Титриметрический анализ

Титриметрический анализ определяет анализируемое вещество путем измерения объема стандартного реагента, необходимого для его полного взаимодействия.

Definition

Титриметрический анализ — это классический количественный метод, при котором измеренный объем стандартизованного раствора реагента реагирует с анализируемым веществом до стехиометрической конечной точки, на основании которой рассчитывается количество анализируемого вещества.

Scope

Эта тема охватывает объемный анализ в его основных формах: кислотно-основное, комплексометрическое титрование с такими реагентами, как ЭДТА, осадительное и окислительно-восстановительное титрование. В ней рассматриваются стандартные растворы и стандартизация, форма кривых титрования, определение конечной точки с помощью индикаторов, а также потенциометрического или другого инструментального детектирования, а также стехиометрические расчеты, которые преобразуют объем титранта в количество анализируемого вещества.

Core questions

• Как объем титранта в точке эквивалентности связан с количеством анализируемого вещества?
• Как готовятся стандартные растворы и стандартизируются по первичным стандартам?
• Как форма кривой титрования определяет выбор индикатора или датчика?
• Чем отличаются кислотно-основное, комплексометрическое, осадительное и окислительно-восстановительное титрование по химическому составу?

Key theories

Стехиометрия точки эквивалентности

В точке эквивалентности титрант прореагировал в точном стехиометрическом соотношении с анализируемым веществом, поэтому произведение концентрации и объема титранта, масштабированное по стехиометрии реакции, дает количество анализируемого вещества; резкое изменение измеряемого свойства вблизи этой точки позволяет определить конечную точку.

Mechanisms

Стандартизованный титрант известной концентрации подается из бюретки в раствор анализируемого вещества, где он реагирует в фиксированном стехиометрическом соотношении. По мере приближения к точке эквивалентности контролируемое свойство — pH, электродный потенциал или цвет индикатора — резко изменяется, отмечая конечную точку. Объем израсходованного титранта, вместе с его концентрацией и стехиометрией реакции, дает количество анализируемого вещества. Стандартизация по первичному стандарту обеспечивает точность концентрации титранта.

Clinical relevance

Титриметрия широко используется для фармакопейного анализа, определения жесткости и щелочности воды, содержания кислот и оснований в пищевых продуктах и промышленных продуктах, а также для определения воды по Карлу Фишеру, ценится за точность и низкую стоимость.

History

Объемный анализ развивался в начале 19 века благодаря стандартизованным растворам Гей-Люссака и систематическим методам бюреточного титрования и индикаторам Мора. Комплексометрическое титрование с ЭДТА, введенное Шварценбахом в середине 20 века, значительно расширило применение титриметрии для определения ионов металлов.

Key figures

• Joseph Louis Gay-Lussac
• Karl Friedrich Mohr
• Gerold Schwarzenbach

Seminal works

• harris2020
• skoog2014fac
• vogel2000

Frequently asked questions

Что такое первичный стандарт?

Это высокочистое, стабильное вещество известного состава, используемое для приготовления или стандартизации титранта; поскольку его количество может быть точно взвешено, оно определяет истинную концентрацию раствора титранта.

Что такое комплексометрическое титрование?

Это титрование, при котором хелатирующий реагент, такой как ЭДТА, образует стабильный комплекс с ионом металла-аналита; объем, необходимый для комплексообразования всего металла, определяемый с помощью металлоиндикатора, дает концентрацию металла.