Аналитическая химия и ее задачи

Протолитическая теория Бренстеда-Лоури
Теория электролитической диссоциации Аррениуса имела ряд недостатков. Например, она не могла объяснить различную реакцию среды в растворах солей, не учитывала влияние растворителя на процессы в растворе. Поэтому получили развитие другие теории, объясняющие поведение электролитов. В 1923 г. Бренстед предложил теорию диссоциации кислот и оснований. Согласно теории Бренстеда-Лоури:
кислоты – вещества, отдающие протон; основания – вещества, принимающие протон. Таким образом, кроме привычных кислот НСl, Н₂SO₄, СН₃СООН к ним относятся NН₄⁺, НSO₄^– и т.д. К основаниях относятся и анионы слабых кислот: СН₃СОО^–, СО₃^2–, РО₄^3– и т.д.
В общем случае в растворе всегда находится смесь сопряженных кислот и оснований:
Н А + В НВ⁺ + А^–
кислота основание сопр. кислота сопр. основание
Согласно этой теории, вода – амфолит, т.е. может быть и основанием и кислотой.
Достоинство теории – учет влияния растворителя на процесс кислотно-основного взаимодействия:
Н₂SO₄ + 2 Н₂О → 2 Н₃О⁺ + SO₄ ^{2 –}
NаОН + Н₂О → NаНОН⁺ + ОН^–
СН₃СООН + Н₂О → СН₃СОО^– + Н₃О⁺
кислота (НА) сопряженное основание (А^–)


Титриметрический (волюмометрический) анализ

Титриметрический (волюмометрический) анализ – совокупность методов количественного химического анализа, заключающихся в измерении объема раствора реагента известной концентрации (титрант) расходуемого на реакцию с некоторым количеством определяемого вещества, находящегося в растворе.

Анализ осуществляется путем титрования – регулируемого прибавления контролируемого количества титранта к анализируемому раствору.
В ходе титрования вещества (титрант и определяемое вещество) реагируют друг с другом в эквивалентных соотношениях.
Титрант – раствор реагента с известной концентрацией (стандартный, а чаще рабочий стандартизированный раствор), находящийся, как правило, в бюретке и при титровании добавляемый небольшими порциями к раствору титруемого вещества.
Когда количество эквивалента добавленного титранта равно количеству эквивалента титруемого вещества достигается момент эквивалентности (соответствующий точке эквивалентности) и описываемый законом эквивалентов:

	Вещества реагируют в эквивалентных количествах. nх = nтэ
В математическом написании закон эквивалентов существует в двух видах: или

Главной задачей на практике является прекращение титрования в момент эквивалентности (или в момент максимально приближенный к моменту эквивалентности – ошибка не должна превышать 1 %).

Известны три способа фиксирования точки эквивалентности:

1. 
   индикаторный – с применением вспомогательных веществ – индикаторов – не участвующих в реакции, но изменяющие свой цвет при изменении различных (в зависимости от метода) свойств титруемого раствора;
   
2. 
   безиндикаторный –вспомогательные вещества не применяются, в ходе титрования изменяется окраска участников реакции;
   
3. 
   инструментальный – точку эквивалентности устанавливают по резкому изменению какого-либо физико-химического свойства раствора, которое фиксируют с помощью прибора.
   

Инструментальный способ фиксирования точки эквивалентности наиболее точный, но требуют определенного оборудования.
В пищевом анализе основные показатели качества согласно ГОСТам (кислотность, окисляемость, общая жесткость) определяют титрованием с применением индикаторов. Поэтому основная задача таких анализов сводится к выбору индикаторов, позволяющих закончить титрование как можно ближе к точке эквивалентности.