Титриметрические методы анализа

1.7. Кривые титрования

Рассмотрим реакцию общего типа:
A + R_T = P.
В ходе титрования изменяются концентрации всех компонентов, участвующих в реакции. При изменении концентрации веществ изменяется аналитический сигнал, который функционально связан с концентрацией вещества (линейно, логарифмически). Например, в ходе окислительно-восстановительного титрования изменяются равновесные концентрации окислителя и восстановителя, и, следовательно, потенциал; при изменении концентраций компонентов кислотно-основной реакции изменяется рН раствора.
График изменения аналитического сигнала, связанного с концентрацией определяемого вещества, титранта или продукта реакции в процессе титрования называют кривой титрования. Кривые титрования помогают выбрать индикатор, оценить погрешность, наглядно проследить за ходом титрования.
При построении кривой титрования по оси абсцисс обычно откладывается объем добавленного титранта V_R (или массу m_R), либо степень оттитрованности x.
Степень оттитрованности – доля добавленного количества титранта от его стехиометрически необходимого количества:
,
или
,
где _отт.(А) – количество оттитрованного вещества,
₀(А) – исходное количество вещества,
(R) – количество добавленного титранта,
_стех.(R) – стехиометрически необходимое количество титранта,
V(R) – объем добавленного титранта,
V_стех.(R) – стехиометрически необходимый объем титранта,

В точке эквивалентности (ТЭ) х = 1 или х = 100%. В случае протекания ступенчатых реакций будет наблюдаться несколько ТЭ, тогда для второй точки имеем х = 2 или х = 200% и т.д.

По оси ординат откладывают следующие величины:

• 
  логарифм концентрации одного из компонентов lgC(A) или величину, пропорциональную этому логарифму (например, рН), в этом случае получают логарифмическую кривую титрования (рис. 1.2).
  

Рис. 1.2. Кривая титрования (логарифмическая)

На логарифмической кривой титрования область резкого изменения логарифма концентрации получила название – скачок титрования. Границы скачка титрования устанавливаются в зависимости от заданной точности титрования (рис. 1.2).

• 
  логарифм отношения концентраций (например, E_Ox/Red), в этом случае получают билогарифмическую кривую титрования. Внешне она похожа на логарифмическую кривую титрования, за исключением начальной точки титрования (до начала добавления титранта), поскольку эта точка не определена: С(А)  С₀(А)   -.
  
• 
  концентрация или величина, пропорциональная концентрации (электропроводность), в этом случае получают линейную кривую титрования (рис.1.3).
  

Рис. 1.3. Линейные кривы титрования где аналитический сигнал (у) обусловлен:
а – титрантом; б – титруемым веществом; в – титрантом и титруемым веществом; г – продуктом реакции титрования