КИСЛОТНО-ОСНОВНЕ ТИТРУВАННЯ
(МЕТОД НЕЙТРАЛІЗАЦІЇ)
Методи кислотно-основного титрування засновані на використанні реакції нейтралізації (реакції між кислотами та основами):
або спрощено Н + + ВІН - → Н2О
Залежно від титранта розрізняють методи ацидиметричного та алкаліметричного титрування. В ацидиметрії (acibum - кислота) як титрант застосовують 0,01 - 0,1 н. Розчини сильних кислот, зазвичай, HCl і H2SO4. В алкаліметрії (alcalis – луг) титрантами служать 0,01 – 0,1 н. Розчини лугів, зазвичай NaOH, KOH, Ba(OH)2.
Методи кислотно-основного титрування дозволяють визначати концентрації розчинів неорганічних та органічних кислот і основ та деяких солей, що піддаються гідролізу або реагують з кислотами та основами.
Ацидиметричну основу застосовують для визначення сильних та слабких основ та деяких солей слабких кислот, наприклад NaOH, NH4OH, амінів, аніліну Na2CO3. NaHCO3 і т.д.
Алкаліметричне титрування застосовують для визначення сильних та слабких кислот та деяких солей слабких основ, наприклад, HCl, H3BO3, CH3COOH. Фенолів, хлоридів дуже слабких органічних основ, що використовуються як лікарські препарати і т.д.
ОКСИДИМЕТРІЯ
(ОКИСЛЮВАЛЬНО-ВІДНОВЛЮВАЛЬНЕ ТИТРУВАННЯ)
ОВ-реакції лежать в основі ряду методів титриметричного аналізу, які об'єднуються під загальною назвоюоксидиметрія. В якості робочих розчинів (титрантів) в оксидиметрії застосовують розчини окислювачів та відновників.
Всі методи оксидиметрії класифікують в залежності від окислювача або відновника, що застосовується в робочому розчині, на такі види:
Перманганатометрія: основним титрантом служить розчин KmnO4; поряд з ним зазвичай використовуються розчинисульфату заліза (П) FeSO4 або щавлевої кислоти Н2С2О4;
Йодометрія: титранти – розчини йоду та тіосульфату натрію Na2S2O3;
Хроматометрія: основний титрант – розчин дихромату калію K2Cr2O7;
Броматометрія: титрант – розчин бромату калію КBrO3;
Нітритометрія: титрант - розчин нітрату натрію NaNO2 і т.д.
Методи оксидиметрії дозволяють за допомогою робочих розчинів окислювачів кількісно визначати в розчинах або сумішах різноманітні відновники: сполуки заліза (П), олова (П), сульфіти, сульфіди, арсеніти, оксалати, пероксид водню та ін. За допомогою робочих розчинів відновників можна визначити різні окислювачі : дихромати, хлор, гіпохлорити, хлорити, бром, бромати, йод, йодати, перексид водню та ін.
До реакцій, що використовуються в оксидиметрії, пред'являються вже відомі нам вимоги, які полягають у тому, що реакція при титруванні повинна протікати швидко і незворотно з утворенням продуктів певного складу, не повинна супроводжуватися побічними взаємодіями і повинен існувати спосіб фіксування кінця реакції. Цим вимогам задовольняє лише незначна частина з великої кількості ОВ-реакцій. Для оксидиметричного титрування підбирають ОВ-пари так, щоб різницю їх стандартних ОВ-потенціалів була не нижче 0,4 - 0,5 В. В іншому випадку при титруванні відсутній різкий стрибок потенціалу поблизу еквівалентної точки.
В оксидиметрії застосовують різні методи визначення точки еквівалентності. Наприклад, в перманганатометрії вона фіксується по зміні забарвлення розчину, що титрується, що викликається надлишком пофарбованого робочого розчину KMnO4 (так зване безіндикаторне титрування). У йодометрії точку еквівалентності встановлюють за допомогою індикатора крохмалю,що специфічно реагує з йодом. В оксидиметрії застосовують і спеціальні редокс-індикатори (наприклад, дифеніламін), які змінюють своє фарбування залежно від значення окисного потенціалу, подібно до того, як кислотно-основні індикатори змінюють своє фарбування залежно від рН розчину.
У практиці клінічних, фармацевтичних, санітарно-гігієнічних та судово-експертних досліджень широко використовуються методи ОВ-титрування.
8.ОСОБЛИВЕ ТИТРУВАННЯ (МЕТОДИ ОБЛАДЖЕННЯ)
Методи осадження засновані на реакціях, в результаті яких утворюються опади, що важко розчиняються. Найбільшого значення набули ті методи осадження, які пов'язані з утворенням складно з'єднань срібла, барію, ртуті, свинцю, цинку та деяких інших елементів. У методах осадження застосовуються лише швидкоплинні реакції, що супроводжуються кількісним випаданням осаду та відсутністю процесів співосадження. Кількісне утворення осаду залежить від його розчинності, що характеризується константою розчинності.
Кінець реакції визначають припинення випадання осаду або за допомогою індикатора. Як індикатор можна застосовувати лише такі речовини, які вступають у реакцію після того, як закінчиться основна реакція. Реагуючи з одним з іонів, індикатор утворює осад іншого кольору або змінює колір розчину.
Назви методів осадового титрування походять від назви титранта. Найбільш широке застосування у лабораторній практиці знайшли такі методи осадового титрування: аргентометрія (титрант – розчин АqNO3); роданометрія або тіоціанатометрія (титрант – розчин NH4SCN); меркурометрія (титрант – розчин Hg2(NO3)2; сульфатометрія (титранти – розчин BaCl2 або розчин H2SO4.) Останні два методи використовуютьсярідше. Методом меркурометрії визначають хлориди і йодиди у вигляді малорозчинних солей ртуті (1) Hg2Cl2 (KS = 1/3 x 10 -18 ), Hg2l2 (KS = 4.5 x 10 -29 . Сульфатометрію застосовують для аналізу солей барію, титруючи їх розчином H2SO4, при цьому утворюється осад BaSO4 (KS = 1.08 x 10 -10 ).
В аналітичній практиці застосовують два варіанти методу аргентометрії. Вони відрізняються один від одного типом індикаторів: у методі Мора застосовується індикатор хромат калію; у методі Фаянса – індикатори флюоресцеїну та еозину.
9.КОМПЛЕКСОНОМЕТРІЯ
Сутність та можливості методу. Комплексонометрія входить до групи методів титриметричного аналізу, в основі яких лежать реакції комплексоутворення. Ця група методів об'єднується під загальною назвоюкомплексонометрія.
Особливістю комплексонометрії є те, що як основні титранти в ній використовуються спеціальні речовини - комплексони, що утворюють з визначеними реагентами (катіонами металів) так звані хелатні (внутрішньокомплексні) сполуки.
Комплексонометрія знаходить широке застосування у практиці медико-біологічного, санітарно-гігієнічного та фармацевтичного аналізу. Вона застосовна для вмісту багатьох елементів в живих оранізмах (тканинах і біологічних рідинах); у поєднанні з іншими методами аналітичної хімії дозволяє судити про ступінь екологічної небезпеки, що виникає в результаті забруднення навколишнього серед металами та їх сполуками у вигляді відходів промислового виробництва (аналіз грунту, промислових стічних вод);використовується для санітарно-гігієнічної оцінки води(комплексонометричневизначення твердості води).
Деякі комплексони застосовують як консерванти при зберіганні крові і для виведення з організму іонів токсичних металів, радіоактивних ізотопів і продуктів їх розпаду. порожнини. Крім того, один з комплексонів Na2ЕДТА, розчин якого є основним титрантом в комплексонометричних визначеннях, застосовують при захворюваннях, що супроводжуються надлишковим відкладенням солей кальцію в організмі.
Комплексони – це речовини, що належать до групи амінополікарбонових кислот. Прикладами таких сполук є:
Комплексон 1 / СН2 - СООН
(нітрилотріоцтова: N – СН2 – СООН
кислота - НТА \ СН2 - СООН
(Коротке позначення H3Y)
Комплексон П СН2 - N
·· \ СН2 - СООН