1

VOLUMETRIJSKE (TITRIMETRIJSKE)

METODE ANALIZE

Analitičke metode zasnovane na merenju zapremine

Volumetrijske metode pripadaju grupi najvažnijih metoda kvantitativne hemijske analize

- brze

- ne zahtevaju komplikovanu opremu

- jednostavne za izvođenje

- može da se odredi veliki broj supstanci u širokoj oblasti koncentracija

2

♫♫♫ rastvoru supstance koja se određuje dodaje se rastvor reagensa poznate koncentracije sve dok određivana supstanca potpuno ne izreaguje sa reagensom

♫♫♫ iz zapremine utrošenog reagensa i njegove poznate koncentracije izračunava se količina tražene supstance

♫♫♫ reagens koji se dodaje i kojim se vrši titracija naziva se titraciono sredstvo ili titrant, a određivana supstanca titrovana supstanca ili titrand

TITRACIJA

3

4

PODELA VOLUMETRIJSKIH METODA ANALIZE

U zavisnosti od vrste hemijske reakcije na kojoj se zasnivaju

1. metode zasnovane na kiselinsko-baznim reakcijama

KISELINSKO-BAZNE METODE

2. metode zasnovane na reakcijama taloženja

TALOŽNE METODE

3. metode zasnovane na reakcijama građenja kompleksa

KOMPLEKSOMETRIJSKE METODE

4. metode zasnovane na reakcijama oksido-redukcije

REDOKS METODE

5

USLOVI koje treba da ispunjava hemijska reakcija koja se primenjuje u volumetrijskoj analizi:

1. Treba da bude kvantitativna tj. konstanta

ravnoteže treba da ima veliku vrednost

2. Treba da bude brza, praktično trenutna

3. Reakcija treba da ima tačno definisan

stehiometrijski tok

4. Treba da postoji mogućnost eksperimentalnog

određivanja ekvivalentne tačke titracije

6

TAČKA EKVIVALENCIJE I ZAVRŠNA TAČKA TITRACIJE

TAČKA EKVIVALENCIJE (TE) - trenutak kada je

dodata stehiometrijski ekvivalentna količina titracionog

sredstva prema hemijskoj jednačini reakcije

ova promena se manifastuje kao

ZAVRŠNA TAČKA TITRACIJE (ZTT)

to je teorijska tačka čiji se položaj u praksi može oceniti samo opažanjem neke fizički promene koja je povezana sa njom

7

♫ u idealnom slučaju se ZTT podudara sa TE

♫ u praksi često postoji mala zapreminska razlika,

odnosno količinska razlika potrošenog reagensa između

TE i ZTT

TE

TEZTT

V

VVgreškarelativna

8

TITRACIONE KRIVE

prati se promena koncentracija reaktanata u toku reakcije

► na apscisu se nanosi zapremina dodatog

reagensa, dok na ordinatu može da se nanese

vrednost neke veličine koja se linearno menja

sa promenom koncentracije reagujućih

supstanci u rastvoru ili sa logaritmom

numeričke vrednosti koncentracije

9

1. vrednost neke veličine koja se linearno menja

sa promenom koncentracije reagujućih supstanci u rastvoru

(npr. elektroprovodljivost, difuziona struja, apsorbanca)

linearne titracione krive

napomena: za vreme titracije titrovani

rastvor se razblažuje i merena veličina ima nižu

vrednost, usled čega se titracione krive

iskrivljuju

10

2. vrednost neke veličine koja se linearno

menja sa logaritmom numeričke vrednosti

koncentracije reagujućih supstanci u rastvoru

(elektrodni potencijal, pM, pH)

logaritamske titracione krive

11

LINEARNE TITRACIONE KRIVE

◄ za vreme titracije se menjaju koncentracije sve četiri supstance

◄ do TE krive imaju jedan smer, a posle nje drugi smer, pa se ZTT nalazi u preseku ova dva pravca različitog nagiba

A + B C + D

1- krive strogo kvantitativnih reakcija

2 i 3 – krive reakcija koje nisu strogo kvantitativne

4 – krive koje odgovaraju reakcijama nula (ne dolazi do reakcije)

12

LOGARITAMSKE TITRACIONE KRIVE

◄ na ordinatu se nanosi bilo koja veličina koja je direktno proporcionalna logaritmu numeričke vrednosti koncentracije neke od reagujućih supstanci u toku volumetrijskih titracija

Alog

dodato B

◄ merena veličina se u TE naglo menja, dok je njena promena pre i posle TE relativno mala

◄ što je reakcija kvantitativnija, skok merene veličine u TE je “nagliji” i veći

◄ razblaženje rastvora za vreme titracije ne utiče mnogo na oblik logaritamske krive, pa se zanemaruje!!!

13

INDIKATORI U VOLUMETRIJI

ZTT se može detektovati na osnovu neke fizičke

promene u rastvoru, vizuelno ili pomoću nekog

instrumenta.

♫♫♫ kod nekih titracija vizuelno određivanje se

postiže pomoću samog titrovanog sistema

(samoindikacija ZTT) – npr. titracija standardnim

rastvorom kalijum-permanganata

14

♫♫♫ u rastvor koji se titruje dodaje se pogodno sredstvo

koje će promenom neke svoje osobine (najčešće

promenom boje) ukazati na završetak titracije tj.

na ZTT

♫♫♫ delovanje indikatora se zasniva na konkurentnoj

reakciji sa jednim od reaktanata reakcije čiji

kraj titracije treba da označe (indiciraju)

♫♫♫ kao vizuelna indikacija ZTT može da služi ne samo

promena boje indikatora nego i pojava ili iščezavanje

fluorescencije, pojava ili iščezavanje taloga,

adsorpcija boje

INDIKATOR

15

Osnovna reakcija: A + B C + D

Konkurentna reakcija: In + B InB boja 1 boja 2

♫♫♫ ako su oba oblika indikatora obojena -

dvobojni indikatori

♫♫♫ ako je jedan oblik obojen, a drugi bezbojan -

jednobojni indikatori

16

USLOVI KOJE TREBA DA ISPUNJAVA INDIKATOR

1. visoka osetljivost indikatora

intenzivno obojene supstance koje u vrlo niskim

koncentracijama 10-4–10-5 mol/L dovoljno jasno

boje rastvor

2. ravnoteža između dva indikatorska oblika mora da

se uspostavi brzo

17

PODELA INDIKATORA

Prema vrstama hemijskih reakcija u kojima se

primenjuju za određivanje TE:

kiselinsko-bazni

adsorpcioni

metalohromni

redoks-indikatori

*** postoje i specifični indikatori

18

STANDARDNI RASTVORI U VOLUMETRIJI

Rastvori reagenasa tačno poznate koncentracije.

► tačnost volumetrijske metode direktno zavisi od

tačnosti s kojom je određivana koncentracija

standardnog rastvora !!!!

19

Koncentracija standardnog rastvora se određuje na dva načina:

1. preciznim odmeravanjem potrebne količine čiste supstance na analitičkoj vagi, njenim rastvaranjem i razblaživanjem do tačno poznate zapremine (u odmernom sudu/normalnom sudu) - PRIMARNI STANDARDI.

2. pripremom rastvora približno poznate koncentracije (ako direktnim odmeravanjem i rastvaranjem čiste supstance, zbog nekih njenih hemijskih i fizičkih osobina, nije moguće određivanje tačne koncentracije). Tačna koncentracija ovakvih rastvora se određuje titracijom primarnom standardnom supstancom - SEKUNDARNI STANDARDI.

20

Da bi neka supstanca služila kao primarni standard treba da ispunjava sledeće uslove:

- p.a. stepen čistoće

- da ima tačno određen hemijski sastav

- da je stabilna (da se ne menja pod uticajem atmosfere)

21

• Koncentracija “idealnog” standardnog rastvora se ne

menja mesecima, ako se čuva u odgovarajućim i dobro

zatvorenim bocama.

• Vrlo malo standardnih rastvora je tako stabilno, pa

se vrši provera koncentracije (restandardizacija).

22

TEHNIKE VOLUMETRIJSKIH ODREĐIVANJA

DIREKTNA TITRACIJA

POVRATNA TITRACIJA (RETITRACIJA)

TITRACIJA ISTISKIVANJEM (SUPSTITUCIJOM)

23

Supstanca koja se određuje titruje se direktno standardnim rastvorom reagensa, uz primenu odgovarajućih indikatora.

Ako hemijska reakcija nije pogodna za direktnu titraciju (mala brzina, sporedne reakcije, ne postoji odgovarajući indikator) onda se određivanje vrši indirektno.

DIREKTNA TITRACIJA

----------------------------------------------------------------------------------------------------

A + B C

24

U rastvor supstance koja se određuje dodaje

se višak standardnog rastvora reagensa i

posle završene reakcije višak reagensa se

titruje primenom druge hemijske reakcije

(veća je greška).

POVRATNA TITRACIJA (RETITRACIJA)

A + B C

B + D E

25

Određivana supstanca vrši istiskivanje neke druge supstance iz jedinjenja i oslobođena supstanca se titruje primenom neke druge hemijske reakcije.

TITRACIJA ISTISKIVANJEM (SUPSTITUCIJOM)

Indirektne titracije su podložne većim greškama i izvode se samo ukoliko direktna titracija nije moguća !!!

---------------------------------------------------------------------------------------------------------

AB + C CB + A

A + D E