Титриметрические методы анализа

1.2. Классификация реакций, применяемых в титриметрии

В титриметрии используют реакции всех типов – с переносом протона (кислотно-основные реакции), электрона (окислительно-восстановительные реакции), электронных пар с образованием донорно-акцепторных связей (реакции комплексообразования), а также процессы осаждения.

1. 
   Кислотно-основное титрование (протолитометрия).
   

В общем виде реакцию можно записать как:
НА + В ⇄ ВH⁺ + А^
кислота 1 основание 2 кислота 2 основание 1
Например, частный случай: титрование сильной кислоты сильным основанием:
H⁺ + OH^ = H₂O, K_w = 10^-14
K_равн. = 1/K_w ~ 10¹⁴

2. 
   Комплексометрическое титрование (комплексометрия).
   

Например, титрование комплексоном III:
Ca²⁺ + H₂Y^2- = CaY^2- + 2H⁺, K_равн. = _CaY ~ 10¹¹

3. 
   Окислительно-восстановительное титрование (редоксиметрия).
   

Например, перманганатометрия:
5Fe²⁺ + MnO₄^ + 8H⁺ = 5Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4H₂O,

4. 
   Осадительное титрование (седиметрия).
   

Hапример, аргентометрия:
Ag⁺ + Cl^ = AgCl, ПР ~ 10^-10, K_равн. = 1/ПР ~ 10¹⁰
В дальнейшем рассматриваются все методы, кроме последнего, который близок к гравиметрии.

1.3. Стандартные растворы – титранты

Титрант (рабочий раствор) – это раствор с известной концентрацией вещества, которое может быть реагентом для определенной титриметрической реакции. Основное требование к растворам титрантам – устойчивость химического состава во времени и высокая точность определения концентрации реагента. Поэтому необходимо брать во внимание такие процессы, как поглощение СО₂, потери NH₃ и т.д.
Все титранты в зависимости от способа получения растворов делятся на две группы:

1. 
   Первичный стандартный раствор (стандарт-титр).
   

а) Выпускаются ГСО титрантов – стандарт-титры.
б) Готовят растворы известной концентрации по точной навеске чистого химического вещества известного стехиометрического состава или из фиксанала. Фиксанал – ампула, в которую запаяно точно известное количество стандартного вещества или раствора.
Требования к первичным стандартным веществам:

• 
  состав соединения должен строго соответствовать химической формуле (примесей < 0,05 %);
  
• 
  вещество должно быть устойчивым при комнатной температуре, то есть вещества гигроскопичные, окисляющиеся кислородом воздуха, поглощающие СО₂ и т.д. не пригодны;
  
• 
  по возможности вещество должно иметь большую молекулярную массу (уменьшается погрешность взвешивания).
  

2. 
   Установленные или вторичные растворы.
   

Титрант готовится из раствора или навески реагента с приблизительной концентрацией, а ее точное значение определяется титрованием по первичному стандарту или каким-либо другим методом, например, гравиметрическим.
Относительная погрешность установления концентрации титранта должна быть не более  0,1% (чаще 0,05 %).