Лекція 5. Методи контролю стану довкілля (4 год)

У цих методах використовують хімічну взаємодію речовин. Проводять хімічну реакцію між речовиною і реагентом і спостерігають аналітичний ефект.

Титриметричний (об'ємний) метод аналізу ґрунтується на вимірюванні об'єму розчину реагенту відомої концентрації, витраченого на взаємодію з аналізованою речовиною за умови, що речовини вступають у реакцію в стехіометричних кількостях. Концентрація визначуваного компонента 10¹-10^-3 моль/л.

Титриметричнй аналіз - назва відносно нова. Хіміки старшого покоління частіше називають ці методи об'ємними. Кількість сполуки визначають у цьому випадку за об'ємом (або масою) розчину реактиву, витраченого в реакції з потрібною нам сполукою. Зміна назви методів саме й пов'язане з тим, що вимірюють не тільки об'єм, але й масу розчину. В останньому випадку використовують вагову бюретку, причому масу можна визначити з більшою точністю, ніж об'єм.

Реакцію ведуть до повного зв'язування сполуки, а кінець реакції – точку еквівалентності - знаходять, наприклад, за зміною забарвлення розчину або за іншими ознаками. Прагнучи не пропустити точку еквівалентності, реактив додають поступово, по краплях.

Титриметричні методи забезпечують високу точність і швидкість визначення. На відміну від гравіметричних методів, вони дозволяють послідовно визначати кілька компонентів.

Хімічні реакції, використовувані в методах титриметрії, різноманітні. Всі вони, однак, відносно швидкі й здебільшого стехіометричні. Реактиви, що використовують для титрування, повинні бути стійкими при зберіганні, до дії світла й т.д. Реакцію можна використати для титрування, якщо її кінець без особливих проблем виявляється хімічними або фізичними методами.

Методи окиснювально-відновного титрування одержали широкий розвиток. Досить поширені комплексометричні методи титрування, в основу яких покладені реакції комплексоутворення. Відомі вони не один десяток років, але особливе значення методи ці одержали в післявоєнні роки. Титриметричні методи прості й доступні. Піпетки, бюретки, а зараз вже й удосконалені цифрові бюретки, мірні колби, конічні колби для титрування, крапельниці – от майже весь нехитрий набір устаткування.

Гравіметричний (ваговий) метод ґрунтується на кількісному переведенні аналізованого компонента в малорозчинну сполуку і зважуванні продукту після виділення, промивання, висушування чи прожарювання. Цей метод не обходиться без застосування аналітичних або технічних ваг.

Теорія гравіметричних методів аналізу включає вчення про утворення осадів, формулює вимоги до вагових форм і т.д. Основна операція в гравіметричному аналізі - кількісне осадження обумовленого компонента. Отриманий осад повинен бути вільним від забруднень; необхідно, щоб він легко відокремлювався від розчину, інакше кажучи – відфільтровувався й промивався. Осад повинен або сам бути сполукою постійного складу, яку неважко зважити (тобто сполукою нелеткою, негігроскопічною, інертною стосовно повітря), або переводитися в таку сполуку висушуванням або прожарюванням. Такі вимоги легко пред'явити, але важко реалізувати.

Гравіметричні методи поступово поступаються місцем фізико-хімічним і фізичним методам аналізу, особливо в області досліджень.

Гравіметричним методом визначають у природних і стічних водах ферум (III) та алюміній у вигляді оксидів, хлориди - АgСl, сульфати - ВаSO4 в кислому середовищі, багато металів - у вигляді малорозчинних сполук з органічними реагентами - оксихінолінатів, литизонатів, широко використовується для дослідження руд, сплавів, органічних речовин тощо.