Словарь научных терминов
Титриметрия

ТИТРИМЕТРИЯ (от франц. titre- качество, характеристика и греч. metreo-измеряю), совокупность методов количеств. анализа, основанных на измерении кол-ва реагента, необходимого для взаимод. с определяемым компонентом в р-ре или газовой фазе в соответствии со стехиометрией хим. р-ций между ними. При проведении эксперимента можно контролировать либо объем, либо массу добавляемого титранта-р-ра или газовой смеси с точно известной концентрацией Ст реагента. Наиб. распространение получила Т. для экспрессного определения высоких и средних концентраций в-в в р-рах, в т. ч. неводных. Точно известный объем V анализируемого р-ра с помощью пипетки помещают в конич. колбу и к нему прибавляют небольшими порциями титрант из бюретки (калибров. стеклянная трубка с клапанным устройством, напр. краном, на оттянутом конце), тщательно перемешивая р-р в колбе. Эту операцию наз. титрованием. Массовые титриметрич. анализы обычно проводят с помощью титраторов.

Процесс титрования сопровождается изменением равновесных концентраций реагента, определяемого в-ва и продуктов р-ции. Это удобно изобразить графически в виде т. наз. кривой титрования в координатах концентрация опре-деляемого.в-ва (или пропорциональная ей величина)-объем (масса) титранта.

Измерив объем Vт титранта в конце титрования, рассчитывают концентрацию С анализируемого р-ра по формуле: CV= CтVт (концентрации выражены в моль/л). Теоретически необходимо добавить такой объем титранта, к-рый содержит кол-во реагента, эквивалентное кол-ву определяемого компонента в соответствии со стехиометрией р-ции между ними при условии, что эта р-ция практически необратима. Этот объем титранта соответствует точке эквивалентности (т. э.), или моменту стехиометричности. Практически определяют, однако, не т.э., а конечную точку титрования (к.т.т.), к-рая должна максимально совпадать с т.э. для получения миним. погрешности титрования. Фиксировать к.т.т. можно по изменению окраски добавленного индикатора (выбор к-рого осуществляют по теоретически рассчитанной кривой титрования) или по достаточно резкому изменению к.-л. физ. характеристики р-ра, зависящей от концентрации определяемого в-ва,-тока, окис-лит.-восстановит. потенциала, оптич. плотности, электрич. проводимости и кол-ва электричества. Соотв. различают амперометрическое титрование, потенциометрич., фотометрич., кондуктометрич. и кулонометрич. титрование (см. Потенциометрия, Фотометрический анализ, Кон-дуктометрия и Кулонометрия). В этих титриметрич. методах кривая титрования представляет собой зависимость измеряемой физ. величины от объема (или массы) титранта.

Часто строят логарифмич. кривую титрования, откладывая по оси ординат значения lgC (или величины, пропорциональные им), а по оси абсцисс-степень оттитрованности f (безразмерная величина или в %), к-рая равна отношению кол-ва nт (или объема Vт) добавленного титранта к кол-ву nт.э. (или объему Vт.э.) титранта, необходимому для достижения т.э.: f= Vт/Vт.э. = nт/nт.э.. Тогда до т.э. f< 1 (<100%), в т.э. f = 1 (100%), а после т.э. f> 1 (>100%). Соотв. логарифмич. кривая титрования состоит из трех участков: пологая ветвь, крутой подъем (скачок титрования) и вторая пологая ветвь (см. рис.). Величина скачка титрования зависит от константы равновесия Кр р-ции между определяемым в-вом и титрантом (р-ция титрования). С уменьшением величины lgKp скачок уменьшается. Если при выполнении анализа допустима погрешность порядка b0,1%, за начало скачка принимают точку f = 0,999, а за его конец-точку f = 1,001. В этом случае только при lgKp > 6 погрешность из-за несовпадения к. т. т. и т. э. не превысит допустимую.

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/3/8/1/14381.jpeg

Логарифмич. кривые титрования р-ра ионов металлов Мn+ р-ром этилен-диаминтетрауксусной к-ты Н4Y; Кp - константа равновесия р-ции титрования Mn++Y4-http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/3/8/2/14382.jpegMYn-4; Kp=[MYn-4]/[Mn+][Y4-].

В Т. применяют разл. хим. р-ции: кислотно-основные (см. Кислотно-основное титрование), окислит.-восстановит., комплексообразования, а также т. наз. р-ции осаждения, приводящие к образованию осадка. Р-ция титрования должна протекать не только стехиометрически, но также быстро и количественно (правильные результаты можно получить лишь в том случае, если при прибавлении стехио-метрич. кол-ва титранта полнота протекания р-ции не менее 99,9%). Кроме того, в каждом конкретном случае должен быть подходящий способ фиксирования к.т. т.

Окислит.-восстановит. титрование основано на р-циях типа: aOx1 + bRed2 + ...http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/3/8/3/14383.jpegbОx2 + aRed1 + ..., где Ox1 и Ох2 - окисленные формы соотв. титранта и определяемого в-ва, Red1 и Red2-их восстановл. формы, a, b, a, b-стехио-метрич. коэффициенты. Окислит.-восстановит. потенциалы, характеризующие титрант и определяемое в-во, соотв. имеют вид:

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/3/8/4/14384.jpeg

где http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/3/8/5/14385.jpeg и http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/3/8/6/14386.jpeg-реальные потенциалы пар соотв. Ox1/Red1 и Ox2/Red2 в данной системе, n-число электронов, участвующих в р-ции, F- число Фарадея, R-универс. газовая постоянная. Титрант действует как окислитель, если http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/3/8/7/14387.jpeg >http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/3/8/8/14388.jpeg, и как восстановитель, если .http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/3/8/9/14389.jpeg>http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/3/9/0/14390.jpeg. В ходе титрования величина 1—Е2| уменьшается, а в т. э. Е1 = Е2. Титрование эффективно, если при этом отношение [Red2]/[Ox2] (в случае титрования окислителем) или обратное соотношение (в случае титрования восстановителем) мало. Для этого подбирают титрант так, чтобыhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/3/9/1/14391.jpeg было достаточно велико. В соответствии с тем, какое в-во служит титрантом, различают перманганатометрию, иодо-метрию, дихроматометрию, броматометрию и т. д. Конечную точку устанавливают, как правило, потенциометри-чески или с помощью окислит.-восстановит. индикаторов, а также по появлению или исчезновению окраски титранта или титруемого в-ва.

Метод, основанный на образовании устойчивых комплексных соед. катионов металлов с разл: лигандами, наз. комплексометрией. Конечную точку устанавливают с помощью металлохромных индикаторов или в-в, взаимодействующих с избытком реагента (лиганда). К комплексо-метрии относятся, в частности, комплексонометрия, методы, основанные на образовании иодидных комплексов Hg (см. Меркуриметрия), фторидных комплексов Ag и Zr (фториметрия).

Примерами осадит. титрования могут служить методы определения галогенидов с применением солей серебра (см. Аргентометрия), а также сульфатов с помощью р-римых солей Ва. В последнем случае осаждение BaSO4 ведут в смеси воды и метанола (1:1); индикатором служит ализариновый красный С, меняющий окраску при адсорбции на пов-сти осадка.

Во всех титриметрич. методах р-р титранта лучше всего готовить из т. наз. первичного стандарта-химически чистого, устойчивого в твердом виде и в р-ре в-ва, напр. Na2CO3 или К2Сr2О7. В этом случае р-р с известной концентрацией (т. наз. стандартный р-р) получают, растворяя точную навеску этого в-ва в мерной колбе (см. также Фиксаналы). Однако многие широко используемые титран-ты не отвечают этим требованиям. Напр., Na2S2O3 в р-ре разлагается вследствие взаимод. с растворенными О2 и СО2, a NaOH (или КОН) не является химически чистым, т.к. содержит переменные кол-ва карбонатов. В таких случаях готовят р-р титранта приблизительно требуемой концентрации, а затем точно определяют ее (стандартизируют р-р) с помощью подходящего первичного стандарта.

По технике выполнения различают прямое, обратное и заместительное (косвенное) титрование. При прямом титровании р-р титранта добавляют непосредственно к р-ру определяемого компонента. Если скорость р-ции титрования мала или нет подходящего индикатора, то прибегают к обратному титрованию. Для этого к анализируемому р-ру прибавляют избыток титранта и по окончании р-ции (если она идет очень медленно, то р-р иногда нагревают) избыток титранта оттитровывают р-ром др. подходящего реагента. Косвенным титрованием пользуются, если определяемое в-во с данным титрантом не реагирует или реагирует нестехиометрически. В этом случае к анализируемому р-ру прибавляют вспомогат. реагент, с к-рым определяемое в-во образует стехиометрич. кол-во нового соед. (заместителя), к-рое затем определяют прямым титрованием. Напр., Na2S2O3 с сильными окислителями (К2Сr2О7, КIO3, КВrO3) реагирует нестехиометрически, поэтому для определения К2Сr2О7 к анализируемому р-ру добавляют избыток KI и кол-во выделившегося заместителя I2 определяют прямым титрованием р-ром Na2S2O3.

Т. возникла в сер. 18 в. Многие ученые внесли вклад в ее развитие. Так, У. Льюис (1767) дал определение понятия "точки насыщения", т. е. точки эквивалентности. Благодаря работам Ж. Гей-Люссака Т. превратилась из метода пром. анализа в самостоят. раздел науки. Э. Мор разработал много методик по титриметрич. анализу, написал "Учебник по химико-аналитическому методу титрования" (1856); В. Оствальд и А. Ганч развили теорию индикаторов (1894); Д. Форлендер впервые провел титрование в неводных средах (1904).

Т. отличается малой трудоемкостью, простотой аппаратурного оформления; довольно высокой точностью и широко применяется при научных исследованиях и при контроле технол. процессов.

Лит.: Скуг Д., Уэст Д., Основы аналитической химии, пер. с англ., т. 1, М., 1979; Мейтис Я., Введение в курс химического равновесия и кинетики, пер. с англ., М., 1984. Г. В. Прохорова.


(+)-тубокурарин 2-теноилтрифторацетон Таблетирование Табун Тайрон Таллийорганические соединения Талловое масло Тальк Таннины Тантал Тантала галогениды Тантала оксиды Тантала сплавы Танталаты Танталорганические соединения Тарельчатые аппараты Тартраты Тауриды Таутомерия Тафеля уравнение Тафта уравнение Твердое тело Твердость Твердофазная полимеризация Твердофазный синтез Твердые горючие ископаемые Твердые растворы Твердые смазки Твердые сплавы Тейхоевые кислоты Текстолиты Текстурированные нити Текучести температура Теле-замещение Теллур Теллура оксиды. Теллуриды Теллурорганические соединения Теллурофен Теломеризация Температура Темплатный синтез Тензиметрия Теобромин Теофиллин Тепловая теорема Тепловой эффект реакции Теплоемкость Теплоизоляционные материалы Теплообмен Теплопроводность Теплостойкость Теплота образования Теплота сгорания Тер-мейлена метод Тербий Терефталевая кислота Терефталоилхлорид Термит Термический анализ Термический крекинг Термогравиметрия Термография Термодеполяризационный анализ Термодинамика Термодинамические потенциалы Термодинамическое равновесие Термодиффузионное разделение Термолиз Термолизин Термолюминесценция Термометрия Термометры Термопласты Термореактивные пластмассы Термостойкие волокна Термостойкие полимеры Термостойкость Термофорез Термохимия Термоэластопласты Терпеновые смолы Терпеновые спирты Терпены Терпинены Терпинеолы Терфенилы Тестостерон Тетрагидрофолатдегидрогеназа Тетрагидрофуран Тетразен Тетразол Тетралин Тетраметилолфосфонийхлорид Тетранитрометан Тетранитропентаэритрит Тетрафторэтилен Тетрахлорбензолы Тетрахлорэтаны Тетрахлорэтилен Тетрацианохинодиметан Тетрацианоэтилен Тетрациклины Тетраэтилсвинец Тетраэтоксисилан Тетрил Тетроники Тетурам Технеций Техника безопасности Технические жидкости Технический углерод Тиазиновые красители Тиазол Тиамин Тиенотиофены Тиепин Тиетан Тиильные радикалы Тиираны Тиксотропия Тиле-винтера реакция Тимидин Тимин Тимол Тиоацетамид Тиогликолевая кислота Тиодигликоль Тиозоли Тиоиндиго Тиоиндигоидные красители Тиокарбаминовые кислоты Тиокарбонильные соединения Тиокарбоновые кислоты Тиоколы Тиолы Тиомочевина Тион-тиольная перегруппировка Тионилгалогениды Тиопентал-натрий Тиопираны Тиопирилия соли Тиосалициловая кислота Тиосемикарбазиды Тиосемикарбазоны Тиосерная кислота Тиоспирты Тиосульфаты неорганические Тиосульфокислоты Тиоугольные кислоты Тиофен Тиофенол Тиофенолы Тиоформальдегид Тиофосфаты неорганические Тиофосфаты органические Тиохолин Тиоцианаты неорганические Тиоцианаты органические Тиоэфиры Типов теория Тиреотропный гормон Тирозин Тироксин Тиролиберин Титан Титана галогениды Титана карбид Титана нитрид Титана оксиды Титана сплавы Титана сульфаты Титана хлориды Титанаты Титанорганические соединения Титр Титраторы Титриметрия Тиурамы Тиффено реакция Тищенко реакция Тодда-атертона реакция Тозилаты Ток обмена Токолитические средства Токоферолы Токсины Токсичность Толан Толленса реактив Толуидины Толуилендиамины Толуилендиизоцианаты Толуиловые альдегиды Толуиловые кислоты Толуол Толуолсульфамиды Толуолсульфокислоты Толуолсульфонат Толуолсульфохлориды Тонкие пленки Тонкослойная хроматография Топлива Топливные элементы Топные отношения Топоизомеразы Топология Топомеризация Топохимические реакции Торий Торпа-циглера реакция Торф Тошлирование Травление Транквилизаторы Трансаминирование Трансаннулярные реакции Трансгидрогеназа Транскетолаза Транскрипция Трансляция Трансмиссионные масла Транспозоны Трансферазы Трансформация Трассирующие составы Трассёра метод Трение Треоизомеры Треонин Третье начало термодинамики Трехмерные полимеры Триазины Триазолы Триаминотринитробензол Триарилметильные радикалы Триацетатные волокна Триацетонамин Трибохимия Трибутилфосфат Триизобутилалюминий Трииодтиронин Тримезиновая кислота Тримекаин Тримеллитовая кислота Триметиламин Триметилолфосфин Триметилолфосфиноксид Триметилфосфит Тримолекулирные реакции Тринитробензол Тринитроксилол Тринитрорезорцин Тринитротолуол Тринитрофенол Триозофосфатиомераза Триоксан Триоксибензолы Триорганоарсины Трипсин Триптофан Триптофана3а Тритий Трифенилкарбинол Трифенилметан Трифенилметановые красители Трифенилфосфат Трифенилфосфин Трифенилфосфит Трифенилхлорметан Трифторацетиллцетон Трифторнадуксусная кислота Трифторнитрозометан Трифторуксусная кислота Трихлорбензолы Трихлорэтаны Трихлорэтилён Трихомонацид Триэтаноламин Триэтилалюминий Триэтиламин Триэтиленгликоль Тройная связь Тройная точка Тромбин Тропановые алкалоиды Тропафен Тропацин Тропеолины Тропилия соединения Трополоны Трудногорючие волокна Тулий Туманоулавливание Туннельный эффект Турбидиметрия Турбинные масла Турбулентная диффузия Тяжёлая вода