Методы обработки и моделирования кривых дифференцированного потенциометрического титрования

К преимуществам описанного метода можно отнести то, что он всегда дает определенный результат, если имеет место хоть какое-то падение функциональной зависимости полученного электродного потенциала системы от объема добавленного титранта.

Метод двух точек. Авторы работы [4] предложили интересный подход к обработке кривых потенциометрического титрования. Его суть состоит в том, что для электрода, обратимого по иону в реакции титрования

, (1.1)

используя уравнение Нернста

(1.2)

(Еф – формальный стандартный электродный потенциал; – активность иона А в анализируемом растворе) и материального баланса

(1.3)

(v0 - начальный объем титруемого раствора; v - добавленный объем титранта; c0 - молярная концентрация титруемого иона A; ct - молярная концентрация титранта по иону В), можно записать

. (1.4)

Затем можно придти к следующему отношению производных в двух точках v1 и v2

, (1.5)

откуда искомая концентрация титруемого раствора

, (1.6)

где

. (1.7)

При v2 ® v1

. (1.8)

Представленный метод отличает простота и доступность, однако игнорирование обратимости аналитической реакции и проблема выбора расчетных точек v1, v2 затрудняют получение корректных результатов.

Метод Коэна [5]. В основе этого метода лежит графическое построение хорд, соединяющих точки кривой с одинаковыми ординатами и прокладывание через их середины наилучшей прямой. Значение vктт, отвечающее точке ее пересечения с кривой, принимается за конечную точку титрования. Для случая ассиметричных кривых титрования, когда имеет место образование продукта реакции вида AaТb, автор рекомендует вместо деления хорд на равные отрезки делить их в отношении a:b.

Метод Фортуина[6]. По методу Фортуина для определения точки эквивалентности реакции используют максимальную разность потенциалов DЕm для равных добавок титранта Dv и соседние с ней разности DEv и DЕn, отвечающие предыдущей и последующей добавкам титранта соответственно. Затем образуют отношения

и . (1.9)

Точку перегиба кривой титрования рассчитывают по уравнению

, (1.10)

где vm - объем титранта, отвечающей начальной точке интервала DЕm, а s - коэффициент, находимый из номограммы, построенной для различных значений X1 и Х2. Оценка точки перегиба сильно зависит от величины Dv.

Метод линейного интерполирования по разностям потенциалов второго порядка. Этот метод, предложенный Ханом и Вейлером [7], основан на тех же принципах, что и описанный выше метод Фортуина. Отличие состоит в том, что для расчета коэффициента в уравнении (1.10) используются конечные разности потенциалов второго порядка, меняющие свой знак при переходе через точку перегиба. Расчетная формула имеет следующий вид:

, (1.11)

где ; .

Воспроизводимость метода невысока из-за больших погрешностей определения величины DЕ, обусловленными неточностью измерения потенциала. Другой недостаток метода заключается в том, что он не учитывает асимметрии кривых титрования.

Метод производной (первый метод Грана) [8]. В этом методе автор с одной стороны учел материальный баланс веществ в титрационной системе, но с другой стороны ввел упрощающее предположение о том, что каждая добавленная порция реагента полностью выпадает в осадок. Графическое изображение зависимости величины

(1.12)