§ 5. Инструментальные методы титрования

Большинство физико-химических методов анализа основано на титровании, т.е. на медленном (по каплям) прибавлении измеряемого количества реагента к анализируемому веществу, при этом ведется на­блюдение (регистрация) тех или иных свойств, изменяющихся в течение процесса (см. книга 2, гл. I, § 1).

В качестве реагентов чаще всего используют растворы с опреде­ленным содержанием титрующего вещества (г-экв/кг, г-экв1г, г/л, г/мл, г-экв/мл, мг-экв/мл, г/сек, г/капля}. Иногда реагентами служат твердые, жидкие и газообразные вещества, в том числе генерируемые фотометри­чески или электрометрически. Обычно применяют такой реагент, кото­рый вступает в химическую реакцию с определяемым веществом.

Взаимодействие смешиваемых веществ может сопровождаться не только химическими реакциями, но и физическими явлениями (помут­нением, осветлением, расслоением на две фазы, изменением темпера­туры, цвета и флуоресценции раствора и т. д.).

По количеству реагента, израсходованного на реакцию до конечной точки титрования (во многих случаях эта точка практически соответ­ствует точке эквивалентности), рассчитывают содержание определяе­мого вещества. Если конечная точка титрования не совпадет с точкой эквивалентности, то последнюю определяют с учетом некоторого попра­вочного коэффициента, вычисляемого на основании результатов предва­рительных стандартных титровании или путем теоретических расчетов.

Титрование, лежащее в основе классического объемного анализа, является практически универсальным методом, широко применяемым в физико-химических методах анализа. В качестве примера можно ука­зать потенциометрическое, хронопотенциометрическое, кондуктометрическое, кулонометрическое, фотометрическое, турбидиметрическое, термо­метрическое и другие виды титрования.

Физические свойства систем, используемых при различных видах титрования в инструментальных методах анализа, приведены ниже:

• появление или исчезновение эмиссионных линий спектра определяе­мого элемента;

• флуоресценция (появление, исчезновение или изменение флуорес­ценции определяемого вещества, реагента, продукта реакции или флу­оресцирующего индикатора);

• оптическая активность (вращение плоскости поляризации);

• рефракция;

• кристаллизация (появление четко различимых под микроскопом кристаллов);

• магнитная восприимчивость (чувствительность):

• диэлектрическая проницаемость;

• электропроводность;

• теплопроводность;

• электродные потенциалы;

• дифракция рентгеновских лучей и электронов;

• ядерный магнитный резонанс;

• абсорбция лучистой энергии (ультрафиолетовое, видимое, инфра­красное излучение);

• комбинационное рассеяние света («Раман-эффект»);

• вязкость;

• мутность;

• плотность;

• поверхностное натяжение;

• радиоактивность;

• теплота реакции и др.

Раздельное (дифференцированное) титрование. Когда наблюдается несколько точек эквивалентности, соответствующих последовательным стадиям титрования, оказывается возможным за одно титрование из одной навески определить содержание нескольких компонентов, входя­щих в состав анализируемой смеси (например, H₂S0₄ + NaHS0₄, H₂PO₄ + KH₂P0₄, Na₂CO₃ + NaHCO₃, HC1 + СН₃СООН, НС1O₄ + НС1 + C₆H₅COOH, фталевая+изофталевая+терефталевая кислоты и т.д.). В таком случае метод определения называют дифференцированным титрованием.