Титриметрический анализ
Титриметри́ческий ана́лиз (титриметрия; от франц. titre – качество, характеристика и греч. μετρέω – мерить), совокупность методов химического анализа, основанных на измерении количества реактива R, добавляемого к исследуемой пробе и реагирующего с определяемым веществом Х. Обычно R вводят в виде стандартного раствора – титранта (раствора с точно известной концентрацией реактива). Эту операцию (титрование) продолжают до момента, когда количество введённого R (в моль-эквивалент) станет равным исходному количеству Х, а реакция между Х и R завершится (точка эквивалентности). Содержание Х в пробе рассчитывают по объёму израсходованного титранта.
Для титриметрического анализа пригодны лишь практически необратимые реакции (протолиз, окисление-восстановление, комплексообразование и др.), быстро идущие по единственному направлению при комнатной температуре. Методы титриметрического анализа классифицируют по типу реакции (например, кислотно-основное титрование, окислительно-восстановительное титрование) и природе R (алкалиметрия, перманганатометрия, иодометрия и т. п.). Кроме того, учитывают способ проведения реакции (прямое, обратное, заместительное титрование) и способ выявления точки эквивалентности.
Простейшие варианты титриметрического анализа предложены в 18 в. (качество уксуса, например, проверяли добавляя к нему по каплям раствор соды и о завершении реакции судили по изменению окраски раствора, в который заранее вводили цветные индикаторы). В 19 в. изобрели устройства для точного отмеривания титранта (бюретки), были созданы новые методы титриметрического анализа (например, аргентометрия), предложена терминология титриметрического анализа (Ж. Гей-Люссак), методы титриметрического анализа были усовершенствованы и научно обобщены (немецкий химик К. Мор). В 20 в. создана теория титриметрического анализа (американский химик И. Кольтгоф и др.), что позволило заранее подбирать подходящий индикатор, прогнозировать погрешность анализа и нижнюю границу определяемых концентраций, раздельно определять однотипные вещества. Дополнительные возможности появились благодаря синтезу новых реагентов (швейцарский химик Г. Шварценбах) и использованию неводных растворов. Были созданы инструментальные (безындикаторные) методы титриметрического анализа, например амперометрическое титрование. В таких методах измеряют – физическое свойство титруемого раствора (например, силу тока), строят зависимость и находят точку эквивалентности по излому этой зависимости или по положению скачка.
Титриметрический анализ позволяет быстро определять индивидуальные вещества с относительной погрешностью 0,1–1 % при нижней границе определяемых концентраций 10–3–10–5 моль/л. Определяют и суммарные содержания однотипных веществ, например жёсткость и кислотность природных вод. Важное преимущество титриметрического анализа по сравнению с другими методами количественного химического анализа – простота и дешевизна оборудования; ограничения – малая чувствительность, неселективность, невозможность определения инертных веществ. Быстрое развитие конкурирующих методов (спектрометрии, хроматографии и др.) в конце 20 в. уменьшило значение титриметрического анализа, но метод всё ещё широко используется в химико-аналитических лабораториях.