Титрования с индикатором

Такая кривая титрования будет наблюдаться, когда анализируемое вещество – кислота, титрант – щелочь, а индикатор – фенолфталеин. Переход окраски часто не мгновенен в случае фенолфталеина. Правильная точка эквивалентности только одна. Все зависит от того, какой фенолфталеин использовался. В спиртовом растворе фенолфталеин - слабая кислота, следовательно, сначала титровалась сильная кислота, далее идет титрование фенолфталеина – второй кислоты и на него расходуется титрант, значит правильна - первая точка эквивалентности. Если бы вы взяли фенолфталеин в виде соли (это редкий случай), то тогда правильной была бы вторая точка эквивалентности, между ними может быть расстояние 1 – 2 %, что немаловажно для точного титрования.

Сложным в техническом использовании является вариант дифференциальной фотометрии. Идея его – в этом методе фотометрирование проводят не относительно чистого растворителя, либо холостой пробы, а относительно раствора эталона определяемого вещества приготовленного с высокой точностью, имеющего близкую, но немного меньшую, чем концентрация определяемого вещества. В этом случае нетрудно показать, что ошибку определения можно свести к ошибке приготовления эталона. А процедура приготовления эталона может быть очень точная, и гораздо точнее тех двух проб, которые характерны для молекулярно-абсорбционного анализа.

Эталоны обычно готовят сами аналитики, для приготовления эталона берется чистое вещество со строго известным содержанием. Например, если определяется медь, то берется 99,99 %. Посуда взвешивается на аналитических весах, точность 0,01 %. Раствор эталона готовят в предварительно отградуированной посуде (обычная мерная колба на 1 л, но метке не доверяют и определяют более точное содержание мл). Точность может быть 0,02 – 0,03 %.

Как отградуировать мерную колбу с такой точностью? По воде. Плотность чистой дистиллированной воды при температуре 20°С известна.. Воду наливают в колбу до метки и взвешивают с высокой точностью. Далее воду выливают, колбу высушивают и опять взвешивают. Затем находят объем, разделив разницу весов на плотность с высокой точностью (0,02 – 0,03 %). После этого в колбе готовят раствор меди, затем добавляют реагент – аммиак и доводят до метки дистиллированной водой. Концентрация аммиака должна быть точно известна. Таким образом, получают эталон. Точно в таких же условиях готовят анализируемую пробу. Ориентировочно зная, сколько меди в пробе, берут такую навеску, чтобы количество меди было немного больше, чем в эталоне, и далее в стандартных условиях измеряют разность оптических плотностей между пробой и эталоном.

Затем неизвестная концентрация рассчитывается как сумма слагаемых концентраций эталона и того, что покажет прибор:

(6)

Из этого уравнения следует, что когда

(7) ,

то основная тяжесть ошибки определения ложится на ошибку приготовления эталона. Строго математически это может быть выражено таким уравнением:

∆ C_x = D_этF_эт+D_прибF_приб (8) ,

D_эт + D_приб

где D эталона – оптическая плотность эталона относительно воды,

F эталона – относительная погрешность приготовления эталона,

D приб. - это оптическая плотность анализируемого раствора относительно эталона, F приб.– относительная погрешность измерения оптической плотности по шкале прибора.

Проведем расчет. Допустим: D_{эталона} = 2, F_{эталона} = 0,05%, а D_приб. = 0,05, F прибора = 5 % . Получим:

Δ

Нетрудно видеть, что, определяя оптическую плотность с ошибкой 5 %, конечный результат – концентрация меди – будет измерена с ошибкой 0,17%. Это сопоставимо с весовым анализом.