3.3. Приготування робочих розчинів.

Приготування робочих, або титрованих, розчинів є однією з найвідповідальніших операцій об’ємного аналізу. Правильне встановлення концентрації цих розчинів є необхідною умовою для одержання точних результатів визначення.

Найпростіший і найточніший спосіб приготування розчинів відомої концентрації полягає в безпосередньому зважування потрібної кількості препарату і розчиненні взятої наважки в певному об’ємі розчинника. Хімічні сполуки, які придатні для приготування титрованих розчинів цим способом, називаються вихідними речовинами. На жаль, далеко не всі препарати придатні для цього. Розглянемо вимоги, яким повинні відповідати вихідні речовини.

Першою і найбільш важливою вимогою є відповідність дійсного складу речовини її хімічній формулі. Ця відповідність може порушуватись внаслідок присутності в препараті різних домішок і забруднень. Так, натрій хлорид часто містить домішки калій хлориду і натрій сульфату; аргентум нітрат іноді має темний колір через наявність невеликої кількості металічного срібла; елементарний йод буває забруднений домішками брому, вологи тощо. Тому багато хімічних сполук можуть бути використані як вихідні речовини лише в тому випадку, якщо існують надійні й прості способи їх попереднього очищення. У наведених вище прикладах натрій хлорид і аргентум нітрат легко очистити перекристалізацією, йод – возгонкою. Після такого очищення ці сполуки можна використовувати для приготування розчинів точної концентрації безпосередньо з наважки.

Другою причиною невідповідності дійсного складу речовини її хімічній формулі є явище гігроскопічності. Їдкий натр дуже гігроскопічний і завжди містить воду, якої важко позбутися; безводний препарат дуже важко зберігати в безводному стані. Навіть під час зважування на аналітичних терезах їдкий натр настільки енергійно поглинає воду, що це робить точне зважування неможливим. Тому такі гігроскопічні хімічні сполуки не використовуються як вихідні речовини.

Нарешті, багато хімічних сполук містить кристалізаційну воду. Ця властивість створює певні труднощі в тих випадках, коли сіль може кристалізуватися з різною кількістю молекул води. Очевидно, перед застосуванням таких речовин для приготування робочих розчинів треба проводити перекристалізацію, дотримуючись певних умов, щоб одержати препарат з відомим вмістом води. Незручність полягає також у тому, що кристалізаційна вода з часом поступово вивітрюється і хімічний склад препарату перестає відповідати певній хімічній формулі. Речовини, що містять кристалізаційну воду, - кристалогідрати застосовуються інколи як вихідні речовини; але вони менш зручні, ніж відповідні безводні сполуки.

Важлива вимога до вихідних речовин полягає в тому, що їх розчини повинні бути стійкими і концентрація таких розчинів не повинна змінюватись під впливом зовнішніх умов. Наприклад, розчин їдкого натру цілком певної концентрації з часом змінює концентрацію, бо під впливом вуглекислого газу, який поглинається з повітря, частина naoh перетворюється у натрій карбонат. Деякі речовини в розчиненому стані легко окислюються киснем повітря; до них належать, наприклад, розчини натрій тіосульфату, солі Мора тощо. Розчини інших речовин, таких, наприклад, як калій перманганат, здатні розкладатися під впливом світла, органічних домішок і т.д. Усі такі хімічні сполуки звичайно мало використовуються як вихідні речовини.

Нарешті, бажано, щоб вихідні речовини мали велику еквівалентну масу. У цьому випадку доводиться брати досить велику наважку препарату, внаслідок чого зменшується відносна помилка, пов’язана з неточністю зважування.

Існує порівняно невелика кількість хімічних сполук, які повністю відповідають усім перерахованим вище вимогам. До них належать, наприклад такі речовини, як калій дихромат, калій бромат (V), калій оксалат та деякі інші. Більшість речовин, які застосовуються в об'ємному аналізі, не є вихідними речовинами. Тому при приготуванні робочих розчинів доводиться застосовувати інші методи встановлення їх концентрації.

3.3.1. Приготування робочих розчинів по точній наважці.

Цей спосіб найбільш поширений. Якщо речовина відповідає вище перерахованим вимогам, то розчин можна приготувати по точній наважці. Розраховують наважку за формулою:

А = N∙V∙me / 1000, (3.6)

Де а – наважка речовини, г; V – об’єм, мл; N – нормальність, екв./л; me – еквівалентна маса речовини, г/екв.

Розраховану наважку (а) зважують на аналітичних терезах, переносять кількісно у вимірювальну колбу, розчиняють в дистильованій воді, легко розраховують титр Троб.р. В г/мл:

Т = а / V (3.7)

Знаючи титр розчину, розраховують його нормальність:

N = T∙1000 / me (3.8)

3.3.2. Приготування робочих розчинів по неточній наважці.

Якщо речовина, з якої готують робочий розчин, не відповідає вимогам до вихідних речовин, то розчин готують по неточній наважці. Для цього розраховують наважку по формулі (3.6), зважують на технохімічних терезах, розчиняють в необхідній кількості дистильованої води, відміряній за допомогою циліндра. Таким чином, готують розчини приблизно 0,1 н. Концентрації. А точні титр і нормальність визначають титруванням розчинами, титр і нормальність яких відомі. Нормальність розраховують за формулою (3.4).

3.3.3. Стандарт – титри, або фіксанали.

Скорочує витрати часу на приготування титрованих розчинів використання спеціальних ампул, які призначені для швидкого приготування робочих розчинів потрібної концентрації – стнадарт-титрів (фіксаналів). Фіксанал – це точна наважка сухої вихідної речовини (або точно відміряна кількість розчину речовини певної концентрації), яка вміщена в запаяну скляну ампулу. Розчинення або розведення фіксаналу у мірній колбі дозволяє відразу одержати титрований розчин.