Volumetrija je analitička metoda kojom količinu tvari u uzorku određujemo na temelju mjerenja volumena otopine reagensa, poznate koncentracije, potrebnog za potpunu reakciju s određivanom tvari. Budući da reagens i tvar reagiraju u ekvivalentnim količinama, moguće je na temelju poznate količine reagensa (tj. poznatog volumena i poznate koncentracije otopine reagensa) izračunati količinu analizirane tvari.

Uzorak

Standardna otopina

Indikator

Titracija - postupak dodavanja otopine reagensa u otopinu analiziranog sastojka i konačno mjerenje volumena otopine reagensa, potrošenog za potpunu reakciju određivanog sastojka s reagensom.

Točka ekvivalencije - kada je dodana količina reagensa ekvivalentna količini analizirane tvari u otopini uzorka. (Veq)

Točka završetka titracije - stvarno uočavanje karakteristične pojave koja označuje kraj titracije.(Vtzt)

Pogreška titracije - razlika između volumena otopine reagensa teoretski potrebnog da izreagira određivana tvar s reagensom i volumena te otopine potrebnog da nastane karakteristična promjena određenog svojstva titrirane otopine.

E = Vtzt – Veq

Kemijske reakcije u volumetriji

Mora postojati samo jedna reakcija između analizirane tvari i reagensa

Reakcija mora biti kvantitativna

Reakcija mora biti brza

Reakcija mora biti takva da je moguće odrediti njezin završetak

Vrste reakcija

Reakcije neutralizacije - neutralizacijske titracije

Reakcije oksidacije i redukcija - oksidacijsko-redukcijske titracije

Reakcije stvaranja taloga - taložne titracije

Reakcije stvaranja kompleksa - kompleksometrijsketitracije

Standardne otopine

Standardna otopina - otopina reagensa točno poznate koncentracije, kojom titriramo analiziranu tvar.

primarnesekundarne

Primarne standardne otopine pripremamo otapanjem reagensa koji imaju odgovarajuća svojstva a nazivamo ih primarne standardne tvari ili primarni standardi.

Primarne standardne tvari:

Moraju imati visoki stupanj čistoćeMoraju biti stabilne na zraku pri sobnoj temperaturi Moraju biti stabilne pri temperaturi sušenja Moraju reagirati s određenim tvarima po kemijskim reakcijama koje zadovoljavaju uvjete za upotrebu u volumetrijskoj analiziPoželjno je da imaju veliku molnu masuekvivalentne jedinke.Poželjno je da nisu u previše praškastom stanju.Poželjno je da su dostupne i ne previše skupe.

Stupnjevi čistoće kemijskih tvari:

tehnički čista tvarpurum (čista)purissimumpurissimum pro analysi (pro analysi)(purissimum) pro chromatographia ili prospectroscopia.

Priprema primarnih standardnih otopina:

Točno odvaganu količinu primarnog standarda otopimo u točno poznatom volumenu destilirane vode.Koncentraciju izračunamo iz vrijednosti poznate količine primarnog standarda i volumena otopine.

Sekundarne standardne otopine

Ako kao reagens upotrebljavamo tvari koje nisu primarni standardi, odvagom potrebne količine tvari otapanjem u poznatom volumenu otopine, dobijemo otopinu približno poznate koncentracije.

Stvarnu, točnu koncentraciju trebamo naknadno odrediti, a taj postupak naziva se standardizacija.

Standardizacija

Pripravljenom otopinom titriramo točno odvaganu količinu primarnog standarda.

Poznati volumen pripremljene otopine titriramo odgovarajućom sekundarnom standardnom otopinom, čija je koncentracija točno poznata (ili obratno).

Otopina reagensa može se standardizirati standardnim uzorcima.Standardni uzroci imaju točno poznat sadržaj elementa koji treba odrediti u uzorku.Prednosti:

Svi postupci prilikom standardizacije i određivanja su isti.Prisutni su isti sporedni sastojci u uzorku i standardu.Ista je pogreška indikatora, odnosno titracije.

Titrivali – gotove standardne otopine u ampulama.

Stabilnost standardnih otopina

Stajanjem standardne otopine dolazi do stanovitih promjena, pa se i koncentracija reagensa mijenja.

S vremena na vrijeme, ovisno o stabilnosti otopine, potrebno je ponoviti postupak standardizacije.

Izražavanje koncentracije standardnih otopina

količinskom koncentracijom, mol/L ekvivalentnim jedinkama

U neutralizacijskim reakcijama ekvivalentnu jedinku uspostavljamo prema broju iona H+ koji sudjeluju u reakciji. U redoks-reakcijama ekvivalentna jedinka je zavisna o broju elektrona izmijenjenih između oksidiranog i reduciranog oblika redoks sistema

koncentracijski faktor

ppm i ppb

p-vrijednost

ijakoncentracnazivnaijakoncentracpravaffaktorijskikoncentrac

)( =

ppm10otopine masa

ivart otopljene masac 6ppm ⋅=

ppb10otopine masa

ivart otopljene masac 9ppb ⋅=

[ ]AlogpA −=

Indiciranje točke završetka titracija

kemijska (vidljiva – vizuelna) indikacija fizikalno-kemijska (instrumentalna) indikacija

Vizuelna indikacija:Indikatori - tvari koje mijenjaju boju zavisno o

promjeni karakterističnog svojstva titriraneotopine.

povratni (reverzibilni) nepovratni (ireverzibilni)

Indikatori mogu biti:

neutralizacijski ili kiselo-bazni redoks-indikatori «metalni indikatori»adsorpcijski indikatori specifični indikatori indikatori koji s reagensom talože obojeni talog indikatori koji s reagensom stvaraju topljivi obojeni spoj reagens (standardna otopina)

Instrumentalna indikacija:

Od elektroanalitičkih metoda u upotrebi su: konduktometrija – mjerimo električnu vodljivost otopine potenciometrija – mjerimo elektromotornu silu između dviju elektroda u otopini amperometrija – mjerimo električnu struju koja prolazi kroz otopinu kulometrija – mjerimo količinu elektriciteta

Titracijska krivuljaGrafički prikaz promjene koncentracije titriranog iona (tvari) u

ovisnosti o dodanom volumenu standardne otopine.

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0 50 100

Volumen AgNO3 ( mL)

Kon

cent

racij

a Cl

- ili A

g+ (

mm

ol/m

L)

0

2

4

6

8

10

12

14

0 50 100

Volumen AgNO3 (mL)

pClTočka ekvivalencije

[Cl¯] [Ag+]

Točka ekvivalencije