Осадительное титрование (методы осаждения)

 

Методы осаждения основаны на реакциях, в результате которых образуются труднорастворимые осадки. Наибольшее значение приобрели те методы осаждения, которые связаны с образованием труднорастворимых соединений серебра, бария, ртути, свинца, цинка и некоторых других элементов. В методах осаждения применяются только быстропротекающие реакции, сопровождаемые количественным выпадением осадка и отсутствием процессов соосаждения. Количественное образование осадка зависит от его растворимости, характеризуемой константой растворимости.

Конец реакции определяют по прекращению выпадения осадка или с помощью индикатора. В качестве индикатора можно применять лишь такие вещества, которые вступают в реакцию после того, как закончится основная реакция. Реагируя с одним из ионов, индикатор образует осадок другого цвета или изменяет цвет раствора.

Названия методов осадительного титрования происходят от названия титранта. Наиболее широкое применение в лабораторной практике нашли следующие методы осадительного титрования: аргентометрия (титрант – раствор АqNO₃); роданометрия или тиоцианатометрия (титрант – раствор NH₄SCN); меркурометрия (титрант – раствор Hg₂(NO₃)₂; сульфатометрия (титранты – раствор BaCl₂ или раствор H₂SO₄. Последние два метода используются реже.Методом меркурометрии определяют хлориды и йодиды в виде малорастворимых солей ртути (1) Hg₂Cl₂ (K_S = 1/3 x 10^-18), Hg₂l₂ (K_S = 4.5 x 10^-29.Недостатком меркурометрического метода является ядовитость солей ртути, поэтому при работе с этими солями следует соблюдать большую осторожность. Сульфатометрию применяют для анализа солей бария, титруя их раствором H₂SO₄. При этом образуется осадок BaSO₄ (K_S = 1.08 x 10^-10).

В аналитической практике применяют два варианта метода аргентометрии. Они отличаются друг от друга типом индикаторов: в методе Мора применяется индикатор хромат калия; в методе Фаянса – индикаторы флюоресцеин и эозин.

 

КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЯ

Сущность и возможности метода. Комплексонометрия входит в группу методов титриметрического анализа, в основе которых лежат реакции комплексообразования. Эта группа методов объединяется под общим названием комплексонометрия.

Особенностью комплексонометрии является то, что в качестве основных титрантов в ней используются специальные вещества – комплексоны, образующие с определяемыми реагентами (катионами металлов) так называемые хелатные (внутрикомплексные) соединения.

Комплексонометрия находит широкое применение в практике медико-биологического, санитарно-гигиенического и фармацевтического анализа. Она применима для содержания многих элементов в живых оранизмах (тканях и биологических жидкостях); в сочетании с другими методами аналитической химии позволяет судить о степени экологической опасности, возникающей в результате загрязнения окружающей среди металлами и их соединениями в виде отходов промышленного производства (анализ почвы, промышленных сточных вод); используется для санитарно-гигиенической оценки воды (комплексонометрическое определение жесткости воды).

Некоторые комплексоны применяют как консерванты при хранении крови и для выведения из организма ионов токсичных металлов, радиоактивных изотопов и продуктов их распада. В стоматологической практике комплексоны используют для декальцинирования зубных каналов при подготовке к пломбированию кариозной полости. Кроме того, один из комплексонов Na₂ЭДТА, раствор которого является основным титрантом в комплексонометрических определениях, применяют при заболеваниях, сопровождающихся избыточным отложением солей кальция в организме.

Комплексоны – это вещества, относящиеся к группе аминополикарбоновых кислот. Примерами таких соединений являются:

Комплексон 1 / СН₂ – СООН

(нитрилотриуксусная: N – СН₂ – СООН

кислота – НТА \ СН₂ - СООН

(Краткое обозначение H₃Y)

 

/ CH₂ – COOH

Комплексон П СН₂ – N

| ·· \ СН₂ - СООН

(этилендиаминтетрауксусная

кислота – ЭДТУК) / СН₂ – СООН

СН₂- N

\ СН₂ – СООН

(Краткое обозначение Н₄Y)

 

Комплексон Ш / СН₂ – СООН

СН₂ – N

(динатриевая соль ЭДТУК, | \ СН₂ - СООН

ЭДТА, торговое название - СН₂ – N / СН₂ - СООН

трилон Б) СН₂ - СООNа

(Краткое обозначение Na₂H₂Y)

Эти и подобные им третичные амины, содержащие карбоксильные кислотные группы, образуют устойчивые хелатные соединения с ионами почти всех металлов. В связи с этим комплексонометрическое титрование используется для количественного определения различных катионов в растворе. При соответствующем выборе условий с помощью комплексонометрии можно определить в одном растворе до пяти катионов, что не позволяет сделать другие методы титриметрического анализа. Метод обладает высокой чувствительностью (до 10^-3 моль/дм³), точен и прост, имеет высокую избирательность. Рабочие растворы устойчивы. При количественных определениях применяется прямое, обратное и косвенное (заместительное) титрование. Для установления точки эквивалентности имеется набор цветных индикаторов и разработаны физико-химические методы индикации. С помощью последних можно обнаружить элементы, для которых не найдены цветные индикаторы, а также определять последовательно несколько элементов в одном растворе без предварительного химического разделения. В таких случаях используют потенциометрическое, кондуктометрическое, фотометрическое, термометрическое и некоторые другие виды титрования комплексоном.

Особенностью метода является необходимость выбора оптимального значения рН в каждом конкретном определении.

Точность титриметрических определений составляет 0,2 – 0,3%.