ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені


Гравиметрия әдісіндегі есептеулер



бет3/14
Дата14.06.2016
өлшемі1.26 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

5.2 Гравиметрия әдісіндегі есептеулер

Гравиметриялық анализ кезінде аналитикалық таразыда анықталатын элементті не қосылысты өлшемейді, оған эквивалент-гравиметриялық форманы өлшейді. Мысалы, барийді не күкіртті табу үшін BaSO4-тің салмағын өлшейді. Барий мен күкіртті табу үшін пропорция құрады Mr BaSO4 –яғни М өлшенетін зат; Аr S, не Аr Ba – яғни А анықталатын зат

Mr BaSO4 ---- Аr S не (Аr Ba)

а ---------- х

а – гравиметриялық форманың салмағы

х=аАr анықталатын зат/ Мr өлшенетін зат ;

х=аМr анықталатын зат/ Мr өлшенетін зат ;

Мr анықталатын зат/ Мr өлшенетін зат = F-аналитикалық өлшегіш, аналитикалық фактор.

F – кестеден ( таблицалардан) алады не есептеуге болады.

Өзін өзі тексеру сұрақтары:

1.Аморфты тұнба және кристалды тұнбалардың өлшенетін массасы қанша болу керек? Неге?

2.Тұнбаға түсіретін ерітінділерді қалай таңдайды?

3.Күлсіз фильтрлер деген не?

4.Тұнбаны жуатын ерітінділер қалай дайындалады?

5.Тұнбаны фильтрлеу қалай жүргізіледі?



Дәріс № 6. Титриметриялық анализ

6.1. Стандартты заттар, олардың ерітінділерін дайындау

6.2. Титриметрияда қолданылатын ыдыстар

6.1. Стандартты заттар, олардың ерітінділерін дайындау

Гравиметриялық әдіс бойынша затты өте жоғарғы дәлдікпен анықтауға болады, бірақ бұл әдіс көп уақытты керек етеді.

Титриметрлік әдіс тез орындалады, яғни анализдің нәтижесін тез алады.

Титриметрлік анализ әдісі анықталатын затпен реакцияға түсуге кеткен реактивтің мөлшерін өлшеуге негізделген. Титр – ерітіндінің концентрациясын көрсетеді, яғни титр – 1 мл ерітіндідегі еріген заттың грамын көрсетеді – Т.

Егер ерітіндінің титрі дәл анықталған болса, ондай ерітінді титрленген (не стандартты ерітінді) деп аталады, оны титрант дейді.

Титрленген ерітіндіні анықталатын заттың ерітіндісінің эквивалент мөлшеріне дейін қосса, оны титрлеу дейді.

Титрант қосқанда оның мөлшері титрленетін заттың мөлшеріне дәл келсе, ол эквивалент нүктесі (э.н. ) деп аталады.

Кез келген химиялық реакция титриметрлік әдіске қолданылмайды.

Титриметрлік әдісте қолданылатын реакциялар мынандай талаптарды қанағаттандырулары керек:



  1. Реакция аяғына дейін жүруі керек, яғни реакцияның тепе-теңдік константасы өте үлкен болуы керек;

  2. Реакция өте үлкен жылдамдықпен жүруі керек;

  3. Керек реакция жүрген кезде қосымша реакциялар жүрмеуі керек;

  4. Реакция аяқталғанын анықтайтын әдіс болуы керек.

Бұл талаптардың біреуіне ғана жауап бере алмасада, ол реакция титриметрлік әдіске қолданылмайды.

Титрант ретінде қолданылатын ерітінділерді стандарттау

Титранттардың өте дәл концентрацияларын дайындайды не анықтайды.



  1. Титрантарды дайындағанда өте жоғарғы дәлдікпен титрантқа керек затты аналитикалық таразыда өте жоғары дәлдікпен өлшеп (g,г), судың белгілі көлемінде (V, мл) ерітеді, яғни сонда титрі белгі болады Т= g/V;

  2. Бірақ көп заттардан былай титрант дайындау қиын, себебі мына айтылған талаптар сақталмайды, ол үшін титрант дайындалатын заттар мынандай талаптарға жауап берулері керек:

а) заттар химиялық таза (х.т., техн.т., т.а.ү., ас.т.) болулары керек;

б) заттың құрамы оның формуласына сәйкес келуі керек;

в) заттарды ерітінді күйінде не қатты күйінде сақтағанда құрамы өзгермеуі керек;


  1. Жоғарыда көрсетілген талаптар орындалмаса, титранттың концентрациясын жуықтап дайындап, басқа концентрациясы дәл анықталған затпен стандарттайды, яғни анықтайды. Ол үшін көбіне фиксаналдар қолданылады.

  2. Фиксаналдар заттардың тура өлшенген көлемі не қатты күйіндегі мөлшері шыны ампулада сақталады, сосын ол мөлшерді 1 л көлемде ерітіп, стандартты ерітінді дайындайды.

Титриметрлік әдісте эквивалент нүктені табу үшін индикаторлар қолданылады. Индикаторларға лакмус, фенолфталеин, метилоранж т.б. органикалық заттар жатады.

Титриметрлік әдістің жіктелуі.

Титриметрлік әдістерді қолданылатын химиялық реакцияларға байланысты және титрлеу әдісіне байланысты жіктейді:

Реакция түріне байланысты:


  1. Қышқыл-негіздік титрлеу;

  2. Комплексонометрлік титрлеу;

  3. Тұнбаға түсіріп титрлеу;

  4. Тотығу-тотықсыздану әдісі бойынша титрлеу (редоксиметрия)

Титрлеу әдісіне байланысты:

  1. Тура титрлеу әдісі;

  2. Кері титрлеу әдісі (не қалдық бойынша титрлеу әдісі)

  3. Орын басу арқылы титрлеу.

Титриметрлік әдісте негізгі бірлік л (дм3), оның мындық үлесі мл (см3)

6.2. Титриметрияда қолданылатын ыдыстар

Титриметрлік әдісте мынандай өлшегіш ыдыстар қолданылады: бюретка, өлшегіш колбалар, өлшегіш цилиндрлер, пипеткалар.

Бюреткаға титрленген (стандартты) ерітінділерді құяды да, одан біртіндеп анықталатын заты бар ерітіндіге эквивалент нүктеге дейін тамшылатады. Бюретканы жақсылап жуады, оны кептіру керек емес, бюреткаға оған құятын титрленген ерітіндіні воронка арқылы құйып, артынан воронканы алып тастау керек. Төменгі түтікте (трубкада) ауа болмауы керек. Бюреткадағы сұйықтың беті шұңғылданып тұрады, оны мениск деп атайды. Сол мениск нольге не белгілі бір цифрға дәл келуі керек. Бюретканың дәлдігі 0,02-0,03 мл, сондықтан бюреткадан құйылған көлемді былай жазу керек; мысалы, 22,25 не 22,23 деп, яғни ондық белгімен, егер былай жазылса, 22,2 не 22 деп, ол қате болады.

Титрлеу кезінде стандартты ерітіндіден 20-30 мл кететіндей болуы керек, сонда бұл әдістің қатесі аз болады.

Анықталатын зат бар ерітіндінің дәл көлемін өлшеп алу үшін пипеткалар қолданылады. Олардың көлемі 100,50,25,20,10,5 және 1 мл-лік болады. Пипеткаларды жақсылап жуып, егер олар құрғақ болмаса, анықталатын заты бар ерітіндімен бір-екі рет шайқау керек. Пипеткадағы ерітінді толық ағып болған соң, пипетканың ұшын ыдыстың қабырғасына тигізіп 15 секундтай ұстау керек. Пипетканың ұшында қалған ерітіндіні үрлеуге болмайды, себебі: пипеткадан барлық ерітіндіні үрлеп түсіре алмайды, сондықтан ерітінді көлемі әртүрлі болып кетеді.

Жұмыс аяқталған соң, пипеткаларды жуып, штативтерге кептіруге қояды.



Өлшегіш колбаларды анықталатын зат бар ерітіндіні белгілі көлемге дейін сұйылтуға және титрленген ерітінділер (титрант) жасауға қолданады. Өлшегіш колбаларды жақсылап жуады, бірақ оларды пипеткалар мен бюреткалар сияқты анықталатын зат бар ерітіндімен шайқауға болмайды. Өлшегіш колбаға алдымен ерітіндіні воронка арқылы құйып, соңынан пипетка арқылы тамшылатып құйып, белгіге дейін жеткізу керек. Ерітінді көлемі өлшегіш колбаның белгісіне жеткен соң, ерітіндіні жақсылап шайқау керек, ол үшін колбаны жауып, 4-5 рет төнкеріп, шайқайды.

Өлшегіш цилиндлер титриметрлік әдісте дәл көлем алу үшін қолданылмайды. Олардың көмегімен тек қосымша керек ерітінділердің көлемін өлшейді.

Өзін-өзі тексеру сұрақтары:

1. Титр, титрлеу, эквивалент нүкте, титрант деген не?

2. Титриметрия әдісінде қолданылатын ыдыстар және оларға қойылатын талаптар.

3.Титритетриялық әдістің жіктелуі.


Дәріс № 7. Титрлеу әдісінің түрлері

    1. Титрлеу әдісінің түрлері

    2. Қышқыл-негізді титрлеу, әдістің мәні, қолданылуы

7.1 Титрлеу әдісінің түрлері

Тура титрлеу. Мысалы, сілтіні қышқылмен (не керісінше) титрлеу. Бұл жағдайда анықталатын зат бірден титрантпен титрленеді, яғни бір ғана стандарт ерітінді керек. Егер қышқыл-негізді титрлеуде (нейтралдау әдісі) қышқылдың мөлшерін анықтаса, онда ол әдіс алкалиметрия ( титрант – негіз) деп, негіз мөлшерін анықтаса –ацидиметрия ( титрант – қышқыл) деп аталады.

  1. Кері титрлеу, не қалдық бойынша титрлеу. Бұл жағдайда екі титрленген ерітінді керек: бірі негізгі, екіншісі қосымша. Мысалы, қышқыл ортадан хлорид-ионын кері титрлеу. Анализге түсетін хлорид-ионы бар ерітіндіге алдын ала титрленген күміс нитратының ерітіндісінің белгілі мөлшерін құяды (Vж) (негізгі ерітінді): Бұл кезде мына реакция жүреді:

Ag + + Cl- = AgCl Реакцияға түспей қалған күміс нитратының артық мөлшерін (Vа) аммоний тиоцианат ерітіндісімен (қосымша ерітінді) титрлейді: Ag + +SCN- = AgSCN Хлоридтің мөлшерін ерітіндіге құйылған күміс нитратының жалпы көлемінен реакцияға түспей қалған күміс нитраты ерітіндісінің көлемін алып тастау арқылы анықтайды, яғни хлорид-ионымен реакцияға түскен күміс нитратының көлемін V деп белгілесек

V= Vж -Vа а)Кері тирлеу әдісін көбінесе анықталатын затты титрлеуге қажет индикатор болмаса, не негізгі реакция баяу жүретін болса , қолданады.



  1. Орын басу реакциясын қолданып титрлеуді көбінесе анықталатын зат стандартты затпен әрекеттеспесе, не стехиометриялық қатынаста әрекеттеспесе ғана қолданады. Бұл жағдайда анықталатын ионды стандартты ерітіндімен әрекеттесетін химиялық қосылысқа айналдырады. Мысалы, калий дихроматымен анықтағанда калий дихроматы мен натрий тиосульфатының арасында реакция стехиометриялық қатынаста жүрмейді. Сондықтан калий дихроматының ерітіндісіне калий иодиді ерітіндісін құяды, сонда дихроматқа эквивалент йод бөлінеді:

Cr2O7 2- + 14 H+ + 6I- = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O

Бөлінген йодты натрий тиосульфатымен титрлеп, тиосульфат мөлшері арқылы дихроматтың мөлшерін есептейді: 3 I2+6S2O3 2- =3S4O6 2- +6 I-



Титрлеу әдісінде қолданылатын есептеулер

Барлық есептеулерге қолданылатындай етіп мынандай белгілеулер кіргізейік: анықталатын зат – х; жұмысшы, яғни стандартты ерітінді Ес ; анализге түсетін заттың өлшеніп алынған мөлшері – m1,г ; пипетканың көлемі Vх, мл; анықталатын зат дайындалған өлшегіш колба көлемі- Vк мл, анализге түсетін заттың құрамындағы анықталатын компоненттің массасы – mх ; анықталатын затқа кеткен стандартты ерітіндінің көлемі – VЕс, мл.

Егер анықталатын заттың белгісіз мөлшері mх ,г ; көлемі Vк , мл, өлшегіш колбада ерітілген болса, одан Vх мл көлем пипеткамен алынып (аликвот), оған VЕс, мл стандартты ерітінді мөлшері жұмсалса, анықталатын заттың эквивалентінің молярлық концентрациясын (яғни нормальды концентрациясын) мына формула бойынша анықтайды:

С(Эх)= С(ЭЕс)  VЕс / Vх , моль/л (1)

Одан Т(х) = С(Эх)М(Эх)/1000 М(Эх) – анықталатын заттың эквивалентінің молярлық массасы, г/моль.

mх= Т(х) Vк не mх= С(Эх)М(Эх) Vк /1000 ( 2 )

С(Эс) – стандартты ерітіндінің эквивалентінің молярлы концентрациясы, моль/л

N х Vх = NV ( 3 ) ; Nх = NV/Vх ; T=NхM(Эх)/1000 (4)

mх- үлгі массасы,г

Анықталатын заттың концентрациясын анықталатын зат бойынша есептелген стандарт ерітіндінің титрі Т (Е/х) арқылы анықтау.

mх= T(Е/х) VЕ Vк/ Vх

Кері титрлеу әдісі арқылы заттың мөлшерін есептеу

Т В/А =NBm Э,А /1000 (5)

Анықталатын заттың mх мөлшері бар Vк мл ерітіндінің жалпы көлемінен титрлеуге кеткен Vх мл алынды. Бұл көлемге VЕ 1 мл бірінші стандартты ерітіндінің артық мөлшері құйылды. Бұл ерітіндінің белгілі мөлшері анықталатын затпен әрекеттессе, қалған бөлігіне VЕ2 мл екінші стандартты ерітіндінің көлемі кетеді. Сонда анықталатын затты мына формуламен есептейді.

mх,г=[c(ЭЕ1)] VЕ1 -с(ЭЕ2) VЕ2]М(Эх)/1000 Vк/ Vх (6)



7.2 Қышқыл-негізді титрлеу, әдістің мәні, қолданылуы

Қышқыл-негіздік титрлеу - қышқыл мен негіздің әсерлесуіне негізделген:

НА + МОН =МА+Н2О не Н+ + ОН- = Н2О

Титрант ретінде күшті қышқыл не күшті негіз қолданылады. Егер қышқылмен титрлесе, онда ацидиметрия деп, ал негізбен титрленсе – алкалиметрия деп аталады. Тура титрлеу әдісі арқылы қышқыл мен негіздің, не олардың құрамына кіретін элементтердің мөлшерін анықтайды.



Кері титрлеу әдісі арқылы кей тұздардың (М, кальций не аммоний тұздарының) мөлшерін анықтайды. Қышқыл-негіздік титрлеу арқылы заттың 0,10% массасын анықтайды, бұл әдіс 0,5% салыстырмалы қате жібереді.

Бұл әдісте қышқыл-негізді индикаторлар қолданылады:

1.Күшті қышқылды күшті негізбен титрлеу;

2. Әлсіз қышқылды күшті негізбен титрлеу;

3. Күшті негізді күшті қышқылмен титрлеу;

4. Әлсіз негізді күшті қышқылмен титрлеу;

5. Әлсіз қышқылды әлсіз негізбен(не керісінше)титрлеу.

Бұл әдісті қолданып, тамақтық қышқылдардың (сірке қышқылының, лимон қышқылының, сүт қышқылы және алма қышқылдарының) мөлшерін анықтауға болады.

Заттың мөлшерін анықтау үшін бюреткадағы титранттан (қышқылдың, не негіздің стандартты ерітіндісі) анықталатын затқа индикатор түрі өзгергенше тамшылатылады. Күшті қышқыл мен күшті негіз әрекеттескенде эквивалент нүктеде рН7, әлсіз қышқылды күшті негізмен титрлегенде эквивалент нүкте рН>7(неге?), әлсіз негізді күшті қышқылмен титрлегенде э.н. рН<7 болады (неге?).

CH3COOH+NaOH CH3COONa +H2O

әлсіз қышқыл

CH3COO- + H2O↔ CH3COOH+ОН- рН>7

NH4OH + HCl NH4Cl + H2O

әлсіз негіз

NH4+ + H2O↔NH4OH + H+ рН<7

HCl+NaOHNaCl + H2O рН7

Қышқыл-негізді титрлеу кезінде индикаторды дұрыс таңдап алу қажет, себебі олар түстерін әртүрлі рН-да өзгертеді. Ол үшін титрлеу қисығын құру керек. Титрлеу қисығын құру үшін оны 4 бөлікке бөледі: а) титрлеуге дейінгі; б) титрлеу секірісінің басталуына дейінгі; в) титрлеудің секірісі және эквивалент нүктесін қосып; г) титрлеудің секірісінен кейінгі.

а) титрлеуге дейінгі бөлік үшін рН-ты титрленуге тиісті заттың (қышқылдың, негіздің) концентрациясы арқылы ( күшті электролиттер үшін) не диссоциация константасы (әлсіз электролиттер үшін) арқылы табады.

рН  -lg[H+] = -lgС НА күшті қышқыл үшін

рОН  -lg[ОH-] = -lgС МОН күшті негіз үшін, рН14- рОН [H+]=Ксу/ С МОН

әлсіз қышқыл [H+] = √КНА/ СНА (7)

әлсіз негіз [H+] = Ксу/√К МОН С МОН (8)

Титрлеудің осы 4 түріндегі рН-ты есептеуді қарастырайық:

I,II - күшті қышқылды күшті негізбен титрлеу және күшті негізді күшті қышқылмен титрлеу (титрлеу қисықтары бір-біріне қарама-қарсы болады).

а) титрлеуге дейінгі рН-ты: рН  -lg[H+] = -lgС НА ; рОН  -lg[ОH-] = -lgСМОН

рН 14- рОН



  1. Эквивалент нүктесіне дейін рН мына формулалармен есептеледі:

[H+] = (VНА-VМОН)/VНА+ VМОН (9); [ОH-] = (VМОН- VНА) СМОН / VМОН + VНА (10)

  1. Эквивалент нүктеде рН7

  2. Эквивалент нүктеден кейін рН мына формулалармен есептеледі:

[H+] = Ксу (V НА + V МОН)/ V МОН (артық мөлшері) СМОН(11)

[ОH-]= Ксу (V МОН + V НА)/ V НА (артық мөлшері) С НА(12)

III, IY - әлсіз қышқылды күшті негізбен ( не керісінше) титрлегендегі титрлеу қисығын құру үшін рН есептеу: рН-ты есептегенде Н+- концентрациясын ерітіндідегі қышқылдың жалпы концентрациясына теңестіруге болмайды, себебі оның негізгі массасы иондалмаған молекула күйінде болады да тек аз бөлігі ғана Н+ ионы күйінде жүреді. Титрлеу қисығын құру үшін 3 формула қолданылады: а) титрлеуге дейінгі рН –ты есептеу, яғни әлсіз қышқыл ерітіндісіндегі; б) титрлеу процесі кезіндегі рН есептеу, яғни ерітіндіде әлсіз қышқыл мен оның тұзы болғанда; в) эквивалент нүктедегі рН-ты есептеу, яғни ерітіндіде тек әлсіз қышқыл мен күшті негіздің тұзы болғанда. Сонымен: а)қышқыл да ерітіндіде аздап диссоциацияға түсетіндіктен, оның диссоциация константасы – Кd . Н+ және An- концентрациялары өзара тең , ал HAn концентрациясы ерітіндідігі қышқылдың жалпы концентрациясына тең , яғни CHАn . (7) формуладан H+ - концентрациясын есептеп, рН табады: pH = 1/2 pKHAn – 1/2 lg CHAn (13), мұндағы pKHАn = - lgKHAn . б) тұз толық диссоциацияға түсетіндіктен,

CAn- = CMeAn , олай болса, pH = pKHAn – lg CHAn/CAn- (14). Осы формула арқылы титрлеу қисығының ортадағы нүктелерін есептейді. в) MeAn әлсіз қышқыл мен күшті негіз тұзы гидролизге ұшырайтындықтан, эквивалент нүктедегі рН-ты, гидролиз реакциясының константасын жазып, Ксу арқылы

pOH = 7 – 1/2 pKHAn + 1/2lgCAn- (15) есептеп, рН = 14- рОН табады,

Кгидр. = КН2О / КНan . Эквивалент нүктедегі рН мәнін былай да есептеуге болады: рН = 7 + 1/2 pKHAn + 1/2 lgCAn- (16)

Эквивалент нүктеге дейін титрлеу кезіндегі ерітінді буферлі қоспа болады, яғни қышқыл + қышқылдың тұзы, сондықтан титрлеу процесінде рН ақырын және біртіндеп өзгереді. Титрлеу қисығының секіріс облысының ерекше практикалық маңызы бар. Ол облыс 0,1мл титрленбеген әлсіз қышқыл қалған және 0,1 мл сілті ерітіндісінің артық мөлшері құйылған аралықтағы рН мәндерін қамтиды. Сонда секіріс басталатын нүктеде

рН = 4.76 – lg 0.1/99.9 = 4.76 – (-3) = 7.76; pKHAc =4.76

Егер 0,1 н. сірке қышқылын (НАс) 0,1н. натрий гидроксидімен титрлесе, эквивалент нүктедегі рН = 7+4,76/2+1/2lg0,1=8,88 болады. Енді NaOH-тың артық мөлшері құйылғанда рН мәні ОН- концентрациясы арқылы анықталады, яғни секіріс аяғында 0,1н. сілтінің 0,1мл –де 10-4 моль/л ОН- болады, онда рН = 10. Келесі нүктелер де сілтінің артық мөлшерімен анықталады. Сонымен секіріс нүктесі рН 7,76-10 аралығында, сондықтан индикатор ретінде тек фенолфталеин алынады, оның рТ=9. Сонымен, қышқыл әлсізірек болған сайын титрлеу қисығындағы рН-тың секіріс мәні де аз болады. Сол сияқты әлсіз негізді күшті қышқылмен титрлегенде де титрлеу қисығындағы секіріс мәні аз болады, бұл жағдайлар индикатор таңдауының мүмкіндігін азайтады.

V - әлсіз қышқылды әлсіз негізбен(не керісінше) титрлеу кезінде тирлеу қисығын құрғанда қышқылдық бөлігі әлсіз қышқылды күшті негізбен титрлеуге, сілтілік бөлігі титрлеу қисығының әлсіз негізді күшті қышқылмен титрлеген бөлігіне сәйкес келеді. Ал эквивалент нүктедегі рН мәні тұз гидролизінің константасы арқылы анықталады: Кгидр.= Ксунег.Кқышқ. ;

Кгидр.= Снег. С қышқ. тұз . Осы 2 формуланы пайдаланып,

рН = 7 + 1/2 pKқышқ.- 1/2 рКнег.. Егер титрлеу қисығын сызса, рН секіріс мәні жоқ деуге болады, яғни индикатор таңдау өте қиын, сондықтан қышқыл-негіз титрлеу әдісінде ең болмаса бір электролит күшті болуы керек.



Титрлеу әдісінде ерітінділердің нормальды концентрациясы қолданылады.

Сонымен, титрлеу қисығына қарап мынандай қорытындылар жасауға болады:



  1. Түсін тек рН=7 де өзгертетін индикаторды ғана таңдамауға болады. (HCl+NaOH – үшін э.н. рН=7 де болады).

  2. Тым концентрациясы жоғары, не тым концентрациясы төмен ерітінділерді титрант ретінде алуға болмайды. Концентрациясы көп болса, титрлеу әдісінің қатесі көбейеді, концентрациясы аз болса, титрлеудің секірісі аз болады, сондықтан ерітінді концентрациясы 0,1н оптимальды деп есептеледі.

Өзін-өзі тексеру сұрақтары:

    1. Титрлеуге қажет индикаторлар қалай таңдалады?

    2. Титрлеу қисығын не үшін құрады?

    3. Әлсіз қышқылды (НСN) күшті негізбен (KOH) титрлеу қисығын сызыңдар.

    4. Әлсіз негізді (NH4OH) күшті қышқылмен титрлеу қисығын құрыңдар.

5. Көп негізді қышқылдарды титрлеу қисығын құрыңдар.

6. Кері титрлеу әдісі қай уақытта қолданылады ?

7.Орын басу реакциясын қолданып титрлеуді қай жағдайда жүргізеді?

8 Титрлеу әдісінде қолданылатын есептеулерді көрсету керек
Дәріс № 8 . Қышқыл-негіздік индикаторлар

8.1. Қышқыл-негіздік индикаторлар

8.2 Тамақ өндірісінде қышқыл-негізді титрлеуді қолдану

8 .1 Қышқыл-негіздік индикаторлар

Қышқыл-негіздік индикаторлар- әлсіз органикалық қышқылдар не негіздер. Олардың иондары мен молекулалары әр түрлі түсті болады(боялады).

Егер қышқыл индикаторды HInd деп, негіз индикаторды IndOH деп белгілесек:

HInd↔ H+ + Ind- - лакмус

NaOH қосса → қызыл түс көкке; HCl қосса,көк түс қызылға ауысады, сондықтан лакмустің судағы ерітіндісі күлгін түсті (қызыл+көк).

Егер индикатордың ионы да, молекуласы да боялатын болса, ондай индикаторларды екі түсті деп атайды, егер не молекуласы, не ионы ғана боялатын болса, ондай индикаторлар бір түсті деп аталады.



Сонымен, индикаторлардың молекуласы мен иондарының әр түсті болғандығы, олардың түсінің ерітіндінің рН-на байланысты өзгеретіндігін түсіндіреді

Сонымен, қышқылдық индикатор үшін HInd↔ H+ + Ind- , негіздік индикатор үшін IndOH Ind+ + OH- тепе-тендіктерін жазуға болады. Бұл тепе-теңдіктер үшін әрекеттесуші массалар заңын қолданса,

Кдисс =[ H+][ Ind-]/[ HInd], Кдисс =[ Ind+][ OH- ]/ [ IndOH- ]

Қышқылдық индикаторлардың молекулалары қышқыл ортада, ал сілтілік ортада ион күйінде Ind- жүретіндіктен [ Ind-] – сілтілік түрі с.т) [ HInd] – қышқылдық түрі қ.т) деп белгілесе: Кдисс =[ H+] Сс.т / Сқ.т , одан

[ H+]= Сқ.т/ Сс.т рН = рК - lg Сқ.т/ Сс.т (1) рК = - lgК – индикатор көрсеткіші.

Әр индикатор үшін рК – тұрақты шама, тек температураға байланысты ғана өзгереді. Олай болса, ерітіндінің рН-ның өзгерісі Сқ.т/ Сс.т қатынасы өзгеруіне әкеледі, яғни индикатор түсі өзгереді, себебі оның молекуласы мен ионының түсі әр түрлі. Адамның көзі индикатордың түсінің өзгергенін Сқ.т мен Сс.т екеуінің концентрациялары бір-бірінен тек он есеге айырмашылығы болса ғана, ажырата алады.

рН1 = рК- lg10/1 = рК-1; рН2 = рК- lg1/10 = рК+1

Сонымен, индикатор түсі кез-келген ерітіндінің рН-ның өзгерісіне байланысты өзгермейді, тек индикатордың өзгеру интервалында ғана түсін өзгертеді, яғни мынандай формула қолданылады рН = рК1 .

Мысалы, фенолфталеиннің Кдисс =10-9 , яғни рК=9. Олай болса, оның түсі рН = 9+1 не рН = 9 – 1, яғни 8-10-да арасында, яғни рН = 8-10-да өзгереді. Практикада индикатордың көрсеткіші деген түсінік қолданылады. Ол индикатор түсі өзгеретін интервал ортасына сәйкес келеді, мысалы ол фенолфталеин үшін рТ = 9. Неге индикаторлардың молекуласы және ионы әр түрлі түске боялады? Оған индикаторлардың хромофорлық теориясы жауап береді. Бұл теория бойынша органикалық қосылыстар, яғни индикаторлардың түсінің өзгеруі – олардың молекуласының құрылысына байланысты, яғни олардың молекулаларында хромофорлар деген ерекше атомдық топтар болады, солардың молекула ішінде құрылыстарының өзгертуіне байланысты индикатор түсі де өзгереді. Мысалы, метилоранж (м.о.) формуласы: (СН3)2 N - N=N- SO3- (Ind-) +H2O pH>7 сары

(СН3)2 N+ = N-NH-SO3- (HInd ) +OH- pH<7 қызыл

Титриметриялық әдістің нәтижесінің дұрыс болуы индикаторды дұрыс таңдағанда көп байланысты. Ол үшін: 1) индикатордың рТ-сы эквивалент нүкте болатын рН-тың мәніне жақын болуы керек; 2) индикатордың түсі өзгеретін интервал шамасы титрлеу шегіне өте жақын болуы керек не соның мәніне кіруі керек; 3) индикаторлардың өздеріде қышқыл не негіз болғандықтан қышқыл-негіздік титрлеу кезінде оның көп мөлшерін алуға болмайды, себебі титранттың артық мөлшері жұмсалуы мүмкін, сондықтан 1-2 тамшы ғана тамызу керек және параллель жүргізілген тәжірибелерде әрқашан индикатордың бірдей мөлшерін алу керек;

4)индикатор концентрациясы да оның түсіне әсер етеді.

Егер осы талаптар орындалмаса, анализ нәтижесінде қате кетуі мүмкін, ондай қателерді индикаторлық қате деп атайды. Оны анықтау үшін мынандай формулалар қолданылады:

∆Н+ =10-рТ V2 /Cн V1 100% - титрлеудің сутектік қатесі, егер күшті қышқыл аяғына дейін титрленбесе, не әлсіз не күшті негіздерді күшті қышқылмен артық титрлесе.

∆ОН- =10-(14- рТ) V2 / Cн V1100% - титрлеудің гидроксильдік қатесе, егер күшті негіз аяғына дейін титрленбесе не күшті не әлсіз қышқыл күшті негізбен артық титрленсе.

НА =10рК – рТ /1+10рК – рТ 100% -қышқылдық қате, егер әлсіз қышқыл НА молекуласы аяғына дейін титрленбесе.

МОН = 10рК + рТ-14/ 1+10 рК + рТ-14100% -сілтілік қате, егер әлсіз негіз МОН молекуласы аяғына дейін титрленбесе.

V1 – титрлеуге алынған анализге түсетін заттың көлемі ,мл;

V2 –титрлеудің аяғындағы ерітінді көлемі,мл;

Сн – анализге түсетін заттың нормальды концентрациясы;

рК – әлсіз электролиттің диссоциация константасы;

рТ – индикатор көрсеткіші. Мысалы:



  1. 0,1 н құмырсқа қышқылын 0,1 н NaOH титрлегенде м.о. индикаторын қолданған. Оның рТ=4 болса, рН = 8,22 эквивалент нүктеде (э.н.), олай болса, титрлеу рН=4-те бітеді, сондықтан титрленбеген НСООН ерітіндіде қалады. Сонда қышқылдық қате ∆НА =103,75-4 /1+103,75-4 100=64% ,рК = 3,75.

  2. Ал егер индикатор ретінде фенолфталеин қолданылса, рТ=9, онда э.н. үшін рН=8,22 болғандықтан әлсіз қышқыл аяғына дейін титрленбеді, олай болса, гидроксильдік қате кетеді, ол 0,022% болады.

Каталог: ebook -> umkd
umkd -> «Dream Wiver және Front Page негізінде желілік ресурстар жасау»
umkd -> «Ақпараттық технологиялар» пәнінен оқу-әдістемелік кешені
umkd -> 5В050400 «Журналистика» мамандығына арналған
umkd -> «шетел тарихнамасының жаңа бағыттары»
umkd -> Тарих кафедрасы
umkd -> ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «Жоғары оқу орындарында тарихты оқыту әдістемесі»
umkd -> Жұмыс бағдарламасы Дәрістер конспектісі Практикалық және семинарлық сабақтар Зертханалық практикум
umkd -> Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
umkd -> Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
umkd -> Сабақ түрлері бойынша пәннің мазмұны және сағаттарын бөлу


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14




©dereksiz.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет