методы комплексообразования

Для того чтобы та или иная реакция могла служить основой для титрования, она должна удовлетворять ряду требований:
Реакция должна проходить количественно по определенному уравнению без побочных реакций.
2. Окончание реакции следует точно фиксировать, чтобы количество реактива было эквивалентно количеству определяемого вещества.
3. Реакция должна протекать с достаточной скоростью и быть практически необратимой.

Способы титрования:
1) прямое;
2) обратное;
3) титрование заместителя.

Прямое титрование- титрование анализируемого вещества титрованным раствором.

Прямое титрование
HCl
метилоранж
На примере Соляной кислоты
Титрант NaOH 0,1 моль/л

Заместительное титрование
(по заместителю) - взаимодействие анализируемого вещества со вспомогательным реагентом, в результате которого выделяется эквивалентное количество продукта реакции, который титруют титрованным раствором.

I2
Заместительное титрование
На примере установки титрованного раствора Na2S2O3
Na2S2O3
0,1 моль/л
В тёмное место на 5 минут
Титрант №1
Титрант №2

Обратное титрование (по остатку) - взаимодействие анализируемого вещества с избытком титранта, непрореагировавшая часть которого титруют вторым титрованным раствором.

Обратное титрование
NaBr
Индикатор
Железо-аммониевые квасцы FeNH4(SO4)2
По методу Фольгарда
(на примере NaBr)
Титрант №1
(определённый объём)
Бледно-жёлтая окраска осадка AgBr↓
AgNO3
Избыток титранта
Розовая окраска
Fe(SCN)3
Титрант №2