Титрование – это в химии один из популярных, эффективных и точных способов количественного анализа, проводимого для выяснения концентраций неизвестных исследуемых веществ. В статье рассмотрим подробно титриметрический метод анализа, его особенности и существующие типы.
Что значит титрование, в чём главная цель титриметрического анализа
Титрование – это простыми словами в химии аналитический метод определения количества или массы отдельного компонента образца с измерением объёма реактива с понятной точной концентрацией, затрачиваемого на реагирование с исследуемым веществом.
Сущность титриметрического анализа заключается во взаимодействии титруемого раствора с титрантом. Титруемое вещество – это определённая составляющая смеси, которая имеет неизвестную концентрацию. Последняя определяется в ходе исследования. А титрант – это имеющее определённую установленную концентрацию вещество. Без него титриметрия невозможна.
Также применяется показатель титрования. Под ним понимается вещество, которое вводится в анализируемый раствор, чтобы инструментально или визуально выяснить точку эквивалентности. Последняя является конечной точкой, которой нужно достичь, добавляя в анализируемую жидкую смесь титрант.
Для чего нужно титрование? Чтобы узнать концентрацию определённого вещества в растворе. Титрация – это введение химического соединения, которое должно полностью прореагировать с исследуемым элементом жидкой смеси. По этой реакции устанавливают точное содержание.
Виды титрования в аналитической химии
Существующие основные методы титриметрического анализа различаются по введению реагентов, а также по протекающим реакциям. Например, выделяют прямое и обратное титрование. Последняя методика подразумевает, что реагент вводится изначально в избытке. Затем начинают титровать не прореагировавший остаток. Метод прямого титрования – это внедрение реагента малыми порциями до тех пор, пока полностью не завершится ожидаемая реакция.
По протекающим реакциям, лежащим в основе процесса, выделяют такие способы титрования:
- Кислотно-основное. Его принцип – реакция нейтрализации, которая используется для работы с солями, основаниями и кислотами, создающими щелочные и кислые среды в ходе гидролиза.
- Осадительное. При реакции анализируемое вещество превращается в малорастворимое соединение. Пример – аргентометрическое титрирование для выявления концентраций анионов, формирующих устойчивые комплексы с заряженными частицами серебра.
- Окислительно-восстановительное. Оно основывается на соответствующих реакциях окисления и восстановления. Такой вариант подходит для анализа содержания железа путём внедрения перманганата калия.
- Комплексометрическое. Его суть – формирование титруемым веществом и титрантом слабоионизированных комплексов. Таким способом можно устанавливать жёсткость воды.
Как происходит титрование
Как проводить титрование? Его процесс включает следующие этапы:
- Подготовка бюретки. Она фиксируется в вертикальном положении, промывается дистиллированной водой, а также реагентом. В эту посуду титрант наливается до уровня нулевой отметки.
- Вливание титранта из исходной лабораторной ёмкости в бюретку. Нужно отобрать аликвотную часть, к примеру, 10 миллилитров.
- Добавление дистиллированной воды в объёме 40 мл.
- Добавление индикатора. Сначала нужно влить несколько капель.
- Дальнейшее капельное внедрение реагента. При этом раствор нужно размешивать. Когда после очередной капли оттенок смеси поменяется, процесс добавления останавливается.
- Контроль стойкости цвета. Он должен быть устойчивым.
- Фиксация использованного объёма титранта.
- Повторение всех предыдущих действий. Зачем нужно титрование второй раз? Чтобы добиться воспроизводимости результатов параллельных исследований. Две пробы должны различаться по объёму незначительно – не более чем на 0,05 мл.
- Расчёт концентрации того вещества, которое анализировалось.
Используемое оборудование
Подготовка и сама реакция титрования невозможны без определённых приспособлений. Это:
- Бюретка. Она позволяет точно дозировать титранты.
- Дозатор или пипетка. С ней удобно по каплям вводить реагент.
- Колба Эрленмейера. В ней можно проводить реакции.
- Необходимые вещества. Это титрационный индикатор, который изменяет свой оттенок, когда достигается точка эквивалентности. Также обязателен сам титрант.
Области применения
Титриметрический метод анализа используется в разных сферах, таких как:
- Мониторинг состояния экологии – выявление превышений норм содержания в воздухе, грунте или воде загрязняющих примесей.
- Контроль качества сырья или готовой продукции – проверка концентраций активных или иных компонентов в медикаментах, продуктах питания, БАД и прочих товарах.
- Очистка – фильтрация воды, химикатов, иных жидкостей.
- Медицина – коррекция назначаемых пациентам доз препаратов для снижения рисков возникновения побочных явлений и достижения наилучшего терапевтического эффекта.
Также очень востребованы методы титрования в аналитической химии, где их применяют для изучения характеристик веществ. Другие области – это химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, авиастроение, сельское хозяйство, строительство, переработка угля, автомобилестроение, изготовление отделочных материалов.
Плюсы
Титриметрический анализ имеет следующие преимущества:
- Точные результаты. Возможно определение содержания веществ с высокой точностью – до сотых долей миллиграммов.
- Универсальность. Титрометрический метод подходит для органических и неорганических веществ, водных растворов и неводных сред.
- Несложная реализация. Особые навыки и знания не нужны.
- Оптимальное соотношение эффективности и затрат. Расходы небольшие.
- Возможность автоматизации процессов. Можно выполнять в автоматическом режиме введение титрантов, контроль реакций, аналитику, распознавание точки эквивалентности.
Заключение
Теперь вы знаете, что называют титрованием. Этот метод эффективен и универсален, а чтобы добиться точных результатов, нужно не только знать его суть, но и применять подходящее качественнее оборудование, которое можно приобрести в «Пять Капель».
