Универзитет ,, Гоце Делчев “ – Штип

Факлутет за медицински науки –фармација

Семинарска работа по предметот аналитичка хемија

Tитрација и видови титрации

Изработил : Професор:

Катерина Арсова-15365 Проф.д-р.Валентин Мирчески

Штип,Јануари 2011

0

Кратка содржина

1. Вовед..................................................

2. Oпшта поделба на титрациските методи, примена на

индикатори……............................................................………………….............2

2.1 Одмерни садови................................................................................3

2.2 Стандарден раствор во волуметријата...........................................4

2.3 Завршна точка и еквивалентна точка на титрацијата....................4-5

2.4 Индикатори........................................................................................5

3. Киселинско-базни титрации..........................................................................5-7

3.1 Индикатори што се користат за определување на завршната точка

при кисело-базните титрации.................................................................7

3.2 Примена на кисело-базните титрации...........................................7-8

4. Оксидо-редукциски титрации.........................................................................8-9

5.1 Перганоментрија................................................................................9-10

5.2 Јодометрија........................................................................................10

5. Комплексометриски титрации........................................................................11

6. Таложни титрации...........................................................................................12

7. Пресметки во волуметријата..........................................................................13

8. Заклучок...........................................................................................................13

9. Користена литература.....................................................................................14

1

1.ВОВЕД

Волуметриските методи се аналитички методи кои се засноваат на мерење на

волуменот на дадениот реагенс. Одредувањето се врши на тој начин што волуменот на

растворот се додава на волуменот на реагенсот со позната концентрација се додека

одредениот раствор потполно не изреагира со реагенсот . Опишаната операција се

нарекува титрација, додадениот реагенс на кој се врши титрацијата се нарекува

титрант, а титрираниот раствор се нарекува аналит. Поради тоа волуметриските

методи се нарекуваат и титраметриски.

2.Oпшта поделба на титрациските методи

Зависно од видот на хемиската реакција волуметриските методи се темелат на:

1. Кисело-базни реакции

-Ацидиметрија;

-алкалиметрија;

2. Редокс реакции

-оксидометрија-перманганометрија;

-редуктометрија-јодометрија;

3. Реакции на таложење

-аргентометрија;

4. Реакциои на создавање комплекси

-комплексометрија;

За да може да се примени волуметриска анализа , хемиската реакција мора :

Да има точно дефиниран стехиометриски однос;

Да биде квантитативна;

2

Да биде доста брза;

Да има можност да се определи завршната точка

Кај титрациите стандардниот раствор на реагенсот, постепено се додава од бирета во

волуменот на аналитот, се додека неговата количина не биде стехиометриски

еквивалентана на количината на растворот кој се одредува .

2.1Одмерни садови

За точно мерење на волуменот во квантитативната анализа се употребуваат

одмерни тиквици (a), преносни пипети (b1) и бирети (c) претставени на слика 1. За

мерење на волумен чија точност не е толку важна се користат градуирани пипети (b2) и

мензури (d). Целиот стаклен прибор е изграден од стабилно и хемиски отпорно стакло.

Меѓународниот договор е дека целото одмерно аналитичко стакло на садовите се

баждари при 20 °C. Во табела бр.1 се претставени дозволените грешки на волуменот

кај преносни пипети и одмерни тиквици.

Слика 1. а) одмерни тиквичка b1) преносна пипета b2). Градуирана пипета с) бирета

d) мензура

Tабела 1. Дозволена грешка на волуменот кај преносни пипети и одмерни тиквици

Волумен Преносни пипетии Одмерни тиквици

mL 5 10 25 50 100 100 250 500 1000

3

Дозволена грешка

± ml 0.01   0.02   0.03   0.04   0.06   0.06   0.10   0.15   0.20 

Релативна грешка

± %0.20 0.20 0.12 0.08 0.06 0.06 0.04 0.03 0.02

 

2.2Стандарден раствор во волуметријата

За да се постигне висока прецизност потребно е титрантот да има точно и

прецизно определена концентрација,односно растворот да биде стандардизиран.

Примарни стандарди:супстанци со кои директно може да се приготви раствор со

точно позната концентрација.Овие супстанци мора да се:

Чисти

Хемиски стабилни

Нехигроскопни

Да не реагираат со компонентите на воздух

Да имаат голема молекулска маса за да при влегувањето на масата не се

прават поголеми грешки итн.

Пример:NaOH е хигроскопен и не може да биде примарен стандард;

KMNO споро се распаѓа на воздух па не е примарен стандард;Na 2 CO ,NaCl, AgNO и

KCl, се стабилни супстанци и може даслужат за приготвување на примарен стандард.

2.3 Завршна точка и еквивалентна точка на титрацијата

Завршната точка е експериментална вредност при која се случуваат

драстични промени во концентрацијата на реактантите во текот на

титрацијата.

Во идеален случај завршната точка е идентична со еквивалентната

точка.Еквивалентната точка е теоретски предвидена

вредност.Некогаш,завршната точка е различна од еквивалентната

точка,доколку дел од титрантор се троши за некои непожелно присутни

компоненти во растворот на титрандот(пр.нечистотии,и

4

сл.).Понекогаш,титрантот може делумно да реагира и со индикаторот кој се

користи во текот на реакцијата за да се определи завршната точка на

титрацијата.

Определувањето на завршната точка на титрацијата може да се определи со

користење на инструменти(пр.Ph-метар кај кисело- базните титрации)или со

користење на индикатори.

Кај кисело-базните титрации,завршната точка е проследена со драстична

промена на pH вредноста.Оваа промена,може најпрецизно да се определи

доколку се побара прв извод на кривата pH-V(титрант).

2.4 Индикатори

Индикатори се супстанци кои се додаваат во растворот на титрандот заради

визуелно определување на завршната точка на титрацијата.

Индикаторите (In) se слаби киселини или бази. Нивниот дисоциран и

недисоциран облик имаат различна боја.

HIn(боја 1)=H + In (боја 2)

Константата на дисоцијата на индикаторот мора да одговара на pH интервалот на

завршната точка на титрацијата.

Пример:Ако се титрира силна база со силна киселина,тогаш завршната точка е

секогаш при pH=7 на растворот.Тогаш неопходно е да се користи индикатор чија

константа на дисоцијација е pK =7(или блиску до 7).(Забелешка:pK =-1og K ,каде

K e константа на дисоцијација)

3 Кисело-базни титрации

Титриметрија:квантитативни информации брз основа на реакција која се

одвива во раствор

Неопходен предуслов:Реакцијата мора да е брза и репродуцибилна.Јонските

реакции(реакции помеѓу јони во раствор)најчесто ги исполнуваат овие

предуслови.

Волуметрија:наједноставна титриметриска анализа.Се заснова на мерење на

волуменот на раствор со позната концентрација на некој реактант(титрант)што

се додава во познат волумен на некој друг реактант(титранд)кој има непозната

5

концентрација.Знаејќи го волуменот и точната концентрација на

титрантот,знаејќи ја реакцијата помеѓу титрантот и титрандот,може да се

определи количеството на титрандот присутен во растворот.Од познатото

количество,може да се пресмета неговата маса или концентрација.

Мерењето на волуменот може да се врши со точност од околу 0.01см

Мерењето на волуменот може да се врши со пипети или бирети.

Во секоја титриметриска анализа,во текот на реакцијата помеѓу титрантот и

титрандот,концентрацијата на реактантите во текот на титрацијата се менува.

Кисело-базна титрација

(ациди-алкалиметрија)

Реакцијата помеѓу киселина и база.pH вредноста на растворот каде се одвива

реакцијата драстично се менува во текот на титрацијата.

На почетокот,целото колишество на додадена киселина се троши во реакција на

неутрализација со базата.Во растворот се уште има вишок на база,pH вредноста

останува скоро непроменета и висока.Во еден момент,целата база ќе биде

потрошена.При тоа pH вредноста ќе почне нагло да опаѓа кон вредност 7,што е

типична за неутрална средина.Понатамошното додавање на киселина,ќе предизвика

вшок на истата во раствор и pH вредноста драстично ќе опадне.Моментот на драстична

промена на pH вредноста е поврзан со завршната точка на кисело-базната

титрација. Завршната точка се определува со индикатори кои се користат кај кисело-

базни реакции (табела бр.2).

Пример:Да се пресмета количеството на присутен NaOH во 25см раствор ако

завршната точка на титрацијата е определена со додадени 23.2см раствор од HCl со

концентрација од 0.153mol/L

Решение:

Најпрво,неопходно е да се напише и изедначи хемиската равенка што

одговара на хемиската реакција која се одвива во текот на титрацијата

NaOH+HCl=NaCl+H .O

6

Пресметка:

(1)

n(NaOH)=n(HCl) (2)

c(HCl)= (3)

n(HCl)=c(HCl)V(HCl) (4)

Со замена на (4) во (2) се добива:

N(NaOH=c(HCl)V(HCl)

Концентрацијата на HCl е позната и изнесува 0.153 Mol/L,а потрошениот волумен е

23.2см или 0.0232 L.Според ова,количеството на NaOH присутно во растворот е

N(NaOH)=0.153mol/L 0.0232L=0.003549mol

3.1 Индикатори

За определување на завршната точка на титрацијата ка кисело-базните титрации се

користат индикатори кои се прикажани на табела бр. 2.

Табела 2. Индикатори што се користат за определување на завршната точка при

кисело-базните титрации

Индикатор Боја во ниска pH

вредност

Боја во висока

pH вредност

pK

Тимол-син Црвена Жолта 1.7

Метил-оранж Црвена Жолта 3.7

Бромтимол-син Жолта Сина 7.0

Фенолфталеин Безбоен Црвена 9.6

Ализарин-жолт-P Жолта Портокалова 11

3.2 Примена на кисело-базните титрации

o Постојат бројни апликации:

Определување на киселини во храна или фармацевтски производи

Определување на многу киселини и бази во хемиската индустрија и др.

7

Титрациите можат да бидат и автоматизирани каде титрацијата се

изведува со помош на инструментација,при што промената на pH на

средината најчесто се следи користење на pH метар.

Кога,наместо индикатори кои ја менуваат бојата во завршната точка на

титрацијата,се користи pH-метар и со него се следи промената на

pH,кисело-базната титрација се нарекува и потенциометриска

титрација.

4. Оксидо-редукциски титрации

Волуметриските методи засновани на редокс – реакциите се бројни и

разноврсни за разлика од било која друга група волуметриски методи . Тоа е

овозможено со фактот дека елементите можат да се појават во повеќе оксидациски

состојби и дека изборот на стандарден раствор е поголем за разлика од било која друга

метода . Редокс – титрацијата се темели на реакции на оксидација и редукција . За да

може реакцијата помеѓѕ два редокс парови да биде квантитативна , разликата помеѓу

нивните редокс-потенцијала во растворот мора да биде доволно голема .

Aoks. + Bred.    Ared. + Boks.

Карактеристика на секој редокс состав е неговиот редокс потенцијал.За општи

редокс состав

Aoks. + ze-    Ared

Промена на потенцијалот може да се пресметасо помош на Нерстовото изедначуање

на електродни потенцијали :

8

Како оксидативни стандарди во редокс титрациите најчесто се користат

Калиум-пермангнат KMnO4

Калиум-бромат

јод(I2)

Ce(IV)

А како редуктивни стандарди :

Оксална киселина H2C2O4

Натриум-тиосулфат Na2S2O3

Во употреба се повеке начини а индицирање ба завршната точка во текот на

титрацијата

Редокс-индикатори

Скроб

Метиленско плаво

Обоен стандарден раствор KMnO4

Редокс индикаторите (табела бр.3) се обично органски растворувачи кои дејствуваат

како слаби редуциенси или слаби оксиданси и кај нив бојата на на оксидидација и

редукција е различна.

Табела бр. 3 Најчести користени редокс индикатори

ИндикаторБоја

EoIn / V

Редуциран обликОксидиран облик

EO/R = Eo -

 0.059 

 log

 [Aoks.] 

 z   [Ared. 

9

Фероин Светло плав црвен 1.14

дифениламин-сулфонска

киселинаЦрвено лилјаков безбоен 0.85

Дифениламин Лилјаков безбоен 0.76

4.1 Перганоментрија

Перманганометријата ги изучува редокс методите при кои како титрациски раствор се

користи калиумперманганат.Калиумперманганатот припаѓа во јаки оксидациски

средства , а способноста на оксидацијата зависи од киселоста на средината:

a) во јако кисела средина

MnO4- + 8H+ + 5e-    Mn2+ + 4H2O Eo = +1.52 V

b) слабо кисела или неутрална киселина

MnO4- + 4H+ + 3e-    MnO2 + 2H2O Eo = +1.69 V

Во перганометријта не е потребен идикатор за одредување на завршната точка на

титрацијата , затоа што првата капка на калиумперманганта којашто е вишок го обојува

растворот со слабо розеникава боја .

4.2 Јодометрија

Јодометријате (или имдиректна јодометрија ) е редуктометриска метода која ги

изучува реакциите на титрација на раствор од јод со раствор од натриум тиосулфат

спрема изедначувањето :

I2 + 2e-     2i- Eo = +0.54 V

2S2O32-     S4O6

2- + 2e- Eo = +0.08 V

I2 + 2S2O32-     2I- + S4O6

2-  

Со јодометријта се одредуваат оксидаивните кои можат да го оксидираат јодот како

што се Br2, Cl2, MnO4-, BrO3

-, Cr2O72-, OCl-, O3, Fe3+, AsO4

3-, и други. Во јодометријата , за

одредување на завршната точка во текот на титрацијата се користи воден раствор на

10

скроб.Водениот раствор на јод е обоен жолто до смеѓа боја која е теѓко за да се

забележи . Кога во растворот кој содржи јод се додаде скроб , растворот ке добие

интензивно модра боја.

5. Комплексометриски титрации

o Титрации кои се базираат на реакција на јони на некој метал со некоја супстанца

која е способна да гради стабилни комплекси со соодветните јони.при

ова,металните јони се во растворот на титрандот(овие јони го претставуваат

аналитот,или предметот на квантитативно определување),а комплексирачката

супстанца се наоѓа во растворот на титрантот.Многу често како

титрант(комплексообразувач)се користи EDTA (етилендиаминтетраацетат) кој

гради комплекси со Ag ,Mg ,Ca ,Fe ,Fe ,Zn ,Cd ,V итн.

o За овој вид титрации се користат посебни индикатори (табела бр.4), кои слично

на EDTA имаат способност да градат комплекси со металите,но нивните

комплекси се обени.

o Примена:за определување на метални јони во вода, храна, индустриски

примероци, итн.

Табела бр.4 Индикатори што се користат при комплексометриските

титрации

Индикатор Боја на

слободен

индикатор

Боја на комплексот

на индикаторот со

соодветниот метал

Метални јони

Ериохром-Т Син Црвен Ba,Cd,Ca,Pb,Zn

Пирокатехол

виолетов

Жолт Син Al,Bi,Cd,Co,Cu,Fe,

Mg,Mn,Ni.Zn

Ксиленол-

портокалов

Жолт Црвен Bi,Cd,Pb,Th,Zn

Цалцон Син Црвен Ca,Cd,Mg,Mn,Zn

11

карбоксилна

киселина

6. Таложни титрации

Титрации кои се засоваат на формирање на талог помеѓу титрантот и титрандот.

Пример:Реакција помеѓу Ag и Cl ; при што се добива нерастворливо

соединение AgCl.

Ag + Cl =AgCl

Таложни методи

Таложните волуметриски методи се темелат на принципот на испитување на

аналитот со стандарден раствор , во брза реакција создава тешко растоплива сол со

точно познат стехиометриски состав .

Со таложните волуметриски методи најчесто се одредуваат сребро и халогениди , а

се темелат на реакцијата:

Cl- + Ag+    AgCl(s)

Сребро хлоридот е бел,колоидни талог , кој во кисела средина формира бели снежни

кристали коагулира и слегува на дното на садот . Талогот на сребро-хлоридот е

практичен , нерастворлив во вода (0.19 mg u 100 cm3 вода).Кај таложните

волуметриски методи може да се забележи три видови на индикатори

Индикатори кои создаваат обоен талог

Индикатори кои создаваат обоен комплекс

Адпсорпциски индикатори

7. Пресметки во волуметријата

За општо изедначување на титрацијата на аналитот (А) со стандарден волумен (В)

aA+ + bB-    AaBb

12

Од волуменот и концентрацијата потрошувачка во стандардниот волумен , со

познавање на стехиометријата на хемиските реакции (стехиометриските

коефициенти а и b) , се пресметува количината на бараниот раствор (nA).

nA = a 

 × VB × cBb

8. Заклучок

Со титрација  концентрацијата на растворот којшто се тестира може да

се утврди на два начина, или со постепено додавање на раствор со позната

концентрациаја (растворувач кој се титрира) во познат волумен на

растворот,чија концентрација сакаме да ја дознаеме со што сакаме да

знаеме на концентрација, или обрано со докапнување на раствор со непозната

концентрација, во раствор чија концентрација е позната се додека во идеален

случај не изреагира целат супстанца од растворот кој го титрираме. Тој

миг може да се утврди соодветниот индикатор. 

13

9. Користена литература

o http :// www . periodni . com / enig / volumetrijske _ metode_analize.html

o http://www.google.com/images?

hl=en&sugexp=ldymls&xhr=t&q=volumetrija&cp=9&um=1&ie=UTF-

8&source=og&sa=N&tab=wi&biw=994&bih=636

o http://eskola.chem.pmf.hr/projekti/projekt003.php3

o Аналитичка хемија-интерна скрипта (фармација-угд)-Проф.д-р Валентин

Мирчески

14