Введение. В титриметрическом анализе количество химических веществ определяют чаще всего путем точного измерения объемов растворов двух веществ

В титриметрическом анализе количество химических веществ определяют чаще всего путем точного измерения объемов растворов двух веществ, вступающих между собой в определенную реакцию. Реагент берут в количестве, эквивалентном определяемому веществу. Методы титриметрического анализа можно классифицировать, например, по характеру химической реакции, лежащей в основе определения веществ. Эти реакции относятся к различным типам — реакциям соединения ионов и реакциям окисления — восстановления. В соответствии с этим титриметрические определения подразделяют на следующие основные методы: метод кислотно-основного титрования, методы комплексометрического и окислительно-восстановительного титрования. Вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах (п₁ = п₂).

Эквивалент - условная или реальная частица, которая может присоединять, высвобождать, замещать один ион водорода в кислотно-основных реакциях или быть эквивалентна одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях. Если определяемое вещество А реагирует с титрантом В по уравнению

аА + bВ ® продукты реакции

то изэтого уравнения следует, что одна частица А эквивалентна b/a частицам вещества В. Отношение b/a называют фактором эквивалентности и обозначают f_экв..

Например, для кислотно-основной реакции

H₃PO₄ + NaOH = NaH₂PO₄ + H₂O

f_экв.. (H₃PO₄) = 1

а для реакции H₃PO₄ + 2NaOH = Na₂HРО₄ + 2H₂O

f_экв.. (H₃PO₄) = 1/2

В окислительно-восстановительной полуреакции:

MnO₄^- + 8H⁺ + 5 e = Mn²⁺ + 4H₂O

f_экв.. (KMnO₄) = 1/5

но в полуреакции

MnO₄^- + 4H⁺ + 3 e = MnO(OH)₂ + H₂O

f_экв.. (KMnO₄) = 1/3

Молярной массой эквивалента вещества называют массу одного моля эквивалента этого вещества, которая равна произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества. Так как число эквивалентов веществ, вступающих в реакцию, равно

n = cV ^. 10^-3

где с - молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация);

V - объем, то для двух cтехиометрически реагирующих веществ справедливо равенство:

С₁V₁ = C₂V₂

Если молярная концентрация одного веществаизвестна, то, измеряяобъемы реагирующих веществ, можно рассчитать неизвестную концентрацию второго вещества.

Молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация) - С - отношение числа молей растворенного вещества к объему. Например. С (l/2H₂SO₄) = 0,1 моль л ^-1 или С (l/2H₂SO₄)= 0,1 М; это означает, что в 1 л раствора содержится 6,02 10 ^{-23 .} 0,1 условных частиц 1/2 H₂SO₄, или в 1 л растворено 4,9г H₂SO₄.

Например, раствор Ва(ОН)₂ стандартизовали по 0,1280 М раствору HC1. Для титрования 46,25 мл раствора кислоты потребовалось 31,76 мл раствора основания. Следовательно,

с (1/2Ва(ОН)₂) = (46,25 ^. 0,1280)/31,76 = 0,1864 М

т = сМf_экв. = 0,1864 ^. 171,34 ^. 1/2= 15,97 г

В реакциях комплексообразования для вещества довольно трудно определить понятие молярная масса эквивалента. В данном случае обычно базируются на стехиометрии реакции. Например, в комплексонометрии независимо от заряда катиона реакции протекают по уравнению:

Mⁿ⁺ + H₂Y^2- = MY^(n-4)+ + 2H⁺