Ուղարկել ձեր լավ աշխատանքը գիտելիքների բազայում պարզ է: Օգտագործեք ստորև ներկայացված ձևը
Ուսանողները, ասպիրանտները, երիտասարդ գիտնականները, ովքեր օգտագործում են գիտելիքների բազան իրենց ուսումնառության և աշխատանքի մեջ, շատ շնորհակալ կլինեն ձեզ:
Տեղադրվել է http://www.allbest.ru/
Պլանավորել
1. Տեղումների տիտրման էությունը
2. Արգենոմետրիկ տիտրացիա
3. Թիոցիանոմետրիկ տիտրացիա
4. Տեղումների տիտրացման կիրառում
4.1 Արծաթի նիտրատի ստանդարտացված լուծույթի պատրաստում
4.2 Ամոնիումի թիոցիանատի ստանդարտացված լուծույթի պատրաստում
4.3 Նմուշում քլորի պարունակության որոշում Վոլհարդի համաձայն
4.4 Նատրիումի տրիքլորացետատի պարունակության որոշում տեխնիկական պատրաստուկում
1. Տեղումների էությունըտիտրում
Մեթոդը միավորում է տիտրաչափական որոշումները՝ հիմնված վատ լուծվող միացությունների առաջացման ռեակցիաների վրա: Այդ նպատակների համար հարմար են միայն որոշակի ռեակցիաներ, որոնք բավարարում են որոշակի պայմաններին: Ռեակցիան պետք է ընթանա խստորեն համաձայն հավասարման և առանց կողմնակի գործընթացների: Ստացված նստվածքը պետք է գործնականում չլուծվի և բավականին արագ թափվի՝ առանց գերհագեցած լուծույթների առաջացման։ Բացի այդ, անհրաժեշտ է ինդիկատորի միջոցով որոշել տիտրման վերջնական կետը: Վերջապես, ադսորբցիայի (համատեղեցման) երևույթները տիտրման ժամանակ պետք է այնքան թույլ արտահայտվեն, որ որոշման արդյունքը չաղավաղվի։
Տեղումների առանձին եղանակների անվանումները գալիս են օգտագործվող լուծույթների անվանումներից։ Արծաթի նիտրատի լուծույթ օգտագործող մեթոդը կոչվում է արգենտոմետրիա: Այս մեթոդը որոշում է C1~ և Br~ իոնների պարունակությունը չեզոք կամ թեթևակի ալկալային միջավայրում: Թիոցիանատոմետրիան հիմնված է ամոնիումի թիոցիանատի NH 4 SCN (կամ կալիումի KSCN) լուծույթի օգտագործման վրա և ծառայում է C1- և Br~-ի հետքերը որոշելու համար, բայց բարձր ալկալային և թթվային լուծույթներում: Այն նաև օգտագործվում է հանքաքարերում կամ համաձուլվածքներում արծաթի պարունակությունը որոշելու համար։
Հալոգենների որոշման թանկարժեք արգենտոմետրիկ մեթոդն աստիճանաբար փոխարինվում է սնդիկաչափական մեթոդով։ Վերջինիս մեջ օգտագործվում է սնդիկի (I) նիտրատի Hg 2 (NO 3) 2 լուծույթ։
Եկեք ավելի մանրամասն քննարկենք արգենտոմետրիկ և թիոցիանոմետրիկ տիտրումները:
2. Արգենոմետրիկ տիտրացիա
Մեթոդը հիմնված է C1~ և Br~ իոնների նստեցման ռեակցիայի վրա արծաթի կատիոնների կողմից վատ լուծվող հալոգենիդների ձևավորմամբ.
Cl-+Ag+=AgClb Br^- + Ag+= AgBr
Այս դեպքում օգտագործվում է արծաթի նիտրատի լուծույթ: Եթե նյութը վերլուծվում է արծաթի պարունակության համար, ապա օգտագործվում է նատրիումի (կամ կալիումի) քլորիդի լուծույթ: տիտրման լուծույթ դեղամիջոց
Արգենտոմետրիայի մեթոդը հասկանալու համար մեծ նշանակություն ունեն տիտրման կորերը։ Որպես օրինակ, դիտարկենք 10,00 մլ 0,1 N-ի տիտրման դեպքը: նատրիումի քլորիդի լուծույթ 0,1 Ն. արծաթի նիտրիտի լուծույթ (առանց լուծույթի ծավալի փոփոխությունները հաշվի առնելու):
Նախքան տիտրումը սկսելը, լուծույթում քլորիդ իոնների կոնցենտրացիան հավասար է նատրիումի քլորիդի ընդհանուր կոնցենտրացիայի, այսինքն՝ 0,1 մոլ/լ կամ = --lg lO-i = 1:
Երբ նատրիումի քլորիդի տիտրացված լուծույթին ավելացվում է 9,00 մլ արծաթի նիտրատի լուծույթ, և քլորիդի իոնների 90%-ը նստում է, դրանց կոնցենտրացիան լուծույթում կնվազի 10 անգամ և կդառնա N0~2 մոլ/լ, իսկ pCl-ը հավասար կլինի։ մինչև 2. Քանի որ nPAgci= IQ- 10 արժեքը, արծաթի իոնների կոնցենտրացիան կլինի.
10-yu/[C1-] = Yu-Yu/10-2 = 10-8 M ol/l, OR pAg= -- lg = -- IglO-s = 8:
Տիտրման կորի կառուցման մյուս բոլոր կետերը հաշվարկվում են նույն ձևով: Համարժեքության կետում pCl=pAg= = 5 (տե՛ս աղյուսակը):
Աղյուսակ pC\-ի և pAg-ի փոփոխությունը 10,00 մլ 0,1 N-ի տիտրման ժամանակ: նատրիումի քլորիդի լուծույթ 0,1 Ն. արծաթի նիտրատի լուծույթ
|
ավելացվել է AgNO 3 լուծույթ, |
|||||
|
9.99 10.00 (հավասար կետ) 10.01 |
yu-4 yu-5 yu-6. |
yu- 6 yu- 5 yu-* |
|||
Արգենոմետրիկ տիտրման ժամանակ թռիչքի միջակայքը կախված է լուծույթների կոնցենտրացիայից և նստվածքի լուծելիության արտադրանքի արժեքից։ Որքան փոքր է տիտրման արդյունքում ստացված միացության PR արժեքը, այնքան ավելի լայն է տիտրման կորի ցատկման միջակայքը և այնքան ավելի հեշտ է գրանցել տիտրման վերջնակետը՝ օգտագործելով ցուցիչ:
Ամենատարածվածը քլորի արգենտաչափական որոշումն է Mohr մեթոդով։ Դրա էությունը բաղկացած է հեղուկի ուղղակի տիտրումից արծաթի նիտրատի լուծույթով կալիումի քրոմատ ցուցիչով, մինչև սպիտակ նստվածքը դառնա դարչնագույն:
Mohr-ի մեթոդի ցուցիչը՝ K2CrO 4-ի արծաթի նիտրատով լուծույթը տալիս է արծաթի քրոմատի Ag 2 CrO 4 կարմիր նստվածք, սակայն նստվածքի լուծելիությունը (0,65-10~ 4 E/l) շատ ավելի մեծ է, քան արծաթի լուծելիությունը։ քլորիդ (1.25X_X10~ 5 Է/լ): Հետևաբար, կալիումի քրոմատի առկայության դեպքում արծաթի նիտրատի լուծույթով տիտրելիս արծաթի քրոմատի կարմիր նստվածք առաջանում է միայն Ag+ իոնների ավելցուկ ավելացնելուց հետո, երբ բոլոր քլորիդ իոններն արդեն նստել են։ Այս դեպքում վերլուծվող հեղուկին միշտ ավելացվում է արծաթի նիտրատի լուծույթ, և ոչ հակառակը։
Արգենտոմետրիայի կիրառման հնարավորությունները բավականին սահմանափակ են։ Այն օգտագործվում է միայն չեզոք կամ թեթևակի ալկալային լուծույթների (pH 7-ից 10) տիտրման ժամանակ: Թթվային միջավայրում արծաթի քրոմատ նստվածքը լուծվում է։
Խիստ ալկալային լուծույթներում արծաթի նիտրատը քայքայվում է Ag 2 O չլուծվող օքսիդի արտազատմամբ: Մեթոդը նույնպես հարմար չէ NH^ իոն պարունակող լուծույթների վերլուծության համար, քանի որ այս դեպքում Ag + կատիոնով առաջանում է ամոնիակ + համալիր. լուծույթը չպետք է պարունակի Ba 2 +, Sr 2+, Pb 2+, Bi 2+ և այլ իոններ, որոնք նստում են կալիումի քրոմատով: Այնուամենայնիվ, արգենտոմետրիան հարմար է C1~ և Br_ իոններ պարունակող անգույն լուծույթների վերլուծության համար:
3. Թիոցիանոմետրիկ տիտրացիա
Թիոցիանոմետրիկ տիտրումը հիմնված է Ag+ (կամ Hgl+) իոնների նստեցման վրա թիոցիանատներով.
Ag+ + SCN- = AgSCN|
Որոշման համար պահանջվում է NH 4 SCN (կամ KSCN) լուծում: Որոշում ենք Ag+ կամ Hgi+ ուղղակի տիտրման միջոցով թիոցիանատի լուծույթով:
Հալոգենների թիոցիանոմետրիկ որոշումը կատարվում է այսպես կոչված Վոլհարդի մեթոդով։ Դրա էությունը կարելի է արտահայտել գծապատկերներով.
CI- + Ag+ (ավելցուկ) -* AgCI + Ag+ (մնացորդ), Ag+ (մնացորդ) + SCN~-> AgSCN
Այլ կերպ ասած, C1~ պարունակող հեղուկին ավելացվում է արծաթի նիտրատի տիտրացված լուծույթի ավելցուկ։ Այնուհետև AgNO 3 մնացորդը հետտիտրվում է թիոցիանատի լուծույթով և հաշվարկվում է արդյունքը:
Volhard մեթոդի ցուցիչը NH 4 Fe(SO 4) 2 - 12H 2 O-ի հագեցած լուծույթ է: Մինչ տիտրված հեղուկում կան Ag+ իոններ, ավելացված SCN~ անիոնները կապված են AgSCN նստվածքի արտազատման հետ, բայց չեն փոխազդում Fe 3+ իոնների հետ: Այնուամենայնիվ, համարժեքության կետից հետո NH 4 SCN (կամ KSCN) նվազագույն ավելցուկը առաջացնում է արյան կարմիր 2 + և + իոնների ձևավորում: Դրա շնորհիվ հնարավոր է որոշել համարժեք կետը։
Թիոցիանոմետրիկ որոշումներն օգտագործվում են ավելի հաճախ, քան արգենտոմետրիկները։ Թթուների առկայությունը չի խանգարում Volhard մեթոդի տիտրմանը և նույնիսկ նպաստում է ավելի ճշգրիտ արդյունքների ստացմանը, քանի որ թթվային միջավայրը ճնշում է Fe աղի հիդրոլիզը**: Մեթոդը հնարավորություն է տալիս որոշել C1~ իոնը ոչ միայն ալկալիներում, այլև թթուներում։ Որոշմանը չի խանգարում Ba 2 +, Pb 2 +, Bi 3 + և որոշ այլ իոնների առկայությունը։ Այնուամենայնիվ, եթե վերլուծված լուծույթը պարունակում է օքսիդացնող նյութեր կամ սնդիկի աղեր, ապա Volhard-ի մեթոդի օգտագործումը դառնում է անհնար. օքսիդացնող նյութերը ոչնչացնում են SCN-իոնը, իսկ սնդիկի կատիոնը նստեցնում է այն:
Ալկալային փորձարկման լուծույթը չեզոքացվում է ազոտական թթվով տիտրումից առաջ, հակառակ դեպքում ցուցիչում ներառված Fe 3 + իոնները նստեցնում են երկաթի (III) հիդրօքսիդը:
4. Տեղումների տիտրման կիրառությունները
4.1 Արծաթի նիտրատի ստանդարտացված լուծույթի պատրաստում
Արծաթի նիտրատի լուծույթի ստանդարտացման հիմնական ստանդարտները նատրիումի կամ կալիումի քլորիդներն են: Պատրաստել նատրիումի քլորիդի ստանդարտ լուծույթ և մոտավորապես 0,02 Ն: արծաթի նիտրատի լուծույթ, ստանդարտացնել երկրորդ լուծումը առաջինին:
Նատրիումի քլորիդի ստանդարտ լուծույթի պատրաստում. Նատրիումի քլորիդի (կամ կալիումի քլորիդի) լուծույթը պատրաստվում է քիմիապես մաքուր աղից։ Նատրիումի քլորիդի համարժեք զանգվածը հավասար է նրա մոլային զանգվածին (58,45 գ/մոլ)։ Տեսականորեն պատրաստել 0,1 լ 0,02 ն. լուծումը պահանջում է 58,45-0,02-0,1 = 0,1169 գ NaCl:
Վերցրեք մոտավորապես 0,12 գ նատրիումի քլորիդի նմուշ անալիտիկ հավասարակշռության վրա, տեղափոխեք 100 մլ ծավալային կոլբայի մեջ, լուծեք, ջրով ծավալը հասցրեք նշագծին և լավ խառնեք։ Հաշվեք նատրիումի քլորիդի սկզբնական լուծույթի տիտրը և նորմալ կոնցենտրացիան:
Պատրաստումը` 100 մլ մոտավորապես 0,02 Ն. արծաթի նիտրատի լուծույթ: Արծաթի նիտրատը սակավ ռեակտիվ է, և սովորաբար դրա լուծույթները ունեն 0,05 N-ից ոչ բարձր կոնցենտրացիա: 0,02 n-ը բավականին հարմար է այս աշխատանքի համար: լուծում.
Արգենտոմետրիկ տիտրման ժամանակ AgN0 3-ի համարժեք զանգվածը հավասար է մոլային զանգվածին, այսինքն՝ 169,9 գ/մոլ: Հետեւաբար, 0.1 լ 0.02 n. լուծումը պետք է պարունակի 169,9-0,02-0,1 = 0,3398 գ AgNO 3: Այնուամենայնիվ, անիմաստ է վերցնել հենց այս նմուշը, քանի որ առևտրային արծաթի նիտրատը միշտ պարունակում է կեղտեր: Տեխնոքիմիական կշեռքի վրա կշռել մոտավորապես 0,34 - 0,35 գ արծաթի նիտրատ; կշռում են լուծույթը փոքր քանակությամբ ջրի մեջ 100 մլ ծավալային կոլբայի մեջ և ծավալը հարմարեցնում ջրով, լուծույթը պահել կոլբայի մեջ, փաթաթել սև թղթի մեջ և լցնել մուգ ապակյա կոլբայի մեջ, արծաթը և պատրաստել տիտրման: Պիպետտը լվանալ նատրիումի քլորիդի լուծույթով և 10,00 մլ լուծույթը տեղափոխել կոնաձև կոլբայի մեջ: Ավելացնում ենք 2 կաթիլ կալիումի քրոմատի հագեցած լուծույթ և զգուշորեն, կաթիլ առ կաթիլ, հարումով տիտրում ենք արծաթի նիտրատի լուծույթով։ Համոզվեք, որ արծաթի նիտրատի մեկ ավելորդ կաթիլից խառնուրդի գույնը դեղինից դառնում է կարմրավուն: Տիտրումը 2-3 անգամ կրկնելուց հետո վերցնում ենք կոնվերգենտ ցուցումների միջինը և հաշվարկում արծաթի նիտրատի լուծույթի նորմալ կոնցենտրացիան։
Ենթադրենք, որ 10,00 մլ տիտրման համար 0,02097 ն. նատրիումի քլորիդի լուծույթ, օգտագործվել է միջինը 10,26 մլ արծաթի նիտրատի լուծույթ։ Հետո
Ա^ ԱգնՈջ. 10,26 = 0,02097: 10.00, AT AgNOs = 0.02097- 10.00/10.26 = 0.02043
Եթե նախատեսվում է որոշել C1~-ի պարունակությունը նմուշում, ապա ի լրումն հաշվարկեք արծաթի նիտրատի լուծույթի տիտրը քլորի նկատմամբ՝ T, - = 35,46-0,02043/1000 = 0,0007244 գ/մլ, «լ. սա նշանակում է, որ 1 մլ արծաթի նիտրատի լուծույթը համապատասխանում է 0,0007244 գ տիտրացված քլորին:
4.2 Ամոնիումի թիոցիանատի ստանդարտացված լուծույթի պատրաստումԻ
NH 4 SCN-ի կամ KSCN-ի լուծույթը ճշգրիտ հայտնի տիտրով չի կարող պատրաստվել նմուշը լուծելով, քանի որ այդ աղերը շատ հիգրոսկոպիկ են: Հետևաբար, մոտավոր նորմալ կոնցենտրացիայով լուծույթ է պատրաստվում և ճշգրտվում արծաթի նիտրատի ստանդարտացված լուծույթին: Ցուցանիշը NH 4 Fe(SO 4) 2 - 12H 2 O-ի հագեցած լուծույթ է: Fe աղի հիդրոլիզը կանխելու համար 6 N ավելացվում է բուն ցուցանիշին և վերլուծված լուծույթին նախքան տիտրումը: ազոտական թթու.
Պատրաստումը` 100 մլ մոտավորապես 0,05 Ն. ամոնիումի թիոցիանատի լուծույթ. NH4SCN-ի համարժեք զանգվածը հավասար է նրա մոլային զանգվածին, այսինքն՝ 76,12 գ/մոլ: Հետեւաբար, 0.1 լ 0.05 n. լուծույթը պետք է պարունակի 76.12.0.05-0.1=0.3806 գ NH 4 SCN.
Վերցրեք մոտ 0,3-0,4 գ նմուշ անալիտիկ հաշվեկշռի վրա, տեղափոխեք 100 մլ տարողությամբ կոլբայի մեջ, լուծեք, լուծույթի ծավալը ջրով հասցրեք նշագծին և խառնեք։
Ամոնիումի թիոցիանատի լուծույթի ստանդարտացում արծաթի նիտրատով: Պատրաստեք բյուրետ NH 4 SCN լուծույթով տիտրման համար: Պիպետտը ողողեք արծաթի նիտրատի լուծույթով և չափեք դրա 10,00 մլ կոնաձև կոլբայի մեջ: Ավելացնել 1 մլ NH 4 Fe(SO 4)2 լուծույթ (ցուցանիշ) և 3 մլ։ 6 n. ազոտական թթու. Դանդաղ, անընդհատ թափահարելով, բյուրետից լցնել NH 4 SCN լուծույթը: Դադարեցրեք տիտրումը շագանակագույն-վարդագույն 2+ գույնի հայտնվելուց հետո, որը չի անհետանում ուժեղ թափահարմամբ:
Կրկնել տիտրումը 2-3 անգամ, վերցնել միջինը համընկնող ցուցումներից և հաշվարկել NH 4 SCN-ի նորմալ կոնցենտրացիան:
Ենթադրենք, որ 10,00 մլ տիտրման համար 0,02043 ն. արծաթի նիտրատի լուծույթ, օգտագործվել է միջինը 4,10 մլ NH 4 SCN լուծույթ:
4.3 Սահմանումբովանդակությունըքլորը նմուշում ըստ Վոլհարդի
Volhard հալոգենները որոշվում են արծաթի նիտրատի մնացորդի հետին տիտրմամբ NH 4 SCN լուծույթով: Այնուամենայնիվ, ճշգրիտ տիտրացումը հնարավոր է միայն այստեղ, եթե միջոցներ ձեռնարկվեն կանխելու (կամ դանդաղեցնելու) արձագանքը արծաթի քլորիդի և երկաթի ավելցուկային թիոցիանատի միջև.
3AgCI + Fe(SCN) 3 = SAgSCNJ + FeCl 3
որի մեջ առաջինը երևացող գույնը աստիճանաբար անհետանում է։ Արծաթի նիտրատի ավելցուկը NH 4 SCN լուծույթով տիտրելուց առաջ ավելի լավ է զտել AgCl նստվածքը: Բայց երբեմն դրա փոխարեն լուծույթին ավելացնում են որոշ օրգանական հեղուկ, որը չի խառնվում ջրի հետ և, ասես, մեկուսացնում է ApCl նստվածքը ավելորդ նիտրատից։
Որոշման մեթոդ. Վերցրեք փորձանոթ՝ նատրիումի քլորիդ պարունակող անալիտի լուծույթով: Նյութի նմուշը լուծեք 100 մլ ծավալային կոլբայի մեջ և լուծույթի ծավալը ջրով հասցրեք նշագծին (լուծույթում քլորիդի կոնցենտրացիան պետք է լինի 0,05 Ն-ից ոչ ավելի):
Փորձարկման լուծույթից 10,00 մլ խողովակով լցրեք կոնաձև կոլբայի մեջ, ավելացրեք 3 մլ 6 Ն: ազոտական թթու և բյուրետից լցնել AgNO 3 լուծույթի հայտնի ավելցուկը, օրինակ 18,00 մլ: Այնուհետև զտեք արծաթի քլորիդի նստվածքը: Մնացած արծաթի նիտրատը տիտրեք NH 4 SCN լուծույթով, ինչպես նկարագրված է նախորդ պարբերությունում: Որոշումը 2-3 անգամ կրկնելուց հետո վերցրեք միջինը։ Եթե արծաթի քլորիդի նստվածքը զտվել է, ապա այն պետք է լվանալ և լվացքի ջուրը ավելացնել ֆիլտրատին:
Ենթադրենք, որ նմուշի զանգվածը եղել է 0,2254 գ, 10,00 մլ անալիզացված լուծույթին ավելացվել է 18,00 մլ 0,02043 N։ արծաթի նիտրատի լուծույթ: Ավելորդը տիտրելու համար օգտագործվել է 5,78 մլ * 0,04982 Ն։ NH 4 SCN լուծում.
Նախ, եկեք հաշվարկենք, թե ինչ ծավալ է 0,02043 n: արծաթի նիտրատի լուծույթին համապատասխանում է տիտրման վրա ծախսված 0,04982 N 5,78 մլ: NH 4 SCN լուծում.
հետևաբար, 18.00 - 14.09 = 3.91 մլ 0.2043 N օգտագործվել է C1~ իոնի նստեցման համար: արծաթի նիտրատի լուծույթ: Այստեղից հեշտ է գտնել նատրիումի քլորիդի լուծույթի նորմալ կոնցենտրացիան։
Քանի որ քլորի համարժեք զանգվածը 35,46 գ/մոլ է,* նմուշի քլորի ընդհանուր զանգվածը կազմում է.
772=0,007988-35,46-0,1 =0,02832 գ.
0,2254 գ C1-- 100%
x = 0,02832-100 / 0,2254 = 12,56%:
0,02832 > C1 -- x%
Volhard մեթոդը նույնպես օգտագործվում է Br~ և I- իոնների պարունակությունը որոշելու համար։ Այս դեպքում անհրաժեշտ չէ զտել արծաթի բրոմիդի կամ յոդիդի նստվածքները: Բայց պետք է հաշվի առնել, որ Fe 3 + իոնը օքսիդացնում է յոդիդները՝ վերածելով ազատ յոդի։ Հետևաբար, ցուցանիշը ավելացվում է այն բանից հետո, երբ բոլոր իոնները նստեցվել են արծաթի նիտրատով:
4.4 Տրիխլի պարունակության որոշումՕնատրիումի ռացետատ| տեխնիկական պատրաստման մեջ (քլորի համար)
Նատրիումի տեխնիկական տրիքլորացետատը (TCA) թունաքիմիկատ է հացահատիկային մոլախոտերի ոչնչացման համար: Այն սպիտակ կամ բաց շագանակագույն բյուրեղային նյութ է, որը շատ լուծելի է ջրում։ Ըստ Վոլհարդի՝ սկզբում որոշվում է օրգանական քլորիդային միացությունների զանգվածային բաժինը, իսկ հետո քլորի ոչնչացումից հետո։ Տարբերությունից հայտնաբերվում է նատրիումի տրիքլորացետատ քլորի զանգվածային բաժինը (%)։
Քլորի անօրգանական միացությունների զանգվածային բաժնի (%) որոշում. Դեղամիջոցի ճշգրիտ կշռված չափաբաժինը (2-2,5 գ) դնում ենք 250 մլ ծավալային կոլբայի մեջ, լուծվում, լուծույթը ջրով հասցնում նիշի և խառնում։ 10 մլ լուծույթը լցնել կոնաձև կոլբայի մեջ և ավելացնել 5-10 մլ խտացված ազոտական թթու:
Բյուրետից ավելացրեք 5 կամ 10 մլ 0,05 Ն. արծաթի նիտրատի լուծույթը և ավելցուկը տիտրում ենք 0,05 Ն. NH 4 SCN-ի լուծույթ NH 4 Fe(SO 4) 2 (ցուցանիշ) առկայության դեպքում:
Հաշվե՛ք անօրգանական միացությունների քլորի (x) զանգվածային բաժինը (%) բանաձևով.
(V -- լ/i) 0,001773-250x100
որտեղ V-ը ճիշտ 0,05 N ծավալն է: Անալիզի համար վերցված AgNO 3 լուծույթ; Vi -- ծավալը ուղիղ 0,05 Ն. NH 4 SCN լուծույթ, որն օգտագործվում է ավելցուկային AgNO 3 տիտրման համար; t - նատրիումի տրիքլորացետատի նմուշ; 0,001773 - քլորի զանգված, որը համապատասխանում է 1 մլ 0,05 Ն. AgNO լուծույթ. Ընդհանուր քլորի զանգվածային բաժնի (%) որոշում. Նախապես պատրաստված լուծույթից 10 մլ վերցրեք կոնաձև կոլբայի մեջ, ավելացրեք 10 մլ NaOH 30% զանգվածային բաժնով լուծույթ և 50 մլ ջուր։ Կոլբը միացրեք ռեֆլյուքս կոնդենսատորին և դրա պարունակությունը եռացրեք 2 ժամ, թողեք հեղուկը սառչի, ողողեք կոնդենսատորը ջրով, հավաքելով լվացքի ջուրը նույն կոլբայի մեջ: Լուծույթին ավելացնում ենք 20 մլ նոսրացված (1։1) ազոտական թթու և բյուրետից ավելացնում ենք 30 մլ 0,05 Ն։ արծաթի նիտրատի լուծույթ: Արծաթի նիտրատի ավելցուկը տիտրել մինչև 0,05 Ն: NH 4 SCN-ի լուծույթ NH 4 Fe(SO 4)2-ի առկայությամբ: Հաշվե՛ք ընդհանուր քլորի (xi) զանգվածային բաժինը (%)՝ օգտագործելով վերը նշված բանաձևը: Գտե՛ք նատրիումի տրիքլորացետատի զանգվածային բաժինը (%) (x^) բանաձևով.
x2 = (x1 -- x) (185.5/106.5),
որտեղ 185.5-ը նատրիումի տրիքլորացետատի մոլային զանգվածն է. 106.5 - նատրիումի տրիքլորացետատի մոլային զանգվածում պարունակվող քլորի զանգված.
Տեղադրված է Allbest.ru-ում
...Նմանատիպ փաստաթղթեր
Թթու-բազային տիտրման մեթոդների էությունն ու դասակարգումը, ցուցիչների օգտագործումը. Կոմպլեքսաչափական տիտրման առանձնահատկությունները. Տեղումների տիտրման մեթոդների վերլուծություն. Տիտրման վերջնակետի հայտնաբերում: Արգենոմետրիա և տիկանոմետրիա հասկացությունը:
թեստ, ավելացվել է 02/23/2011
Ամոնիումի հիդրօքսիդի թույլ հիմքի լուծույթով աղաթթվի լուծույթի տիտրման կորի հաշվարկման հաջորդականությունը. Տիտրման կորի կառուցում, համարժեքության կետի և ուղղակի չեզոքության որոշում։ Ցուցանիշի ընտրություն և դրա սխալի հաշվարկ:
թեստ, ավելացվել է 01/03/2016
Նատրիումի կարբոնատի լուծույթում ալկալայնության կրիչների պարունակության որոշումը թթու-բազային ուղղակի տիտրմամբ: Համարժեքների օրենքի մաթեմատիկական արտահայտություն. Ինտեգրալ և դիֆերենցիալ պոտենցիոմետրիկ տիտրման կորերի կառուցում:
լաբորատոր աշխատանք, ավելացվել է 15.02.2012թ
Տիտրաչափական վերլուծության հայեցակարգը և տեսակները: Կոմպլեքսացնող նյութերի և ցուցիչների բնութագրերը. Կոմպլեքսաչափական տիտրման համար տիտրացված լուծույթի պատրաստում. Ալյումինի, բիսմուտի, կապարի, մագնեզիումի, ցինկի ուսումնասիրության մեթոդներ.
դասընթացի աշխատանք, ավելացվել է 13.01.2013թ
Պոտենցիոմետրիկ տիտրման մեթոդ. Թթու-բազային տիտրում. Տիտրման վերջնակետի որոշում: Պոտենցիոմետրիկ տիտրման անցկացման մեթոդիկա. Պոտենցիոմետրիկ տիտրացիա, օգտագործվող գործիքներ և վերլուծության արդյունքների մշակում:
դասընթացի աշխատանք, ավելացվել է 24.06.2008թ
Redox տիտրման մեթոդների դասակարգում. Ռեակցիայի արագության վրա ազդող գործոններ. Հատուկ և ռեդոքս ցուցանիշներ. Պերմանգանատոմետրիայի, յոդոմետրիայի, դիքրոմատոմետրիայի էությունը: Կալիումի երկքրոմատի լուծույթի պատրաստում.
շնորհանդես, ավելացվել է 19.03.2015թ
Ընտրված ցուցիչների համար ցուցիչի սխալների հաշվարկ, 25 մլ 0,05 Մ CH3COOH լուծույթի տիտրման կոր 0,05 Մ KOH լուծույթով: Թթու-բազային ցուցանիշներ. Տիտրման փուլեր. մեկնարկային կետ, տարածքը կետից առաջ և տարածքը համարժեք կետից հետո:
թեստ, ավելացվել է 18/12/2013
Redox տիտրման մեթոդների առանձնահատկությունները. Ռեակցիաների հիմնական պահանջները, հավասարակշռության հաստատուն: Redox տիտրման տեսակների բնութագրերը, դրա ցուցանիշները և կորերը: Լուծումների պատրաստում և ստանդարտացում:
դասընթացի աշխատանք, ավելացվել է 25.12.2014թ
Տիտրաչափական վերլուծության հայեցակարգը. Redox տիտրումը, դրա տեսակները և ռեակցիայի պայմանները: Տիտրման կորի կետերի, պոտենցիալների հաշվարկ, տիտրման կորի կառուցում։ Ցուցանիշի ընտրություն, ցուցանիշի տիտրման սխալների հաշվարկ:
դասընթացի աշխատանք, ավելացվել է 06/10/2012 թ
Տիտրաչափական վերլուծության մեթոդների դասակարգում. «Չեզոքացման» մեթոդի էությունը. Աշխատանքային լուծումների պատրաստում. Կետերի հաշվարկ և թթու-բազային և ռեդոքս տիտրման կորերի կառուցում։ Յոդոմետրիայի առավելություններն ու թերությունները.
Աշխատանքի նպատակը : քանակական վերլուծության՝ տիտրաչափական մեթոդներից մեկի օգտագործման հմտությունների ձեռքբերում և չափումների արդյունքների վիճակագրական մշակման հիմնական տեխնիկայի ուսուցում։
Տեսական մաս
Տիտրաչափական վերլուծությունը քանակական քիմիական վերլուծության մեթոդ է, որը հիմնված է հստակ հայտնի կոնցենտրացիայով ռեագենտի լուծույթի ծավալի չափման վրա, որը սպառվում է որոշվող նյութի հետ փոխազդելու համար:
Նյութի տիտրաչափական որոշումն իրականացվում է տիտրման միջոցով՝ լուծույթներից մեկը մյուսին ավելացնելով փոքր չափաբաժիններով և առանձին կաթիլներով՝ արդյունքն անընդհատ գրանցելով (վերահսկելով):
Երկու լուծույթներից մեկը պարունակում է նյութ անհայտ կոնցենտրացիայի մեջ և ներկայացնում է վերլուծված լուծույթը:
Երկրորդ լուծույթը պարունակում է ճշգրիտ հայտնի կոնցենտրացիայի ռեագենտ և կոչվում է աշխատանքային լուծույթ, ստանդարտ լուծույթ կամ տիտրանտ:
Տիտրաչափական վերլուծության մեջ օգտագործվող ռեակցիաների պահանջները.
1. Համարժեքության կետը ֆիքսելու ունակությունը, առավել լայնորեն կիրառվում է նրա գույնի դիտարկումը, որը կարող է փոխվել հետևյալ պայմաններում.
Ռեակտիվներից մեկը գունավոր է, իսկ գունավոր ռեագենտը փոխում է գույնը ռեակցիայի ընթացքում.
Օգտագործված նյութերը՝ ցուցիչները, փոխում են գույնը՝ կախված լուծույթի հատկություններից (օրինակ՝ կախված շրջակա միջավայրի ռեակցիայից)։
2. Ռեակցիայի քանակական ընթացքը, մինչև հավասարակշռությունը, որը բնութագրվում է հավասարակշռության հաստատունի համապատասխան արժեքով.
3. Քիմիական ռեակցիայի բավարար արագություն, քանի որ Դանդաղ ռեակցիաներում չափազանց դժվար է ֆիքսել համարժեքության կետը:
4. Կողմնակի ռեակցիաների բացակայություն, որոնցում ճշգրիտ հաշվարկներն անհնարին են:
Տիտրաչափական վերլուծության մեթոդները կարելի է դասակարգել ըստ նյութերի որոշման հիմքում ընկած քիմիական ռեակցիայի բնույթի՝ թթու-բազային տիտրում (չեզոքացում), տեղումներ, կոմպլեքսացիա, օքսիդացում-վերականգնում:
Աշխատեք լուծումների հետ.
Ծավալային կոլբաներնախատեսված է հեղուկի ճշգրիտ ծավալը չափելու համար: Դրանք նեղ, երկար վզով կլոր, հարթ հատակով անոթներ են, որոնց վրա կա նշան, որով պետք է լցված լինի կոլբը (նկ. 1)։
Նկ.1 Ծավալային կոլբաներ
Ֆիքսանալներից ծավալային կոլբայի մեջ լուծույթների պատրաստման տեխնիկա.
Ֆիքսանալից լուծույթ պատրաստելու համար ամպուլը կոտրվում է ձագարի վրա, որը տեղադրված է ծավալային կոլբայի մեջ, ամպուլայի պարունակությունը լվանում է թորած ջրով. ապա լուծիր այն ծավալային կոլբայի մեջ։ Ծավալային կոլբայի լուծույթը հասցվում է նիշի։ Հեղուկի մակարդակը նիշին հասցնելուց հետո կոլբայի մեջ լուծույթը լավ խառնում են։
ԲյուրետներԴրանք բարակ ապակյա խողովակներ են՝ աստիճանավորված միլիլիտրներով (նկ. 2): Բյուրետի ներքևի, մի փոքր նեղացած ծայրին զոդում են ապակե ծորակ կամ գնդիկավոր փականով ռետինե գուլպան և կցվում է ապակե ծորան: Աշխատանքի համար ընտրվում է բյուրետ՝ կախված վերլուծության մեջ օգտագործվող լուծույթի ծավալից:
Նկ.2. Բյուրետներ
Ինչպես օգտագործել բյուրետ
1. Բյուրետը լվանում են թորած ջրով։
2. Աշխատանքի համար պատրաստված բյուրետը ամրացվում է ուղղահայաց դիրքում, ձագարի միջոցով լուծույթը լցնում են բյուրետի մեջ, որպեսզի դրա մակարդակը լինի զրոյական նիշից բարձր:
3. Հեռացրեք օդային փուչիկները բյուրետի ստորին երկարացված ծայրից: Դա անելու համար այն թեքեք դեպի վեր և թողեք հեղուկը, մինչև ամբողջ օդը հեռացվի: Այնուհետև մազանոթը իջեցվում է ներքև։
4. Բյուրետում հեղուկի մակարդակը դրված է զրոյական բաժանման:
5. Տիտրացիա կատարելիս սեղմել ռետինե խողովակը գնդիկի կողքին և հեղուկը բյուրետից քամել կոլբայի մեջ՝ վերջինս պտտելով: Նախ, բյուրետի տիտրանը բարակ հոսքով դուրս է թափվում: Երբ տիտրման կաթիլների անկման կետում ցուցիչի գույնը սկսում է փոխվել, լուծույթը ավելացվում է զգուշորեն, կաթիլ առ կաթիլ։ Տիտրումը դադարեցվում է, երբ մեկ կաթիլ տիտրման ավելացման պատճառով ցուցիչի գույնի կտրուկ փոփոխություն է տեղի ունենում, և գրանցվում է սպառված լուծույթի ծավալը:
6. Աշխատանքի վերջում տիտրիչը քամում են բյուրետից, բյուրետը լվանում թորած ջրով։
Թթու-բազային տիտրման (չեզոքացման) մեթոդ
Թթու-բազային տիտրման մեթոդը հիմնված է թթուների և հիմքերի միջև ռեակցիայի վրա, այսինքն. չեզոքացման ռեակցիաների համար.
H + + OH¯ = H 2 O
Այս առաջադրանքը կատարելիս օգտագործվում է թթու-բազային տիտրման մեթոդը, որը հիմնված է չեզոքացման ռեակցիայի օգտագործման վրա.
2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O
Մեթոդը բաղկացած է որոշվող նյութի՝ նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթին ծծմբաթթվի հայտնի կոնցենտրացիայի լուծույթի աստիճանական ավելացումից: Թթվային լուծույթի ավելացումը շարունակվում է այնքան ժամանակ, մինչև դրա քանակությունը համարժեք դառնա նրա հետ փոխազդող նատրիումի հիդրօքսիդի քանակին, այսինքն. մինչև ալկալը չեզոքացվի: Չեզոքացման պահը որոշվում է տիտրացված լուծույթին ավելացված ցուցիչի գույնի փոփոխությամբ։ Համարժեքների օրենքի համաձայն՝ ըստ հավասարման.
C n (k-you) · V (k-you) = C n (ալկալիներ) · V (ալկալիներ)
Cn(k-ty) և Cn(ալկալի) – արձագանքող լուծույթների համարժեքների մոլային կոնցենտրացիաներ, մոլ/լ;
V (ընդհանուր) և V (ալկալիներ) – արձագանքող լուծույթների ծավալներ, լ (մլ):
C (NaOH) և 
- համարժեք NaOH-ի և H 2 SO 4-ի մոլային կոնցենտրացիաները արձագանքող լուծույթներում, մոլ/լ;
V(NaOH) և 
) - ալկալիների և թթուների արձագանքող լուծույթների ծավալներ, մլ.
Խնդիրների լուծման օրինակներ.
1. 0,05 լ թթվային լուծույթը չեզոքացնելու համար օգտագործվել է 20 սմ 3 0,5 N ալկալիի լուծույթ։ Ո՞րն է թթվի նորմալությունը:
2. Որքա՞ն և ի՞նչ նյութ կմնա ավելցուկ, եթե 0,4 N ծծմբաթթվի 60 սմ 3-ին ավելացնեն կալիումի հիդրօքսիդի 120 սմ 3 0,3 N լուծույթ:
Լուծույթի pH-ի և տարբեր տեսակների կոնցենտրացիաների որոշման խնդիրների լուծումը ներկայացված է մեթոդական ձեռնարկում:
ՓՈՐՁԱՐԱՐ ՄԱՍ
Լաբորանտից ստացեք անհայտ կոնցենտրացիայի ալկալային լուծույթով կոլբ: Վերլուծված լուծույթի 10 մլ նմուշները չափում են երեք կոնաձև տիտրման կոլբայի մեջ՝ օգտագործելով աստիճանավոր գլան: Նրանցից յուրաքանչյուրին ավելացրեք 2-3 կաթիլ մեթիլ նարնջի ցուցիչ։ Լուծումը կդառնա դեղին (մեթիլ նարնջագույնը դեղին է ալկալային միջավայրում, իսկ նարնջագույն-կարմիրը՝ թթվային միջավայրում):
Պատրաստեք տիտրման տեղադրումը աշխատանքի համար (նկ. 3): Բյուրետը ողողեք թորած ջրով, այնուհետև լցրեք այն հստակ հայտնի կոնցենտրացիայի ծծմբաթթվի լուծույթով (H 2 SO 4-ի համարժեքի մոլային կոնցենտրացիան նշված է. շիշ) զրոյից բարձր բաժանում: Ռետինե խողովակը ապակե ծայրով թեքեք վերև և, ռետինը հեռացնելով բյուրետից ելքը ծածկող ապակյա ձիթապտղից, դանդաղ բաց թողեք հեղուկը, որպեսզի ծայրը լցնելուց հետո օդի պղպջակներ չմնան: Բյուրետից ավելցուկային թթվային լուծույթը թողեք փոխարինող ապակու մեջ, մինչդեռ բյուրետում գտնվող հեղուկի ստորին մենիսկը պետք է զրոյի սահմանվի:
Ալկալային լուծույթի կոլբայներից մեկը բյուրետի ծայրի տակ դրեք սպիտակ թղթի վրա և անմիջապես անցեք տիտրմանը. մի ձեռքով թթուն դանդաղ սնուցեք բյուրետից, իսկ մյուսով անընդհատ խառնեք լուծույթը։ կոլբայի շրջանաձև շարժումը հորիզոնական հարթությունում: Տիտրման վերջում թթվային լուծույթը պետք է կաթիլ-կաթիլ սնվի բյուրետից, մինչև մեկ կաթիլը լուծույթը վերածի մշտական նարնջագույն գույնի:
Որոշեք տիտրման համար օգտագործվող թթվի ծավալը՝ ճշգրիտ մինչև 0,01 մլ: Հաշվեք բյուրետի բաժանումները ստորին մենիսկի երկայնքով, մինչդեռ աչքը պետք է լինի մենիսկի մակարդակին:
Կրկնել տիտրումը ևս 2 անգամ՝ ամեն անգամ սկսելով բյուրետի զրոյական բաժանումից։ Տիտրման արդյունքները գրանցեք Աղյուսակ 1-ում:
Հաշվեք ալկալային լուծույթի կոնցենտրացիան բանաձևով.
Աղյուսակ 1
Նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթի տիտրման արդյունքները
Տիտրման արդյունքների վիճակագրական մշակումն իրականացնել հավելվածում նկարագրված մեթոդի համաձայն: Փորձարարական տվյալների վիճակագրական մշակման արդյունքներն ամփոփե՛ք Աղյուսակ 2-ում:
աղյուսակ 2
Նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթի տիտրումից փորձարարական տվյալների վիճակագրական մշակման արդյունքները. Վստահության հավանականություն α = 0,95:
| n | S x |  |
||
Վերլուծված լուծույթում NaOH համարժեքի մոլային կոնցենտրացիայի որոշման արդյունքը գրե՛ք որպես վստահության միջակայք:
ՀԱՐՑԵՐ ԻՆՔՆԱՍՏՈՒԳՄԱՆ ՀԱՄԱՐ
1. Կալիումի հիդրօքսիդի լուծույթն ունի pH = 12։ Հիմքի կոնցենտրացիան լուծույթում 100% դիսոցման դեպքում կազմում է ...մոլ/լ:
1) 0,005; 2) 0,01; 3) 0,001; 4) 1 10 -12; 5) 0,05.
2. 0,05 լ թթվային լուծույթը չեզոքացնելու համար օգտագործվել է 20 սմ3 0,5 N ալկալիի լուծույթ։ Ո՞րն է թթվի նորմալությունը:
1) 0,2 ն; 2) 0,5 ն; 3) 1,0 ն; 4) 0,02 ն; 5) 1,25 ն.
3. Որքա՞ն և ի՞նչ նյութ կմնա ավելցուկ, եթե 75 սմ 3 0,3 N ծծմբաթթվի լուծույթին ավելացնեն 125 սմ 3 կալիումի հիդրօքսիդի 0,2 N լուծույթ:
1) 0,0025 գ ալկալի; 2) 0,0025 գ թթու; 3) 0,28 գ ալկալի; 4) 0,14 գ ալկալի; 5) 0,28 գ թթու.
4. Եռման կետի բարձրացման վրա հիմնված անալիզի մեթոդը կոչվում է...
1) սպեկտրոֆոտոմետրիկ; 2) պոտենցիոմետրիկ; 3) էբուլիոսկոպիկ; 4) ռադիոմետրիկ; 5) հաղորդիչ.
5. Որոշել 114 գ ջրում 36 գ թթու լուծելուց ստացված ծծմբաթթվի լուծույթի տոկոսային կոնցենտրացիան, մոլարությունը և նորմալությունը, եթե լուծույթի խտությունը 1,031 գ/սմ3 է։
1) 31,6 ; 3,77; 7,54 ; 2) 31,6; 0,00377; 0,00377 ;
3) 24,0 ; 2,87; 2,87 ; 4) 24,0 ; 0,00287; 0,00287;
5) 24,0; 2,87; 5,74.
Տիտրաչափական անալիզը նյութի քանակի որոշման մեթոդ է՝ միմյանց հետ փոխազդող նյութերի լուծույթների ծավալը ճշգրիտ չափելու միջոցով։
Տիտր– 1 մլ-ում պարունակվող գ նյութի քանակը. լուծույթ կամ որոշվող նյութին համարժեք: Օրինակ, եթե H 2 SO 4-ի տիտրը 0,0049 գ/մլ է, դա նշանակում է, որ լուծույթի յուրաքանչյուր մլ պարունակում է 0,0049 գ ծծմբաթթու:
Լուծումը, որի տիտրը հայտնի է, կոչվում է տիտրացված: Տիտրում- փորձարկման լուծույթին կամ դրա մասնաբաժինը համարժեք տիտրացված լուծույթի ավելացման գործընթացը. Այս դեպքում օգտագործվում են ստանդարտ լուծումներ. ֆիքսված ալիքներ– նյութի ճշգրիտ կոնցենտրացիայով լուծույթներ (Na 2 CO 3, HCl):
Տիտրման ռեակցիան պետք է համապատասխանի հետևյալ պահանջներին.
արձագանքման բարձր արագություն;
ռեակցիան պետք է ավարտվի.
ռեակցիան պետք է լինի բարձր ստոյխիոմետրիկ;
ունեն հարմար մեթոդ ռեակցիայի ավարտը գրանցելու համար։
HCl + NaOH → NaCl + H 2 O
Տիտրաչափական վերլուծության հիմնական խնդիրը ոչ միայն ճշգրիտ հայտնի կոնցենտրացիայի (ֆիքսանալ) լուծույթի օգտագործումն է, այլև համարժեքության կետի ճիշտ որոշումը։
Համարժեքության կետը շտկելու մի քանի եղանակ կա.
Որոշվող տարրի իոնների ներքին գույնի հիման վրա, օրինակ՝ մանգան անիոնի տեսքովMnO 4 -
Ըստ վկայի
Օրինակ՝ Ag + + Cl - «AgCl $
Ag + + CrO 4 " Ag 2 CrO 4 $ (վառ նարնջագույն գույն)
Փոքր քանակությամբ աղ K 2 CrO 4 (վկա) ավելացվում է կոլբայի մեջ, որտեղ պետք է որոշվի քլորի իոնը: Այնուհետև փորձարկվող նյութը աստիճանաբար ավելացվում է բյուրետից, առաջինը արձագանքում են քլորի իոններին և ձևավորվում է սպիտակ նստվածք (AgCl), այսինքն՝ AgCl PR:<< ПР Ag2Cr O4.
Այսպիսով, արծաթի նիտրատի լրացուցիչ կաթիլը վառ նարնջագույն գույն կտա, քանի որ ամբողջ քլորն արդեն արձագանքել է:
III. Ցուցանիշների օգտագործումըՕրինակ՝ չեզոքացման ռեակցիայի ժամանակ օգտագործվում են թթու-բազային ցուցիչներ՝ լակմուս, ֆենոլֆթալեին, մեթիլ նարնջագույն՝ օրգանական միացություններ, որոնք փոխում են գույնը թթվային միջավայրից ալկալային միջավայր անցնելիս։
Ցուցանիշներ- օրգանական ներկեր, որոնք փոխում են գույնը, երբ փոխվում է շրջակա միջավայրի թթվայնությունը:
Սխեմատիկորեն (բաց թողնելով միջանկյալ ձևերը), ցուցիչի հավասարակշռությունը կարող է ներկայացվել որպես թթու-բազային ռեակցիա.
Hin + H 2 O In - + H 3 O +
H2O 
H + + OH -
H++H2O 
H3O+
Ցուցանիշի գունային անցումային շրջանի վրա (դիրքը և միջակայքը) ազդում են բոլոր այն գործոնները, որոնցից կախված է հավասարակշռության հաստատունը (իոնային ուժ, ջերմաստիճան, օտար նյութեր, լուծիչ), ինչպես նաև ցուցանիշը:
Տիտրաչափական վերլուծության մեթոդների դասակարգում.
թթու-բազային տիտրում (չեզոքացում). այս մեթոդը որոշում է վերլուծված լուծույթում թթվի կամ ալկալիի քանակը.
տեղումներ և բարդացում (արգենտոմետրիա)
Ag + + Cl - « AgCl $
Redox titration (redoximetry):
ա) պերմանգանատոմետրիա (KMnO 4);
բ) յոդոմետրիա (Y 2);
գ) բրոմատոմետրիա (KBrO 3);
դ) երկխրոմատոմետրիա (K 2 Cr 2 O 7);
ե) ցերիմետրիա (Ce(SO 4) 2);
զ) վանադոմետրիա (NH 4 VO 3);
է) տիտանոմետրիա (TiCl 3) և այլն:
Տիտրաչափական վերլուծություն
Մեթոդի պատմությունը և սկզբունքը
Տիտրաչափական անալիզը (տիտրիմետրիա) քիմիական վերլուծության ամենակարևոր մեթոդն է: Այն առաջացել է 18-րդ դարում՝ սկզբում որպես տարբեր նյութերի որակի փորձարկման էմպիրիկ միջոց, ինչպիսիք են քացախը, սոդան և սպիտակեցնող լուծույթները։ 18-19-րդ դարերի վերջում հայտնագործվել են բյուրետները և պիպետները (F. Decroisille)։ Առանձնահատուկ նշանակություն ունեցան Ջ. Գեյ-Լուսակի աշխատանքները, ով ներկայացրեց այս մեթոդի հիմնական տերմինները. տիտրում, տիտրումև այլք՝ առաջացած «կոչում» բառից։ Տիտրը լուծված նյութի զանգվածն է (գրամներով), որը պարունակվում է մեկ միլիլիտր լուծույթում։ Գեյ-Լուսակի ժամանակ վերլուծության արդյունքները հաշվարկվում էին տիտրերի միջոցով: Այնուամենայնիվ, տիտրը, որպես լուծույթի կոնցենտրացիան արտահայտելու միջոց, պարզվեց, որ ավելի քիչ հարմար է, քան այլ բնութագրերը (օրինակ, մոլային կոնցենտրացիաները), հետևաբար, ժամանակակից քիմիայի վերլուծության մեջ տիտրերի օգտագործմամբ հաշվարկները բավականին հազվադեպ են: Ընդհակառակը, շատ լայնորեն օգտագործվում են «տիտղոս» բառից առաջացած տարբեր տերմիններ։
19-րդ դարի կեսերին գերմանացի քիմիկոս Կ.Մոհրը ամփոփեց մինչ այդ ստեղծված բոլոր տիտրաչափական մեթոդները և ցույց տվեց, որ ցանկացած մեթոդի հիմքը նույն սկզբունքն է։ Ռ ռեագենտի հստակ հայտնի կոնցենտրացիայով լուծույթը միշտ ավելացվում է որոշվող X բաղադրիչ պարունակող նմուշի լուծույթին: Այս գործընթացը կոչվում է տիտրացիա: Տիտրում կատարելիս վերլուծաբանը վերահսկում է X-ի և ավելացված R-ի միջև քիմիական ռեակցիայի առաջընթացը։ Հասնելով համարժեքության կետին (հավասար), երբ ներմուծված R-ի համարժեքների մոլերի թիվը ճիշտ հավասար է նմուշում առկա X նյութի համարժեքների մոլի թվին, տիտրումը դադարեցվում է և սպառված տիտրանի ծավալը։ չափվում է. Տիտրման ավարտի պահը կոչվում է տիտրման վերջնակետ (e.t.t.), այն, ինչպես t.eq.-ն, արտահայտվում է ծավալի միավորներով, սովորաբար միլիլիտրներով: Իդեալական դեպքում V t.t.t = V t.eq. , բայց գործնականում ճշգրիտ համընկնում չի ստացվում տարբեր պատճառներով, տիտրումը ավարտվում է մի փոքր շուտ կամ, ընդհակառակը, մի փոքր ուշ, քան ձեռք է բերվում t.eq. Բնականաբար, տիտրումը պետք է իրականացվի այնպես, որ տարբերությունը V t.eq. եւ Վ կ.տ.տ. կլինի հնարավորինս փոքր:
Քանի որ X-ի զանգվածը կամ կոնցենտրացիան հաշվարկվում է նմուշի տիտրման վրա ծախսված տիտրողի ծավալից (ըստ V c.t.t.-ի), նախկինում տիտրաչափությունը կոչվում էր. ծավալային վերլուծություն. Այս անունը հաճախ օգտագործվում է այսօր, բայց տերմինը տիտրաչափական վերլուծությունավելի ճշգրիտ. Փաստն այն է, որ ռեագենտի (տիտրման) աստիճանական ավելացման գործողությունը բնորոշ է այս տեսակի ցանկացած տեխնիկայի, և տիտրողի սպառումը կարելի է գնահատել ոչ միայն ծավալը չափելով, այլև այլ եղանակներով: Երբեմն ավելացված տիտրանը կշռվում է (անալիտիկ հաշվեկշռի վրա զանգվածը չափելը ավելի քիչ հարաբերական սխալ է տալիս, քան ծավալը չափելը): Երբեմն չափվում է տիտրոնի ներդրման համար պահանջվող ժամանակը (ներարկման հաստատուն արագությամբ):
19-րդ դարի վերջից տիտրաչափական տեխնիկան սկսեց կիրառվել գիտահետազոտական, գործարանային և այլ լաբորատորիաներում։ Նոր մեթոդի կիրառմամբ հնարավոր եղավ որոշել տարբեր նյութերի միլիգրամ և նույնիսկ միկրոգրամ քանակություններ: Տիտրաչափության լայն տարածմանը նպաստել է մեթոդի պարզությունը, սարքավորումների ցածր արժեքը և բազմակողմանիությունը: Տիտրաչափությունը սկսել է հատկապես լայնորեն կիրառվել 20-րդ դարի 50-ական թվականներին, այն բանից հետո, երբ շվեյցարացի վերլուծաբան Գ.Շվարցենբախը ստեղծեց այս մեթոդի նոր տարբերակը (կոմպլեքսոմետրիա)։ Միևնույն ժամանակ, սկսվեց C.T.T-ի մոնիտորինգի գործիքային մեթոդների լայն կիրառումը: 20-րդ դարի վերջում տիտրաչափության նշանակությունը որոշ չափով նվազել է ավելի զգայուն գործիքային մեթոդների մրցակցության պատճառով, սակայն այսօր տիտրաչափությունը մնում է վերլուծության շատ կարևոր մեթոդ։ Այն թույլ է տալիս արագ, հեշտությամբ և ճշգրիտ որոշել քիմիական տարրերի, առանձին օրգանական և անօրգանական նյութերի պարունակությունը, նույն տեսակի նյութերի ընդհանուր պարունակությունը, ինչպես նաև ընդհանուր կազմի ցուցանիշները (ջրի կարծրություն, կաթի յուղայնություն, նավթի թթվայնություն: ապրանքներ):
Տիտրաչափական վերլուծության տեխնիկա
Մեթոդի սկզբունքն ավելի պարզ կդառնա դրա իրականացման տեխնիկայի ներկայացումից հետո։ Այսպիսով, թող ձեզ բերեն անհայտ կոնցենտրացիայի ալկալային լուծույթ, և ձեր խնդիրն է հաստատել դրա ճշգրիտ կոնցենտրացիան: Դրա համար ձեզ հարկավոր կլինի ռեագենտ լուծում, կամ տիտրանտ- նյութ, որը քիմիապես փոխազդում է ալկալիի հետ, և տիտրանի կոնցենտրացիան պետք է հստակ հայտնի լինի: Ակնհայտ է, որ ալկալիի կոնցենտրացիան հաստատելու համար մենք օգտագործում ենք թթվային լուծույթ՝ որպես տիտրանտ:
1. Օգտագործելով pipette, ընտրեք վերլուծված լուծույթի ճշգրիտ ծավալը - այն կոչվում է ալիկոտ. Սովորաբար, ալիքոտի ծավալը 10-25 մլ է:
2. Տարբերակը տեղափոխում ենք տիտրման կոլբայի մեջ, նոսրացնում ենք ջրով և ավելացնում ցուցիչ:
3. Բյուրետը լցնել տիտրային լուծույթով և կատարել տիտրումը տիտրանի դանդաղ, կաթիլային ավելացումն է փորձարկման լուծույթի որոշակի հատվածին:
4. Տիտրումն ավարտում ենք այն պահին, երբ ցուցիչը փոխում է գույնը։ Այս պահը կոչվում է տիտրման վերջնակետ – k.t.t. K.t.t.-ն, որպես կանոն, համընկնում է այն պահի հետ, երբ ավարտվում է անալիտի և տիտրանի միջև ռեակցիան, այսինքն. Հատվածին ավելացվում է տիտրանի ճիշտ համարժեք քանակություն - այս պահը կոչվում է համարժեքության կետ, այսինքն.Այսպիսով, այսինքն. եւ կ.տ.տ. - սրանք միևնույն պահի երկու բնութագրիչներ են, մեկը տեսական է, մյուսը՝ փորձարարական՝ կախված ընտրված ցուցանիշից։ Ուստի անհրաժեշտ է ճիշտ ընտրել ցուցանիշը, որպեսզի c.t.t. որքան հնարավոր է սերտորեն համընկավ t.e.
5. Չափել տիտրման համար օգտագործվող տիտրման ծավալը և հաշվարկել փորձարկման լուծույթի կոնցենտրացիան:
Տիտրաչափական վերլուծության տեսակները
Տիտրաչափական մեթոդները կարելի է դասակարգել ըստ մի քանի անկախ չափանիշների՝ 1) ըստ X-ի և R-ի միջև ռեակցիայի տեսակի, 2) ըստ տիտրման և արդյունքների հաշվարկման մեթոդի, 3) ըստ մոնիտորինգի մեթոդի.
Դասակարգումը ըստ քիմիական ռեակցիայի տեսակի-ամենակարևորը. Հիշենք, որ ոչ բոլոր քիմիական ռեակցիաները կարող են օգտագործվել տիտրումների համար։
Նախ, ինչպես մյուս քիմիական մեթոդներում, որոշվող բաղադրիչը (անալիտը) պետք է քանակապես փոխազդի տիտրողի հետ:
Երկրորդ, անհրաժեշտ է, որ ռեակցիայի հավասարակշռությունը հնարավորինս արագ հաստատվի։ Ռեակցիաները, որոնց դեպքում տիտրոնի հաջորդ մասը ավելացնելուց հետո, հավասարակշռության հաստատումը պահանջում է առնվազն մի քանի րոպե, դժվար է կամ նույնիսկ անհնար է օգտագործել տիտրաչափության մեջ:
Երրորդ, ռեակցիան պետք է համապատասխանի մեկ և նախկինում հայտնի ստոյխիոմետրիկ հավասարմանը: Եթե ռեակցիան հանգեցնում է արտադրանքների խառնուրդի, ապա այս խառնուրդի բաղադրությունը կփոխվի տիտրման ընթացքում և կախված է ռեակցիայի պայմաններից: Համարժեքության կետը ֆիքսելը շատ դժվար կլինի, և վերլուծության արդյունքը կլինի ոչ ճշգրիտ, այս պահանջների համակցումը բավարարվում է պրոտոլիզի (չեզոքացման) ռեակցիաներով, բազմաթիվ բարդացման և օքսիդացում-վերականգնման ռեակցիաներով, ինչպես նաև տեղումների որոշ ռեակցիաներով: Ըստ այդմ, տիտրաչափական վերլուծությունը տարբերակում է.
Չեզոքացման մեթոդ
Կոմպլեքսաչափություն,
Redoxmetric մեթոդներ
Տեղումների եղանակներ.
Յուրաքանչյուր մեթոդի շրջանակներում առանձնանում են նրա առանձին տարբերակները (Աղյուսակ 1): Նրանց անվանումները գալիս են յուրաքանչյուր տարբերակում որպես տիտրիչ օգտագործվող ռեակտիվների անվանումներից (պերմանգանատոմետրիա, յոդոմետրիա, քրոմատոմետրիա և այլն)։
Աղյուսակ 1.
Տիտրաչափական տեխնիկայի դասակարգում ըստ օգտագործվող քիմիական ռեակցիայի տեսակի
|
Ռեակցիա |
Մեթոդ |
Ռեակտիվ (տիտրանտ) |
Մեթոդի տարբերակ |
Որոշման ենթակա նյութեր |
|
Պրոտոլիզ |
Չեզոքացման մեթոդ |
H Cl, HClO 4, HNO 3 |
Թթվաչափություն |
Օս նոր |
|
KOH, NaOH և այլն: |
Ալկալիմետրիա |
Թթուներ |
||
|
Համալիր ձևավորում |
Կոմպլեքս-մետրիա |
EDTA |
Կոմպլեքսոմետրիա |
Մետաղներ և դրանց միացություններ |
|
Ֆտորիդոմետրիա, ցիանիդոմետրիա |
Որոշ մետաղներ, օրգանական նյութեր |
|||
|
Redox |
Redox մետր |
KMnO4 K 2 C r 2 O 7 |
permanganatometry քրոմատոմետրիա |
Վերականգնողներ |
|
KJ և Na 2 S 2 O 3 |
Յոդոմետրիա |
Նվազեցնող նյութեր, օքսիդացնող նյութեր, թթուներ |
||
|
Ասկորբինաթթու |
Ասկորբինոմետրիա |
Օքսիդացնող նյութեր |
||
|
Տեղումներ |
Սեդիմետրիա |
AgNO3 |
Արգենտոմետրիա |
Հալիդներ |
|
Hg 2 (NO 3) 2 |
Մերկուրիմետրիա |
|||
|
KSCN |
Ռոդանոմետրիա |
Որոշ մետաղներ |
||
|
Ba(NO3)2 |
Բարիաչափություն |
Սուլֆատներ |
Դասակարգումը տիտրման մեթոդով.Սովորաբար կան երեք եղանակներ՝ ուղղակի, հակադարձ և փոխարինող տիտրում: Ուղղակի տիտրում ներառում է նմուշի լուծույթին տիտրանի ուղղակի ավելացում: Երբեմն օգտագործվում է ռեակտիվների խառնման այլ կարգ. նմուշ լուծում, որում նրանք ցանկանում են որոշել X-ի կոնցենտրացիան, աստիճանաբար ավելացվում է R-ի հայտնի քանակին; բայց սա նաև ուղղակի տիտրացիա է։ Երկու դեպքում էլ վերլուծության արդյունքները հաշվարկվում են նույն բանաձևերով, որոնք հիմնված են համարժեքների օրենքի վրա:
ν X = ν Ռ
որտեղ ν X և ν R-ն X և R համարժեքների մոլերի թիվն է։ Հարաբերակցության վրա հիմնված հաշվարկման բանաձևերը, ինչպես նաև հաշվարկների օրինակները կներկայացվեն ստորև:
Ուղղակի տիտրումը տիտրաչափման հարմար և ամենատարածված տեսակն է: Այն ավելի ճշգրիտ է, քան մյուսները: Ի վերջո, պատահական սխալներ հիմնականում առաջանում են լուծույթների ծավալը չափելիս, և այս տիտրման մեթոդով ծավալը չափվում է միայն մեկ անգամ, սակայն ուղղակի տիտրումը միշտ չէ, որ հնարավոր է։ X-ի և R-ի միջև շատ ռեակցիաներ բավականաչափ արագ չեն ընթանում, և տիտրի հաջորդ մասը ավելացնելուց հետո հավասարակշռությունը ժամանակ չունի լուծույթում հաստատվելու համար: Երբեմն ուղղակի տիտրումը հնարավոր չէ անբարենպաստ ռեակցիաների կամ համապատասխան ցուցանիշի բացակայության պատճառով: Նման դեպքերում օգտագործվում են ավելի բարդ հակադարձ կամ փոխարինող տիտրման սխեմաներ: Դրանք ներառում են առնվազն երկու քիմիական ռեակցիա:
Հետ տիտրում իրականացվում է երկփուլ սխեմայով.
X + R 1 =Y 1
R 1 + R 2 = Y 2
Օժանդակ ռեակտիվ R 1 ներմուծվում է ճշգրիտ հայտնի քանակով: R1 լուծույթի ծավալը և կոնցենտրացիան ընտրվում է այնպես, որ ռեակցիայի ավարտից հետո R1-ը մնա գերազանցում: Այնուհետև R1-ի չպատասխանված մասը տիտրվում է R2 տիտրով: Օրինակ կարող է լինել օրգանական նյութերի պերմանգանոմետրիկ տիտրացումը: Հնարավոր չէ շատ նյութեր «ուղղակի» տիտրել պերմանգանատով` դրանց օքսիդացման դանդաղության և այլ պատճառներով: Բայց դուք կարող եք նախ վերլուծվող նմուշին ավելացնել հայտնի (ավելորդ) քանակություն KMnO 4, թթվացնել և տաքացնել ստացված լուծույթը: Դա կհանգեցնի օրգանական նյութերի օքսիդացման ամբողջական և արագ ավարտին: Այնուհետև մնացած պերմանգանատը տիտրվում է որոշ ակտիվ վերականգնող նյութով, օրինակ՝ SnCl 2 կամ FeSO 4 լուծույթով:
Հետադարձ տիտրման արդյունքների հաշվարկն իրականացվում է ակնհայտ հարաբերությունների հիման վրա.
ν X =ն R 1 - ν R 2
Քանի որ այս դեպքում ծավալները չափվում են երկու անգամ (նախ ռեագենտի լուծույթի ծավալը R1, այնուհետև տիտրման R2 ծավալը), վերլուծության արդյունքի պատահական սխալը մի փոքր ավելի բարձր է, քան ուղղակի տիտրման դեպքում: Անալիզի հարաբերական սխալը հատկապես ուժեղ է ավելանում օժանդակ ռեագենտի փոքր ավելցուկով, երբ ν R 1 ≈ν R 2 :
Դասակարգումն ըստ հսկողության մեթոդի t.eq.Հայտնի են մի քանի նման մեթոդներ. Ամենապարզը ցուցիչ տիտրումն է, ամենատարածվածը գունային ցուցիչներով տիտրումն է, իսկ առավել ճշգրիտ և զգայունը գործիքային տիտրաչափման տարբերակներն են:
Ցուցանիշ առանց տիտրացիահիմնված է ռեակցիաների օգտագործման վրա, որոնք ուղեկցվում են տիտրացված լուծույթի տեսանելի հատկությունների փոփոխությամբ։ Որպես կանոն, ռեակտիվներից մեկը (X կամ R) ունի տեսանելի գույն: Նման ռեակցիայի առաջընթացը վերահսկվում է առանց հատուկ գործիքների և առանց ցուցիչ ռեակտիվների ավելացման: Այսպիսով, անգույն վերականգնող նյութերը տիտրվում են թթվային միջավայրում օքսիդացնող նյութի մանուշակագույն լուծույթով՝ կալիումի պերմանգանատ (KMnO 4): Ավելացված տիտրանի յուրաքանչյուր բաժին անմիջապես գունաթափվում է՝ վերածվելով Mn 2+ իոնների՝ վերականգնող նյութի ազդեցության տակ: Սա կշարունակվի մինչև t.eq. Այնուամենայնիվ, տիտրողի առաջին «լրացուցիչ» կաթիլը տիտրված լուծույթը կդարձնի վարդագույն-մանուշակագույն, գույնը չի անհետանա նույնիսկ լուծույթը խառնելիս: Երբ կայուն գույն է հայտնվում, տիտրումը դադարեցվում է և չափվում է սպառված տիտրանի ծավալը ( Վ k.t.t.): Տիտրման ավարտը կարելի է հայտնաբերել ոչ միայն տիտրված լուծույթում գույնի երևալուց, ինչպես դիտարկված օրինակում, այլև նախկինում գունավոր նմուշի լուծույթի գունաթափմամբ, ինչպես նաև ցանկացած նստվածքի ի հայտ գալով, դրա անհետացումով, կամ արտաքին տեսքի փոփոխություն: Ցուցանիշ չունեցող տիտրումը օգտագործվում է բավականին հազվադեպ, քանի որ միայն մի քանի ռեակցիաներ են ուղեկցվում լուծույթի տեսանելի հատկությունների փոփոխությամբ:
Գործիքային տիտրացիա. X-ի և R-ի միջև ռեակցիայի առաջընթացը կարելի է վերահսկել ոչ միայն «աչքով» (տեսողական), այլ նաև լուծույթի որոշ ֆիզիկական հատկություն չափող գործիքների օգնությամբ: Գործիքային տիտրաչափման տարբերակները տարբերվում են՝ կախված նրանից, թե լուծույթի ինչ հատկություն է վերահսկվում: Դուք կարող եք օգտագործել ցանկացած հատկություն՝ կախված տիտրացված լուծույթի որակական և քանակական կազմից։ Մասնավորապես, դուք կարող եք չափել լուծույթի էլեկտրական հաղորդունակությունը (այս տարբերակը կոչվում է հաղորդիչտիտրում), տիտրացված լուծույթի մեջ ընկղմված ցուցիչ էլեկտրոդի ներուժը ( պոտենցիոմետրիկտիտրում), լույսի կլանումը տիտրացված լուծույթով ( լուսաչափականտիտրում) և այլն: Տիտրումը կարող է դադարեցվել, երբ հասնի չափվող գույքի որոշակի նախապես ընտրված արժեք: Օրինակ, թթվային լուծույթը տիտրում են ալկալիով մինչև pH = 7 հասնելը: Այնուամենայնիվ, ավելի հաճախ նրանք դա անում են այլ կերպ. լուծույթի ընտրված հատկությունը չափվում է բազմիցս (կամ նույնիսկ անընդհատ), քանի որ տիտրը ներմուծվում է, ոչ միայն նախկինում: Ստացված տվյալների հիման վրա գծագրվում է չափված հատկության գրաֆիկական կախվածությունը ավելացված տիտրման ծավալից ( տիտրման կորը) Համարժեքության կետի մոտ նկատվում է տիտրացված լուծույթի բաղադրության և հատկությունների կտրուկ փոփոխություն, և տիտրման կորի վրա գրանցվում է թռիչք կամ ոլորում։ Օրինակ՝ լուծույթի մեջ ընկղմված էլեկտրոդի պոտենցիալի ցատկում։ T.eq-ի դիրքը գնահատվում է թեքության դիրքով կորի վրա: Այս տեսակի վերլուծությունը ավելի աշխատատար և ժամանակատար է, քան սովորական տիտրումը, բայց ավելի ճշգրիտ արդյունքներ է տալիս: Մեկ տիտրման ժամանակ հնարավոր է որոշել մի շարք բաղադրիչների անհատական կոնցենտրացիաները։
Հայտնի են գործիքային տիտրաչափության մեկ տասնյակից ավելի տարբերակներ։ Դրանց ստեղծման գործում մեծ դեր է խաղացել ամերիկացի վերլուծաբան Ի.Կոլթոֆը։ Համապատասխան տեխնիկան տարբերվում է չափվող լուծույթի հատկությամբ, օգտագործվող սարքավորումներով և վերլուծական հնարավորություններով, սակայն դրանք բոլորն էլ ավելի զգայուն և ընտրողական են, քան ցուցիչի վրա հիմնված կամ առանց ցուցիչի տեսողական տիտրաչափման տարբերակները: Գործիքային կառավարումը հատկապես կարևոր է, երբ ցուցիչները չեն կարող օգտագործվել, օրինակ՝ պղտոր կամ ինտենսիվ գունավոր լուծույթները վերլուծելիս, ինչպես նաև միկրոաղտոտումները որոշելիս և խառնուրդները վերլուծելիս: Այնուամենայնիվ, գործիքային տիտրաչափությունը պահանջում է լաբորատորիան սարքավորել հատուկ գործիքներով, գերադասելի է ինքնաձայնագրվող կամ լիովին ավտոմատացված, ինչը միշտ չէ, որ տնտեսապես հնարավոր է: Շատ դեպքերում բավականին ճշգրիտ և հուսալի արդյունքներ կարելի է ստանալ ավելի պարզ և էժան եղանակով՝ ելնելով ցուցիչների կիրառությունից:
Ցուցանիշների օգտագործումը. Հատուկ ռեագենտի փոքր քանակությունը կարող է նախապես ավելացվել տիտրված նմուշին. ցուցիչ. Տիտրումը պետք է դադարեցվի այն պահին, երբ ցուցիչը փոխում է իր տեսանելի գույնը ներմուծված տիտրման ազդեցության տակ, սա տիտրման վերջնակետն է: Կարևոր է, որ գունային փոփոխությունը աստիճանաբար տեղի չունենա՝ ընդամենը մեկ «լրացուցիչ» տիտրանի կաթիլ ավելացնելու արդյունքում: Որոշ դեպքերում ցուցիչը չի փոխում իր գույնը, լուծելիությունը կամ լյումինեսցիայի բնույթը: Այնուամենայնիվ, նման ցուցանիշները (adsorption, fluorescent, chemiluminescent և այլն) օգտագործվում են շատ ավելի հազվադեպ, քան գունային ցուցիչները: Ցանկացած ցուցիչի գույնի փոփոխություն տեղի է ունենում տիտրողի հետ ցուցիչի քիմիական փոխազդեցության պատճառով, ինչը հանգեցնում է ցուցիչի նոր ձևի անցմանը: Ցուցանիշների հատկությունները պետք է ավելի մանրամասն դիտարկվեն:
Ցուցանիշներ
Անալիտիկ լաբորատորիաներում օգտագործվում են տարբեր տեսակի մի քանի հարյուր գունային ցուցիչներ (թթու-բազային, մետալոխրոմային, ադսորբցիոն և այլն)։ Ժամանակին որպես ցուցիչ օգտագործվում էին բույսերից ստացված թուրմերը՝ մանուշակի ծաղիկներից կամ քարաքոսերի հատուկ տեսակից (լակմուս)։ Ռ.Բոյլն առաջինն է օգտագործել նման ցուցանիշներ։ Ներկայումս բնական ցուցանիշները չեն օգտագործվում, քանի որ դրանք միշտ տարբեր նյութերի խառնուրդ են, ուստի դրանց գույնի անցումը հստակ արտահայտված չէ։ Ժամանակակից ցուցանիշները հատուկ սինթեզված առանձին օրգանական միացություններ են: Որպես կանոն, ցուցիչները անուշաբույր շարքի միացություններ են, որոնց մոլեկուլները պարունակում են մի քանի ֆունկցիոնալ խմբեր (փոխարինողներ), հայտնի են բազմաթիվ նմանատիպ միացություններ, բայց դրանցից միայն մի քանիսը կարող են օգտագործվել որպես գունային ցուցիչներ։ Առաջարկվող ցուցանիշը պետք է համապատասխանի մի շարք պահանջների.
· ցուցանիշը պետք է լավ լուծարվի, տալով լուծույթներ, որոնք կայուն են պահպանման ընթացքում.
· լուծույթում ցուցիչը պետք է գոյություն ունենա մի քանի ձևերով՝ տարբեր մոլեկուլային կառուցվածքով: Ձևերի միջև պետք է հաստատվի շարժական քիմիական հավասարակշռություն: Օրինակ, ցուցիչի թթվային ձևը գնում է հիմնականի մեջ (և հակառակը), օքսիդացվածը գնում է կրճատվածի մեջ (և հակառակը); մետաղական քրոմային ցուցիչը շրջելիորեն կոմպլեքսավորված է մետաղական իոններով և այլն;
· գույնի ցուցիչը պետք է ինտենսիվ կլանում է լույսը սպեկտրի տեսանելի հատվածում: Նրա լուծույթի գույնը պետք է տարբերվի նույնիսկ շատ ցածր կոնցենտրացիաներում (10 -6 - 10 -7 մոլ/լ): Այս դեպքում հնարավոր կլինի տիտրացված լուծույթի մեջ ներդնել ցուցանիշի շատ փոքր քանակություններ, ինչը նպաստում է վերլուծության ավելի ճշգրիտ արդյունքների ստացմանը.
· Ցուցանիշի տարբեր ձևերը պետք է տարբեր լինեն իրենց գույնով, այսինքն ՝ տեսանելի տարածքում կլանման սպեկտրով: Այս դեպքում տիտրման ժամանակ կնկատվի հակապատկերային գունային անցում, օրինակ՝ ցուցիչի գունային անցումը վարդագույնից զմրուխտ կանաչին հստակ տեսանելի է աչքին։ Անցումային վարդագույն կամ նարնջագույն կամ մանուշակագույն գույնով շատ ավելի դժվար է ֆիքսել տիտրման վերջնակետը (e.t.t.): Շատ կարևոր է, թե որքանով են տարբեր ցուցիչի երկու ձևերի կլանման սպեկտրները: Եթե ցուցիչներից մեկը առավելագույնս կլանում է լույսը λ 1 ալիքի երկարությամբ, իսկ մյուսը՝ λ 2, ապա ∆λ = λ 1 - λ 2 տարբերությունը բնութագրում է գունային անցման հակադրությունը։ Որքան մեծ է Δλ, այնքան ավելի լավ է ընկալվում ցուցիչի գունային անցումը աչքով: Գույնի անցման տեսողական հակադրությունը մեծացնելու համար երբեմն օգտագործվում են տարբեր ցուցիչների խառնուրդներ կամ ցուցիչին ավելացվում է օտար իներտ ներկ.
· ցուցիչի անցումը մի ձևից մյուսին, երբ լուծույթի կազմը փոխվում է, պետք է տեղի ունենա շատ արագ, վայրկյանի մի մասում.
· անցումը պետք է պայմանավորված լինի մեկ գործոնով, որը նույնն է այս տեսակի բոլոր ցուցանիշների համար: Այսպիսով, թթու-բազային ցուցիչի գույնի փոփոխություն չպետք է տեղի ունենա այլ տեսակի ռեակցիաների պատճառով, օրինակ, օքսիդացնող նյութերի կամ մետաղական իոնների կամ սպիտակուցների հետ փոխազդեցության ժամանակ: Ընդհակառակը, ռեդոքս ցուցիչները պետք է փոխեն իրենց գույնը միայն օքսիդացնող նյութերի և վերականգնող նյութերի հետ փոխազդեցության շնորհիվ, և դա պետք է տեղի ունենա յուրաքանչյուր ռեդոքսային ցուցիչի համար հատուկ որոշակի պոտենցիալով: Այս ցուցանիշների գույնը և անցումային ներուժը չպետք է կախված լինեն լուծույթի pH-ից: Ցավոք, գործնականում շատ ռեդոքս ցուցանիշների անցումային ներուժը կախված է pH-ից:
Կողմնակի պրոցեսների ազդեցությունը թուլացնելու համար երբեմն ցուցիչը չի ներմուծվում տիտրացված լուծույթի մեջ, այլ, ընդհակառակը, տիտրման ընթացքում պարբերաբար վերցվում է տիտրացված լուծույթի մի կաթիլ, որը խառնվում է ժամացույցի ապակու վրա ցուցիչի կաթիլով։ լուծում և դիտարկել, թե ինչ գույն է ստացվում: Այս տեխնիկան թույլ է տալիս օգտագործել անդառնալիորեն արձագանքող ցուցիչներ: Ավելի հարմար է աշխատել «արտաքին ցուցիչի» հետ, եթե նախապես թրջում եք թուղթը։
Տիտրման վերջնակետը, որը որոշվում է ցուցիչի գունային անցումով, կարող է չհամընկնել համարժեքության կետի հետ: Անհամապատասխանություն Վկ.տ.տ. Եվ Վ t.eq-ը հանգեցնում է վերլուծության արդյունքի համակարգված սխալի: Սխալի մեծությունը որոշվում է ցուցիչի բնույթով, կոնցենտրացիայով և տիտրացված լուծույթի բաղադրությամբ:
Ցուցանիշների ընտրության սկզբունքը շատ պարզ է և ունիվերսալ: ցուցիչի անցումային հատկանիշը (pT տիտրման ինդեքս, անցումային ներուժ և այլն) պետք է համապատասխանի համարժեք կետում տիտրված լուծույթի ակնկալվող բաղադրությանը:Այսպիսով, եթե վերլուծաբանը տիտրում է ամուր հիմքով ուժեղ թթվի ջրային լուծույթը, համարժեքության կետում լուծումը կունենա pH = 7: Հետևաբար, անհրաժեշտ է օգտագործել թթու-բազային ցուցիչ, որը փոխում է գույնը մոտավորապես pH 7-ում: (բրոմոտիմոլ կապույտ և այլն): Պահանջվող տեղեկատվությունը pT - տիտրման ցուցանիշների մասին տարբեր տեսակի ցուցիչների համար գտնվում է տեղեկատու գրականության մեջ:
Տիտրաչափական վերլուծության արդյունքների հաշվարկ
Խորհուրդ չի տրվում տիտրաչափական վերլուծության արդյունքները հաշվարկել անմիջապես ռեակցիայի հավասարումից, օրինակ՝ օգտագործելով համամասնությունները: Հաշվարկային խնդիրների լուծման այս «դպրոցական» մեթոդը իռացիոնալ է և, որպես կանոն, չի ապահովում պահանջվող ճշգրտությունը։ Տիտրաչափական վերլուծության արդյունքները հաշվարկվում են համարժեքների օրենքի հիման վրա ստացված մի քանի պատրաստի հանրահաշվական բանաձևերից մեկի միջոցով: Նախնական տվյալները կլինեն սպառված տիտրանի ծավալը (միլիլիտրներով) և տիտրանի կոնցենտրացիան (մոլ/լիտրով), դրանք պետք է հաստատվեն պահանջվող ճշգրտությամբ:
Հաշվարկի մեթոդը կախված չէ տիտրման ընթացքում տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիայի տեսակից և համարժեք կետի վերահսկման եղանակից (ցուցանիշ, սարք և այլն): Հաշվարկի բանաձևի ընտրությունը որոշվում է, թե որ տիտրման մեթոդն է (ուղիղ, հակադարձ, փոխարինում) օգտագործվում է վերլուծության ժամանակ: Բանաձև ընտրելիս պետք է առանձնացնել երկու դեպք՝ ա) X լուծույթի կոնցենտրացիայի հաշվարկ, բ) որոշում. բաղադրիչի զանգվածային բաժինը (X-ի տոկոսը նմուշում):
Հաշվարկի բանաձևերը առավել պարզ են թվում, եթե որոշվող բաղադրիչի և տիտրանի կոնցենտրացիաները արտահայտված են որպես համապատասխան լուծույթների մեկ լիտրում դրանց համարժեքների մոլերի քանակ, այսինքն. օգտագործել որոշվող բաղադրիչի կոնցենտրացիան ( N x) և տիտրանտ (N T ), արտահայտված լուծույթի մեկ լիտրի համար համարժեք մոլերի քանակով։ Նախկինում այս կոնցենտրացիաները կոչվում էին նորմալ: Այժմ այս տերմինը խորհուրդ չի տրվում, բայց գործնականում այն շատ լայնորեն կիրառվում է, հատկապես ռեդոքսմետրիայում։ Բայց կոմպլեքսաչափության և որոշ այլ մեթոդների մեջ, որտեղ X անալիտի 1 մոլը միշտ արձագանքում է 1 մոլ տիտրանի հետ, նորմալ կոնցենտրացիաները համընկնում են սովորական մոլային կոնցենտրացիաների հետ ( C x և C T ), և հետևաբար արդյունքները հաշվարկելիս կարիք չկա օգտագործել նորմալ կոնցենտրացիաներ և համարժեքներ:
Ի տարբերություն սովորական մոլային կոնցենտրացիաների, նորմալ կոնցենտրացիան որոշվում է՝ հաշվի առնելով տիտրման ընթացքում տեղի ունեցող ռեակցիայի քիմիական կազմը։ Օգտակար է հիշել, որ X-ի նորմալ կոնցենտրացիան լուծույթում կամ հավասար է նրա մոլային կոնցենտրացիան, կամ գերազանցում է այն մի քանի (2,3,4 ....) անգամ՝ կախված նրանից, թե քանի պրոտոն (կամ էլեկտրոն) է մասնակցում։ ռեակցիայի մեջ՝ ըստ X-ի մասնիկի: Ռեակցիայի հավասարումը գրելիս, համարժեքները որոշելիս և նորմալ կոնցենտրացիաները հաշվարկելիս պետք է հաշվի առնել այն պայմանները, որոնցում տեղի է ունենում տիտրումը և նույնիսկ ցուցիչի ընտրությունը:
Քաշըտիտրել է Xatուղղակի տիտրումհավասար (մգ-ով):
m x =N Տ. Վ Տ. E x, (1),
որտեղ E x - X-ի համարժեքի մոլային զանգվածը, որը համապատասխանում է մեկ պրոտոնին (թթու-բազային ռեակցիաներում), մեկ էլեկտրոնի (օդոքսային ռեակցիաներում), մեկ լիգանդի (բարդ առաջացման ռեակցիաներում) և այլն:Վ Տ - տիտրման ծավալը (մլ-ով): Կոմպլեքսաչափության մեջ անալիտի զանգվածը (մգ-ով) լավագույնս հաշվարկվում է բանաձևով, որը ներառում է արժեքը. M x -մոլային զանգված X:
m x = C T. Վ Տ. M x (2).
(4.11)-ից հետևում է, որ նմուշի նմուշում X-ի զանգվածային բաժինը, արտահայտված տոկոսով, հավասար է.
%X = N Տ. Վ Տ. Ե x . 100% / մ Ս , (3),
որտեղ մ Ս - նմուշի զանգվածը մգ-ով: Սովորաբար, տիտրման արդյունքը կախված չէ ջրի ծավալից, որում նմուշը լուծվել է մինչև տիտրումը, և այդ ծավալը հաշվի չի առնվում հաշվարկներում: Եթե դուք տիտրում եք ոչ թե ամբողջ նմուշը, այլ միայն դրա մի մասը (բաժանմունք), ապա պետք է հաշվի առնել լրացուցիչ գործակիցը. TO , հավասար է հարաբերակցությանը V 0 - լուծույթի ծավալը, որի մեջ փոխանցվել է այս նմուշը և որից վերցվել են մասնաբաժիններՎ ալիկ - ծավալային մասնաբաժինը.
m x = K. N T. Վ Տ. E x, (4).
Հաշվարկելիս կոնցենտրացիաներըԸստ ուղղակի (կամ փոխարինման) տիտրման մեթոդի, օգտագործվում է պարզ բանաձև, որը ուղղակիորեն հետևում է համարժեքների օրենքին.
N x. V x =N Տ. V T (5).
վերլուծություն, սակայն գործարանային լաբորատորիաներում կիրառում են նաեւ հաշվարկի այլ մեթոդներ։
Աշխատանքային լուծույթների պատրաստում տիտրաչափության մեջ
Տիտրաչափական վերլուծության մեջ օգտագործվող ճշգրիտ հայտնի կոնցենտրացիայի աշխատանքային լուծույթները պատրաստվում են մի քանի եղանակով.
· ըստ քիմիական ռեագենտի ճշգրիտ կշռմանվերցված վերլուծական հաշվեկշռի վրա: Այս նմուշը լուծվում է փոքր քանակությամբ լուծիչի մեջ, այնուհետև ստացված լուծույթի ծավալը ճշգրտվում է ծավալային կոլբայի նշագծին: Ստացված լուծույթները կոչվում են ստանդարտ, իսկ համապատասխան ռեակտիվները՝ առաջնային ստանդարտներ։ Միայն մի քանի նյութեր կարող են լինել առաջնային ստանդարտներ. դրանք պետք է լինեն մաքուր քիմիկատներ՝ մշտական և ճշգրիտ հայտնի բաղադրությամբ, պինդ սենյակային ջերմաստիճանում, կայուն օդում և ոչ հիգրոսկոպիկ կամ ցնդող: Օրինակները ներառում են կալիումի երկքրոմատ, կոմպլեքս III, օքսալաթթու: Ընդհակառակը, նմուշից անհնար է պատրաստել աղաթթվի ստանդարտ լուծույթ («հիդրոքլորային թթու» ռեագենտը ոչ ճշգրիտ հայտնի բաղադրությամբ հեղուկ է), երկաթի քլորիդ (օդում արագ օքսիդանում), նատրիումի հիդրօքսիդ (հիգրոսկոպիկ) և շատ այլ նյութեր:
· ֆիքսված ալիքներից. Այս տերմինը վերաբերում է կնքված ապակե ամպուլին, որը պարունակում է որոշակի քանակությամբ ռեագենտ, սովորաբար 0,1000 մոլ համարժեք: Ֆիքսանները պատրաստվում են գործարանում։ Եթե լաբորատորիայում ֆիքսանալի պարունակությունը քանակապես տեղափոխեք 1000 մլ ծավալային կոլբայի մեջ և լուծիչով հասցնեք նշագծին, ապա կստանաք մեկ լիտր ուղիղ 0,1000 Ն լուծույթ։ Ամրագրող լուծույթների պատրաստումը ոչ միայն խնայում է վերլուծաբանի ժամանակը, այլև թույլ է տալիս ճշգրիտ հայտնի կոնցենտրացիաներով լուծույթներ պատրաստել այն նյութերից, որոնք չունեն առաջնային ստանդարտների համար պահանջվող հատկությունների համալիր (օրինակ՝ աղաթթվի, ամոնիակի կամ յոդի լուծույթների ամրագրումը): .
· տեխնիկական մասշտաբով վերցված քիմիական ռեագենտի մոտավորապես հայտնի կշռված մասի համաձայն: Այս նմուշը լուծվում է մոտավորապես հայտնի քանակությամբ լուծիչի մեջ: Այնուհետև կատարվում է լրացուցիչ գործողություն՝ ստացված լուծույթի ստանդարտացում։ Օրինակ, մեկ այլ նյութի ճշգրիտ կշռված մասը (առաջնային ստանդարտ) տիտրվում է ստացված լուծույթով: Դուք կարող եք դա անել այլ կերպ՝ վերցնել պատրաստի լուծույթի հայտնի ծավալը (ալիքոտը) և տիտրել այն համապատասխան ստանդարտ լուծույթով:Տիտրման համար օգտագործվող ծավալի հիման վրա հաշվարկվում է պատրաստված լուծույթի ճշգրիտ կոնցենտրացիան: Նման լուծումները կոչվում են ստանդարտացված: Օրինակ, KOH լուծույթը ստանդարտացված է, օգտագործելով օքսալաթթվի կշռված մասը կամ օգտագործելով աղաթթվի ֆիքսված լուծույթ: Եթե լաբորատորիայում նյութը հասանելի է մոտավորապես հայտնի կոնցենտրացիայի խտացված լուծույթի տեսքով (օրինակ՝ աղաթթու), ապա այն կշռելու փոխարեն չափվում է խտացված լուծույթի որոշակի նախապես հաշվարկված ծավալ։ Սա պահանջում է նախնական լուծույթի խտության իմացություն: Այնուհետեւ, ինչպես նախորդ դեպքում, ստացված լուծումը ստանդարտացված է:
Պահպանման ընթացքում լուծույթների կոնցենտրացիան չպետք է ինքնաբերաբար փոխվի: Այս դեպքում առանց հավելյալ գործողությունների տիտրման համար կարող են օգտագործվել նախապես պատրաստված (ստանդարտ կամ ստանդարտացված) լուծույթները, պետք է նշել, որ որքան նոսրացված է լուծույթը, այնքան պակաս կայուն է պահպանման ժամանակ (լուծված նյութի հիդրոլիզ, օքսիդացում): թթվածնային օդի հետ, ապակյա սպասքի ներքին մակերեսի կլանումը և այլն): Ուստի ցածր կոնցենտրացիաներով աշխատանքային լուծույթները, որպես կանոն, նախապես չեն պատրաստվում։ Պատրաստվում են միայն ըստ անհրաժեշտության՝ օգտագործման օրը։ Դա անելու համար օրիգինալ (ստանդարտ, ֆիքսված կամ ստանդարտացված) լուծույթները նոսրացվում են մաքուր լուծիչով հստակ հայտնի քանակով (սովորաբար լուծույթը նոսրացվում է 5 կամ 10 անգամ մեկ գործողության ընթացքում): Եթե նույնիսկ ավելի շատ նոսրացված լուծույթներ են պահանջվում, այս գործողությունը կրկնվում է: Օրինակ՝ 0,1 Մ լուծույթից պատրաստվում է 0,01 Մ, դրանից՝ 0,001 Մ և այլն։
Հստակ հայտնի կոնցենտրացիաներով լուծույթների պատրաստումը պահանջում է հատուկ չափիչ պարագաների մի ամբողջ հավաքածուի օգտագործում, որը թույլ է տալիս չափել ծավալները պահանջվող ճշգրտությամբ: Սրանք ծավալային կոլբաներ, պիպետներ և բյուրետներ են: Լաբորատոր աշխատանքների ձեռնարկներում տրվում են ապակյա իրերի չափման նկարագրություններ և դրանց հետ աշխատելու կանոններ:
Տիտրման մեթոդներ
Առանձին նմուշների մեթոդ և չափաբաժինների մեթոդ. Պատահական սխալների ազդեցությունը նվազեցնելու համար տիտրումները սովորաբար կրկնվում են մի քանի անգամ, իսկ հետո արդյունքները միջինացվում են: Կրկնվող անալիզները կարող են իրականացվել երկու տարբեր եղանակներով՝ առանձին նմուշների մեթոդով կամ ալիքոտ մեթոդով: Երկու մեթոդներն էլ օգտագործվում են ինչպես աշխատանքային լուծումների ստանդարտացման, այնպես էլ իրական օբյեկտների ուղղակի վերլուծության համար։
Առանձին նմուշների մեթոդ, ինչպես պարզ է իր անունից, ենթադրում է, որ վերլուծված նյութի մի քանի հատված վերցված է տիտրման համար։ Նրանց զանգվածները պետք է մոտավորապես հավասար լինեն: Նմուշի չափը ընտրվում է հաշվի առնելով տիտրման ցանկալի սպառումը մեկ տիտրման համար (բյուրետի ծավալից ոչ ավելի) և հաշվի առնելով տիտրման կոնցենտրացիան:
Թույլ տվեք վերցնել օքսալաթթվի երեք կշռված բաժիններ, որոնց զանգվածները նշված են Աղյուսակ 2-ում: Յուրաքանչյուր տիտրման տվյալների հիման վրա հաշվարկվում է KOH-ի կոնցենտրացիան (առանձին): Այնուհետև կոնցենտրացիաները միջինացվում են: Տարբեր չափաբաժինների տիտրման վրա ծախսված ծավալները չեն կարող միջինացվել:
Աղյուսակ 2. Անալիզի արդյունքների հաշվարկման օրինակ՝ օգտագործելով առանձին նմուշների մեթոդը
|
Կախեք համարը |
Քաշը, մգ |
Տիտրանտի ծավալը, մլ |
Գտնվել է KOH-ի կոնցենտրացիան, մոլ/լ |
|
95,7 |
14,9 |
0,102 |
|
|
106,9 |
16,2 |
0,105 |
|
|
80,8 |
12,7 |
0,101 |
|
|
Վերլուծության միջին արդյունքը C KOH = 0,103 մոլ/լ |
|||
Տարբեր տիտրման մեթոդ (կամ պիպերտավորման մեթոդ)հիմնված է մի քանի առանձին բաժինների տիտրման վրա՝ փորձարկման լուծույթի փոքր ծավալներ, որոնք ընտրված են պիպետների միջոցով:
Առանձին չափաբաժինների մեթոդը և չափաբաժնի տիտրման մեթոդը օգտագործվում են ոչ միայն ուղղակի տիտրման համար, ինչպես ցույց է տրված օրինակներում, այլ նաև հակադարձ և փոխարինող տիտրման համար: Տիտրման մեթոդ ընտրելիս պետք է հաշվի առնել, որ առանձին նմուշների մեթոդը տալիս է ավելի ճշգրիտ արդյունքներ, սակայն այն ավելի աշխատատար է և պահանջում է ավելի մեծ ծավալի հաշվարկներ։ Հետևաբար, աշխատանքային լուծումները ստանդարտացնելու համար ավելի լավ է օգտագործել առանձին մասերի մեթոդը, իսկ սերիական անալիզների համար՝ ավելի արագ ալիքոտների մեթոդը:
Տիտրման կորերի ձևը
Լոգարիթմական տիտրման կորերներկայացնում է ռեագենտներից մեկի հավասարակշռության կոնցենտրացիայի լոգարիթմի գրաֆիկական կախվածությունը ավելացված տիտրանի ծավալից: Համակենտրոնացման լոգարիթմի փոխարեն լուծույթի pH արժեքը (ջրածնի արժեքը) սովորաբար գծագրվում է ուղղահայաց առանցքի վրա։ Օգտագործվում են նաև այլ նմանատիպ ցուցանիշներ (օրինակ՝ pAg = - log), ինչպես նաև տիտրված լուծույթի այն ֆիզիկաքիմիական հատկությունների արժեքը, որոնք գծայինորեն կախված են հավասարակշռության կոնցենտրացիաների լոգարիթմներից։ Օրինակ կարող է լինել էլեկտրոդի պոտենցիալը (E):
Եթե լուծույթը պարունակում է միայն մեկ նյութ, որը փոխազդում է տիտրողի հետ, և ռեակցիան նկարագրվում է մեկ քիմիական հավասարմամբ (այսինքն՝ այն չի առաջանում աստիճանաբար), ապա գրեթե ուղղահայաց հատվածը կոչվում է. տիտրացիոն ցատկ . Ընդհակառակը, կորի հատվածները հեռու են t.eq. մոտ հորիզոնական. Օրինակ՝ լուծույթների pH-ի կախվածությունը ավելացված տիտրանի V ծավալից, ցույց է տրված Նկ. 1-ում։
Նկ.1. Տիտրման կորերի տեսակը
Որքան բարձր է տիտրման կորի ցատկման բարձրությունը, այնքան ավելի ճշգրիտ կարող է ֆիքսվել համարժեքության կետը:
Թթու-բազային տիտրում (չեզոքացման մեթոդ)
Մեթոդի սկզբունքը
Չեզոքացման մեթոդը հիմնված է թթու-բազային (պրոտոլիտիկ) ռեակցիաների վրա։ Այս տիտրման ընթացքում լուծույթի pH արժեքը փոխվում է։ Թթու-բազային ռեակցիաները առավել հարմար են տիտրաչափական վերլուծության համար. դրանք ընթանում են ըստ խիստ սահմանված հավասարումների, առանց կողմնակի պրոցեսների և շատ բարձր արագությամբ: Ուժեղ թթուների փոխազդեցությունը ուժեղ հիմքերի հետ հանգեցնում է բարձր հավասարակշռության հաստատունների։ Հայտնաբերելու c.t.t. Կա հարմար և լավ ուսումնասիրված մեթոդ՝ թթու-բազային ցուցիչների օգտագործումը։ Կարող են օգտագործվել նաև գործիքային մեթոդներ, դրանք հատկապես կարևոր են ոչ ջրային, պղտոր կամ գունավոր լուծույթների տիտրման ժամանակ։
Չեզոքացման մեթոդը ներառում է երկու տարբերակ թթվաչափություն(տիտրանտը ուժեղ թթվային լուծույթ է) և ալկալիմետրիա(տիտրանտը ամուր հիմքի լուծույթ է): Այս մեթոդները համապատասխանաբար օգտագործվում են հիմքերի և թթուների որոշման համար, այդ թվում՝ իոնային և բազմապրոտիկ։ Ուժեղ պրոտոլիտների տիտրման ունակությունը որոշվում է դրանց կոնցենտրացիայից. տիտրումը հնարավոր է, եթե C x> 10 - 4 Մ Այս տիտրման ժամանակ ջրային լուծույթում տեղի է ունենում հետևյալ ռեակցիան.
H 3 O + +OH - ® 2H2O
Ջրային լուծույթներում թույլ թթուների և թույլ հիմքերի տիտրումը կատարվում է հետևյալ սխեմաներով.
HA+OH - ® H 2 O (ալկալիմետրիա)
B+H 3 O + ® NV + + H 2 O (թթվաչափություն)
Թթու-բազային տիտրման գործնական կիրառությունների օրինակներ.
· սննդամթերքի, հողի և բնական ջրերի թթվայնության որոշում (ֆենոլֆթալեինի ցուցիչով ջրային լուծույթների ալկալիմետրիկ տիտրացիա);
· նավթամթերքների թթվայնության որոշում (ոչ ջրային լուծույթների ալկալիմետրիկ տիտրում c.t.t.-ի գործիքային հսկողությամբ);
· հանքանյութերում և շինանյութերում կարբոնատների և բիկարբոնատների որոշում (ջրային լուծույթների թթվաչափական տիտրացում երկու ցուցիչով);
· ազոտի որոշում ամոնիումի աղերում և օրգանական նյութերում (Kjeldahl մեթոդ): Այս դեպքում օրգանական ազոտ պարունակող նյութերը քայքայվում են խտացրած ծծմբական թթվով եռալով սնդիկի աղերի առկայության դեպքում, ամոնիակային ազոտը թորվում է ալկալիի ազդեցությամբ, երբ տաքացվում է, ամոնիակը ներծծվում է HCl-ի ստանդարտ լուծույթով, որը վերցված է. ավելցուկ. Այնուհետև HCl-ի չհակազդող մասը տիտրում են ալկալիով մեթիլ նարնջի ցուցիչի առկայության դեպքում։ Այս տեխնիկան օգտագործում է ինչպես փոխարինման սկզբունքը, այնպես էլ հետ տիտրման մեթոդը:
Աշխատանքային լուծումներ.Ջրային լուծույթների թթվաչափական տիտրման ժամանակ օգտագործվում են տիտրիչներուժեղ թթուների լուծույթներ (HCl, պակաս հաճախ HNO 3 կամ H 2 SO 4): IN ալկալիմետրիա տիտրանտներ - NaOH կամ KOH լուծույթներ: Այնուամենայնիվ, թվարկված ռեակտիվները չունեն այնպիսի հատկություններ, որոնք հնարավորություն կտան դրանցից ստանդարտ լուծույթներ պատրաստել պարզապես ճշգրիտ կշռելով: Այսպիսով, պինդ ալկալիները հիգրոսկոպիկ են և միշտ պարունակում են կարբոնատների կեղտեր: HCl-ի և այլ ուժեղ թթուների դեպքում սկզբնական ռեագենտը մաքուր նյութ չէ, այլ ոչ ճշգրիտ հայտնի կոնցենտրացիայով լուծույթ։ Ուստի չեզոքացման մեթոդով նախ պատրաստվում է մոտավորապես հայտնի կոնցենտրացիայով լուծույթ, այնուհետև այն ստանդարտացվում է։ Թթվային լուծույթները ստանդարտացված են անջուր նատրիումի կարբոնատի Na 2 CO 3 (սոդա) կամ նատրիումի տետրաբորատի Na 2 B 4 O 7 համար: . 10H 2 O (բորակ): Բորակը, երբ լուծվում է, փոխազդում է ջրի հետ.
B 4 O 7 2– + 3H 2 O \u003d 2H 3 VO 3 + 2VO 2 -
Ստացված մետաբորատը բավականին ամուր հիմք է: Այն տիտրվում է թթվով.
VO 2 – + H 3 O + = H 3 VO 3:
Ակնհայտ է, որ բորակի համարժեքի մոլային զանգվածն է Մ(½ Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O) = 190,71 գ/մոլ: Բարձր մոլային զանգվածի համարժեքը բորակի առավելությունն է որպես առաջնային ստանդարտ: Ալկալիների լուծույթները ստանդարտացված են կալիումի հիդրոֆտալատի համար: Հիդրոֆտալատի մոլեկուլը պարունակում է շարժական պրոտոն և ունի թույլ թթվի հատկություններ.
Բենզոյան թթու C 6 H 5 COOH և oxalic թթու H 2 C 2 O 4 հաճախ օգտագործվում են որպես ստանդարտներ . 2H 2 O և այլ թույլ օրգանական թթուներ (պինդ, մաքուր, կայուն նյութեր): Լաբորատորիաներում թթուների և հիմքերի ստանդարտ 0,1000 Մ լուծույթները սովորաբար պատրաստվում են ֆիքսանալներից: Պատրաստված թթվային լուծույթը կարող է օգտագործվել ալկալային լուծույթը ստանդարտացնելու համար և հակառակը: Ստանդարտացված թթվային լուծույթները կայուն են և կարող են պահպանվել առանց փոփոխության անորոշ երկար ժամանակով: Ալկալիների լուծույթները պակաս կայուն են, խորհուրդ է տրվում դրանք պահել մոմապատ կամ ֆտորոպլաստիկ տարաներում՝ ապակու հետ փոխազդեցությունը կանխելու համար: Պետք է հաշվի առնել, որ ալկալային լուծույթները օդից կլանում են CO 2, պահեստավորման ընթացքում դրանք պաշտպանվում են կրաքարով կամ սոդայի կրաքարով լցված խողովակով:
Բրինձ. 2. Թթվային չեզոքացման ուժեղ կորեր:
1 - 0,1 Մ, 2 - 0,01 Մ, 3 - 0,001 Մ.
Հայտնաբերելու c.t.t. գունային ցուցիչով անհրաժեշտ է, որ ցատկի բարձրությունը մեծ լինի ցուցիչի անցման միջակայքի լայնությունից: Վերջինս սովորաբար կազմում է մոտ երկու pH միավոր:
Թույլ թթուների չեզոքացման կորի ցատկի բարձրությունը կախված է թթվի հզորությունից (նրա թթվային հաստատունի արժեքը կամ pK a )։ Մասնավորապես, որքան թույլ է թթունը (որքան մեծ է pK a արժեքը), այնքան փոքր, այլ հավասար լինելով, պետք է լինի ցատկի բարձրությունը:
1 - աղաթթու, 2 - քացախաթթու (pK a = 4.8), 3 - hydrocyanic թթու (pK a = 9.2):
Թռիչքի բարձրությունը պետք է լինի ավելի մեծ, քան ցուցիչի անցումային գոտու լայնությունը, որը սովորաբար կազմում է 2 pH միավոր: Հետևաբար, դեպի Ինչպես ուժեղ էլեկտրոլիտների դեպքում, տիտրման չափանիշ թույլ պրոտոլիտը 1% սխալով կարող է ստացվել ∆p Н ±1% ≥ 2 պայմանից: Թույլ թթվի ջրային լուծույթի համար մենք ստանում ենք պահանջվող չափանիշը հետևյալ ձևով.
Ռ TOա+ էջ ՀԵՏ≤ 8
p C \u003d 2-ում կրիտիկական արժեքը p Կ ահավասար է 6. Այսինքն, եթե թթուն շատ թույլ է եւ նրա pK Ա 6-ից մեծ, ապա այն չի կարող ճշգրիտ տիտրվել գունային ցուցիչներով:
Պրոտոլիտների և բազմապրոտոնային պրոտոլիտների խառնուրդների տիտրում.Խառը լուծույթներում ուժեղ թթուները ճնշում են ավելի թույլների պրոտոլիզը։ Նույնը նկատվում է տարբեր հզորության հիմքերի խառնուրդ պարունակող լուծույթներում, երբ նման խառնուրդին ավելացվում է տիտրող, նախ տիտրում են ավելի ուժեղ նախոլիտը, և միայն դրանից հետո ավելի թույլն արձագանքում է տիտրողի հետ։ Այնուամենայնիվ, խառնուրդի տիտրման կորի մեջ դիտվող թռիչքների քանակը կախված է ոչ միայն առկա պրոտոլիտների քանակից, այլև համապատասխան թթվայնության (հիմնականության) հաստատունների բացարձակ արժեքներից, ինչպես նաև դրանց հարաբերակցությունից: Խառնուրդի բաղադրիչների թթվայնության (կամ հիմնականության) հաստատունները պետք է տարբերվեն ավելի քան 10 4 անգամ, միայն այս դեպքում տիտրման կորի վրա առանձին կնկատվեն հստակ արտահայտված տիտրման թռիչքներ, և յուրաքանչյուր բաղադրիչի որոշման հարաբերական սխալը չի գերազանցի. 1%: Պրոտոլիտների առանձին տիտրման հնարավորության չափանիշը այսպես կոչված «չորս միավորների կանոնն է».
(6)
Բազմապրոտոնային պրոտոլիտները փոխազդում են տիտրիչների հետ փուլ առ փուլ, սկզբում առաջին փուլում, այնուհետև երկրորդում և այլն, եթե համապատասխան թթվայնության հաստատունները տարբերվում են պայմանի համաձայն (6): Չեզոքացման կորերը հաշվարկելիս բազմապրոտոնային պրոտոլիտները կարող են դիտարկվել որպես տարբեր էլեկտրոլիտների խառնուրդներ: .
Որպես օրինակ՝ վերլուծենք հնարավորությունը 
Նկ.5. Կարբոնատ և բիկարբոնատ իոնների խառնուրդի տիտրման կորը լուծույթով HCl.
Նշվում են pH արժեքները, որոնցում նկատվում են ցուցիչների գունային անցումներ:
Երկու ուժեղ թթուների խառնուրդը, երկու հավասարապես թույլ թթուների խառնուրդը կամ երկու հիմքերի խառնուրդը համանման p. TOբՏիտրման կորի մեջ երկու առանձին թռիչք չկա: Այնուամենայնիվ, դեռևս միանգամայն հնարավոր է որոշել նման խառնուրդների բաղադրիչների կոնցենտրացիան առանձին: Այս խնդիրները հաջողությամբ լուծվում են՝ օգտագործելով տարբերակիչ ոչ ջրային լուծիչներ:
Թթու-բազային ցուցանիշները և դրանց ընտրությունը
Հայտնաբերելու c.t.t. Չեզոքացման մեթոդում ավանդաբար օգտագործվում են թթու-բազային ցուցիչներ՝ սինթետիկ օրգանական ներկանյութեր, որոնք թույլ թթուներ կամ հիմքեր են և փոխում են տեսանելի գույնը՝ կախված լուծույթի pH-ից: Որոշ (առավել հաճախ օգտագործվող լաբորատորիաներում) թթու-բազային ցուցիչների օրինակներ են. Տրված է Աղյուսակ 3-ում: Կառուցվածքի և հատկությունների ցուցանիշները տրված են տեղեկատու գրքերում: Յուրաքանչյուր թթու-բազային ցուցիչի ամենակարևոր բնութագրերն են անցումային միջակայքԵվ տիտրման ինդեքս (pT) Անցումային միջակայքը երկու pH արժեքների միջև ընկած գոտին է, որը համապատասխանում է այն գոտու սահմաններին, որոնցում նկատվում է ցուցիչի խառը գույն: Այսպիսով, դիտորդը մեթիլ նարնջի ջրային լուծույթը կբնութագրի որպես մաքուր դեղին - pH-ով< 3,1 и как чисто красный при рН >4.4, և այս սահմանային արժեքների միջև նկատվում է տարբեր երանգների խառը վարդագույն-նարնջագույն գույն: Անցումային միջակայքի լայնությունը սովորաբար կազմում է 2 pH միավոր: Փորձնականորեն որոշված ցուցանիշների անցման միջակայքերը որոշ դեպքերում պակաս են կամ ավելի քան երկու pH միավոր: Սա, մասնավորապես, բացատրվում է տեսանելի սպեկտրի տարբեր մասերի նկատմամբ աչքի տարբեր զգայունությամբ։ Մեկ գունավոր ցուցիչների համար միջակայքի լայնությունը նույնպես կախված է ցուցիչի կոնցենտրացիայից:
Աղյուսակ 3
Ամենակարևոր թթու-բազային ցուցանիշները
|
Ցուցանիշ |
Անցումային միջակայք ԴрН Ind |
Ռ TOա(Հին) |
Գույնի փոփոխություն |
|
|
Մեթիլ նարնջագույն |
Կարմիր - դեղին |
|||
|
Bromocresol կանաչ |
Դեղին - կապույտ |
|||
|
Մեթիլ կարմիր |
Կարմիր - դեղին |
|||
|
Bromocresol մանուշակագույն |
Դեղին - մանուշակագույն |
|||
|
Բրոմոթիմոլ կապույտ |
Դեղին - կապույտ |
|||
|
Ֆենոլ կարմիր |
Դեղին - կարմիր |
|||
|
Thymol կապույտ |
||||
|
Ֆենոլֆտալեին |
Անգույն - կարմիր |
Իմանալով տարբեր ցուցանիշների բնութագրերը՝ տեսականորեն դրանք կարող եք ընտրել ճիշտ՝ վերլուծության ճիշտ արդյունքներ ստանալու համար: Հետևեք հետևյալ կանոնին. ցուցիչի անցումային միջակայքը պետք է ընկած լինի տիտրման կորի ցատկման շրջանում.
Թույլ պրոտոլիտների տիտրման ցուցանիշներ ընտրելիս անհրաժեշտ է հաշվի առնել, որ t.eq. իսկ տիտրման ցատկը տեղափոխվում է մի փոքր ալկալային միջավայր՝ թթու տիտրելիս և մի փոքր թթվային միջավայր՝ հիմքը տիտրելիս: Հետևաբար, Թույլ թթուների տիտրման համար հարմար են թեթևակի ալկալային միջավայրում գույնը փոխող ցուցիչները (օրինակ՝ ֆենոլֆթալեին), իսկ թույլ հիմքի տիտրման համար՝ թեթևակի թթվային միջավայրում գույնը փոխող ցուցիչները (օրինակ՝ մեթիլ նարնջը):
Յուրաքանչյուր թթու-բազային ցուցիչի մեկ այլ հատկանիշ կա տիտրման ինդեքս ( pT ). Սա pH արժեքն է, որով դիտորդն առավել հստակ նկատում է ցուցիչի գույնի փոփոխությունը և այս պահին համարում է ավարտված տիտրումը։ Ակնհայտորեն, pT = pH K.T.T. . Հարմար ցուցանիշ ընտրելիս պետք է ձգտել ապահովել, որ pT արժեքը հնարավորինս մոտ լինի տեսականորեն հաշվարկված արժեքին: pH T.EKV .. Սովորաբար pT արժեքը մոտ է անցումային միջակայքի կեսին: Բայց pT-ն վատ վերարտադրվող արժեք է: Տարբեր մարդիկ, ովքեր կատարում են նույն տիտրումը միևնույն ցուցիչով, կստանան զգալիորեն տարբեր pT արժեքներ: Բացի այդ, pT արժեքը կախված է տիտրման կարգից, այսինքն՝ գույնի փոփոխության ուղղությունից: Թթուները և հիմքերը նույնով տիտրելիս: ցուցանիշի pT արժեքները փոքր-ինչ տարբեր կլինեն: Միագույն ցուցիչների համար (ֆենոլֆթալեին և այլն) pT արժեքը նույնպես կախված է ցուցիչի կոնցենտրացիայից։
Լցված է տիտրով մինչև զրոյական նշան: Խորհուրդ չի տրվում տիտրել՝ սկսած այլ նշաններից, քանի որ բյուրետի սանդղակը կարող է անհավասար լինել: Բյուրետները աշխատանքային լուծույթով լցվում են ձագարի միջոցով կամ հատուկ սարքերի միջոցով, եթե բյուրետը կիսաավտոմատ է։ Տիտրման վերջնակետը (համարժեքության կետը) որոշվում է ցուցիչներով կամ ֆիզիկաքիմիական մեթոդներով (էլեկտրահաղորդականություն, լույսի փոխանցում, ցուցիչ էլեկտրոդի ներուժ և այլն): Անալիզի արդյունքները հաշվարկվում են տիտրման համար օգտագործվող աշխատանքային լուծույթի քանակի հիման վրա:
Տիտրաչափական վերլուծության տեսակները
Տիտրաչափական վերլուծությունը կարող է հիմնված լինել տարբեր տեսակի քիմիական ռեակցիաների վրա.
- թթու-բազային տիտրում - չեզոքացման ռեակցիաներ;
- ռեդոքս տիտրացիա (պերմանգանատոմետրիա, յոդոմետրիա, քրոմատոմետրիա) - ռեդոքս ռեակցիաներ;
- տեղումների տիտրում (արգենտոմետրիա) - ռեակցիաներ, որոնք տեղի են ունենում մի փոքր լուծվող միացության ձևավորմամբ, մինչդեռ լուծույթում նստեցված իոնների կոնցենտրացիաները փոխվում են.
- կոմպլեքսաչափական տիտրում - ռեակցիաներ, որոնք հիմնված են կոմպլեքսի հետ մետաղական իոնների ուժեղ բարդ միացությունների ձևավորման վրա (սովորաբար EDTA), մինչդեռ տիտրված լուծույթում մետաղական իոնների կոնցենտրացիաները փոխվում են:
Տիտրման տեսակները
Կան ուղիղ, հակադարձ և փոխարինող տիտրումներ։
- ժամը ուղղակի տիտրումՈրոշվող նյութի լուծույթին փոքր չափաբաժիններով ավելացվում է տիտրացնող լուծույթ (աշխատանքային լուծույթ) (ալիքվոտ կամ նմուշ, նյութը տիտրվում է):
- ժամը հետ տիտրումՆախ որոշվող նյութի լուծույթին ավելացվում է հատուկ ռեագենտի հայտնի ավելցուկ, այնուհետև տիտրվում է ռեակցիայի մեջ չմտած դրա մնացորդը։
- ժամը փոխարինման տիտրումՀատուկ ռեագենտի հայտնի ավելցուկը սկզբում ավելացվում է անալիտի լուծույթին, իսկ հետո անալիտի և ավելացված ռեագենտի միջև ռեակցիայի արտադրանքներից մեկը տիտրվում է:
տես նաեւ
Հղումներ
Վիքիմեդիա հիմնադրամ. 2010 թ.
