Введение в титриметрический анализ
Моль – это количество вещества, которое содержит столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов, радикалов, электронов, а также условных единиц – эквивалентов), сколько атомов содержится в 12 г углерода (изотопа 12С).
Величина, обратная Z, т.е. (1/Z), называется фактором эквивалентности.
Эквивалент – это условная (или реальная) частица, которая «передвигает» (отдает, принимает, замещает) один протон Н+ в кислотно-основных реакциях или один электрон е- в окислительно-восстановительных реакциях.
Молярная масса М(х) – это масса одного моль вещества, т.е. М(х)=m(x)/n(x)
Число протонов Н+ или электронов, которое «передвигается» одной реальной частицей вещества, называется эквивалентным числом и обозначается Z.
Эквивалентная молярная масса (или молярная масса эквивалента вещества)– это масса одного моль эквивалентов вещества.
Вещества реагируют между собой или образуются в эквивалентных количествах, т.е. n(1/z x) = n(1/z y)
Процентная концентрация – это масса растворённого вещества в 100 граммах раствора.
C% (x)=m(x)⋅100/m(раствора)=m(x)⋅100/ρ ∙ Vмл (р-ра), %, где ρ – плотность раствора в г/мл, показывающая, сколько грамм весит 1 мл раствора: ρ=m(р-ра)/Vмл , г/мл.
Молярная концентрация – это количество растворённого вещества в 1литре раствора.
Cм(x)=n(x)/Vл(р-ра), моль/л.
Эквивалентная концентрация – это количество эквивалентов растворённого вещества в 1литре раствора.
Cэ(x)=n(1/z x)/Vл(р-ра), моль/л.
Титр раствора – это масса растворенного вещества в 1 мл раствора его.
Т(x)=m(x)/V_мл (x), г/мл
Сложный титр, или титр раствора x по определяемому веществу y, обозначается как Т(x/y) – это масса определяемого вещества y, которая взаимодействует с 1 мл раствора-определителя x.
Т(x/y)=m(y)/Vмл(x), г/мл
Следствие 1. Выразим общее количество эквивалентов вещества через его единичную количественную характеристику, т.е. эквивалентную концентрацию: Сэ(x)∙V(x)= Сэ (y)∙V(y). Таким образом, произведения эквивалентной концентрации на объем одинаковы для любой пары участников реакции. Значение этого выражения закона эквивалентов в том, что если из четырех показателей известны три, то легко находится четвертый. В самом деле, эквивалентную концентрацию одного вещества, можно выразить через эквивалентную концентрацию другого вещества, например, стандартного раствора: Сэ(x)=(Сэ (y) ∙ V(y))/V(x), моль/л. Такие расчеты щироко применяются в титриметрическом анализе.
Следствие 2. Выразим общее количества эквивалентов вещества через его общую массу, а затем сгруппируем одноименные показатели в левой и правой части уравнения: m(x)/М(1/z x)=m(y)/(M(1/z y); m(x)/m(y)=M(1/z x)/M(1/z y), и мы получаем новую формулировку закона эквивалентов: массы реагирующих веществ (или продуктов реакции) пропорциональны молярным массам их эквивалентов. Отсюда, зная массу одного из реагирующих веществ, можно найти массу другого (или продукта реакции): m(x)=m(y)∙M(1/z x)/M(1/z y).