Potencimetrické titrace
Potenciometrická titrace jsou nepřímá potenciometrická měření, u nichž pomocí potenciometru hledáme bod ekvivalence, při kterém právě dojde k zreagování veškeré látky v měřeném vzorku s látkou obsaženou v odměrném roztoku - činidle.
Acidobazická titrace s potenciometrickým určením bodu ekvivalence
Pro acidobazické titrace se používají elektrody skleněná a referentní, popřípadě kombinovaná obsahující obě tyto elektrody v jedné sondě.
V případě titrace je možné použít jak pH metr, tak voltmetr. Voltmetr můžeme použít, protože nás nejvíce zajímá změna napětí, vzniklá po přidání činidla. Největší změna je v bodě ekvivalence. Jelikož nás nejvíce zajímá změna, není nutné přístroj přesně kalibrovat, pouze ověřit jeho funkčnost, zvláště elektrod, které stárnou a jsou náchylné na zacházení.
Při měření je nutné dbát, aby měřící sondy byly strávně ponořeny do roztoku. Skleněná elektroda musí mít dostatečně hluboko ponořenou měřící baněčku, referentní elektroda musí mít ponořenou fritu.
((foto))
Kyselé látky titrujeme silnou zásadou (nejčastěji NaOH), zásadité látky titrujeme silnou kyselinou, (nejčastěji HCl). U titračních činidel je nutné, abychom předem zjistili jejich přesnou koncentraci titrací na standard. Jako standardní kyselinu je možné použít kyselinu šťavelovou, jako standardní zásadu pak KHCO3, NaHCO3 nebo i Na2CO3.
Redoxní titrace s potenciometrickým určením bodu ekvivalence
Pro redoxní titrace lze využít kombinaci elektrod platinová a referentní, popřípadě kombinovaná obsahující obě tyto elektrody v jedné sondě. Platinová elektroda sice s roztokem přímo nereaguje, je však prostředníkem pro přenos elektronů mezi oxidující a redukující složkou roztoku. Tak vzniká nas platinové elektrodě potenciál. Připojením na elektrodu referentní vzniká článek, jehož napětí můžeme měřit.
Velikost potenciálu odpovídá Nernstově rovnici a závisí na koncentraci redukující složky.
E - elektrický potenciál elektrody
E0 - standardní elektrodový potenciál (tabulková hodnota)
R - molární plynová konstanta (8,314 J/K.mol)
T - teplota v kelvinech (teplota ve °C + 273,15)
n - počet vyměněných elektronů
F - Faradayova konstanta (96485 C/mol)
a - aktivita oxidované nebo redukované formy. Místo aktivity se u zředěných roztoků dosazuje koncentrace c.
Některé standardní redoxní potenciály E0:
| Reakce v kyselém prostředí |
E0 / V |
| Fe2+ + 2e- ↔ Fe |
-0,44 |
| Cr3+ + 3e- ↔ Cr |
-0,41 |
| 2H+ + 2e- ↔ H2 |
0,0 |
| Cu2+ + e- ↔ Cu+ |
+0,153 |
| Fe3+ + e- ↔ Fe2+ |
+0,771 |
| IO3- + 6H+ + 6e- ↔ I- + 3H2O |
+1,085 |
| Br2 + 2e- ↔ 2Br- |
+1,087 |
| Reakce v zásaditém prostředí |
E0 / V |
| AsO43- + 2H2O + 2e- ↔ AsO2- + 4OH- |
-0,67 |
| [Fe(CN)6]3- + e ↔ [Fe(CN)6]4- |
+0,48 |
| MnO4- + 2H20 ↔ MnO2 + 4OH- |
+0,57 |
| BrO3- + 3H2O + 6e- ↔ Br- + 6OH- |
+0,61 |
foto
Titraci provádíme oxidačním nebo redukčním činidlem v příslušném prostředí. Během měření zaznamenáváme naměřené hodnoty. V blízkosti bodu ekvivalence začne být signál nestabilní a rychle se mění. Po vynešení do grafu uvidíme křivku esovitého tvaru. Bod ekvivalence leží v bodě největší změny napětí.
grafy s derivacemi
Při počítačovém zpracování výsledků je vhodné určit největší změnu první derivací funkce. Bod ekvivalence pak leží v nejvyšším bodě vzniklé funkce. Ještě přesnější určení zvládne počítač, pokud spočítáme i druhou derivaci. Bod ekvivalence leží v místě protnutí křivky 2. derivace osy x.