Chemia analityczna, czyli jeden z najstarszych działów chemii, potrzebna jest wszędzie tam, gdzie konieczne jest określenie lub sprawdzenie składu chemicznego różnych surowców i produktów. Z jej metod chemii analitycznej korzysta się we wszystkich dziedzinach nauk przyrodniczych i technicznych, w gospodarce i w życiu codziennym.
Analiza miareczkowa (objętościowa) w odróżnieniu od analizy wagowej, nie polega na ważeniu związku oznaczanego pierwiastka, lecz dokładnym odmierzeniu odczynnika użytego do reakcji, którego stężenie, czyli miano jest znane. Podczas analizy mianowany roztwór odczynnika wlewa się do specjalnego naczynia, tzw. biurety (są to wąskie, długie rurki szklane o identycznym na całej kalibrowanej długości przekroju ze zwężonym końcem) i małymi porcjami dodaje się ten roztwór do analizowanego roztworu (albo odwrotnie) tak długo, aż w pewien sposób stwierdzi się, że dodana ilość odczynnika jest równoważna ilości oznaczanej substancji. Czynność tę nazywa się miareczkowaniem. Po odczytaniu na biurecie objętości roztworu odczynnika zużytego podczas miareczkowania oraz znając jego miano, przez proste wymnożenie tych wielkości otrzymuje się w gramach ilość odczynnika zużytego do reakcji. Stąd na podstawie równania reakcji można łatwo obliczyć ilość oznaczanej substancji w badanym roztworze, a nawet miano jeśli jest znana objętość roztworu.
W analizie miareczkowej mogą znaleźć zastosowanie tylko takie reakcje, które spełniają następujące warunki:
- reakcja zachodzi szybko, nawet po dodaniu małej porcji odczynnika miareczkującego,
- reakcja przebiega stechiometrycznie czyli ściśle według jednego równania reakcji,
- istnieje możliwość zaobserwowania końca miareczkowania.
Jedną z najbardziej istotnych różnic między analizą objętościową i wagową jest to, że podczas miareczkowania używa się nie nadmiaru roztworu odczynnika, lecz ilości ściśle odpowiadającej równaniu reakcji, czyli chemicznie równoważnej oznaczanej substancji. Na tej właśnie równoważności opierają się obliczenia wyników analizy. Z tego wynika, że podczas miareczkowania należy dostatecznie dobrze i dokładnie ustalić moment osiągnięcia tej równoważności, czyli ustalić równoważnikowy punkt miareczkowania. W większości przypadków reakcjom zachodzącym w czasie miareczkowania nie towarzyszy zmiana zabarwienia roztworu. Dlatego w celu ustalenia końca miareczkowania do miareczkowanego roztworu dodaje się tzw. wskaźników (indykatorów). Oczywiście nie można dobrać odpowiedniego wskaźnika dla każdej reakcji. Każda reakcja, będąca podstawą miareczkowania, powinna więc spełniać szereg wymagań. Wymagania te bardzo ograniczają zakres reakcji, których można użyć do analizy objętościowej. W zależności od wyboru reakcji można wyróżnić następujące metody analizy objętościowej: metody zobojętniania (alkacymetria), metody redoks (na przykad manganometria i jodometria), strąceniowe, kompleksometryczne, kulometryczne i amperometryczne.
Argentometria jest działem analizy miareczkowej, w którym wykorzystuje się reakcje tworzenia trudno rozpuszczalnych związków srebra na przykład AgCl, AgBr, AgI lub AgNCS. Oznaczenia argentometryczne można wykorzystywać do określania stężenia jonów srebra lub jonów halogenkowych. Krzywa miareczkowania reakcji wytrąceniowej przedstawia zmiany stężenia jonów miareczkowanych X, wyrażone jako pX- wykładnik stężenia danych jonów. X(pX=-lg[X]) w miarę dodawania roztworu mianowanego.
W zależności od pH analizowanego roztworu oznaczenie tych jonów przeprowadza się według metody Mohra lub Volharda.
- metoda Mohra:
W metodzie Mohra, którą wykorzystuje się jedynie w przypadku roztworów obojętnych, jako wskaźnik końcowego punktu miareczkowania wykorzystywany jest 5% roztwór chromianu(VI) potasu K2CrO4. Z uwagi na to, że iloczyn rozpuszczalności chromianu(VI) srebra ma większą wartość niż iloczyn rozpuszczalności halogenków srebra, powstawanie osadu Ag2CrO4 zachodzi dopiero po wytrąceniu się jonów halogenkowych. W metodzie tej jest więc wykorzystywana jest różnica rozpuszczalności dwóch różnych soli srebrowych.
Oznaczenie chlorków metodą Mohra:
Metoda Mohra polega na bezpośrednim miareczkowaniu obojętnego roztworu zawierającego jony chlorkowe mianowanym roztworem azotanu(V) srebra w obecności chromianu(VI) potasu, który stanowi wskaźnik końcowego punktu miareczkowania. Dodawanie z biurety azotanu(V) srebra powoduje strącenie trudno rozpuszczalnego osadu chlorku srebra. Wadą metody Mohra jest to, że nie może ona być stosowana w roztworach kwaśnych, ponieważ wtedy nie wytraca się chromian(VI) srebra, bo związek ten bardzo dobrze rozpuszcza się w kwasach. Punkt końcowy miareczkowania obserwuje się wtedy, gdy zaczyna się wytracać ceglasty osad chromianu(VI) srebra.
- metoda Volharda:
W metodzie Volharda jako wskaźnik końcowego punktu miareczkowania stosuje się jony Fe3+, które w środowisku kwaśnym tworzą z jonami rodankowymi kompleks o zabarwieniu czerwonym. Obydwie metody różnią się pomiędzy sobą wskaźnikiem końcowego punktu miareczkowania oraz rodzajem odczynnika miareczkującego. W metodzie Mohra jest nim roztwór azotanu(V) srebra, a w metodzie Volharda roztwór rodanku amonu NH4NCS.
Oznaczanie chlorków metodą Volharda:
Metoda Volharda służy do oznaczani chlorków w środowisku kwaśnym. W badanym roztworze strąca się chlorki dodając nadmiar mianowanego roztworu AgNO3. Jony srebra, które są niezwiązane odmiareczkowuje się mianowanym roztworem rodanku amonu. Jako wskaźnik końcowego punktu miareczkowania wykorzystuje się jony Fe3+. Po wytrąceniu wszystkich jonów srebra w formie AgNCS nadmiar dodanego rodanku tworzy z jonami żelaza czerwony kompleks.
