Классификация методов анализа по способу титрования

В основе метода кислотно-основного титрования положена реакция взаимодействия ионов водорода или гидроксония с ионами гидроксила, сопровождающаяся образованием слабодиссоциированных молекул воды (растворителя):

Этот метод применяется для количественного определения кислот (H₂SO₄, НNО₃, НСl, H₃PO₄, СН₃СООН, Н₂С₂O₄ и др.), гидроксидов (КОН, NaOH, Ba(OH)₂ и др.), солей, способных гидролизоваться в водных растворах (Na₂CО₃, К₂СО₃), а также их смесей (смесь NH₄Cl и NaOH) и т. п.

Кислотно-основное титрование имеет два основных метода: ацидиметрия - определение оснований и алкалиметрия - определение кислот.

В качестве рабочих растворов используют чаще всего растворы кислот соляной и серной, растворы гидроксидов NaOH и КОН. Чаще всего применяют 0,1—0,5 н. растворы.

В качестве исходных веществ для установления титра растворов кислот используют тетраборат натрия или карбонат натрия безводный, а для установления титра растворов щелочей - щавелевую Н₂С₂O₄ · 2H2O или янтарную Н₂С₂H₄O₄ кислоту.

При данном методе точка эквивалентности может лежать в нейтральной (рН = 7), щелочной (рН > 7) и кислой среде (рН < 7).

Различают следующие случаи титрования:

Титрование сильной кислоты сильной щелочью:

Образующаяся соль — хлорид натрия — не подвергается гидролизу, и раствор будет иметь нейтральную реакцию. Следовательно, и в растворе появляется избыток ионов ОН-. При титровании слабых кислот сильными основаниями точка эквивалентности не совпадает с точкой нейтральности и будет находиться в щелочной среде.

Титрование слабого основания сильной кислотой:

Образующаяся соль - хлорид аммония - также гидролизуется, и в растворе накапливаются ионы Н+, что смещает точку эквивалентности в кислую зону. Поэтому при титровании слабого основания сильной кислотой точка эквивалентности тоже не совпадает с точкой нейтральности. При титровании сильной кислоты сильной щелочью точка эквивалентности находится в нейтральной среде.

Титрование слабой кислоты сильной щелочью:

В точке эквивалентности образуется соль - формиат натрия, которая, являясь солью слабой кислоты и сильного основания, гидролизуется:

HCOONa + Н₂О ↔ НСООН + NaOH

НСОО- + Н₂О ↔ НСООН + ОН-

При протекании реакции нейтрализации не наблюдается каких-либо внешних признаков (эффектов), которые можно было бы наблюдать визуально. Поэтому для фиксирования точки эквивалентности необходимо применять соответствующие индикаторы. Последние меняют окраску в зависимости от изменения величины рН раствора, вследствие чего их называют рН-индикаторами.

Для индикатора-кислоты HInd в водном растворе существует равновесие:

HInd ↔ Н⁺ + Ind‾

Молекулярная HInd и ионная Ind‾-формы индикатора имеют разную окраску.

Вещества, которые можно применять в качестве индикаторов, должны удовлетворять определенным требованиям:

- окраска индикатора должна быть хорошо заметной;

- цвет индикатора должен резко изменяться в небольшом интервале рН,

- изменение окраски должно быть обратимым.