Titrimetrinen analyysi

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 19. toukokuuta 2022 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .

Titrimetrinen analyysi (titraus) on analyyttisessä kemiassa usein käytetty kvantitatiivisen/ massaanalyysin menetelmä, joka perustuu tarkalleen tunnetun pitoisuuden omaavan reagenssiliuoksen tilavuuden mittaamiseen, joka on kulutettu reaktioon analyytin kanssa. Titraus on prosessi, jossa määritetään analyytin tiitteri . Titraus suoritetaan käyttämällä byrettiä , joka on täytetty titrausaineella.alas nollaan. Titraus muista merkeistä alkaen ei ole suositeltavaa, koska byretin mittakaava voi olla epätasainen. Byretit täytetään työliuoksella suppilon kautta tai erikoislaitteiden avulla, jos byretti on puoliautomaattinen. Titrauksen loppupiste (ei pidä sekoittaa ekvivalenssipisteeseen ) määritetään käyttämällä indikaattoreita tai fysikaalis-kemiallisia menetelmiä (sähkönjohtavuuden, valonläpäisyn, indikaattorielektrodipotentiaalin jne. perusteella). Analyysin tulokset lasketaan titraamiseen käytetyn työliuoksen määrän perusteella.

Titrimetrisen analyysin tyypit

Titrimetrinen analyysi voi perustua erilaisiin kemiallisiin reaktioihin - protonin , elektronin , elektroniparin siirtoon , saostusprosesseihin :

happo-emästitraus - neutralointireaktiot (happometria (H 3 O + ) , alkalimetria (OH - ));
redox-titraus ( permanganatometria ( KMnO 4 ), jodometria ( I 2 ) , kromatometria ( K 2 Cr 2 O 7 ), bromatometria ( KBrO 3 ), jodotometria ( KIO 3 ), serimetria ( Ce( SO 4 ) 3 ), vanadatometria ( NH ) 4 VO 3 ), titanometria ( TiCl 3 ), kromimetria ( CrCl 2 ), askorbinometria ( C 6 H 8 O 6 )) - redox-reaktiot ;
saostustitraus ( argentometria ( AgNO 3 ), heksosyanoferratometria, merkurometria ( Hg 2 (NO 3 ) 2 )) - reaktiot, jotka tapahtuvat heikosti liukenevan yhdisteen muodostumisen yhteydessä, samalla kun saostettujen ionien pitoisuutta liuoksessa muutetaan;
kompleksometrinen titraus - reaktiot, jotka perustuvat vahvojen kompleksisten yhdisteiden muodostumiseen , esimerkiksi kompleksonin (yleensä EDTA :n) kanssa, samalla kun muutetaan metalli-ionien pitoisuutta titratussa liuoksessa [1] .

Titraustyypit

Tehdään ero suoran, takaisin- ja substituenttititrauksen välillä.

Suorassa titrauksessa titrausliuos (työliuos) lisätään pienissä erissä analyytin liuokseen ( alikvootti tai punnittu näyte, titrattava aine ).
Takaisin titrauksen aikana analyytin liuokseen lisätään ensin tunnettu ylimäärä erityistä reagenssia ja sitten sen jäännös, joka ei ole mennyt reaktioon, titrataan. Takaisintitraustekniikkaa käytetään, jos reaktionopeus on alhainen, indikaattoria ei löydy tai havaitaan sivuvaikutuksia (esimerkiksi haihtuvuuden aiheuttamia analyytin häviöitä ).

Takaisin titrausesimerkkejä:

1) Mangaani(IV)oksidin MnO 2 :n suora titraus rauta(II)sulfaatilla FeSO 4 on mahdotonta alhaisen reaktionopeuden vuoksi:

{\mathsf ({\mbox{Mn}}{\mbox{O}}_{2}}}+2{\mbox{Fe}}^{2+}+4{\mbox{H}} ^{+}\leftrightarrow {\mbox{Mn}}^{2+}+2{\mbox{Fe}}^{3+}+2{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O }}

Siksi Mn02-näytettä käsitellään FeS04:n standardiliuoksella , joka otetaan tunnetussa ylimäärässä, ja kuumennetaan, kunnes reaktio on täydellinen. Reagoimaton Fe 2+ titrataan kaliumdikromaatti K 2 Cr 2 O 7 standardiliuoksella .

2) Stökiometrinen reaktio

{\mathsf {5}}{{\mbox{N}}{\mbox{O}}_{2}^{-}}+2{{\mbox{Mn}}{\mbox{O} }_{4}^{-}}+6{\mbox{H}}^{+}\leftrightarrow 2{\mbox{Mn}}^{2+}+5{{\mbox{N}}{\ mbox{O}}_{3}^{-}}+3{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}

monimutkaistaa happamassa ympäristössä muodostuneen typpihapon HNO 2 :n hajoaminen :

{\mathsf {2}}{{\mbox{H}}{\mbox{N}}{\mbox{O}}_{2}}\leftrightarrow {\mbox{N}}{\mbox{ O))+{\mbox{N}}{\mbox{O}}_{2}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}

Typen oksidien haihtuvuuden vuoksi analyytti menetetään. Siksi nitriittiin lisätään ylimäärä kaliumpermanganaatti KMnO 4 :n standardiliuosta , tehdään happamaksi ja reaktion päätyttyä jäljelle jäänyt permanganaatti-ioni titrataan.

Korvaustitrauksessa suoritetaan analyytin stoikiometrinen reaktio apureagenssin kanssa ja vastaava määrä saatua tuotetta titrataan sopivalla titrausaineella . Substituenttititrausta käytetään, jos reaktio ei ole stökiömetrinen tai etenee hitaasti.

Esimerkkejä korvaustitrauksesta:

1) Dikromaatti- (Cr 2 O 7 2- ) ja tiosulfaatti- (S 2 O 3 2- ) -ionien vuorovaikutus etenee ei-stoikiometrisesti. Siksi Cr 2 O 7 2- sisältävää liuosta lisätään kaliumjodidin KI liuokseen , joka reagoi sen kanssa stoikiometrisesti :

{\mathsf {{\mbox{Cr}}_{2}{\mbox{O}}_{7}^{2-}}}+6{\mbox{I}}^{-}+ 14{\mbox{H}}^{+}\leftrightarrow 2{\mbox{Cr}}^{3+}+3{\mbox{I}}_{2}+7{\mbox{H}}_ {2}{\mbox{O}}

Dikromaattia vastaava määrä vapautunut jodi titrataan natriumtiosulfaatti Na 2 S 2 O 3 liuoksella :

{\mathsf {\mbox{I}}}_{2}+2{{\mbox{S}}_{2}{\mbox{O}}_{3}^{2-}}\ vasen oikea nuoli 2{\mbox{I}}^{-}+{{\mbox{S}}_{4}{\mbox{O}}_{6}^{2-}}

2) Lyijyn määrittämiseksi suoritetaan useita peräkkäisiä stoikiometrisiä substituutioreaktioita:

{\mathsf {\mbox{Pb}}}^{2+}+{{\mbox{Cr}}{\mbox{O}}_{4}^{2-}}\leftrightarrow {{\ mbox{Pb}}{\mbox{Cr}}{\mbox{O}}_{4}}

{\mathsf {2{\mbox{Pb}}{\mbox{Cr}}{\mbox{O}}_{4}}}+2{\mbox{H}}^{+}\leftrightarrow 2{\mbox{Pb}}^{2+}+{{\mbox{Cr}}_{2}{\mbox{O}}_{7}^{2-}}+{\mbox{H} }_{2}{\mbox{O}}

{\mathsf {{\mbox{Cr}}_{2}{\mbox{O}}_{7}^{2-}}}+6{\mbox{I}}^{-}+ 14{\mbox{H}}^{+}\leftrightarrow 2{\mbox{Cr}}^{3+}+3{\mbox{I}}_{2}+7{\mbox{H}}_ {2}{\mbox{O}}

{\mathsf {\mbox{I}}}_{2}+2{{\mbox{S}}_{2}{\mbox{O}}_{3}^{2-}}\ vasen oikea nuoli 2{\mbox{I}}^{-}+{{\mbox{S}}_{4}{\mbox{O}}_{6}^{2-}}

Tiosulfaatti-ionien määrä vastaa lyijy-ionien määrää [1] .

Titraustyöskentelytapoja

Pipetointimenetelmä: liuoksen eri osien ( alikvoottien ) titraus, joka on otettu pipetillä tietyn tilavuuden mittapullosta, johon liuotetaan näyte analyytistä. Rinnakkaisten titrausten tuloksista löydetään aritmeettinen keskiarvo ja sitä käytetään analyytin massan laskemiseen.
Erillinen punnitusmenetelmä: useita punnittuja annoksia ainetta, jotka on otettu analyysivaa'alla, liuotetaan pieniin määriin liuotinta ja titrataan jokaisessa liuoksessa.

Pipetointimenetelmä on nopeampi ja vähemmän työläs, mutta myös vähemmän tarkka kuin yksittäisten näytteiden menetelmä [1] .

Galleria

Titrausprosessi
Koululaiset oppivat titraamaan
Laitteet automaattiseen titraukseen

Muistiinpanot

↑ 1 2 3 Analyyttisen kemian perusteet, 2004 .

Kirjallisuus

Analyyttisen kemian perusteet / toim. Yu. A. Zolotova . - 3., tarkistettu. ja ylimääräistä - M . : Korkeampi. koulu, 2004. - T. 2. - 503 s. — (Klassinen yliopistooppikirja).