Metrohm: Co je třeba vzít v úvahu při zpětné titraci
- Foto: Metrohm: Co je třeba vzít v úvahu při zpětné titraci
V tomto článku se budeme podrobněji věnovat specifickému titračnímu principu - zpětné titraci - který se také nazývá "zbytková titrace". Dozvíte se více o tom, kdy se používá a jak byste měli počítat výsledky při použití principu zpětné titrace.
Titrace lze rozdělit různými způsoby:
- podle chemické reakce (např. acidobazická titrace nebo redoxní titrace),
- podle indikační metody (např. potenciometrická titrace nebo fotometrická titrace),
- podle principu titrace (přímá titrace nebo nepřímá titrace).
Co je to zpětná titrace?
Na rozdíl od přímých titrací, kdy analyt A přímo reaguje s titrantem T, jsou zpětné titrace podkategorií nepřímých titrací. Nepřímé titrace se používají například tehdy, když není k dispozici vhodný senzor nebo když je reakce příliš pomalá pro praktickou přímou titraci.
Při zpětné titraci se k analytu A přidá přesný objem činidla B. Samotné činidlo B je obvykle běžný titrant. Množství činidla B se volí tak, aby po jeho interakci s analytem A zůstal přebytek. Tento přebytek se pak titruje titrantem T. Množství analytu A lze pak určit z rozdílu mezi přidaným množstvím činidla B a zbývajícím přebytkem činidla B.
Jako u každé titrace musí být obě zúčastněné reakce kvantitativní a musí být známy stechiometrické faktory obou reakcí.
Metrohm: Obr. 1 Princip reakce při zpětné titraci: Po definované čekací době, která umožňuje reakci mezi A a B, se přebytek činidla B titruje titrantem T.
Kdy se používají zpětné titrace?
Zpětné titrace se používají především v následujících případech:
- pokud je analyt těkavý (např. NH₃) nebo nerozpustná sůl (např. Li₂CO₃).
- pokud je reakce mezi analytem A a titrantem T příliš pomalá pro praktickou přímou titraci
- pokud probíhají reakce slabá kyselina - slabá zásada
- pokud není k dispozici vhodná indikační metoda pro přímou titraci
Typickým příkladem jsou komplexometrické titrace, například hliníku s EDTA. Tato přímá titrace je proveditelná pouze při zvýšených teplotách. Přidání přebytku EDTA k hliníku a zpětná titrace zbytku EDTA síranem měďnatým však umožňuje titraci při pokojové teplotě. To platí nejen pro hliník, ale i pro jiné kovy.
V naší bezplatné monografii o komplexometrické titraci se dozvíte, které kovy lze titrovat přímo a pro které je vhodnější zpětná titrace.
Dalšími příklady jsou hodnota zmýdelnění a jodová hodnota jedlých tuků a olejů. Pro stanovení zmýdelnění se do tuku nebo oleje přidává etanolový KOH v nadměrném množství. Po stanovené době refluxu pro zmýdelnění oleje nebo tuku se zbývající přebytek zpětně titruje kyselinou chlorovodíkovou. Podobně se postupuje u jodové hodnoty, kde se zbývající přebytek chloridu joditého (Wijsův roztok) zpětně titruje thiosíranem sodným.
Další informace o analýze jedlých tuků a olejů naleznete v našem příslušném bezplatném aplikačním bulletinu AB-141.
Jak se provádí zpětná kontrola?
Zpětná titrace se provádí podle následujícího obecného principu:
- K analytu A se přidá činidlo B v nadbytku.
- Nechte činidlo B reagovat s analytem A. To může vyžadovat určitou čekací dobu nebo dokonce refluxování (např. hodnota zmýdelnění).
- Titrace zbývajícího přebytku činidla B titrantem T.
V prvním kroku je důležité přesně přidat objem činidla B. Proto je důležité použít k tomuto přidání byretu (obrázek 2).
Metrohm - Obr.2 - Příklad titrátoru vybaveného přídavnou byretou pro přídavek činidla B.
Dále je důležité, aby bylo známo přesné molární množství činidla B. Toho lze dosáhnout dvěma způsoby. Prvním způsobem je provedení slepého stanovení stejným způsobem jako zpětná titrace vzorku, avšak s vynecháním vzorku. Pokud je činidlo B běžným titrantem (např. EDTA), je také možné provést standardizaci činidla B před zpětnou titrací.
V každém případě se jako standardizace vyžaduje titrant T. To nám pak dává následující dva obecné postupy analýzy:
Zpětná titrace s blankem:
- Stanovení titračního titrantu T
- Stanovení se slepým vzorkem (zpětná titrace s vynecháním vzorku)
- Zpětná titrace vzorku
Zpětná titrace se standardizací:
- Stanovení titrace titrantu T
- Stanovení titru činidla B
- Zpětná titrace vzorku
Uvědomte si: protože provádíte zpětnou titraci, bude objem slepého vzorku větší než objem bodu ekvivalence (EP), na rozdíl od slepého vzorku při přímé titraci. Proto je třeba objem EP odečíst od slepého pokusu, resp. od přidaného objemu činidla B.
Další informace o standardizaci titrantů naleznete v příspěvku na našem blogu na toto téma.
Jak vypočítat výsledek zpětné titrace
Stejně jako u přímých titrací je pro výpočet výsledku zpětné titrace kromě přesných koncentrací a objemů nutné znát i stechiometrické reakce. V závislosti na tom, který z výše popsaných analytických postupů se použije, se výpočet výsledku mírně liší.
Pro zpětnou titraci se slepým pokusem použijte následující vzorec pro získání výsledku v hmotnostních procentech:
Metrohm: Vzorec
Stechiometrický poměr r zohledňuje obě reakce, analytu A s činidlem B a činidla B s titrantem T. Pokud je stechiometrický faktor vždy roven 1, jako například u komplexometrických zpětných titrací nebo hodnoty zmýdelnění, pak je reakční poměr také roven 1. Pokud však stechiometrický faktor pro jednu reakci není roven 1, pak je třeba určit reakční poměr. Reakční poměr lze určit následujícím způsobem:
- Reakční rovnice mezi A a B
- Reakční rovnice mezi B a T
- Násobení obou reakčních kvocientů
Metrohm: Příklad rovnic
Metrohm: Skutečný příklad uhličitanu lithného, který lze stanovit zpětnou titrací pomocí kyseliny sírové a hydroxidu sodného.
Uhličitan lithný reaguje s kyselinou sírovou v poměru 1:1. Pro stanovení přebytku kyseliny sírové jsou zapotřebí dva moly hydroxidu sodného na jeden mol kyseliny sírové, což dává poměr 1:2. To dává stechiometrický poměr r 0,5 pro tuto titraci.
Pro zpětnou titraci se standardizací činidla B použijte následující vzorec pro získání výsledku v hmotnostních procentech:
Metrohm: Rovnice pro zpětnou titraci
Moderní titrátory jsou schopny automaticky vypočítat výsledky zpětných titrací. Veškeré informace o použitých proměnných (např. slepá hodnota) jsou uloženy společně s výsledkem pro úplnou sledovatelnost.
Metrohm - OMNIS
Shrnutí:
Zpětné titrace se příliš neliší od běžných titrací a platí pro ně stejné obecné zásady. Pro zpětnou titraci jsou nezbytné následující body:
Znát stechiometrické reakce mezi analytem a činidlem B a mezi činidlem B a titrantem T.
Znát přesnou koncentraci titrantu T.
Znát přesnou koncentraci svého činidla B nebo provést slepé stanovení.
Použijte vhodné parametry titrace v závislosti na Vaší analýze.
Metrohm OMNIS Titrátor
Připravte se na splnění nového měřítka v titraci: rychlejší výsledky, bezpečnější manipulace s chemikáliemi a snadnější přizpůsobení vašim požadavkům.
Metrohm: Metrohm OMNIS Titrátor
