滴定法是一種廣泛應用的實驗室技術,透過其濃度對化學分析物進行定量。這是用一套特殊儀器來完成的。一般來說,它是在兩種液體溶液之間進行的,這兩種溶液的特性是已知的。為了找到未知引數,即分析物的濃度(在大多數情況下),必須知道其他溶液的濃度。為了避免過程中的混淆,溶液用不同的名稱標記,並放置在各自的儀器中。因此,已知濃度的溶液稱為“滴定劑”,通常放在滴定管中。濃度未知的溶液/研究中的溶液稱為“滴定物”或分析物,通常放在滴定瓶中。常用化學指示劑尋找滴定的等效點,指示劑一般加入滴定瓶中的溶液中。指示劑對它所處的介質敏感,並能相應地改變顏色。這是任何型別滴定的基礎。滴定的兩種主要型別是酸鹼滴定和氧化還原滴定。酸鹼滴定法和氧化還原滴定法的主要區別在於,酸鹼滴定法涉及一種酸和一種鹼,而氧化還原滴定法涉及兩種氧化還原物質。
這是一種滴定法,其中兩種物質是酸和鹼。物種之間的反應型別為酸鹼中和反應,副產物為水。一般情況下,鹼儲存在滴定瓶中,酸新增到滴定管中。這兩種物質之間發生的反應逐漸轉化為H+離子和OH-離子之間的反應。最後是從滴定管中測量體積。因此,滴定液與已知量的滴定液完全反應所需的體積即為所記錄的體積。然後將這些數值與化學方程式及其化學計量比聯絡起來,就可以確定未知溶液的濃度。
為了確定滴定的等效點/終點,通常在滴定瓶中的鹼性溶液中加入酸鹼指示劑。酸鹼指示劑能在鹼性介質中顯示一種顏色,在酸性介質中顯示另一種顏色。完全中和後,當從滴定管向滴定瓶中的鹼中加入一滴額外的酸時,介質從鹼性變為酸性。指示劑的顏色也會改變,因此滴定停止。當用強鹼滴定強酸時,等效點為pH=7,但如果所用酸/鹼較弱,則pH曲線會發生變化。
Titration methyl orange
氧化還原滴定法是另一種符合滴定法一般結構的滴定法。然而,這兩個物種之間的反應,在這種情況下,是一個氧化還原反應。這意味著反應採取氧化/還原反應的形式,當一種物質被氧化時,另一種物質被還原。這決定了氧化還原反應的可行性。當某種物質被氧化時,它會釋放出電子,從而提高其氧化值。當一個物種被還原時,它接受電子,它的氧化數也會減少。因此,在氧化還原反應中,迴圈的電子量保持不變,這意味著氧化物種釋放的電子需要被還原物種接受,這取決於反應的化學計量比。
一些氧化還原物種作為自身指示劑,如MnO4-離子,在還原為Mn2+時失去紫色。在其他情況下,例如I2分子參與的反應,澱粉被用作指示劑,因為它與碘形成絡合物而產生顏色。一般來說,d段元素如Fe2+/Fe3+、Cr3+/Cr6+、Mn7+/Mn2+通常參與氧化還原反應,因為它們具有可變的氧化數。
Color of iodometric titration mixture before (left) and after (right) the end point
在酸鹼滴定法中,所涉及的種類是酸和鹼。
氧化還原滴定是發生在氧化還原物種之間的滴定。
在酸鹼滴定中,物種參與中和反應形成水分子。
在氧化還原滴定中,物種透過氧化和還原反應進行反應
弱酸和弱鹼用作酸鹼滴定的指示劑。
一些氧化還原物種充當自身指示劑,大多數情況下使用特殊的氧化還原指示劑。
酸鹼滴定更常見,因為它可以發生在任何形式的酸和鹼/弱和強之間。
Redox titrati*** are commonly seen among the ‘d’ block elements.
Image Courtesy:
“Acidobazna titracija 002″ by Lara Djelevic – Own work. (CC BY 4.0) via Comm***
LHcheM的“碘量滴定混合物”——自己的工作(CC BY-SA 3.0)透過Comm***
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