Окислительно – восстановительное титрование.

Кислотно – основное титрование.

Метод кислотно-основного титрования основан на реакциях взаимодействия между кислотами и основаниями, то есть на реакции нейтрализации:

Н ⁺ + ОН ˉ ↔ Н₂О

Рабочими растворами метода являются растворы сильных кислот (HCl, H₂S, НNОз и др.) или сильных оснований (NaOH, КОН, Ва(ОН)₂ и др.).

В зависимости от титранта метод кислотно-основного титрования подразде­ляют на ацидиметрию, если титрантом является раствор кислоты, и алкалиметрию, если титрантом является раствор основания.

Рабочие растворы в основном готовят как вторичные стандартные раство­ры, поскольку исходные для их приготовления вещества не являются стандaртными, а затем их стандартизуют по стандартным веществам или стандарт­ным растворам.

Например: растворы кислот можно стандартизовать по стан­дартным веществам - натрия тетраборату Na₂B₄О₇ ∙10Н₂О, натрия карбонату Nа₂СО₃ ∙10Н₂О или по стандартным растворам NaOH, КОН; а растворы ос­нований - по щавелевой кислоте Н₂С₂О₄ ∙ 2Н₂О, янтарной кислоте Н₂С₄Н₄О₄ или по стандартным растворам HCl, H₂SO₄, НNО₃.

ИНДИКАТОРЫВ МЕТОДЕ КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО ТИТРОВАНИЯ

В методах кислотно-основного титрования для определения конечной точки титрования используют кислотно-основные индикаторы.

Кислотно-основные индикаторы - это органические вещества, способные видимо и обратимо изменять свою окраску в растворе при изменении рН среды.

Существуют различные теории индикаторов, каждая из которых по-свое­му объясняет поведение кислотно-основных индикаторов в кислых и щелоч­ных средах.

Ионная теория индикаторов. В связи с тем, что кислотно-основные индикаторы представляют собой слабые кислоты или слабые основания, любой индикатор диссоциирует в растворе согласно уравнению:

HInd ↔ Н⁺ + Ind­^- бесцветный малиновый

Окраска раствора, в котором индикатор находится в молекулярной форме (HInd), отличается от окраски раствора, в котором индикатор находится в ионной форме (Ind ˉ). Так, молекулы фенолфталеина HInd бесцветны, а его анионы Ind ˉ окра­шены в малиновый цвет. Достаточно к раствору, содержащему фенолфталеин, прибавить 1-2 кап­ли щелочи, как введенные ОНˉ-ионы станут связывать катионы Н⁺ с образо­ванием слабого электролита - молекул воды. При этом равновесие диссоци­ации индикатора сместится вправо, и накопление анионов Ind­ˉ вызовет окра­шивание раствора в малиновый цвет.

Типичным одноцветным индикатором является фенолфталеин.

Типичным двухцветным индикатором является метиловый оранжевый:

При рН = 3,2...4,3 он оранжевый, при рН ≤ 3,1 приобретает красную, а при рН ≥ 4,4 - желтую окраску.

Окислительно – восстановительное титрование.

Методы окислительно-восстановительного титрования основаны на использовании реакций, связанных с переносом электронов, то есть окислительно-восстановительных процессов.

Методы окислительно-восстановительного титрования пригодны для определения многих органических соединений, в том числе фармацевтических препаратов, подавляющее большинство которых являются потенци­альными восстановителями.

В зависимости от свойств используемоготитранта различают оксидиметрию и редуктометрию.

Оксидиметрия - метод определения восстановителей путем титрования их стандартными растворами окислителей. Например, в перманганатометриив качестве титранта используют раствор перманганатакалия, в броматометрии - раствор броматакалия, в хроматометрии - раствор хромата (ди­хромата) калия.

Редуктометрия - метод определения окислителей путем титрования их стандартными растворами восстановителей. Например, в аскорбинометрии - раствор аскорбиновой кислоты, в феррометрии - растворы со­лей железа (ІІ).

Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам.

ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЯ

Перманганатометрия - метод, основанный на использовании калия пер­манганата в качестве титранта для определения соединений, которые обладают восстановительными своиствами.

Продукты восстановления перманганат-ионов могут быть различными в зависимости от рН среды:

· в кислой среде

Мn⁺⁷ + 5 е → Мn⁺²

· нейтральной среде

Мn⁺⁷ + 3 е → Мn⁺⁴

Титрант метода - раствор 0,1 (0,05) моль/дм³ перманганата калия - готовят как вторичный стандартный раствор и стандартизуют по стандартным веществам: щавелевой кислоте, оксалатунатрия и др.

Титрованный раствор перманганатакалия по точной навеске кристаллического препарата приготовить невозможно, так как в нем всегда содержатся некоторое количество МnО₂ и другие продукты разложения.

Перед установ­лением точной концентрации раствор КМnО₄ выдерживают в темной склян­ке в течение 7-10 дней. За это время происходит окисление восстановителей, присутствие которых в дистиллированной воде полностью исключить не уда­ется (пыль, следы органических соединений и т. п.). Для ускорения этих про­цессов раствор перманганата калияиногда кипятят.

В перманганатометрии часто обходятся без применения специального индикатора, так как сам перманганат имеет интенсивную окраску, а его избыточная капля вызывает появление неисчезающей в течение 30 с розовой окраски pacтвора.

Перманганатометрическим методом можно определить:

· восстановители Н₂О₂, NО₂, C_­2О₄^2-, Fe²⁺ и пр.,

· Са²⁺, Ва²⁺ и другие катионы в различных препаратах;

· МnО₂, РbО₂, K₂Cr₂O₇, персульфаты и другие окислители обратным титрованием;

· можно определить муравьиную, винную, лимонную, салициловую и другие кислоты, глицерин, фенол, формальдегид и другие органические соединения.

ХРОМАТОМЕТРИЯ (ДИХРОМАТОМЕТРИЯ)

Дихроматометрия - метод определения, основанный на окислении веществ дихромат-ионами.

Сr⁺⁶ + 3 е → Сг³⁺

В кислой среде К₂Сr₂О₇ является сильным окислителем, следовательно, этим методом возможно определение целого ряда неорганических и органи­ческих восстановителей, например Fe²⁺, [Fe(CN)₆]^4-, SO₃^2-, метанола, аскор­биновой кислоты и др.

Кислую среду при титровании обычно создают с помощью растворов серной или ортофосфорной кислот.

Титрантом метода является раствор 0,1 моль/дм³ К₂Сr₂О₇.

Поскольку К₂Сr₂О₇ является стандартным веществом, из него готовят титрант первичной стандартизации.

Растворы калия дихромата следует хранить в закрытой посуде в темном месте. В этих условиях титр раствора остается стабильным в течение про­должительного времени.