Баешова а.Қ. Жалпы химия (зертханалық жұмыстардың жинағы) Оқу-әдістемелік құрал
Титриметриялық анализдің негіздері. Қышқылдық негіздік титрлеу. Титрлік және нормальдық концентрацияларды анықтау
жүктеу/скачать 359.41 Kb.
|
| Титриметриялық анализдің негіздері. Қышқылдық негіздік титрлеу. Титрлік және нормальдық концентрацияларды анықтау.
Теориялық бөлім. Титриметриялық әдіс заттардың орташа және үлкен мөлшерін (1-дан жоғары) анықтауда қолданылады. Бұл әдіс анықталатын затпен эквивалентті мөлшерде әрекеттескенде жұмсалған реагенттің көлемін өлшеуге негізделген. Ерітіндідегі реагенттің көлемі және концентрациясы бойынша зат құрамының сандық мөлшерін есептеп табады. Осы кездегі анықтау қателігі 0,2%-дан аспайды. Анықтаудың негізін қалайтын реакция типіне тәуелді титриметриялық анализ әдістерінің жіктелуі: 1. қышқылдық негіздік 2. тотығу тотықсыздану 3. тұндыру 4. комплексонометриялық Титрлеу деп − концентрациясы белгілі ерітіндіні анықталатын ерітіндінің өте дәл көлеміне ептеп құю үдерісін айтады. Құйылған ерітіндіні − титрантты (стандартты немесе жұмысшы ерітінді) − әдетте В әрпімен белгілейді. Титрленетін ерітіндіні әдетте титрлеуге арналған колбаға, ал титрантты бюреткаға құяды. Титриметриялық жүйе бұл титрленетін заттың титрантпен әрекеттесуі кезінде түзілетін заттың қоспасы. Эквиваленттілік нүкте (э.н) дәл титрлеу кезінде титранттың және анықталатын заттың эквиваленттік мөлшерлерінің теңескен сәтін айтады. Индикаторлар − бұл эквиваленттілік нүктені анықтауда қолданылатын заттар немесе приборлар. Қышқылдық-негіздік титрлеу (нейтрализация) әдісі Қышқылдық-негіздік титрлеу қышқылдық негіздік қасиеті бар заттарды анықтаудың ең жылдам, әрі дәл тәсілі. Бұл тәсілмен кейбір дәрілік препараттарды − тұз, глютамин, аскорбин қышқылдарын, натрий гидрокарбонатын, натрий тетракарбонатын, барбитураттарды, сондай ақ органикалық қосылыстарды (амидопирин, кодеин, фталазол және т.б) сулы емес еріткіштерде жиі титрлейді. Мысалы, аммоний хлориді сияқты тұзды ионалмастырғыш колонкадан өткізу арқылы қышқылға өткізуге болады. Ерітіндідегі аммоний хлоридінің мөлшерін, тұзілген қышқылды титрлеуге кеткен көлем бойынша есептейді. Қышқылдарды анықтау үшін күшті негіздер қолданылады (алкалиметрия) мысалы, натрий гидроксиді; ал негіздерді анықтау үшін (ацидометрия) күшті қышқылдар (HCl, H2SO4) қолданылады. Мысалы, натрий гидроксидінің құрамында көбінесе карбонатты қоспалар болады. Оны анализдеу әдістемесі өте қарапайым. Алдымен титранттың жұмысшы ерітіндісі − натрий гидроксиді дайындалады, содан кейін оның концентрациясын стандартты ерітіндінің белгілі көлемін титрлеу арқылы анықтайды. Титрлеудің соңғы нүктесін табу үшін индикатор қосады. Индикатор түсінің өзгеруінен титрлеудің соңғы нүктесі оңай байқалады. Натрий гидроксидінің концентрациясын анықтауда алғашқы стандартты ерітінді ретінде калий бифталатын қолданады. Тұз қышқылының концентрациясын әдетте, алғашқы ерітінді −натрий тетраборатымен немесе титрленген, алдын -aла стандартталған натрий гидроксидімен анықтайды. Бұл жағдайда натрий гидроксидінің ерітіндісін екіншілік стандарт деп атайды. Соңында, үлгідегі қышқылдың немесе негіздің пайыздық құрамын натрий гидроксидінің немесе тұз (күкірт) қышқылының стандартты ерітіндісімен титрлеу арқылы анықтайды. Титрлеудің соңғы нүктесін индикатор түсінің өзгеруі бойынша рН-метрмен анықтайды. Қышқылдық-негіздік титрлеуде эквивалентік нүктедегі рН мәні ереже бойыншадағыдай, 7-ге тең емес (тек күшті қышқылды күшті негізбен титрлегенде немесе керісінше жағдайлардан басқа). Эквиваленттік нүктедегі титрлеуде рН мәні титрленетін заттың табиғатына және титрлеу жағдайына тәуелді. Сондықтан, индикаторды дұрыс таңдай білу қажет, себебі түрлі индикаторлар өзінің түсін әртүрлі рН мәнінде өзгертеді. Негізінен, индикатордың түсі қандай да бір белгілі рН мәнінде емес, шамамен екі саннан тұратын рН интервалында өзгереді. Эквиваленттік нүктеде рН таңдап алынған индикатор түсінің өзгеру аумағында жатуы тиіс. Қышқылдық-негіздік титрлеуге арналған индикаторлар боялған әлсіз қышқылдар мен негіздер болып табылады. Олардың көбісінің қышқылдық және негіздік формасы өзінің түсі бойынша ерекшеленеді (қос түсті индикаторлар метилоранж, метил қызыл). Сондай ақ бір түсті индикаторлар да бар, мысалы, фенолфталеин, тимолфталеин. Бұлардың формасы түссіз келеді, ал негіздік формасы қызғылт күлгін және көк түсті. Кез келген бір қышқылды немесе негізді титрлеу кезінде, индикаторлар екінші қышқылдың немесе негіздің қызметін атқарады. Мысалы, қышқылды натрий гидроксидімен титрлегенде, екінші қышқыл (индикатор) алдыңғыдан кейін титрленеді және эквиваленттік нүктені анықтайды. Қорытындылап айтқанда, титрлеу әдістері бірқатар жетістіктерге ие, әсіресе салмақтық әдіспен салыстырғанда өте дәл, әрі жылдам орындалады. Дегенмен, қышқылдық-негіздік титрлеу барлық уақытта қолайлы емес: егер титрлеу үдерісінде гидролизденетін тұздар түзілетін болса, эквиваленттілік нүктені анықтау қиындайды. Қышқылдық-негіздік титрлеудің мұндай кемшілігі сулы емес орталарда байқалады. Көрсетілген әдісті іске асыру кезінде қолданылатын органикалық еріткіштер тұздардың гидролизін тежеп, эквиваленттік нүктені дәл анықтаға мүмкіндік береді. Қышқылдық-негіздік титрлеу әдісінің титранттары ретінде ацидиметрияда 1; 0,5; 0,1; 0,01 н HCl немесе H2SO4 , ал алкалиметрияда 1; 0,5; 0,1; 0,01 н NaOH немесе KOH (сирек Ba(OH)2) қолданылады. Титранттарды стандарттау үшін бура немесе қымыздық қышқылы қолданылады. Қышқылдық-негіздік титрлеу әдісінде эквиваленттік нүктені анықтау үшін фенолфталеин, метилоранж, метил қызыл және басқа да индикаторлар пайдаланылады. 8.1. Ацидиметриялық титрлеу а) 0,1 н HCl ерітіндісін дайындау. 0,1 н HCl ерітіндісін концентрлі тұз қышқылды сұйылту арқылы дайындайды. Концентрлі тұз қышқылының тығыздығы 1,19 г/см3. Тығыздық бойынша кестеге қарап, пайыздық концентрацияны табады. Осы пайыздық концентрация бойынша 0,1 н HCl дайындау үшін бастапқы ерітіндінің қажетті көлемін есептеуге болады: Vбаст=N.М( Э).V.100/1000.ρ.ω Мұндағы N −HCl ерітіндісінің нормалдылығы; М(Э) −HCl ерітіндісінің эквиваленттік массасы; V− өлшеуіш колбаның көлемі, мл .ρ − HCl eрітіндісінің тығыздығы; ω- HCl eрітіндісінің пайыздық концентрациясы,% Тұз қышқылының есептелген көлемін өлшеуіш цилиндр арқылы өлшеп алып, өзімізге қажетті өлшеуіш колбаға құйып, дистилденген сумен белгіге дейін толтырады. б) қышқыл ерітіндісін стандарттау HCl және бура ерітінділерін дайындап болғаннан кейін, бюретканы мұқият жуады, дайындалған ерітіндімен шаяды. Бюретканы дайындалған қышқыл ерітіндісімен ноль деңгейіне дейін толтырады. Титрлеу үшін конустық колбаға бура ерітіндісінің (Na2B4O7 . 10H2O) аликвотасының V=10 немесе 15см3) алып, үстіне 3тамшы индикатор тамызып, қышқыл ерітіндісімен индикатордың сары түсі сарғылт қызыл түске өткенге дейін титрлейді. Титрлеу кезінде оның орындалу техникасын сақтау керек (титрлейтін колбаның астына ақ қағаз төсейді, колбаны үздіксіз шайқап отырады, бюреткадағы ерітіндіні аз пропорциямен құйып отырады және т.б). .Алынған нәтижелер бір біріне жақын болғанша титрлеуді кемінде үш рет жүргізу керек, титрлеудің нәтижелерін кестеге жазады.
Тұз қышқылының нормалдылығын эквиваленттер заңын қолданып есептейді: N тұз V тұз =N қышқ .V қышқ; осыдан N қышқ =N тұз .V тұз /V қышқ 8.2. Алкалиметриялық титрлеу а) натрий гидроксиді ерітіндісін стандарттау Ерітіндідегі қышқылдың сандық құрамын анықтау үшін титрленген сілті ерітіндісін дайындайды. Мысалы, NaOH. Бірақ натрий гидроксиді оңай балқитындықтан және өзіне ауадағы CO2 газын сіңіріп алу қабілеті бар болғандықтан, оның құрамында үнемі натрий карбонаты және су қоспалар болады. Сілтінің жұмысшы ерітіндісін өлшендіден дайындайды. Дайын болған ерітіндіні біраз уақыт қойып қояды. Титрленген сілті ерітіндісін дайындау қиын жұмыс, сондықтан оның титрі мен нормалдылығын стандартты заттармен анықтайды. Осындай стандартты заттар ретінде қымыздық (H2C2O4∙2H2O) қышқылы қолданылады. Стандарттауды фенолфталеин қатысында түссіз индикаторлардың түсі қызғылт түске өткенге дейін жүргізеді (әдістемесі HCl ерітіндісін стандарттағандай). жүктеу/скачать 359.41 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|