Потенциометрический метод титрования как основной вид титрования

Метод потенциометрического титрования является альтернативой методу титрования с индикаторами. В последнем используется визуальный контроль за изменением цвета титруемого раствора.

Прежде чем разобраться, что такое потенциометрический метод титрования нужно понять, что такое потенциометрия сама по себе в аналитической химии.

Потенциометрия – это метод изучения свойств среды, основанный на измерении разности потенциалов между индикаторным электродом и электродом сравнения, погруженными в эту среду. Основной момент здесь состоит в том, что измерения должны производиться в условиях термодинамического равновесия, т.е когда прошедший между электродами ток достаточно мал, чтобы не нарушать это равновесие.

При погружении двух электродов в анализируемый раствор возникающая разность потенциалов составляет электродвижущую силу образовавшейся гальванической ячейки.

ЭДС = E_инд - Е_ср ,

где  E_инд - потенциал индикаторного электрода; Е_ср - потенциал электрода сравнения.

В правильно составленной потенциометрической ячейке потенциал электрода сравнения (Е_ср) фиксированный, он не зависит от состава анализируемого раствора и, следовательно, только E_инд является функцией активности (концентрации) ионов анализируемого компонента в растворе. Таким образом ЭДС ячейки изменяется благодаря изменению E_инд в результате химической реакции с участием потенциалопределяющего компонента.

Потенциометрический метод титрования – это исследование зависимости этой ЭДС как функции объема титранта, добавленного к пробе.

Зависимость измеренной в ходе титрования ЭДС от объема добавленного раствора титранта называется кривой титрования. Интегральная кривая строится в координатах Е (мВ) – V титранта (мл) или pH – V титранта (мл).

В точке эквивалентности происходит резкий скачок величины измеряемой ЭДС. Возникновение скачка ЭДС объясняется неравномерным изменением концентрации определяемого вещества при добавлении одинаковых порций титранта и заменой одной потенциалопределяющей реакции, протекающей до точки эквивалентности, на другую, протекающую после точки эквивалентности. Величина скачка зависит от разности стандартных или формальных потенциалов соответствующих электродных полуреакций.

Для определения точки эквивалентности, иначе перегиба (или скачка) на кривой титрования используют дифференциальную кривую, т.е первую производную исходной кривой (самый распространенный метод) или  же вторую производную.

Существует также метод Грана для обсчета кривых титрования.

В методе Грана используют функции Грана для линеаризации интегральной кривой. Перед точкой эквивалентности и после нее кривая Грана линейна, а эквивалентный объем находится в месте пересечения этих прямых с осью OX. Достоинства и удобства метода Грана особенно заметны при анализе растворов, содержащих примеси, реагирующие с потенциалопределяющими ионами.

В потенциометрическом титровании, как и в обычном титриметрическом анализе с индикатором, используются следующие химические реакции:

1. нейтрализации;
2. осаждения;
3. комплексообразования;
4. окисления-восстановления.

Требования к реакции между определяемым ионом и реагентом также аналогичны: она должна идти с большой скоростью, практически необратимо, быть строго стехиометрической. Должны отсутствовать побочные химические реакции титранта с посторонними ионами.

Преимущества потенциометрического метода титрования.

Метод потенциометрического титрования имеет ряд преимуществ перед титрованием с визуальными индикаторами:

1. исключение субъективных ошибок за счет инструментального фиксирования конечной точки;
2. возможность анализа мутных и окрашенных растворов;
3. сравнительно легкая автоматизация обработки кривых;
4. возможность дифференцированного титрования компонентов смеси, в том числе с использованием неводных растворителей.

Наше устройство Титровойс и наборы для титрования позволяют реализовать метод потенциометрического титрования без особых финансовых затрат.

Оцените работу нашего приложения Titrovoice, скачав DEMO-версию по ссылке ниже.