ТИТРИМЕТРИЧЕН АНАЛИЗ
ТИТРИМЕТРИЧЕН АНАЛИЗ(син.обемен анализ) е метод за количествен анализ, базиран на измерване на обема или масата на реагент, необходим за реакция с аналита. Т. а. е раздел на аналитичната химия (виж) и се използва широко в биохимични, клинични, санитарни и хигиенни и други лаборатории в експериментални изследвания и за клин, анализи, например при установяване на киселинно-алкалното състояние (виж. Киселинно-базов баланс), определяне на киселинността на стомашния сок (виж), киселинността и алкалността на урината (виж) и др. Титриметричният анализ е един от основните химични методи. анализи в контролно-аналитични аптечни лаборатории.
Количеството на изпитваното вещество при T. a. определя се чрез титруване: разтвор на друго вещество с точно известна концентрация постепенно се излива в точно измерен обем от разтвора на тестваното вещество, докато количеството му стане еквивалентно на количеството на тестваното вещество. Състоянието на еквивалентност се нарича точка на еквивалентност на титруване. Разтворът на реагента с известна концентрация, използван за титруване, се нарича титруван разтвор (стандартен разтвор, титрант); точната концентрация на титрувания разтвор може да се изрази чрез титър (g/ml), нормалност (eq/l) и др.
Към реакциите, използвани в термодинамичния анализ, се налагат редица изисквания: веществата трябва да реагират в строго определени количествени (стехиометрични) съотношения (виж Стехиометрия) без странични реакции, реакциите трябва да протичат бързо и почти докрай, трябва да се използват достатъчно надеждни методи за установяване на точката на еквивалентност, трябва да се изключи влиянието на чужди вещества върху хода на реакцията, желателно е реакциите да протичат при стайна температура.
Методите на Т. и. VВ зависимост от реакциите, които са в основата им, те се разделят на следните основни групи.
1. Методи за неутрализация или методи за киселинно-алкално титруване (виж Метод на неутрализация). Among the methods of neutralization, acidometry is usually distinguished (quantitative determination of bases using titrated solutions to - t), alkalimetry (determination of to-t using titrated solutions of bases), halometry (quantitative determination of salts using bases or to - t, if they react with salts in stoichiometric ratios, for example, ammonium salts react with bases, carbonates - with to-tami, etc.). Методите за неутрализация се основават на реакции на неутрализация, т.е. на взаимодействието на киселини и основи (виж). Основното уравнение на процеса на неутрализация във водни разтвори е взаимодействието на водородни йони с хидроксилни йони, придружено от образуването на леко дисоциирани водни молекули: H + + 0H - = H2O.
2. Методи за отлагане (вж. Методи за отлагане), базирани на титруване на вещества, които образуват неразтворими съединения в определена среда [соли на барий, сребро, олово, цинк, кадмий, живак (II), мед (III) и др.]. Тези методи включват например аргентометрия (титруване с разтвор на сребърен нитрат), меркурометрия (титруване с разтвор на железен живачен нитрат) и др. Методите на утаяване позволяват количествено определяне на бариеви катиони (виж), живак (виж), сребро (виж), олово (виж), цинк (виж) и др., както и хлориди, бромиди, йодиди, ци. аниди, утаени от тях, тиоцианати, сулфати, хромати, фосфати, ферицианиди и др. Използвайки специални техники за титруване, тези методи могат да се използват за определяне не само на отделни катиони и аниони, но и на техните смеси.
3. Методите за комплексно образуване или комплексометрия (меркуриметрия, флуорометрия и др.) се основават на използването на реакции,при които се образуват сложни съединения, напр. Ag - + 2CN - [Ag(CN)2] - . Методите за образуване на комплекси са тясно свързани с методите на утаяване, тъй като много реакции на утаяване са придружени от образуване на комплекси, а образуването на комплекси е придружено от утаяване на слабо разтворими съединения. Методите за образуване на комплекси могат да се използват за количествено определяне на различни катиони (Ag +, Hg2+, Al3+ и др.) И аниони (CN-, F-, Cl- и др.), които влизат в съответните реакции. Специално място сред методите на комплексообразуване заема комплексометрията (виж), базирана на използването на органични реагенти - комплексони.
4. Окислително-редукционните методи или оксидиметрията (виж) включват перманганатометрия, хроматометрия (бихроматометрия), йодометрия, броматометрия, цериметрия, ванадометрия и др.
Точката на еквивалентност в титриметричния анализ се определя чрез промяна на цвета на титрувания разтвор или индикатор, въведен в началото или по време на титруването, чрез промяна на електрическата проводимост на разтвора, потенциала на електрода, потопен в титрувания разтвор, промяна на тока (вижте Потенциометрично титруване), оптична плътност и др.
Един от широко използваните методи за определяне на точката на еквивалентност е индикаторният метод. Индикатори (виж) - вещества, които дават възможност да се установи крайната точка на титруване (момент на рязка промяна на цвета на титруемия разтвор). Най-често индикаторът се добавя към титруемия разтвор (вътрешен индикатор). При работа с външни индикатори периодично вземайте капка от титруемия разтвор и я смесвайте с капка от индикаторния разтвор или я поставяйте върху индикаторна хартия, което води до загуби на аналита.
Процесът на титруване се изобразява графично под формата на титруващи криви. При метода на неутрализация, у-оста нанася стойностите на рН от 0до 14, по абсцисата - количеството на добавения титруващ разтвор. При методите за утаяване и образуване на комплекси стойностите на концентрациите на йони, образуващи утайка или комплексно съединение, се нанасят по оста y, при редокс методи, окислителният потенциал. Кривите на титруване ви позволяват да визуализирате целия ход на титруването и да изберете най-подходящия индикатор за получаване на точни резултати, тъй като кривата на титруване може да се сравни с интервала на промяна на цвета на индикатора.
Има три основни метода на титруване: директно, обратно (титруване върху остатъка) и индиректно.
При директно титруване изследваният разтвор се титрува директно със стандартен разтвор (или обратното). Чрез измерване на обема на стандартния разтвор и познаване на концентрацията и обема на тестовия разтвор, можете лесно да изчислите концентрацията) на последния:
където N1 и Nx са нормалните концентрации на стандартния и тестовия разтвор, а V1 и Vx са обемите на тези разтвори.
По време на обратното титруване, в случаите, когато определянето на точката на еквивалентност е трудно, точно измерен обем от стандартен разтвор, взет в излишък, се добавя към точно измерен обем от тестваното вещество. Излишъкът се титрува с друг стандартен разтвор. Например, за да определите концентрацията на солна киселина (вижте), можете да добавите към него точно измереното количество от стандартния разтвор на сребърен нитрат AgNO3, взет в излишък, и след това да титрувате нереагиралия излишък от AgNO3 със стандартния разтвор на амониев тиоцианат, който реагира със сребро, образувайки слабо разтворим AgSCN. В присъствието на железни (III) йони допълнителна капка титруващ разтвор причинява появата на розово-червен цвят. Въз основа на резултатите от титруването е възможно да се изчисли излишъкът от разтвора на AgNO3, който не е реагирал със солна киселина, след което да се изчисли количеството на AgNO3,реагирали с него (разликата между добавените и неизползваните количества) и т.н. определяне на концентрацията на изпитваното вещество, както при директно титруване.
Непрякото титруване (титруване на заместители) се състои в това, че към разтвора на тестваното вещество се добавя някакво спомагателно вещество, което реагира с тестваното вещество, за да образува еквивалентно количество ново вещество, което се титрува със стандартен разтвор. Например, при определяне на окислители, йодът се титрува с разтвор на натриев тиосулфат Na2S2O3, който се изолира от окислителя при взаимодействие с калиев йодид KI. Концентрацията на тестовия разтвор се изчислява по същия начин, както при директното титруване.
Грешки в T. a. могат да бъдат методични, свързани с характеристиките на метода на титруване и специфични, поради характеристиките на тази реакция. Методологичните систематични грешки на титруването зависят от грешките на измервателните уреди, калибрирането на обемни прибори, пипети, бюрети, непълно стенене на течности над купчини обемни прибори. За да се избегнат случайни грешки, е необходимо правилно да се изберат обемите на реагиращите реагенти, обемните прибори, внимателно да се извърши титруване и да се спазват стриктно същите условия.
Библиография:Крешков А. П. Основи на аналитичната химия, т. 2, с. 38, М., 1970; Селезнев К. А. Аналитична химия, качествен полумикроанализ и количествен анализ, стр. 164, Москва, 1973; Шемякин Ф. М., Карпов А. Н. и Бруснецов А. Н. Аналитична химия, стр. 325, М., 1973; Ashworth M. R. F. Титриметрични методи за анализ на органични съединения, прев. от англ., М., 1968, библиогр.