Графическое представление процесса титрования

Титриметрические методы анализа относят к числу наиболее важных в количественном анализе. Они основаны на титровании.

Титрование – процесс приливания реагента (титранта) к исследуемому раствору с целью определения концентрации одного из них. Момент, когда титрант прилит к раствору определяемого вещества в строго эквивалентном количестве, отвечающем стехиометрическому уравнению реакции взаимо­действия, называют точкой эквивалентности (Т.Э.). Для установления момента эквивалентности в титриметрических реакциях используют индикаторы - вещества, которые изменяют свою окраску при концентрации реагирующих веществ, возможно более близких к точке эквивалентности. Момент титрования, когда индикатор меняет окраску, называют конечной точкой титрования (КТТ).

Точка эквивалентности характеризуется особым отношением концентраций реагирующих веществ в растворе, так как применяемые реакции в титриметрическом анализе, как правило, обратимы. В начале титрования имеется избыток определяемого вещества, после точки эквивалентности (Т.Э.) имеется избыток реагента. Теоретически в точке эквивалент­ности должен быть только продукт реакции, если реакция взаимодействия протекает количественно. Но реакции, применяемые в титриметрии, как правило, обратимы, поэтому в точке эквивалентности они практически не доходят до конца.

Для реакции титрования

Х + Т = продукт реакции,

где Х – титруемое вещество, Т – титрант.

Процесс титрования можно представить графически по изменению концентрации Х или Т как функцию:

[X] = f(V_T) или [X] = f(τ),

 

где V_T – объём титранта, см³;

τ – степень оттитровывания, которая определяется по формуле:

В процессе титрования τ принимает следующие значения:

1) до начала титрования τ = 0;

2) до точки эквивалентности (Т.Э.) 0 < τ < 1;

3) в Т.Э. τ = 1;

4) за Т.Э. τ > 1.

Обычно процесс представляют в виде полулогарифмической кривой:

рX = f(V_T) или рX = f(τ).

Рис.1. Вид кривой титрования

 

В кислотно-основном титровании:

рХ = рН, где рН = - lg [X].

В окислительно-восстановительном титровании

рХ = Е.

В комплексонометрическом титровании:

рХ = рМе, где рМе = - lg [Меⁿ⁺].

Кривая титрования изображает изменение рН (рМе или Е) титруемого раствора по мере приливания к нему стандартного раствора.

При расчете кривой титрования до Т.Э. необходимо задавать следующие значения τ:

До начала титрования τ = 0;

До точки эквивалентности 0 < τ < 1:

1) τ = 0,10;

2) τ = 0,50;

3) τ = 0,90;

4) τ = 0,99;

5) τ = 0,999;

В точке эквивалентности τ = 1;

В области перетитрованного раствора (τ > 1) необходимо задавать следующие значения τ:

1) τ = 1,001;

2) τ = 1,01;

3) τ = 1,10.

Полученные расчетные данные заносят в таблицу 2.

Таблица 2 -Расчетные данные для построения кривой титрования

№ п/п	τ	Состав раствора	Расчетная формула	рН (рЕ или рМе)
…	0,10

 

Резкое изменение рН (рЕ или рМе) (скачок титрования) наблюдается вблизи Т.Э.

Для ошибки титрования ± 0,1 % скачок титрования ∆рН (∆Е, ∆рМе) рассчитывают, когда τ₁ = 0,999 и τ₂ = 1,001.

∆рН = рН(τ₂) - рН(τ₁).

Для ошибки титрования ± 1,0 % скачок титрования ∆рН (∆Е, ∆рМе) рассчитывают, когда τ₁ = 0,99 и τ₂ = 1,01.

∆рН = рН(τ₂) - рН(τ₁).