Titrasyon türleri. Analitik kimya Kısaca Titrasyon

24.11.202227.05.2017

İyi çalışmalarınızı bilgi bankasına göndermek basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Bilgi tabanını çalışmalarında ve işlerinde kullanan öğrenciler, lisansüstü öğrenciler, genç bilim adamları size çok minnettar olacaklar.

Yayınlanan http://www.allbest.ru/

Plan

1. Yağış titrasyonunun özü

2. Argentometrik titrasyon

3. Tiyosiyanatometrik titrasyon

4. Çökeltme titrasyonu uygulaması

4.1 Standartlaştırılmış gümüş nitrat çözeltisinin hazırlanması

4.2 Standartlaştırılmış amonyum tiyosiyanat çözeltisinin hazırlanması

4.3 Bir numunenin klor içeriğinin Volhard'a göre belirlenmesi

4.4 Teknik bir üründe sodyum trikloroasetat içeriğinin belirlenmesi

1. Yağışın özütitrasyon

Yöntem, az çözünür bileşiklerin çökelti oluşumu reaksiyonlarına dayanan titrimetrik belirlemeleri birleştirir. Bu amaçlar için, yalnızca belirli koşulları sağlayan belirli reaksiyonlar uygundur. Reaksiyon, kesinlikle denkleme göre ve yan işlemler olmaksızın ilerlemelidir. Ortaya çıkan çökelti pratik olarak çözünmez olmalı ve aşırı doymuş çözeltiler oluşmadan oldukça hızlı bir şekilde çökelmelidir. Ayrıca titrasyonun bitiş noktasının bir indikatör kullanılarak belirlenebilmesi gerekmektedir. Son olarak, adsorpsiyon (birlikte çökelme) fenomeni, titrasyon sırasında belirleme sonucunun bozulmaması için çok zayıf bir şekilde ifade edilmelidir.

Bireysel çökeltme yöntemlerinin adları, kullanılan çözeltilerin adlarından türetilmiştir. Gümüş nitrat çözeltisi kullanan yönteme argentometri denir. Bu yöntem, nötr veya hafif alkali ortamdaki C1~ ve Br~ iyonlarının içeriğini belirler. Tiyosiyanatometri, bir amonyum tiyosiyanat NH4SCN (veya potasyum KSCN) çözeltisinin kullanımına dayanır ve C1- ve Br~ izlerini belirlemeye hizmet eder, ancak zaten güçlü alkalin ve asidik çözeltilerde. Cevher veya alaşımlardaki gümüş içeriğini belirlemek için de kullanılır.

Halojenleri belirlemek için kullanılan pahalı argentometrik yöntemin yerini yavaş yavaş merkürometrik yöntem alıyor. İkincisinde, bir cıva nitrat (I) Hg2 (NO 3) 2 çözeltisi kullanılır.

Argentometrik ve tiyosiyanatometrik titrasyonu daha ayrıntılı olarak ele alalım.

2. Argentometrik titrasyon

Yöntem, C1~ ve Br~ iyonlarının gümüş katyonları tarafından çökeltilmesinin az çözünür halojenürlerin oluşumu ile reaksiyonuna dayanır:

Cl-+Ag+=AgClb Br^- + Ag+= AgBr

Bu durumda, bir gümüş nitrat çözeltisi kullanılır. Madde gümüş içeriği açısından analiz edilirse, bir sodyum (veya potasyum) klorür çözeltisi kullanılır. titrasyon solüsyonu ilacı

Titrasyon eğrileri, argentometri yöntemini anlamak için büyük önem taşır. Örnek olarak, 10.00 ml 0.1 N titrasyon durumunu ele alalım. sodyum klorür çözeltisi 0,1 N. bir gümüş nitrit çözeltisi (çözeltinin hacmindeki değişimi hesaba katmadan).

Titrasyon başlamadan önce, çözeltideki klorür iyonlarının konsantrasyonu, toplam sodyum klorür konsantrasyonuna eşittir, yani. 0.1 mol / l veya \u003d -lg lO-i \u003d 1.

Titre edilen sodyum klorür çözeltisine 9.00 ml gümüş nitrat çözeltisi eklendiğinde ve klorür iyonlarının %90'ı çökeldiğinde, çözeltideki konsantrasyonları 10 kat azalacak ve N0 ~ 2 mol/l'ye eşit olacaktır ve pC1, 2'ye eşit olacaktır. nPAgci= IQ-10 değeri olduğundan, bu durumda gümüş iyonlarının konsantrasyonu şöyle olacaktır:

10. / [C1-] \u003d 10-10 / 10-2 \u003d 10-8 M ol / l, VEYA pAg \u003d - lg \u003d - IglO-s \u003d 8.

Benzer şekilde, titrasyon eğrisini çizmek için diğer tüm noktalar hesaplanır. Eşdeğerlik noktasında pCl=pAg= = 5 (bkz. tablo).

10,00 ml 0,1 N titrasyonu sırasında pC\ ve pAg'deki Tablo Değişimi. sodyum klorür çözeltisi 0,1 N. gümüş nitrat çözeltisi

AgNO 3 solüsyonu eklendi,


9,99 10,00 (eşdeğer puan) 10,01	yu-4 yu-5 yu-6.	yu- 6 yu- 5 yu-*

Argentometrik titrasyondaki atlama aralığı, çözeltilerin konsantrasyonuna ve çökeltinin çözünürlük çarpımının değerine bağlıdır. Bileşiğin titrasyondan kaynaklanan PR değeri ne kadar küçük olursa, titrasyon eğrisi üzerindeki sıçrama aralığı o kadar geniş olur ve titrasyonun bitiş noktasını bir gösterge kullanarak sabitlemek o kadar kolay olur.

En yaygın olanı, Mohr yöntemiyle klorun argentometrik tayinidir. Özü, beyaz bir çökelti kahverengiye dönene kadar bir sıvının bir potasyum kromat göstergesi ile bir gümüş nitrat çözeltisi ile doğrudan titrasyonundan oluşur.

Mohr'un yöntem göstergesi - bir K2CrO4 çözeltisi, gümüş nitrat ile gümüş kromat Ag2CrO4'ün kırmızı bir çökeltisini verir, ancak çökeltinin çözünürlüğü (0.65-10 ~ 4 E / l) gümüş klorürün çözünürlüğünden çok daha fazladır ( 1,25X _X10 ~ 5 E / l ). Bu nedenle, potasyum kromat varlığında bir gümüş nitrat çözeltisi ile titre edildiğinde, yalnızca tüm klorür iyonları zaten çökeldiğinde, fazla miktarda Ag + iyonu eklendikten sonra gümüş kromatın kırmızı bir çökeltisi görünür. Bu durumda, analiz edilen sıvıya her zaman bir gümüş nitrat çözeltisi eklenir, bunun tersi olmaz.

Argentometri kullanma olanakları oldukça sınırlıdır. Yalnızca nötr veya hafif alkali çözeltileri (pH 7 ila 10) titre ederken kullanılır. Asidik bir ortamda gümüş kromat çökeltisi çözünür.

Yüksek alkali çözeltilerde, gümüş nitrat, çözünmeyen oksit Ag20'nin salınmasıyla ayrışır. Bu yöntem, NH ^ iyonu içeren çözeltilerin analizi için de uygun değildir, çünkü bu durumda Ag + katyon + - ile bir amonyak kompleksi oluşur. Analiz edilen solüsyon Ba 2+, Sr 2+ , Pb 2+ , Bi 2+ ve potasyum kromat ile çökelen diğer iyonları içermemelidir. Bununla birlikte arjantometri, C1~ ve Br_ iyonları içeren renksiz solüsyonların analizinde uygundur.

3. Tiyosiyanatometrik titrasyon

Tiyosiyanatometrik titrasyon, Ag+ (veya Hgl+) iyonlarının tiyosiyanatlarla çökelmesine dayanır:

Ag+ + SCN- = AgSCN|

Belirleme, bir NH4SCN (veya KSCN) solüsyonu gerektirir. Bir tiyosiyanat çözeltisi ile doğrudan titrasyon yaparak Ag+ veya Hgi+'yi belirleyin.

Halojenlerin tiyosiyanatometrik tespiti, Volhard yöntemi olarak adlandırılan yönteme göre gerçekleştirilir. Özü şemalarda ifade edilebilir:

CI- + Ag+ (fazla) -* AgCI + Ag+ (kalıntı), Ag+ (kalıntı) + SCN~-> AgSCN

Başka bir deyişle, titre edilmiş bir gümüş nitrat çözeltisinin fazlası, Cı@ içeren bir sıvıya eklenir. AgNO 3 tortusu daha sonra bir tiyosiyanat solüsyonu ile tekrar titre edilir ve sonuç hesaplanır.

Volhard'ın yöntem göstergesi, NH 4 Fe (SO 4) 2 - 12H 2 O'nun doymuş bir çözeltisidir. Titre edilen sıvıda Ag + iyonları olduğu sürece, eklenen SCN ~ anyonları AgSCN'nin çökelmesine bağlanır, ancak etkileşime girmez Fe 3 + iyonları ile. Ancak eşdeğerlik noktasından sonra en ufak bir NH 4 SCN (veya KSCN) fazlası kan kırmızısı 2+ ve + iyonlarının oluşmasına neden olur. Bu sayede eşdeğer noktayı belirlemek mümkündür.

Tiyosiyanatometrik tanımlar, argentometrik olanlardan daha sık kullanılır. Asitlerin varlığı Volhard titrasyonuna müdahale etmez ve hatta asidik ortam Fe** tuzunun hidrolizini engellediğinden daha doğru sonuçlar alınmasına katkıda bulunur. Yöntem, C1~ iyonunun sadece alkalilerde değil, asitlerde de belirlenmesini mümkün kılar. Tespit, Ba2+, Pb2+, Bi3+ ve diğer bazı iyonların varlığına müdahale etmez. Bununla birlikte, analiz edilen çözelti oksitleyici maddeler veya cıva tuzları içeriyorsa, Volhard yönteminin uygulanması imkansız hale gelir: oksitleyici maddeler SCN- iyonunu yok eder ve cıva katyonu onu çökeltir.

Alkalin test solüsyonu, nitrik asit ile titrasyondan önce nötralize edilir, aksi takdirde göstergenin bir parçası olan Fe3+ iyonları demir (III) hidroksiti çökeltir.

4. Çökeltme titrasyonu uygulaması

4.1 Standart bir gümüş nitrat çözeltisinin hazırlanması

Gümüş nitrat çözeltisini standardize etmek için birincil standartlar, sodyum veya potasyum klorürlerdir. Standart bir sodyum klorür çözeltisi ve yaklaşık 0,02 N hazırlayın. gümüş nitrat çözeltisi, ikinci çözeltiyi birinciye göre standardize edin.

Standart sodyum klorür çözeltisinin hazırlanması. Kimyasal olarak saf tuzdan bir sodyum klorür (veya potasyum klorür) çözeltisi hazırlanır. Eşdeğer sodyum klorür kütlesi, molar kütlesine (58.45 g/mol) eşittir. Teorik olarak, 0.1 l 0.02 N'nin hazırlanması için. çözelti 58.45-0.02-0.1 \u003d 0.1169 g NaCl gerektirir.

Analitik terazide yaklaşık 0,12 g sodyum klorür numunesi alın, bunu 100 ml'lik ölçülü bir balona aktarın, çözün, hacmi su ile işarete getirin, iyice karıştırın. Stok sodyum klorür çözeltisinin titresini ve normal konsantrasyonunu hesaplayın.

100 ml yaklaşık 0.02 N'nin hazırlanması. gümüş nitrat çözeltisi. Gümüş nitrat kıt bir reaktiftir ve genellikle çözeltilerinin konsantrasyonu 0,05 N'den yüksek değildir. Bu iş için 0.02 n oldukça uygundur. çözüm.

Argentometrik titrasyonda AgN0 3'ün eşdeğer kütlesi molar kütleye eşittir, yani 169,9 g/mol. Bu nedenle, 0,1 l 0,02 n. çözelti 169.9-0.02-0.1 \u003d 0.3398 g AgNO 3 içermelidir. Bununla birlikte, ticari gümüş nitrat her zaman safsızlıklar içerdiğinden, tam olarak böyle bir numune almak mantıklı değildir. Teknokimyasal terazide yaklaşık 0,34 - 0,35 g gümüş nitratı tartın; Çözeltiyi 100 ml kapasiteli ölçülü bir şişede, az miktarda su içinde çözeltiyi tartın ve hacmini suyla getirin, çözeltiyi siyah kağıda sararak balonda saklayın ve koyu cam bir şişeye dökün. Sülfür nitrat çözeltisinin sodyum klorür, gümüş ile standardizasyonu ve titrasyon için hazırlanması. Pipeti sodyum klorür çözeltisi ile çalkalayın ve 10.00 ml çözeltiyi bir erlene aktarın. 2 damla doymuş potasyum kromat çözeltisi ekleyin ve karıştırarak gümüş nitrat çözeltisi ile damla damla dikkatlice titre edin. Karışımın bir damla fazla gümüş nitrat ile sarıdan kırmızımsıya dönmesini sağlayın. Titrasyonu 2-3 kez tekrarladıktan sonra yakınsak okumaların ortalamasını alın ve gümüş nitrat çözeltisinin normal konsantrasyonunu hesaplayın.

Titrasyon için 10.00 ml 0.02097 N olduğunu varsayalım. sodyum klorür çözeltisi ortalama 10.26 ml gümüş nitrat çözeltisine gitti. Daha sonra

A^ AgNOj . 10,26 = 0,02097. 10.00, AT AgNOs = 0.02097-10.00/10.26 = 0.02043

Numunedeki C1 ~ içeriğini belirlemesi gerekiyorsa, ek olarak klor içindeki gümüş nitrat çözeltisinin titresi hesaplanır: T, - \u003d 35.46-0. ml gümüş nitrat çözeltisi 0.0007244 g'a karşılık gelir titre edilmiş klor.

4.2 Standartlaştırılmış amonyum tiyosiyanat çözeltisinin hazırlanmasıBEN

Kesin olarak bilinen bir titreye sahip bir NH4SCN veya KSCN çözeltisi, bu tuzlar çok higroskopik olduğundan, bir numune çözülerek hazırlanamaz. Bu nedenle, yaklaşık normal konsantrasyonda bir çözelti hazırlayın ve bunu standardize edilmiş bir gümüş nitrat çözeltisine ayarlayın. Gösterge, doymuş bir NH 4 Fe (S04) 2 - 12H 2 O çözeltisidir. Fe tuzunun hidrolizini önlemek için, titrasyondan önce göstergenin kendisine ve analiz edilen çözeltiye 6 N eklenir. Nitrik asit.

100 ml yaklaşık 0.05 N'nin hazırlanması. amonyum tiyosiyanat çözeltisi. NH4SCN'nin eşdeğer kütlesi molar kütlesine eşittir, yani 76,12 g/mol. Bu nedenle, 0,1 l 0,05 n. solüsyon 76.12.0.05-0.1=0.3806 g NH4SCN içermelidir.

Analitik terazide yaklaşık 0,3-0,4 g numune alın, 100 ml'lik bir şişeye aktarın, çözün, çözeltinin hacmini işarete kadar su ile seyreltin ve karıştırın.

Amonyum tiyosiyanat çözeltisinin gümüş nitrat ile standardizasyonu. NH 4 SCN solüsyonu ile titrasyon için bir büret hazırlayın. Pipeti gümüş nitrat solüsyonu ile çalkalayın ve 10.00 ml'sini erlen içine ölçün. 1 ml NH4Fe(S04)2 çözeltisi (gösterge) ve 3 ml ekleyin. 6 sn. Nitrik asit. Yavaşça, sürekli çalkalayarak, büretten NH 4 SCN solüsyonunu dökün. Şiddetli çalkalamayla kaybolmayan kahverengi-pembe 2+ rengi göründüğünde titrasyonu durdurun.

Titrasyonu 2-3 kez tekrarlayın, yakınsak okumalardan ortalamayı alın ve normal NH 4 SCN konsantrasyonunu hesaplayın.

Titrasyon için 10.00 ml 0.02043 N olduğunu varsayalım. gümüş nitrat çözeltisi ortalama 4,10 ml NH 4 SCN çözeltisine gitti.

4.3 TanımiçerikFolgard'a göre numunedeki klor

Volhard halojenleri, gümüş nitrat kalıntısının bir NH4SCN çözeltisi ile geri titrasyonu yoluyla belirlenir. Bununla birlikte, burada doğru titrasyon, yalnızca gümüş klorür ile aşırı demir tiyosiyanat arasındaki reaksiyonu önlemek (veya yavaşlatmak) için önlemler alınması koşuluyla mümkündür:

3AgCI + Fe(SCN) 3 = SAgSCNJ + FeCl3

ilk başta görünen rengin yavaş yavaş kaybolduğu. Fazla gümüş nitratı NH 4 SCN çözeltisi ile titre etmeden önce AgCl çökeltisini filtrelemek en iyisidir. Ancak bazen bunun yerine çözeltiye bir miktar organik sıvı eklenir, suyla karıştırılmaz ve ApCl çökeltisini fazla nitrattan izole ettiği gibi.

tanım yöntemi. Sodyum klorür içeren analit çözeltisi içeren bir test tüpü alın. Maddenin tartılmış bir kısmı 100 ml kapasiteli bir ölçülü şişe içinde eritilir ve çözeltinin hacmi su ile işarete getirilir (çözeltideki klorür konsantrasyonu 0,05 N'den fazla olmamalıdır).

10.00 ml analiz edilen solüsyonu erlen içine pipetleyin, 3 ml 6N ekleyin. nitrik asit ve büretten bilinen fazla miktarda AgNO 3 solüsyonu ekleyin, örneğin 18.00 ml. Daha sonra gümüş klorür çökeltisini filtreleyin. Gümüş nitrat kalıntısını önceki paragrafta açıklandığı gibi NH4SCN ile titre edin. Tanımı 2-3 kez tekrarladıktan sonra ortalamasını alın. Gümüş klorür çökeltisi filtre edilirse, yıkanmalı ve yıkamalar süzüntüye eklenmelidir.

Numune ağırlığının 0,2254 g olduğunu varsayalım, 10,00 ml analiz edilen çözeltiye 18,00 ml 0,02043 N eklendi. gümüş nitrat çözeltisi. Fazlalığının titrasyonu için 5,78 ml * 0,04982 n. NH4 SCN çözümü.

Öncelikle 0.02043 n hacminin ne olduğunu hesaplıyoruz. gümüş nitrat çözeltisi, titrasyonda harcanan 5,78 ml 0,04982 N'ye karşılık gelir. NH 4 SCN çözümü:

sonuç olarak 18.00 - 14.09 = 3.91 ml 0.2043 n C1~ iyonunun çökelmesine gitti. gümüş nitrat çözeltisi. Buradan sodyum klorür çözeltisinin normal konsantrasyonunu bulmak kolaydır.

Klor eşdeğer kütlesi 35,46 g/mol* olduğundan, numunedeki toplam klor kütlesi:

772 \u003d 0,007988-35,46-0,1 \u003d 0,02832 gr.

0,2254 g C1 - %100

x \u003d 0,02832-100 / 0,2254 \u003d %12,56.:

0,02832 > C1 -- %x

Folgard yöntemine göre Br~ ve I- iyonlarının içeriği de belirlenir. Aynı zamanda, gümüş bromür veya iyodür çökeltilerinin filtrelenmesi gerekli değildir. Ancak Fe 3 + iyonunun iyodürleri serbest iyota oksitlediği dikkate alınmalıdır. Bu nedenle indikatör, I-gümüş nitratın tüm iyonlarının çökelmesinden sonra eklenir.

4.4 trihl içeriğinin belirlenmesiÖsodyum asetat | teknik bir müstahzarda (klor için)

Teknik sodyum trikloroasetat (TXA), yabani otları kontrol etmek için kullanılan bir herbisittir. Suda yüksek oranda çözünür, beyaz veya açık kahverengi kristal bir maddedir. Folgard'a göre, organoklorür bileşiklerinin kütle fraksiyonu önce belirlenir ve ardından klorin yok edilmesinden sonra belirlenir. Fark olarak, sodyum klorin trikloroasetatın kütle oranını (%) bulun.

Klor inorganik bileşiklerinin kütle fraksiyonunun (%) belirlenmesi. Doğru tartılmış 2–2,5 g ilaç 250 ml kapasiteli bir ölçülü şişeye konur, çözülür, çözeltiyi işarete kadar suyla seyreltin, karıştırın. 10 ml solüsyonu erlen içine pipetleyin ve 5-10 ml konsantre nitrik asit ekleyin.

Büretten 5 veya 10 ml 0,05 N ekleyin. gümüş nitrat çözeltisi ve fazlası, 0,05 N ile titre edilir. NH 4 Fe(S04) 2 (gösterge) varlığında NH 4 SCN çözeltisi.

Formülü kullanarak inorganik bileşiklerin klorinin (x) kütle fraksiyonunu (%) hesaplayın

(D - l / i) 0,001773-250x100

burada V hacim tam olarak 0.05 n'dir. Analiz için alınan AgNO 3 solüsyonu; Vi -- hacim tam olarak 0,05 N'dir. Fazla AgN03'ün titrasyonu için kullanılan NH4SCN solüsyonu; t, bir sodyum trikloroasetat numunesidir; 0,001773, 1 ml 0,05 N'ye karşılık gelen klor kütlesidir. AgNO çözümü. Toplam klorun kütle fraksiyonunun (%) belirlenmesi. Önceden hazırlanmış solüsyondan 10 ml erlen içine alın, kütle fraksiyonu %30 NaOH ve 50 ml su içeren solüsyondan 10 ml ekleyin. Şişeyi bir geri akış boncuk kondansatörüne bağlayın ve içindekileri 2 saat kaynatın.Sıvıyı soğumaya bırakın, kondansatörü suyla durulayın, yıkama suyunu aynı şişede toplayın. Çözeltiye 20 ml seyreltik (1:1) nitrik asit ekleyin ve 30 ml 0,05 N dökün. gümüş nitrat çözeltisi. Fazla gümüş nitratı 0,05 N ile titre edin. NH 4 Fe(SO 4) 2 varlığında NH 4 SCN çözeltisi. Yukarıdaki formülü kullanarak toplam klorun (xi) kütle oranını (%) hesaplayın. Formülü kullanarak müstahzardaki (х^) sodyum trikloroasetatın kütle oranını (%) bulun

x2 \u003d (x1 - x) (185,5 / 106,5),

burada 185.5, sodyum trikloroasetatın molar kütlesidir; 106.5, sodyum trikloroasetatın molar kütlesinde bulunan klor kütlesidir.

Allbest.ru'da barındırılıyor

...

Benzer Belgeler

Asit-baz titrasyon yöntemlerinin özü ve sınıflandırılması, göstergelerin kullanımı. Kompleksometrik titrasyonun özellikleri. Çökeltme titrasyon yöntemlerinin analizi. Titrasyonun bitiş noktasının tespiti. Argenometri ve tikyanometri kavramı.

testi, 23.02.2011 tarihinde eklendi

Zayıf bir baz amonyum hidroksit çözeltisi ile bir hidroklorik asit çözeltisinin titrasyon eğrisinin hesaplanma sırası. Bir titrasyon eğrisinin oluşturulması, eşdeğerlik noktasının ve doğrudan nötrlüğün belirlenmesi. Bir gösterge seçmek ve hatasını hesaplamak.

kontrol çalışması, 01/03/2016 eklendi

Doğrudan asit-baz titrasyonu ile sodyum karbonat çözeltisindeki alkalinite taşıyıcı içeriğinin belirlenmesi. Eşdeğerler yasasının matematiksel ifadesi. Potansiyometrik titrasyonun integral ve diferansiyel eğrilerinin oluşturulması.

laboratuvar çalışması, 02/15/2012 eklendi

Titrimetrik analiz kavramı ve türleri. Kompleks oluşturan ajanların ve göstergelerin karakterizasyonu. Kompleksometrik titrasyon için titre edilmiş bir çözeltinin hazırlanması. Alüminyum, bizmut, kurşun, magnezyum, çinko çalışma metodolojisi.

dönem ödevi, 01/13/2013 eklendi

Potansiyometrik titrasyon yöntemi. Asit-baz titrasyonu. Titrasyonun bitiş noktasının belirlenmesi. Potansiyometrik titrasyon gerçekleştirme yöntemi. Potansiyometrik titrasyon, kullanılan aletler ve analiz sonuçlarının işlenmesi.

dönem ödevi, 06/24/2008 eklendi

Redoks titrasyon yöntemlerinin sınıflandırılması. Reaksiyon hızını etkileyen faktörler. Spesifik ve redoks göstergeleri. Permanganatometri, iyodometri, dikromatometrinin özü. Potasyum dikromat çözeltisinin hazırlanması.

sunum, 19.03.2015 eklendi

Seçilen göstergeler için gösterge hatalarının hesaplanması, 0,05 M KOH çözeltisi ile 25 ml 0,05 M CH3COOH çözeltisi ile titrasyon eğrisi. Asit-baz göstergeleri. Titrasyon aşamaları: başlangıç noktası, noktadan önceki alan ve eşdeğerlik noktasından sonraki alan.

test, 12/18/2013 eklendi

Redoks titrasyon yöntemlerinin özellikleri. Tepkimeler için temel gereksinimler, denge sabiti. Redoks titrasyonu türlerinin özellikleri, göstergeleri ve eğrileri. Çözeltilerin hazırlanması ve standardizasyonu.

dönem ödevi, 25.12.2014 tarihinde eklendi

Titrametrik analiz kavramı. Redoks titrasyonu, çeşitleri ve reaksiyon koşulları. Titrasyon eğrisi noktalarının hesaplanması, potansiyeller, titrasyon eğrisinin oluşturulması. İndikatör seçimi, indikatör titrasyon hatalarının hesaplanması.

dönem ödevi, 06/10/2012 eklendi

Titrametrik analiz yöntemlerinin sınıflandırılması. "Nötralizasyon" yönteminin özü. Çalışma solüsyonlarının hazırlanması. Asit-baz ve redoks titrasyonu için noktaların hesaplanması ve eğrilerin oluşturulması. İyodometrinin avantajları ve dezavantajları.

işin amacı : kantitatif analiz yöntemlerinden birinin - titrimetrik - uygulanmasında becerilerin kazanılması ve ölçüm sonuçlarının istatistiksel olarak işlenmesinin temel yöntemlerinde eğitim.

teorik kısım

Titrimetrik analiz, analit ile reaksiyon için tüketilen, kesin olarak bilinen bir konsantrasyona sahip bir reaktif çözeltisinin hacminin ölçülmesine dayanan bir kantitatif kimyasal analiz yöntemidir.

Bir maddenin titrimetrik tayini, titrasyon yoluyla gerçekleştirilir - çözeltilerden birini diğerine küçük porsiyonlar halinde ve sonucun sabit sabitlenmesi (kontrol) ile ayrı damlalar ekleyerek.

İki solüsyondan biri bilinmeyen konsantrasyonda bir madde içerir ve analiz edilen solüsyondur.

İkinci çözelti, kesin olarak bilinen bir reaktif konsantrasyonu içerir ve çalışma çözeltisi, standart çözelti veya titrant olarak adlandırılır.

Titrimetrik analizde kullanılan reaksiyonlar için gereklilikler:

1. Eşdeğerlik noktasını sabitleme yeteneği, en yaygın kullanılanı, aşağıdaki koşullar altında değişebilen renginin gözlemlenmesidir:

Reaktanlardan biri renklidir ve renkli reaktan reaksiyon sırasında renk değiştirir;

Kullanılan maddeler - göstergeler - çözeltinin özelliklerine bağlı olarak (örneğin, ortamın reaksiyonuna bağlı olarak) renk değiştirir.

2. Denge sabitinin karşılık gelen değeri ile karakterize edilen, dengeye kadar reaksiyonun kantitatif seyri

3. Yeterli kimyasal reaksiyon hızı, tk. yavaş reaksiyonlar için eşdeğerlik noktasını belirlemek son derece zordur.

4. Doğru hesaplamaların mümkün olmadığı yan reaksiyonların olmaması.

Titrimetrik analiz yöntemleri, maddelerin belirlenmesinin altında yatan kimyasal reaksiyonun doğasına göre sınıflandırılabilir: asit-baz titrasyonu (nötralizasyon), çökeltme, kompleks oluşumu, oksidasyon-indirgeme.

Çözümlerle çalışma.

hacimsel şişeler sıvının tam hacmini ölçmek için tasarlanmıştır. Dar uzun boyunlu, yuvarlak düz dipli kaplardır ve üzerlerinde şişenin doldurulması gereken bir işaret vardır (Res. 1).

Şekil.1 Volumetrik şişeler

Fiksanalardan hacimsel şişelerde solüsyon hazırlama tekniği.

Sabitanal solüsyonu hazırlamak için ampul, ölçülü bir şişeye yerleştirilmiş bir huni üzerinde kırılır, ampulün içeriği, damıtılmış su ile yıkanır; sonra hacimsel bir şişede çözün. Balon jojedeki çözelti işarete göre ayarlanır. Sıvı seviyesi işarete getirildikten sonra şişedeki çözelti iyice karıştırılır.

büretler mililitre cinsinden derecelendirilmiş ince cam tüplerdir (Şekil 2). Büretin alt, hafifçe daraltılmış ucuna bir cam musluk lehimlenir veya bilyeli valfli ve cam ağızlı bir lastik hortum takılır. İş için, analizde kullanılan çözeltinin hacmine bağlı olarak bir büret seçin.

İncir. 2. büretler

Bir büret ile nasıl çalışılır

1. Büreti distile su ile durulayın.

2. İş için hazırlanan büret bir tripoda dikey olarak sabitlenir, bir huni yardımıyla çözelti seviyesi sıfır işaretinin üzerinde olacak şekilde büret içine dökülür.

3. Büretin alt çekilmiş ucundan hava kabarcıkları çıkarılır. Bunu yapmak için yukarı doğru bükün ve tüm hava çıkana kadar sıvıyı boşaltın. Ardından kılcal damarı aşağı indirin.

4. Büretteki sıvı seviyesi sıfırlanır.

5. Titrasyon sırasında, topun yan tarafındaki lastik boruya bastırın ve büretteki sıvıyı döndürerek şişeye boşaltın. Önce büretteki titrant ince bir akış halinde dökülür. Titrantın damladığı noktada indikatörün rengi değişmeye başlayınca solüsyon dikkatlice damla damla eklenir. Bir damla titrantın eklenmesiyle indikatörün renginde keskin bir değişiklik olduğunda titrasyon durdurulur ve harcanan çözeltinin hacmi kaydedilir.

6. Çalışma sonunda titrant büretten boşaltılır, büret distile su ile yıkanır.

Asit-baz titrasyonu (nötralizasyon) yöntemi

Asit-baz titrasyon yöntemi, asitlerin ve bazların etkileşiminin reaksiyonuna dayanır, yani. nötralizasyon reaksiyonu hakkında:

H + + OH¯ \u003d H20

Bu görevi yerine getirirken, bir nötrleştirme reaksiyonunun kullanımına dayalı olarak asit-baz titrasyon yöntemi kullanılır:

2NaOH + H2S04 \u003d Na2S04 + 2H20

Yöntem, bilinen bir konsantrasyona sahip bir sülfürik asit çözeltisinin, analit - sodyum hidroksit çözeltisine kademeli olarak eklenmesi gerçeğinden oluşur. Asit çözeltisinin eklenmesine, miktarı onunla reaksiyona giren sodyum hidroksit miktarına eşit olana kadar devam edilir, yani; Alkali nötralize olana kadar. Nötrleşme anı, titre edilen çözeltiye eklenen indikatörün rengindeki değişiklikle belirlenir. Denkleme göre eşdeğerler yasasına göre:

C n (size) V (size) \u003d C n (alkali) V (alkali)

C n (size) ve C n (alkaliler) - reaksiyona giren çözeltilerin eşdeğerlerinin molar konsantrasyonları, mol / l;

V (k-siz) ve V (alkaliler) - reaksiyona giren çözeltilerin hacimleri, l (ml).

C (NaOH) ve - reaksiyona giren çözeltilerdeki NaOH ve H2S04 eşdeğerinin molar konsantrasyonları, mol/l;

V(NaOH) ve ) - reaksiyona giren alkali ve asit çözeltilerinin hacimleri, ml.

Problem çözme örnekleri.

1. 0,05 1 asit çözeltisini nötralize etmek için 20 cm3 0,5 n alkali çözeltisi kullanıldı. Bir asidin normalliği nedir?

2. 60 cm3 0,4 n sülfürik asit çözeltisine 120 cm3 0,3n potasyum hidroksit çözeltisi eklenirse ne kadar ve hangi madde fazla kalır?

Bir çözeltinin pH'ını belirlemeye yönelik problemlerin çözümü, çeşitli türlerdeki konsantrasyonlar metodolojik bir kılavuzda sunulmaktadır.

DENEYSEL BÖLÜM

Laboratuvar asistanından konsantrasyonu bilinmeyen bir alkali solüsyonu içeren bir şişe alın. Analiz edilen çözeltinin numunelerini 10 ml'lik dereceli bir silindirle üç konik titrasyon şişesine ölçün. Her birine 2-3 damla metil oranj indikatörü ekleyin. Çözelti sarıya dönecektir (alkali ortamda metil turuncu sarısı ve asidik ortamda turuncu-kırmızı).

Tesisatı titrasyon için hazırlayın (Şekil 3) Büreti damıtılmış suyla durulayın ve ardından tam olarak bilinen konsantrasyonda (H 2 SO 4 eşdeğerinin molar konsantrasyonu şişe üzerinde belirtilmiştir) bir sülfürik asit çözeltisi ile doldurun. sıfır bölme. Kauçuk boruyu cam uçlu yukarı doğru bükün ve kauçuğu büretin çıkışını kapatan cam zeytinden çekerek, ucu doldurduktan sonra içinde hava kabarcığı kalmayacak şekilde sıvıyı yavaşça boşaltın. Büretteki fazla asit solüsyonunu ikame edilmiş bir bardağa boşaltırken, büretteki sıvının alt menisküsü sıfıra ayarlanmalıdır.

Alkali solüsyon şişelerinden birini büretin ucunun altına beyaz bir kağıt üzerine koyun ve doğrudan titrasyona geçin: bir elinizle büretten asidi yavaşça besleyin ve diğer elinizle solüsyonu sürekli olarak karıştırın. yatay bir düzlemde şişenin dairesel hareketi. Titrasyon sonunda büretten alınan asit solüsyonu bir damladan solüsyon kalıcı turuncu renk alana kadar damla damla ilave edilmelidir.

Titrasyon için kullanılan asit hacmini en yakın 0.01 ml'ye kadar belirleyin. Göz menisküs seviyesinde olacak şekilde alt menisküs boyunca büret bölümlerini okuyun.

Titrasyonu her defasında büretin sıfıra bölünmesiyle başlayarak 2 kez daha tekrarlayın. Titrasyonların sonuçlarını Tablo 1'e kaydedin.

Aşağıdaki formülü kullanarak alkali çözeltinin konsantrasyonunu hesaplayın:

tablo 1

Sodyum hidroksit çözeltisinin titrasyonunun sonuçları

Ekte açıklanan yönteme göre titrasyon sonuçlarının istatistiksel işlemlerini gerçekleştirin. Deneysel verilerin istatistiksel olarak işlenmesinin sonuçları Tablo 2'de özetlenmiştir.

Tablo 2

Sodyum hidroksit çözeltisinin titrasyonunun deneysel verilerinin istatistiksel olarak işlenmesinin sonuçları. Güven olasılığı α = 0,95.

N			S x

Analiz edilen çözeltideki NaOH eşdeğerinin molar konsantrasyonunu belirleme sonucunu bir güven aralığı olarak kaydedin.

KENDİNİ KONTROL ETMEK İÇİN SORULAR

1. Potasyum hidroksit çözeltisinin pH değeri 12'dir. %100 ayrışmada çözeltideki bazın konsantrasyonu ... mol/l'dir.

1) 0,005; 2) 0.01; 3) 0.001; 4) 1 10-12; 5) 0.05.

2. 0,05 1 asit solüsyonunu nötralize etmek için 20 cm3 0,5 n alkali solüsyon kullanıldı. Bir asidin normalliği nedir?

1) 0,2 n; 2) 0.5 n; 3) 1.0n; 4) 0.02n; 5) 1.25 sn.

3. 75 cm3 0,3 n sülfürik asit çözeltisine 125 cm3 0,2 n potasyum hidroksit çözeltisi eklenirse ne kadar ve hangi madde fazla kalır?

1) 0,0025 g alkali; 2) 0,0025 g asit; 3) 0.28 gr alkali; 4) 0.14 gr alkali; 5) 0.28 gr asit.

4. Kaynama noktasındaki artışı belirlemeye dayalı analiz yöntemine ... denir.

1) spektrofotometrik; 2) potansiyometrik; 3) ebülyoskopik; 4) radyometrik; 5) kondüktometrik.

5. 36 g asidin 114 g suda çözülmesiyle elde edilen sülfürik asit çözeltisinin yoğunluğu 1.031 g/cm3 ise, derişim yüzdesini, molaritesini ve normalliğini belirleyin.

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.

Titrimetrik analiz, birbirleriyle reaksiyona giren maddelerin çözeltilerinin hacmini doğru bir şekilde ölçerek bir maddenin miktarını belirleme yöntemidir.

titre- 1 ml'de bulunan madde miktarı. çözelti veya analite eşdeğer. Örneğin, H2S04'ün titresi 0,0049 g/ml ise bu, çözeltinin her bir ml'sinin 0,0049 g sülfürik asit içerdiği anlamına gelir.

Titresi bilinen çözeltiye titre denir. Titrasyon- test çözeltisine veya eşdeğer miktarda titre edilmiş bir çözeltiden bir alikot ekleme işlemi. Bu durumda standart çözümler kullanılır - sabit kanallar- maddenin tam konsantrasyonuna sahip çözeltiler (Na2C03, HCI).

Titrasyon reaksiyonu aşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır:

yüksek reaksiyon hızı;

reaksiyon tamamlanmaya devam etmelidir;

reaksiyon oldukça stokiyometrik olmalıdır;

reaksiyonun sonunu sabitlemek için uygun bir yönteme sahiptir.

HCI + NaOH → NaCl + H20

Titrimetrik analizin ana görevi, yalnızca tam olarak bilinen konsantrasyonda (fiksanal) bir çözelti kullanmak değil, aynı zamanda eşdeğerlik noktasını doğru bir şekilde belirlemektir.

Bir denklik noktasını düzeltmenin birkaç yolu vardır:

Belirlenen elementin iyonlarının içsel rengine göre, örneğin bir anyon formundaki manganezMNO 4 -

tanık madde tarafından

Örnek: Ag + + Cl - "AgCl $

Ag + + CrO 4" Ag 2 CrO $ 4 (parlak turuncu renk)

Klor iyonunun (tanık) belirlenmesinin gerekli olduğu şişeye az miktarda tuz K2CrO4 eklenir. Daha sonra, test maddesi büretten kademeli olarak eklenirken ilk olarak klorür iyonları reaksiyona girer ve beyaz bir çökelti (AgCl) oluşur, yani PR AgCl<< ПР Ag2Cr O4.

Böylece, fazladan bir damla gümüş nitrat, tüm klor zaten reaksiyona girdiği için parlak turuncu bir renk verecektir.

III. Göstergeleri kullanma: örneğin, nötralizasyon reaksiyonunda asit-baz göstergeleri kullanılır: turnusol, fenolftalein, metil oranj - asidik ortamdan alkali ortama geçerken renk değiştiren organik bileşikler.

Göstergeler- ortamın asitliği değiştiğinde rengini değiştiren organik boyalar.

Şematik olarak (ara formlar hariç), gösterge dengesi bir asit-baz reaksiyonu olarak temsil edilebilir.

HIn + H 2 O In - + H 3 O +

H2O
H++OH-

H + + H 2 O
H3O+

Göstergenin renk geçiş alanı (konum ve aralık), göstergenin yanı sıra denge sabitini (iyonik kuvvet, sıcaklık, yabancı maddeler, çözücü) belirleyen tüm faktörlerden etkilenir.

Titrimetrik analiz yöntemlerinin sınıflandırılması.

asit-baz titrasyonu (nötralizasyon): bu yöntem, analiz edilen çözeltideki asit veya alkali miktarını belirler;

çökeltme ve kompleks oluşturma (argentometri)

Ag + + Cl - "AgCl $

redoks titrasyonu (redoksimetri):

a) permanganatometri (KMn04);

b) iyodometri (Y2);

c) bromatometri (KBr03);

d) dikromatometri (K2Cr207);

e) serimetri (Ce(S04)2);

f) vanadometri (NH4VO3);

g) titanometri (TiCl3), vb.

Titrimetrik analiz

Yöntemin tarihçesi ve ilkesi

Titrimetrik analiz (titrimetri), kimyasal analiz yöntemlerinin en önemlisidir. 18. yüzyılda, başlangıçta sirke, soda, çamaşır suyu çözeltileri gibi çeşitli malzemelerin kalitesini test etmek için ampirik bir yöntem olarak ortaya çıktı. 18. ve 19. yüzyılın başında büretler ve pipetler icat edildi (F.Decroisille). Bu yöntemin temel terimlerini tanıtan J. Gay-Lussac'ın çalışmaları özellikle önemlidir: titrasyon, titrant ve diğerleri "başlık" kelimesinden türetilmiştir. Bir titre, bir mililitre çözeltide bulunan bir çözünenin kütlesidir (gram cinsinden). Gay-Lussac zamanında, analiz sonuçları titreler kullanılarak hesaplanıyordu. Bununla birlikte, bir çözeltinin konsantrasyonunu ifade etmenin bir yolu olarak titrenin diğer özelliklerden (örneğin molar konsantrasyonlar) daha az uygun olduğu ortaya çıktı, bu nedenle modern kimya analitiğinde titre kullanan hesaplamalar oldukça nadirdir. Aksine "başlık" kelimesinden türetilen çeşitli terimler çok yaygın olarak kullanılmaktadır.

19. yüzyılın ortalarında Alman kimyager K.Mohr, o zamana kadar oluşturulan tüm titrimetrik yöntemleri özetledi ve tüm yöntemlerin temelinde aynı prensibin yattığını gösterdi. Belirlenecek X bileşenini içeren bir numune çözeltisine her zaman reaktif R'nin (titrant) kesin olarak bilinen konsantrasyonuna sahip bir çözelti ekleyin. Bu işleme titrasyon denir. Bir titrasyon gerçekleştirirken analist, X ile eklenen R arasındaki kimyasal reaksiyonun ilerlemesini izler. Eşdeğerlik noktasına (t.eq.) ulaşıldığında, eklenen R'nin mol eşdeğerlerinin sayısı, numunede bulunan X maddesinin mol eşdeğerlerinin sayısına tam olarak eşit olduğunda, titrasyon durdurulur ve tüketilen titrant hacmi ölçülür. Titrasyonun bitiş noktası, titrasyonun bitiş noktası (k.t.t.) olarak adlandırılır, t.eq. gibi, genellikle mililitre cinsinden hacim birimleriyle ifade edilir. İdeal durumda, Vk.t.t \u003d V t.eq. , ancak pratikte çeşitli nedenlerle tam bir eşleşme elde edilemez, titrasyon t.eq'den biraz daha erken veya tersine biraz sonra tamamlanır. Doğal olarak, titrasyon, V t.eq arasındaki fark olacak şekilde yapılmalıdır. ve V k.t.t. olabildiğince küçük olacaktır.

Kütle veya X konsantrasyonu, numuneyi titre etmek için kullanılan titrantın hacminden hesaplandığından (V k.t.t.'ye göre), geçmişte titrimetri olarak adlandırılıyordu. hacimsel analiz. Bu isim günümüzde sıklıkla kullanılmaktadır, ancak terim titrimetrik analiz daha kesin. Gerçek şu ki, bir reaktifin kademeli olarak eklenmesi (titrasyon) işlemi, bu türden herhangi bir tekniğin özelliğidir ve titrant tüketimi, yalnızca hacim ölçülerek değil, aynı zamanda diğer yöntemlerle de tahmin edilebilir. Bazen eklenen titrant tartılır (analitik terazide kütle ölçümü, hacim ölçümünden daha küçük bir bağıl hata verir). Bazen titrantın enjekte edilmesi için geçen süre (sabit bir enjeksiyon hızında) ölçülür.

19. yüzyılın sonlarından beri araştırma, fabrika ve diğer laboratuvarlarda titrimetrik teknikler kullanılmaktadır. Yeni yöntem kullanılarak, çok çeşitli maddelerin miligram ve hatta mikrogram miktarlarını belirlemek mümkün oldu. Yöntemin basitliği, düşük maliyeti ve ekipmanın çok yönlülüğü, titrimetrinin yaygın kullanımına katkıda bulunmuştur. Titrimetri, İsviçreli analist G. Schwarzenbach tarafından bu yöntemin (kompleksometri) yeni bir versiyonunun yaratılmasından sonra, XX yüzyılın 50'lerinde özellikle yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Eşzamanlı olarak, c.t.t.'nin araçsal kontrol yöntemlerinin yaygın kullanımı. 20. yüzyılın sonunda, daha hassas enstrümantal yöntemlerin rekabeti nedeniyle titrimetrinin önemi bir şekilde azaldı, ancak bugün bile titrimetri çok önemli bir analiz yöntemi olmaya devam ediyor. Çoğu kimyasal elementin içeriğini, bireysel organik ve inorganik maddeleri, benzer maddelerin toplam içeriğini ve ayrıca genelleştirilmiş bileşim göstergelerini (su sertliği, süt yağı içeriği, petrol ürünlerinin asitliği) hızlı, kolay ve oldukça doğru bir şekilde belirlemenizi sağlar. .

Titrimetrik Analiz Tekniği

Yöntemin ilkesi, uygulama tekniğinin sunumundan sonra netleşecektir. Öyleyse, size konsantrasyonu bilinmeyen bir alkali solüsyon getirilsin ve göreviniz onun tam konsantrasyonunu belirlemektir. Bunun için ihtiyacınız olacak vekil çözüm, veya titrant- Alkali ile kimyasal reaksiyona giren bir madde ve titrantın konsantrasyonu kesin olarak bilinmelidir. Açıkçası, alkali konsantrasyonunu belirlemek için titrant olarak bir asit çözeltisi kullanıyoruz.

1. Analiz edilen çözeltinin tam hacmini bir pipetle seçiyoruz - buna denir alikot. Kural olarak, bir alikotun hacmi 10-25 ml'dir.

2. Bir titrasyon şişesine bir miktar aktarın, suyla seyreltin ve bir indikatör ekleyin.

3. Büreti titrant solüsyonu ile doldurun ve titrasyon, bir titrantın test çözeltisinin bir alikotuna yavaş, damla damla eklenmesidir.

4. İndikatörün rengi değiştiği anda titrasyonu bitiriyoruz. Bu an denir titrasyonun bitiş noktası k.t.t'dir. K.t.t., kural olarak, analit ile titrant arasındaki reaksiyonun tamamlandığı ana, yani aliquot'a tam olarak eşdeğer miktarda titrant eklenir - bu noktaya denir eşdeğerlik noktası, yani Böylece, yani ve k.t.t. - bunlar aynı anın iki özelliğidir, seçilen göstergeye bağlı olarak biri teorik, diğeri deneyseldir. Bu nedenle k.t.t. t.e. ile mümkün olduğunca yakından çakıştı.

5. Titrasyon için kullanılan titrantın hacmini ölçün ve test solüsyonunun konsantrasyonunu hesaplayın.

Titrimetrik analiz türleri

Titrimetrik yöntemler birkaç bağımsız özelliğe göre sınıflandırılabilir: yani: 1) X ve R arasındaki reaksiyonun türüne göre, 2) titrasyon yöntemine ve sonuçların hesaplanmasına göre, 3) t.eq izleme yöntemine göre .

Kimyasal reaksiyon tipine göre sınıflandırma- en önemli. Titrasyonlar için tüm kimyasal reaksiyonların kullanılamayacağını hatırlayın.

İlk olarak, diğer kimyasal yöntemlerde olduğu gibi, belirlenecek bileşenin (analitin) titrant ile kantitatif olarak reaksiyona girmesi gerekir.

İkincisi, reaksiyonun dengesinin olabildiğince çabuk kurulması gereklidir. Titrantın bir sonraki kısmının eklenmesinden sonra dengenin kurulmasının en az birkaç dakika gerektirdiği, titrimetride kullanımının zor, hatta imkansız olduğu reaksiyonlar.

Üçüncüsü, reaksiyon tek ve önceden bilinen bir stokiyometrik denkleme karşılık gelmelidir. Reaksiyon bir ürün karışımına yol açarsa, bu karışımın bileşimi titrasyon sırasında değişecek ve reaksiyon koşullarına bağlı olacaktır. Eşdeğerlik noktasını tespit etmek çok zor olacak ve analiz sonucu hatalı olacaktır.Bu gereksinimlerin kombinasyonu protoliz (nötralizasyon) reaksiyonunu, birçok kompleksleşme ve redoks reaksiyonlarını ve ayrıca bazı çökelme reaksiyonlarını karşılar. Buna göre, titrimetrik analizde aşağıdakiler ayırt edilir:

Nötralizasyon yöntemi,

kompleksometri,

redoks yöntemleri

Biriktirme yöntemleri.

Her yöntem içinde, bireysel varyantları ayırt edilir (Tablo 1). Adları, seçeneklerin her birinde titrant olarak kullanılan reaktiflerin adlarından gelir (permanganatometri, iyodometri, kromatometri vb.).

Tablo 1.

Titrimetrik yöntemlerin kullanılan kimyasal reaksiyon türüne göre sınıflandırılması

Reaksiyon	Yöntem	Reaktif (titrant)	yöntem varyantı	Belirlenecek maddeler
protoliz	nötralizasyon yöntemi	HCI, HClO4 , HNO3	asidimetri	yenilikler
protoliz	nötralizasyon yöntemi	KOH, NaOH, vb.	alkalimetri	asitler
Karmaşık oluşum	karmaşık-metri	EDTA'lı	Kompleksometri	Metaller ve bileşikleri
Karmaşık oluşum	karmaşık-metri		Floridometri, siyanidometri	Bazı metaller, organik maddeler
redoks	redoks ölçer	KMnO 4 K 2 C r 2 O 7	permanganatometri kromatometri	restoratörler
		KJ ve Na 2 S 2 O 3	iyodometri	İndirgeyici maddeler, oksitleyici maddeler, asitler
		Askorbik asit	askorbinometri	oksitleyiciler
yağış	Sedimetri	AgNO3	Argentometri	halojenürler
		Hg 2 (NO 3) 2	Cıvametri	halojenürler
		KSCN	Rodanometri	bazı metaller
		Ba(NO3)2	bariyometri	sülfatlar

Titrasyon yöntemi ile sınıflandırma. Genellikle üç yöntem vardır: doğrudan, geri ve ikame titrasyonu. doğrudan titrasyon titrantın numune çözeltisine doğrudan eklenmesini içerir. Bazen farklı bir reaktif karıştırma sırası kullanılır - X konsantrasyonunu belirlemek istedikleri bilinen bir R miktarına kademeli olarak bir numune çözeltisi eklenir; ancak bu aynı zamanda doğrudan bir titrasyondur. Her iki durumda da analiz sonuçları, eşdeğerler yasasına dayalı olarak aynı formüller kullanılarak hesaplanır.

ν X = ν R

ν X ve ν R, X ve R eşdeğerlerinin mol sayısıdır. Aşağıda orana dayalı hesaplama formülleri ve hesaplama örnekleri verilecektir.

Doğrudan titrasyon, titrimetrinin en uygun ve en yaygın çeşididir. Diğerlerinden daha doğrudur. Sonuçta, rasgele hatalar esas olarak çözeltilerin hacmi ölçülürken ortaya çıkar ve bu titrasyon yönteminde hacim yalnızca bir kez ölçülür, ancak doğrudan titrasyon her zaman mümkün olmaktan uzaktır. X ve R arasındaki birçok reaksiyon yeterince hızlı gitmez ve titrantın bir sonraki kısmını ekledikten sonra çözeltinin dengeyi kurmak için zamanı yoktur. Bazen yan reaksiyonlar veya uygun bir indikatörün bulunmaması nedeniyle doğrudan titrasyon mümkün olmayabilir. Bu gibi durumlarda, daha karmaşık geri veya ikame titrasyon şemaları kullanılır. En az iki kimyasal reaksiyon içerirler.

Geri titrasyon iki aşamalı bir şemaya göre gerçekleştirilir:

X + R 1 \u003d Y 1

R1 + R2 = Y2

Yardımcı reaktif Rı kesin olarak bilinen bir miktarda verilir. R1 solüsyonunun hacmi ve konsantrasyonu, Hostal ile reaksiyonun tamamlanmasından sonra R1'in fazla olacağı şekilde seçilir. R1'in reaksiyona girmemiş kısmı daha sonra R2 titrantı ile titre edilir. Bir örnek, organik maddelerin permanganatometrik titrasyonu olacaktır. Oksidasyonlarının yavaş olması ve diğer sebeplerden dolayı pek çok maddenin permanganat ile "doğrudan" titre edilmesi mümkün değildir. Ancak önce analiz edilen numuneye bilinen (aşırı) miktarda KMnO 4 ekleyebilir, elde edilen çözeltiyi asitlendirebilir ve ısıtabilirsiniz. Bu, organik maddelerin oksidasyonunun tam ve hızlı bir şekilde tamamlanmasına yol açacaktır. Daha sonra kalan permanganat, bazı aktif indirgeyici maddelerle, örneğin bir SnCl2 veya FeS04 çözeltisiyle titre edilir.

Geri titrasyon sonuçlarının hesaplanması bariz ilişkiye göre yapılır:

ν X \u003d ν R 1 - ν R 2

Bu durumda hacimler iki kez ölçüldüğü için (önce reaktif çözeltisinin hacmi Rı , sonra titrantın hacmi R2 ), analiz sonucunun rastgele hatası, doğrudan titrasyondakinden biraz daha yüksektir. ν R 1 ≈ ν R 2 .

t.eş. kontrol yöntemine göre sınıflandırma Bu tür birkaç yöntem bilinmektedir. En basiti göstergesiz titrasyondur, en yaygını renkli göstergeli titrasyondur ve en doğru ve hassas olanı enstrümantal titrasyon seçenekleridir.

Göstergesiz titrasyon titre edilen çözeltinin görünür özelliklerinde bir değişikliğin eşlik ettiği reaksiyonların kullanımına dayanır. Kural olarak, reaktiflerden biri (X veya R) görünür bir renge sahiptir. Böyle bir reaksiyonun seyri, özel aletler olmadan ve gösterge reaktifleri eklenmeden kontrol edilir. Bu nedenle, renksiz indirgeyici maddeler, asidik bir ortamda mor bir oksitleyici madde - potasyum permanganat (KMn04) çözeltisi ile titre edilir. Eklenen titrantın her bir kısmı, indirgeyici maddenin etkisi altında Mn2+ iyonlarına dönüşerek hemen renk değiştirecektir. Bu t.eq.'ye kadar devam edecek. Bununla birlikte, titrantın ilk "ekstra" damlası titre edilen çözeltiyi pembe-mor renklendirecek, çözelti karıştırıldığında bile renk kaybolmayacaktır. Solmayan bir renk göründüğünde titrasyon durdurulur ve harcanan titrantın hacmi ölçülür ( v k.t.t.) Titrasyonun sonu, ele alınan örnekte olduğu gibi sadece titre edilen çözeltinin renginin görünümü ile değil, aynı zamanda önceden renklendirilmiş numune çözeltisinin renginin değişmesi ve ayrıca herhangi bir çökeltinin görünümü ile de sabitlenebilir. görünümde kaybolma veya değişiklik. Göstergesiz titrasyon nadiren kullanılır, çünkü yalnızca birkaç reaksiyona çözeltinin görünür özelliklerinde bir değişiklik eşlik eder.

enstrümantal titrasyon. X ve R arasındaki reaksiyonun seyri sadece "gözle" (görsel olarak) değil, aynı zamanda çözeltinin bazı fiziksel özelliklerini ölçen cihazların yardımıyla da izlenebilir. Enstrümantal titrimetri varyantları, çözeltinin hangi özelliğinin kontrol edildiğine bağlı olarak ayırt edilir. Titre edilmiş çözeltinin kalitatif ve kantitatif bileşimine bağlı olan herhangi bir özelliği kullanabilirsiniz. Yani, çözeltinin elektriksel iletkenliğini ölçmek mümkündür (bu seçeneğe denir kondüktometrik titrasyon), titre edilmiş çözeltiye batırılmış gösterge elektrodunun potansiyeli ( potansiyometrik titrasyon), ışığın titre edilmiş çözelti tarafından emilmesi ( fotometrik titrasyon), vb. Ölçülen özelliğin önceden seçilmiş bazı değerlerine ulaşıldığında titrasyonu durdurabilirsiniz. Örneğin, bir asit çözeltisi, 7'lik bir pH değerine ulaşılana kadar alkali ile titre edilir.Ancak, genellikle bunu farklı şekilde yaparlar - titrant eklendiğinde, yalnızca değil, çözeltinin seçilen özelliği tekrar tekrar (hatta sürekli olarak) ölçülür. önce, ama aynı zamanda beklenen sıcaklıktan sonra eq.elde edilen verilere göre, ölçülen özelliğin eklenen titrantın hacmine grafiksel bir bağımlılığı çizilir ( titrasyon eğrisi). Eşdeğerlik noktasına yakın, titre edilen çözeltinin bileşiminde ve özelliklerinde keskin bir değişiklik olur ve titrasyon eğrisinde bir sıçrama veya kırılma kaydedilir. Örneğin, bir çözeltiye daldırılan bir elektrotun potansiyelindeki sıçrama. Denklemin konumu, eğri üzerindeki bükülmenin konumundan tahmin edilir. Bu tür analiz, geleneksel titrasyondan daha zahmetli ve zaman alıcıdır, ancak daha doğru sonuçlar verir. Bir titrasyonda, birkaç bileşenin konsantrasyonlarını ayrı ayrı belirlemek mümkündür.

Enstrümantal titrimetrinin bir düzineden fazla çeşidi bilinmektedir. Amerikalı analist I. Koltgof, yaratılmalarında önemli bir rol oynadı. Uygun yöntemler, solüsyonun ölçülen özelliğine, kullanılan ekipmana ve analitik yeteneklere göre farklılık gösterir, ancak hepsi göstergeli veya göstergesiz görsel titrimetri seçeneklerinden daha hassas ve seçicidir. Enstrümantal kontrol, örneğin bulutlu veya yoğun renkli çözeltilerin analizinde olduğu kadar iz safsızlıkların belirlenmesinde ve karışımların analizinde göstergeler kullanılamadığında özellikle önemlidir. Bununla birlikte, enstrümantal titrimetri, laboratuvarın, her zaman ekonomik olarak mümkün olmayan, tercihen kendi kendine kayıt yapan veya tam otomatik olan özel cihazlarla donatılmasını gerektirir. Çoğu durumda, yeterince doğru ve güvenilir sonuçlar, göstergelerin kullanımına dayalı olarak daha basit ve daha ucuz bir şekilde elde edilebilir.

Göstergeleri kullanma. Titre edilmiş numuneye önceden az miktarda özel bir reaktif eklenebilir - gösterge. Tanıtılan titrantın etkisi altındaki göstergenin görünür rengini değiştirdiği anda titrasyonun durdurulması gerekecektir, bu titrasyonun bitiş noktasıdır. Sadece bir "ekstra" titrant damlasının eklenmesi sonucunda renk değişiminin kademeli olarak meydana gelmemesi önemlidir. Bazı durumlarda gösterge rengini değil, çözünürlüğünü veya parlamanın doğasını değiştirir. Bununla birlikte, bu tür göstergeler (adsorpsiyon, flüoresan, kemilüminesan vb.), renkli göstergelerden çok daha az kullanılır. Herhangi bir göstergenin rengindeki değişiklik, göstergenin titrant ile kimyasal etkileşimi nedeniyle oluşur ve göstergenin yeni bir forma geçişine yol açar Göstergelerin özellikleri daha ayrıntılı olarak ele alınmalıdır.

Göstergeler

Analitik laboratuvarlarda, çeşitli türlerde (asit-baz, metal-kromik, adsorpsiyon vb.) Birkaç yüz renk göstergesi kullanılır. Bir zamanlar bitkilerden - menekşe çiçeklerinden veya özel bir liken türünden (litmus) elde edilen tentürler gösterge olarak kullanılıyordu. R. Boyle, bu tür göstergeleri ilk kullanan kişiydi. Şu anda, her zaman farklı maddelerin bir karışımı oldukları için doğal göstergeler kullanılmamaktadır, bu nedenle renklerinin geçişi açıkça ifade edilmemektedir. Modern göstergeler, özel olarak sentezlenmiş bireysel organik bileşiklerdir. Kural olarak, göstergeler, molekülleri birkaç fonksiyonel grup (ikame edici) içeren aromatik serinin bileşikleridir.Birçok benzer bileşik bilinmektedir, ancak bunlardan yalnızca bazıları renk göstergeleri olarak kullanılabilir. Önerilen gösterge bir dizi gereksinimi karşılamalıdır:

· gösterge, depolama sırasında kararlı olan çözümler vererek iyi çözünmelidir;

· çözeltide, indikatör, moleküler yapı bakımından farklı olan çeşitli formlarda bulunmalıdır. Formlar arasında hareketli bir kimyasal denge kurulmalıdır. Örneğin, göstergenin asit formu bazik olana (ve tersi), oksitlenmiş olan indirgenmiş olana (ve tersi) gider; metalokromik indikatör, metal iyonları vb. ile tersine çevrilebilir şekilde kompleks oluşturur;

· renk göstergesi yoğun olmalıdır spektrumun görünür bölgesindeki ışığı soğurur. Çözeltinin rengi çok düşük konsantrasyonlarda (10 -6 - 10 -7 mol/l) bile ayırt edilebilir olmalıdır. Bu durumda, titre edilen çözeltiye çok küçük miktarlarda indikatör eklemek mümkün olacak ve bu da daha doğru analiz sonuçlarının elde edilmesine katkıda bulunacaktır;

· göstergenin farklı formları, renkleri bakımından, yani görünür bölgedeki absorpsiyon spektrumunda farklı olmalıdır. Bu durumda titrasyon sırasında zıt bir renk geçişi gözlenecektir.Örneğin gösterge renginin pembeden zümrüt yeşiline geçişi gözle açıkça görülebilir. Pembe rengin turuncuya veya mora dönüşmesi ile titrasyonun bitiş noktasını (c.t.t.) sabitlemek çok daha zordur. Göstergenin iki formunun absorpsiyon spektrumlarının ne kadar farklı olduğu çok önemlidir. Göstergenin biçimlerinden biri maksimum olarak λ 1 dalga boyuna sahip ışığı ve diğeri λ 2 dalga boyuna sahip ışığı emerse, o zaman ∆λ = λ 1 - λ 2 farkı renk geçişinin kontrastını karakterize eder. ∆λ ne kadar büyük olursa, göstergenin renk geçişi göz tarafından o kadar iyi algılanır. Renk geçişinin görsel kontrastını artırmak için bazen farklı göstergelerin karışımları kullanılır veya göstergeye inert bir yabancı boya eklenir;

· çözeltinin bileşimini değiştirirken göstergenin bir formdan diğerine geçişi çok hızlı bir şekilde, saniyenin bir kısmında gerçekleşmelidir;

· geçişe, belirli bir türdeki tüm göstergeler için aynı olan tek bir faktör neden olmalıdır. Bu nedenle, asit-baz göstergesinin renginde bir değişiklik, örneğin oksitleyici maddeler veya metal iyonları veya proteinlerle etkileşime girerken, başka türdeki reaksiyonlar nedeniyle meydana gelmemelidir! Aksine, redoks indikatörleri sadece oksitleyici ve indirgeyici maddelerle etkileşime bağlı olarak renk değiştirmeli ve bu, her redoks indikatörüne özgü belirli bir potansiyelde gerçekleşmelidir. Bu göstergelerin rengi ve geçiş potansiyeli, çözeltinin pH'ına bağlı olmamalıdır. Ne yazık ki pratikte birçok redoks göstergesinin geçiş potansiyeli de pH'a bağlıdır.

Yan işlemlerin etkisini azaltmak için, bazen indikatör titre edilmiş çözeltiye dahil edilmez, aksine, titrasyon sırasında periyodik olarak titre edilmiş çözeltiden bir damla alınır, bir gösterge damlası ile bir saat camı üzerinde karıştırılır. çözelti ve elde edilen renk gözlenir. Bu teknik, geri döndürülemez şekilde tepki veren göstergelerin kullanılmasına izin verir. Baskı kağıdı önceden ıslatılırsa "dış gösterge" ile çalışmak daha uygundur.

İndikatörün renk değişimi ile belirlenen titrasyonun bitiş noktası, eşdeğerlik noktası ile örtüşmeyebilir. Uyumsuzluk v k.t.t. Ve v t.eq, analiz sonucunda sistematik bir hataya yol açar. Hata değeri, bu göstergenin doğası, konsantrasyonu ve titre edilen çözeltinin bileşimi ile belirlenir.

Göstergeleri seçme ilkesi çok basit ve evrenseldir. : Göstergenin geçiş karakteristiği (titrasyonun pT değeri, geçiş potansiyeli, vb.), eşdeğerlik noktasında titre edilen çözeltinin beklenen bileşimine karşılık gelmelidir. Bu nedenle, bir analist güçlü bir asidin sulu bir çözeltisini güçlü bir bazla titre ederse, çözeltinin eşdeğerlik noktasında pH = 7 olacaktır. Bu nedenle, yaklaşık pH 7'de (bromotimol mavisi) renk değiştiren bir asit-baz göstergesi kullanılmalıdır. , vb.) pT hakkında - çeşitli türlerdeki göstergeler için titrasyon göstergeleri referans literatürdedir.

Titrimetrik analiz sonuçlarının hesaplanması

Titrimetrik analiz sonuçlarının, örneğin oranlar kullanılarak doğrudan reaksiyon denkleminden hesaplanması önerilmez. Hesaplama problemlerini çözmenin böyle bir "okul" yolu irrasyoneldir ve kural olarak gerekli doğruluğu sağlamaz. Titrimetrik analizin sonuçları, eşdeğerler kanunundan türetilen hazır cebirsel formüllerden biri kullanılarak hesaplanır. İlk veriler, harcanan titrantın hacmi (mililitre cinsinden) ve titrantın konsantrasyonu (mol / litre olarak) olacaktır, bunlar gerekli doğrulukla ayarlanmalıdır.

Hesaplama yöntemi, titrasyon sırasında meydana gelen kimyasal reaksiyonun türüne ve eşdeğerlik noktasını izleme yöntemine (gösterge, cihaz vb.) bağlı değildir. Hesaplama formülünün seçimi, analiz sırasında hangi titrasyon yönteminin (direkt, ters, ikame) kullanıldığına göre belirlenir.Bir formül seçerken, iki durum ayırt edilmelidir: a) X çözeltisi konsantrasyonunun hesaplanması; b) bileşenin kütle oranı (örnekteki X yüzdesi).

Hesaplama formülleri, belirlenecek bileşenin ve titrantın konsantrasyonları, karşılık gelen çözeltilerin litresi başına eşdeğerlerinin mol sayısı olarak ifade edilirse en basit gibi görünür; analitin konsantrasyonları kullanılır ( Nx) ve titrant (N T ), çözeltinin litresi başına eşdeğer mol sayısı olarak ifade edilir. Önceden, bu konsantrasyonlar normal olarak adlandırılıyordu. Şimdi bu terimin kullanılması önerilmez, ancak pratikte, özellikle redoksmetride oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, kompleksometride ve 1 mol X analitin her zaman 1 mol titranla reaksiyona girdiği diğer bazı yöntemlerde, normal konsantrasyonlar olağan molar konsantrasyonlarla çakışır ( C x ve C T ) ve bu nedenle sonuçları hesaplarken normal konsantrasyonları ve eşdeğerlerini kullanmaya gerek yoktur.

Geleneksel molar konsantrasyonlardan farklı olarak normal konsantrasyon, titrasyon sırasında meydana gelen reaksiyonun kimyası dikkate alınarak belirlenir. Bir çözeltideki normal X konsantrasyonunun, kaç protonun (veya elektronun) katıldığına bağlı olarak ya molar konsantrasyonuna eşit olduğunu ya da onu birkaç (2,3,4 ....) kat aştığını hatırlamakta fayda var. reaksiyonda, X parçacığı başına. Reaksiyon denklemini yazarken, eşdeğerleri belirlerken ve normal konsantrasyonları hesaplarken, titrasyonun gerçekleştiği koşullar ve hatta gösterge seçimi dikkate alınmalıdır.

Ağırlıktitre edilmiş Xatdoğrudan titrasyon eşittir (mg cinsinden):

m x = N T . VT . örneğin , (1),

nerede bir protona (asit-baz reaksiyonlarında), bir elektrona (redoks reaksiyonlarında), bir liganda (kompleks oluşum reaksiyonlarında) vb. karşılık gelen X eşdeğerinin molar kütlesidir. VT titrantın hacmidir (ml olarak). Kompleksometride, analitin kütlesi (mg cinsinden), değeri içeren formül kullanılarak en iyi şekilde hesaplanır. M x -molar kütle X:

m x = CT . VT . M x (2).

(4.11)'den, numune numunesindeki X'in % olarak ifade edilen kütle fraksiyonunun şuna eşit olduğu sonucu çıkar:

%X = N T . VT . Eski . %100 / m S , (3),

nerede m S - mg cinsinden numune ağırlığı Genellikle titrasyonun sonucu, numunenin titrasyondan önce içinde çözüldüğü suyun hacmine bağlı değildir ve bu hacim hesaplamalarda dikkate alınmaz. Numunenin tamamı değil de bir kısmı (alikot) titre edilirse, ek bir katsayı dikkate alınmalıdır.İLE , orana eşit V0 - bu numunenin aktarıldığı ve alikotların alındığı çözeltinin hacmi, Valiq - bir alikotun hacmi:

m x = K. N T . VT . Örn , (4).

Hesaplarken konsantrasyondoğrudan (veya ikame) titrasyon yöntemine göre, eşdeğerler yasasını doğrudan takip eden basit bir formül kullanılır:

N x . V x \u003d N T. VT (5).

analiz, ancak fabrika laboratuvarlarında başka hesaplama yöntemleri de kullanılır.

Titrimetride çalışma çözeltilerinin hazırlanması

Titrimetrik analizde kullanılan kesin olarak bilinen konsantrasyonların çalışma çözeltileri birkaç şekilde hazırlanır:

· kimyasal reaktifin tam tartımına göre analitik bir teraziye alınır. Bu numune az miktarda çözücü içinde eritilir ve daha sonra elde edilen çözeltinin hacmi hacimsel bir şişede işarete getirilir. Ortaya çıkan çözeltilere standart denir ve karşılık gelen reaktiflere birincil standartlar denir. Çok az madde birincil standart olabilir - sabit ve kesin olarak bilinen bileşime sahip, oda sıcaklığında katı, havada kararlı, higroskopik ve uçucu olmayan saf kimyasallar olmalıdır. Örnekler potasyum dikromat, komplekson III, oksalik asittir. Aksine, standart bir hidroklorik asit çözeltisi hazırlamak imkansızdır ("hidroklorik asit" reaktifi, yanlış bilinen bir bileşime sahip bir sıvıdır), demir klorür (havada hızla oksitlenir), kostik soda (higroskopik) ve diğerleri maddeler.

· sabit kanallardan. Bu terim, genellikle 0.1000 mol eşdeğeri olan belirli bir miktarda reaktif içeren kapalı bir cam ampulü ifade eder. Fiksanlar fabrikada hazırlanır. Laboratuarda fiksanalin içeriği kantitatif olarak 1000 ml'lik bir ölçülü balona aktarılır ve çözücü ile işarete getirilirse, bir litre tam olarak 0,1000 N'lik çözelti elde edilir. Sabit anal solüsyonların hazırlanması analistin zamanından tasarruf etmesini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda birincil standartlar için gerekli özellikler kompleksine sahip olmayan maddelerden kesin olarak bilinen konsantrasyonlarda solüsyonlar hazırlamayı da mümkün kılar (örneğin, hidroklorik asit, amonyak, veya iyot).

· teknik ölçekte alınan yaklaşık olarak bilinen bir kimyasal reaktif örneğine göre. Bu numune, yaklaşık olarak bilinen miktarda çözücü içinde çözülür. Ardından ek bir işlem gerçekleştirilir - ortaya çıkan çözümün standardizasyonu. Örneğin, başka bir maddenin (birincil standart) tam ağırlığı elde edilen çözelti ile titre edilir. Bunu farklı bir şekilde yapabilirsiniz: hazırlanan solüsyondan bilinen bir hacim (parça) alın ve bunu uygun bir standart solüsyonla titre edin.Hazırlanan solüsyonun tam konsantrasyonu, titrasyon için kullanılan hacimden hesaplanır. Bu tür çözümlere standartlaştırılmış denir. Örneğin, bir KOH solüsyonu, tartılmış bir oksalik asit kısmı veya hidroklorik asidin bir fiksanal solüsyonu ile standardize edilir. Laboratuvardaki madde, yaklaşık olarak bilinen konsantrasyonda (örneğin, hidroklorik asit) konsantre bir çözelti formunda mevcutsa, tartmak yerine, konsantre çözeltinin önceden hesaplanmış belirli bir hacmi ölçülür. Bu, ilk çözümün yoğunluğunun bilinmesini gerektirir. Ardından, önceki durumda olduğu gibi, elde edilen çözüm standardize edilir.

Depolama sırasında çözeltilerin konsantrasyonu kendiliğinden değişmemelidir. Bu durumda, önceden hazırlanmış (standart veya standartlaştırılmış) çözeltiler, herhangi bir ek işlem olmaksızın titrasyonlar için kullanılabilir.Çözelti ne kadar seyreltilirse, kural olarak depolama sırasında (hidrolizi) o kadar az kararlı olduğu unutulmamalıdır. çözünen, oksijen havası ile oksidasyonu, cam eşyaların iç yüzeyine adsorpsiyonu vb.). Bu nedenle, düşük konsantrasyonlu çalışma çözeltileri kural olarak önceden hazırlanmaz. Sadece ihtiyaç duyulduğunda, kullanıldıkları gün hazırlanırlar. Bunu yapmak için, başlangıç (standart, sabit veya standardize edilmiş) çözeltiler, saf bir solvent ile kesin olarak bilinen sayıda seyreltilir (genellikle çözelti, bir işlemde 5 veya 10 kez seyreltilir). Daha da seyreltik çözeltiler gerekirse, bu işlem tekrarlanır. Örneğin, 0.01 M, 0.1 M'lik bir çözeltiden hazırlanır, 0.001 M bundan vb.

Kesin olarak bilinen konsantrasyonlara sahip çözeltilerin hazırlanması, hacimleri gerekli doğrulukla ölçmenize izin veren bir dizi özel hacimsel araç kullanılmasını gerektirir. Bunlar hacimsel şişeler, pipetler ve büretlerdir. Laboratuvar çalışması kılavuzları, ölçüm aletlerinin açıklamalarını ve bunlarla çalışma kurallarını içerir.

Titrasyon Yöntemleri

Tek numune yöntemi ve aliquot yöntemi. Rastgele hataların etkisini azaltmak için, titrasyon genellikle birkaç kez tekrarlanır ve ardından sonuçların ortalaması alınır. Tekrarlanan analizler iki farklı şekilde gerçekleştirilebilir: aliquots yöntemi ile ayrı porsiyonlar yöntemi. Her iki yöntem de hem çalışan çözümlerin standartlaştırılmasında hem de doğrudan gerçek nesnelerin analizinde kullanılır.

Tek ağırlık yöntemi, adından da anlaşılacağı gibi, analiz edilen malzemenin birkaç tartılmış kısmının titrasyon için alındığını varsayar. Kütleleri yaklaşık olarak eşit olmalıdır. Numune boyutu, titrasyon başına istenen titrant tüketimi (büret hacminden fazla olmamak kaydıyla) ve titrant konsantrasyonu dikkate alınarak seçilir.

Kütleleri Tablo 2'de gösterilen, tartılmış üç porsiyon oksalik asit alınsın. Her titrasyona göre (ayrı ayrı!) KOH konsantrasyonunu hesaplayın. Daha sonra konsantrasyonların ortalaması alınır.Farklı numunelerin titrasyonu için harcanan hacimlerin ortalaması alınamaz!

Tablo 2. Bireysel numuneler yöntemini kullanarak analiz sonuçlarının hesaplanmasına bir örnek

menteşe numarası	Massanaveski, mg	Titrant hacmi, ml	Bulunan KOH konsantrasyonu, mol/l
	95,7	14,9	0,102
	106,9	16,2	0,105
	80,8	12,7	0,101
Ortalama analiz sonucuСKOH = 0,103 mol/l

Parça titrasyon yöntemi (veya pipetleme yöntemi) birkaç ayrı numunenin - pipetlerle alınan test solüsyonunun küçük hacimlerinin - titrasyonuna dayanır.

Ayrı ağırlıklar yöntemi ve alikotların titrasyon yöntemi, verilen örneklerde gösterildiği gibi yalnızca doğrudan titrasyon için değil, aynı zamanda ters ve ikame titrasyon için de kullanılır. Bir titrasyon yöntemi seçilirken, ayrı ağırlıklar yönteminin daha doğru sonuçlar verdiği, ancak daha zahmetli ve daha fazla hesaplama gerektirdiği göz önünde bulundurulmalıdır. Bu nedenle, çalışma çözümlerinin standardizasyonu için ayrı ağırlıklar yöntemini kullanmak ve seri olarak gerçekleştirilen analizler için daha açık kısımlar yöntemini kullanmak daha iyidir.

Titrasyon eğrilerinin şekli

Logaritmik titrasyon eğrileri reaktiflerden birinin denge konsantrasyonunun logaritmasının eklenen titrant hacmine grafiksel bir bağımlılığını temsil eder. Konsantrasyonun logaritması yerine, çözeltinin pH değeri (pH) genellikle dikey eksende çizilir. Diğer benzer göstergeler (örneğin, pAg \u003d - lg) ve ayrıca denge konsantrasyonlarının logaritmalarına doğrusal olarak bağlı olan titre edilmiş çözeltinin fiziko-kimyasal özelliklerinin değeri de kullanılır. Bir örnek, elektrot potansiyeli (E) olacaktır.

Çözelti, titrant ile reaksiyona giren tek bir madde içeriyorsa ve reaksiyon tek bir kimyasal denklemle tanımlanıyorsa (yani adım adım ilerlemiyorsa), logaritmik eğride hemen hemen dikey bir bölüm gözlenir. atlama titrasyonu . Aksine, eğrinin t.eq'den uzak bölümleri. yataya yakın. Bir örnek, Şekil 1'de gösterilen, çözeltilerin pH'ının eklenen titrantın V hacmine bağımlılığı olabilir.

Şekil 1. Titrasyon eğrilerinin türü

Gelgit eğrisindeki atlama yüksekliği ne kadar yüksek olursa, eşdeğerlik noktası o kadar doğru bir şekilde sabitlenebilir.

Asit-baz titrasyonu (nötralizasyon yöntemi)

Yöntem prensibi

Nötralizasyon yöntemi, asit-baz (protolitik) reaksiyonları gerçekleştirmeye dayanır. Bu titrasyon sırasında çözeltinin pH değeri değişir. Asit-baz reaksiyonları, titrimetrik analiz için en uygun olanlardır: kesin olarak tanımlanmış denklemlere göre, yan işlemler olmadan ve çok yüksek bir hızda ilerlerler. Güçlü asitlerin güçlü bazlarla etkileşimi, yüksek denge sabitlerine yol açar. k.t.t.'yi tespit etmek için uygun ve iyi çalışılmış bir yol var - asit-baz göstergelerinin kullanımı. Enstrümantal yöntemler de kullanılabilir ve özellikle sulu olmayan, bulutlu veya renkli çözeltileri titre ederken önemlidir.

Nötralizasyon yöntemi iki seçenek içerir - asidimetri(titrant güçlü bir asit çözeltisidir) ve alkalimetri(titrant, güçlü bir bazın bir çözeltisidir). Bu yöntemler sırasıyla iyonik ve multiprotonik olanlar da dahil olmak üzere bazları ve asitleri belirlemek için kullanılır. Güçlü protolitleri titre etme yeteneği, konsantrasyonları ile belirlenir; titrasyon şu durumlarda mümkündür: C x> 10 - 4 M .Sulu bir çözeltide böyle bir titrasyon sırasında aşağıdaki reaksiyon meydana gelir:

H3O + +OH - ® 2 H 2 O

Sulu çözeltilerde zayıf asitlerin ve zayıf bazların titrasyonu şemaları takip eder:

AÇIK+OH - ® H 2 O (alkalimetri)

B + H3O + ® HB + + H 2 O (asidimetri)

Asit-baz titrasyonunun pratik uygulama örnekleri:

· gıda ürünleri, toprak ve doğal suların asitliğinin belirlenmesi (fenolftalein göstergesi ile sulu çözeltilerin alkalimetrik titrasyonu);

· petrol ürünlerinin asitliğinin belirlenmesi (arsanın enstrümantal kontrolü ile sulu olmayan çözeltilerin alkalimetrik titrasyonu);

· mineraller ve inşaat malzemelerinde karbonatların ve bikarbonatların tayini (iki göstergeli sulu çözeltilerin asitimetrik titrasyonu);

· amonyum tuzlarında ve organik maddelerde nitrojen tayini (Kjeldahl yöntemi). Bu durumda, organik nitrojen içeren maddeler, cıva tuzlarının varlığında konsantre sülfürik asit ile kaynatılarak ayrıştırılır, amonyum nitrojen, ısıtıldığında alkalinin etkisiyle uzaklaştırılır, amonyak, fazla alınan standart bir HCl çözeltisi ile emilir. . HCl'nin reaksiyona girmemiş kısmı daha sonra metil oranj indikatörü varlığında alkali ile titre edilir. Bu yöntem hem ikame ilkesini hem de geri titrasyon yöntemini kullanır.

çalışma çözümleri.Sulu çözeltilerin asidimetrik titrasyonunda, titrantlar şu şekilde kullanılır: güçlü asit çözeltileri (HCl, daha az sıklıkla HNO3 veya H2S04). İÇİNDE alkalimetri titrantlar - NaOH veya KOH çözeltileri. Bununla birlikte, listelenen reaktifler, sadece doğru bir şekilde tartarak onlardan standart solüsyonlar hazırlamayı mümkün kılacak özelliklere sahip değildir. Bu nedenle, katı alkaliler higroskopiktir ve her zaman karbonat safsızlıkları içerir. HCl ve diğer güçlü asitler söz konusu olduğunda, başlangıç reaktifi saf bir madde değil, konsantrasyonu yanlış bilinen bir çözeltidir. Bu nedenle nötrleştirme yönteminde önce konsantrasyonu yaklaşık olarak bilinen bir çözelti hazırlanır ve ardından standardize edilir. Asit çözeltileri, susuz sodyum karbonat Na2C03 (soda) veya sodyum tetraborat Na2B407 için standardize edilmiştir . 10H20 (fırtına). Boraks çözündüğünde su ile etkileşime girer:

B 4 O 7 2– + 3H 2 O \u003d 2H 3 VO 3 + 2VO 2 -

Ortaya çıkan metaborat, oldukça güçlü bir bazdır. Asit ile titre edilir:

IN 2 - + H3O + \u003d H3 IN 3.

Açıkçası, boraks eşdeğerinin molar kütlesi M(½Na 2 B 4 O 7 . 10H20) = 190.71 g/mol. Yüksek molar kütle eşdeğeri, birincil standart olarak boraksın bir avantajıdır. Alkali çözeltiler, potasyum hidroftalat için standardize edilmiştir. Hidroftalat molekülü, hareketli bir proton içerir ve zayıf bir asidin özelliklerine sahiptir:

Benzoik asit C6H5COOH, oksalik asit H2C204 genellikle standart olarak kullanılır. . 2H 2 O ve diğer zayıf organik asitler (katı, saf kararlı maddeler). Laboratuarlarda standart 0,1000 M asit ve baz çözeltileri genellikle fiksanallardan hazırlanır. Hazırlanan asit solüsyonu, alkali solüsyonu standardize etmek için kullanılabilir ve bunun tersi de geçerlidir. Standardize edilmiş asit çözeltileri kararlıdır ve herhangi bir değişikliğe uğramadan uzun süre saklanabilir. Alkali çözeltiler daha az kararlıdır, camla etkileşimi önlemek için mumlu veya floroplastik kaplarda saklanmaları önerilir. Alkali çözeltilerin havadan CO2 emdiği ve depolama sırasında sönmemiş kireç veya soda kireci ile doldurulmuş bir tüp ile korunduğu dikkate alınmalıdır.

Pirinç. 2. Güçlü bir asit için nötralizasyon eğrileri.

1 - 0,1 M, 2 - 0,01 M, 3 - 0,001 M.

k.t.t.'yi tespit etmek için renkli bir gösterge ile atlama yüksekliğinin göstergenin geçiş aralığının genişliğinden daha büyük olması gerekir. İkincisi genellikle yaklaşık iki pH birimidir.

Zayıf asitler için nötrleştirme eğrisindeki sıçramanın yüksekliği asidin gücüne (asit sabitinin değeri veya pKa ) bağlıdır. Yani, asit ne kadar zayıfsa (pKa'nın değeri o kadar büyük), diğer her şey eşit olduğunda, sıçramanın yüksekliği o kadar küçük olmalıdır.

1 - hidroklorik asit, 2 - asetik asit (pKa = 4.8), 3 - hidrosiyanik asit (pKa = 9.2).

Sıçramanın yüksekliği, genellikle 2 pH birimi olan göstergenin geçiş bölgesinin genişliğinden daha büyük olmalıdır. bu nedenle, için Güçlü elektrolitlerde olduğu gibi, titrasyon kriteri %1 hata ile zayıf protolit, ∆p H ±%1 ≥ 2 koşulundan elde edilebilir. Zayıf bir asidin sulu çözeltisi için, istenen kriteri aşağıdaki biçimde elde ederiz:

R İLEA+ p İLE≤ 8

p C \u003d 2'de, kritik değer p ka eşittir 6. Başka bir deyişle, asit çok zayıfsa ve pKa'sı A 6'dan büyükse, renk göstergeleri ile doğru bir şekilde titre edilemez.

Protolit ve multiproton protolit karışımlarının titrasyonu. Karışık çözeltilerde, güçlü asitler zayıf olanların protolizini engeller. Aynısı, farklı kuvvetlere sahip bazların bir karışımını içeren çözeltilerde gözlenir.Böyle bir karışıma bir titrant eklendiğinde, önce daha güçlü olan protolit titre edilir ve ancak daha sonra zayıf olan titrant ile reaksiyona girer. Bununla birlikte, karışım titrasyon eğrisinde gözlemlenen sıçramaların sayısı, yalnızca mevcut protolit sayısına değil, aynı zamanda karşılık gelen asitlik (bazlık) sabitlerinin mutlak değerlerine ve oranlarına da bağlıdır. Karışımın bileşenlerinin asitlik (veya bazlık) sabitleri 10 4 kattan fazla farklılık göstermelidir, yalnızca bu durumda titrasyon eğrisinde belirgin şekilde belirgin titrasyon sıçramaları ayrı ayrı gözlenecek ve her bir bileşenin belirlenmesindeki bağıl hata aşağıdakileri aşmayacaktır: %1 Protolitlerin ayrı titrasyon olasılığının kriteri, sözde "dört birim kuralı"dır:

(6)

Karşılık gelen asitlik sabitleri koşul (6)'ya göre farklılık gösteriyorsa, çok protonlu protolitler titrantlarla adım adım reaksiyona girer, önce birinci aşamada, sonra ikinci aşamada vb.Nötralizasyon eğrilerini hesaplarken, çok protonlu protolitler farklı karışımlar olarak kabul edilebilir. elektrolitler.

Örnek olarak, olasılığı düşünün

Şekil 5. Bir çözelti ile karbonat ve bikarbonat iyonlarının karışımının titrasyon eğrisi HCI.

İndikatörlerin renk geçişlerinin gözlendiği pH değerleri belirtilir.

İki güçlü asit karışımını, eşit derecede zayıf iki asit karışımını veya yakın p ile iki bazın karışımını titre ederken İLEB titrasyon eğrisinde iki ayrı sıçrama yoktur. Bununla birlikte, bu tür karışımların bileşenlerinin konsantrasyonunu ayrı ayrı belirlemek hala oldukça mümkündür. Bu problemler, farklı susuz çözücüler kullanılarak başarılı bir şekilde çözülür.

Asit-baz göstergeleri ve seçimleri

k.t.t.'yi tespit etmek için nötralizasyon yöntemi geleneksel olarak asit-baz göstergeleri kullanır - zayıf asitler veya bazlar olan ve çözeltinin pH'ına bağlı olarak görünür renklerini değiştiren sentetik organik boyalar Bazı (laboratuvarlarda en yaygın kullanılan) asit-baz göstergelerinin örnekleri tabloda gösterilmektedir. 3. Yapı ve özellik göstergeleri referans kitaplarında verilmiştir. Her asit-baz göstergesinin en önemli özellikleri şunlardır: geçiş aralığı Ve titrasyon indeksi (pT). Geçiş aralığı, göstergenin karışık bir renginin gözlendiği, bölgenin sınırlarına karşılık gelen iki pH değeri arasındaki bölgedir. Yani bir gözlemci sulu bir metil oranj çözeltisini pH değerinde saf sarı olarak tanımlayacaktır.< 3,1 и как чисто красный при рН >4.4 ve bu sınır değerleri arasında karışık, farklı tonlarda pembe-turuncu bir renk gözlenir. Geçiş aralığının genişliği tipik olarak 2 pH birimidir. İndikatörlerin deneysel olarak belirlenen geçiş aralıkları bazı durumlarda iki pH biriminden daha az veya daha fazladır. Bu, özellikle, gözün spektrumun görünür bölgesinin farklı bölümlerine karşı farklı duyarlılığı ile açıklanmaktadır. Tek renkli göstergeler için aralığın genişliği ayrıca göstergenin konsantrasyonuna da bağlıdır.

Tablo 3

En önemli asit-baz göstergeleri

Gösterge	Geçiş aralığı ΔрН Ind	R İLEA(Arka)	Renk değişimi
metil portakal			Kırmızı Sarı
Bromokresol yeşili			Sarı mavi
metil kırmızısı			Kırmızı Sarı
Bromokresol moru			Sarı - mor
Bromotimol mavisi			Sarı mavi
fenol kırmızısı			Sarı Kırmızı
timol mavisi
fenolftalein			renksiz - kırmızı

Farklı göstergelerin özelliklerini bilerek, doğru analiz sonuçlarını elde etmek için bunları teorik olarak makul bir şekilde seçmek mümkündür.Aşağıdaki kural izlenir: göstergenin geçiş aralığı, titrasyon eğrisindeki atlama bölgesinde bulunmalıdır..

Zayıf protolitlerin titrasyonu için göstergeler seçerken, t.eq. ve titrasyon sıçraması, bir asit titre edilirken zayıf alkali bir ortama ve bir baz titre edilirken hafif asidik bir ortama kaydırılır. Buradan, zayıf asitlerin titrasyonu için hafif alkali bir ortamda (örneğin fenolftalein) renk değiştiren göstergeler ve zayıf bir bazın titrasyonu için hafif asidik bir ortamda (örneğin metil oranj) renk değiştiren göstergeler uygundur.

Her asit-baz göstergesinin başka bir özelliği daha vardır - bu titrasyon indeksi ( RT ). Bu, gözlemcinin indikatörün rengindeki değişikliği en net şekilde fark ettiği ve o anda titrasyonun tamamlandığını düşündüğü pH değeridir. Açıkçası pT = pH K.T.T. . Uygun bir gösterge seçerken, pT değerinin teorik olarak hesaplanan değere mümkün olduğunca yakın olmasını sağlamak için çaba gösterilmelidir. pH T.EKV .. Tipik olarak, pT değeri geçiş aralığının ortasına yakındır. Ancak pT, zayıf bir şekilde yeniden üretilebilir bir niceliktir. Aynı indikatörle aynı titrasyonu yapan farklı insanlar önemli ölçüde farklı pT değerleri elde edeceklerdir.Ayrıca, pT değeri titrasyonun sırasına, yani renk değişiminin yönüne bağlıdır.Asitleri ve bazları aynı indikatörle titre ederken pT değerleri biraz değişecektir. Tek renkli göstergeler (fenolftalein vb.) için pT değeri ayrıca göstergenin konsantrasyonuna da bağlıdır.

Sıfır işaretine kadar titrant ile doldurulmuştur. Büret ölçeği düzensiz olabileceğinden, diğer işaretlerden başlayarak titrasyon önerilmez. Büretler, bir huni aracılığıyla veya büret yarı otomatik ise özel cihazlar yardımıyla çalışma solüsyonu ile doldurulur. Titrasyonun bitiş noktası (eşdeğerlik noktası), göstergeler veya fiziko-kimyasal yöntemlerle (elektriksel iletkenlik, ışık iletimi, gösterge elektrot potansiyeli vb.) belirlenir. Analiz sonuçları, titrasyon için kullanılan çalışma solüsyonunun miktarı ile hesaplanır.

Titrimetrik analiz türleri

Titrimetrik analiz, çeşitli kimyasal reaksiyon türlerine dayanabilir:

asit-baz titrasyonu - nötralizasyon reaksiyonları;
redoks titrasyonu (permanganatometri, iyodometri, kromatometri) - redoks reaksiyonları;
çökeltme titrasyonu (argentometri) - çözeltide çökeltilmiş iyonların konsantrasyonunu değiştirirken, az çözünür bir bileşik oluşumu ile meydana gelen reaksiyonlar;
kompleksometrik titrasyon - titre edilmiş çözeltideki metal iyonlarının konsantrasyonunu değiştirirken, bir komplekson (genellikle EDTA) ile metal iyonlarının güçlü kompleks bileşiklerinin oluşumuna dayanan reaksiyonlar.

Titrasyon türleri

Doğrudan, geri ve ikame titrasyon arasında bir ayrım yapılır.

-de doğrudan titrasyon analit solüsyonuna (bir kısım veya numune, titre edilebilir bir madde) küçük porsiyonlar halinde bir titrant solüsyonu (çalışma solüsyonu) ekleyin.

-de geri titrasyonönce özel bir reaktifin bilinen fazlalığı analitin çözeltisine eklenir ve daha sonra reaksiyona girmemiş kalıntısı titre edilir.

-de ikame titrasyonuönce özel bir reaktifin belli bir fazlası analitin çözeltisine ilave edilir ve daha sonra analit ile eklenen reaktif arasındaki reaksiyon ürünlerinden biri titre edilir.