Файл: Zантn 5302 Заманауи аналитикалы химияны теориялы негіздері пнінен Дрістер жинаы шымкент, 2023 растырушылар философия докторы (PhD) х.. к., Шертаева Н. Т. Заманауи аналитикалы химияны теориялы негіздері.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.11.2023

Просмотров: 291

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
титрант затының нақты көлемін анықтау мүмкін емес болады.

Реакцияның көрнекі қайтарымдығы:

Pb2+ + 2Cl- ^ PbCl2 ( = 1/KS (PbCl2) = 6 -10е)

қорғасын, сондай-ақ хлордың иондарын сандық анықтау үшін қолданылмауының себебі болып табылады. Тәжірибелі қайтарымсыз реакцияны:

Ag+ + Cl- = AgCl^(K = 1/KS(AgCl) = 6,3- 1011)
күміс және хлор иондарын титриметриялық анықтау үшін кеңінен қолданады.

Титриметриялық анықтау баламалық нүктесін жеткілікті түрде нақты анықтай алған жағдайда ғана мүмкін. Оны тез және нақты белгілеудің мүмкін болмауы титрантты балмалы емес көлемде қосуға және титрлеу нәтижелерінің нашар жаңғыртылуына әкеледі.

Реакцияның өту жылдамдығы титрлеудің ұзақтығы мен ұателігін едәуір мөлшерде анықтайды. Баяу жүретін реакциялар титрлеуге қажетті уақытты арттырады, сонымен қатар баламалық нүктесін анықтауды қиындатады немесе мүмкін емес етеді.

Ерітінді, әдеттегідей, қайта титрленеді, яғни титранттың артық мөлшері қосылады. Титриметриялық реакцияның жылдамдығын арттыру үшін оны қыздырған кезде катализаторлардың қатысуымен жүргізеді. Бүл әдіс қышқылды ортада калий перманганатымен C2O+2- оксалат ионын титрлеу кезінде қолданылады (t = 80—85 °C, катализатор — Mn2+): 5C2O42- + 2MnO- + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O

Әдетте қыздыру реакцияны жылдамдатады. Алайда органикалық қосылыстарды талдаған кезде, жоғары температурамен титрлеуді сақтықпен қолдану қажет. қыздыруды 50 — 60 °С дейін ғана жүргізу мақсатты, себебі заттың термиялық ыдырауы болуы мүмкін, кері реакциялардың едәуір тездетуі.

Титриметриялық реакцияның жылдамдығы еріткіш табиғатына байланысты. Мысалы, бромды қанықпаған қосылыстарға қосу реакциясының жылдамдығы полярлы еместерге (CCl4) қарағанда, полярлы еріткіштерде (СН03, CH3OH, СH3COOH) айтарлықтай артады. Реакциялық ортаны гомогенизациялау да титриметриялық реакцияның жылдамдығын арттырады.
  1. 1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   12


Титриметрлік талдау әдістерінің жіктелуі.

Титриметриялық әдістер титриметриялық реакция, титрлеудің соңғы нүктесін белгілеу (к.т.т.), титрлеу әдісі, еріткіш табиғатынаы қарай сараланады.

Титриметриялық реакцияның типіне сәйкес қышқылды-негізді, тотығу-тотықсыздандыру, комплекс түзгіш және тұндырғыш титрлеу әдістері бар.

Титрлеу аяғын анықтау әдісі (индикация) бойынша: а)индикаторлық титрлеу: титрлеудің соңғы нүктесін ерітіндінің

бақыланатын қасиеттерінің бірінің өзгеруі бойынша орнатады, мысалы индикатор реңкінің, лайланудың пайда болуы немесе жойылуы, жарқырау және с.с. бұл әдісті әдетте классикалық титриметриялық талдауда қолданады;

б) индикаторсыз титрлеу: титрлеудің соңғы нүктесін ерітіндінің қандай да бір өлшенетін физика-химиялық қасиетінің өзгерісі бойынша орнатады, мысалы, электродтық потенциал, өтетін тоқтың күштері, электрөткізгіштік, жарық сіңіргіштік және с.с.

индикаторлық, сондай ақ индикаторсыз титрлеу алдында көрсетілген титриметриялық реакциялардың типтері үшін жүзеге асырылады.

Орындалу әдісі бойынша тік және жанама титрлеуді айырады (кест. 6.1): тікелей анықталатын құрауышты жарамды жұмыс ерітіндісімен тікелей титрлейді, жанама кезінде анықталатын құрауыштың өзін титрлемейді, ал арнайы қосылған затпен әрекеттесу өнімі (орнын басу әдісі) немесе оның анықталатын құрауышпен әрекеттесуінен кейін қалатын арнайы қосылған заттың артық мөлшері (кері титрлеу әдісі). Осылайша, жанама титрлеу әдістерінде анықталатын затты емес, ал арнайы қосылғанды титрлейді.

  1. Бейтараптау әдісінің теориялық негіздері: анықталатын заттар, жұмысшы ерітінділері, әдіс индикаторлары

Әр титриметриялық жүйе үш міндетті құрауыштан тұрады: талданатын нысан, титрант, индикатор.

Талданатын нысан және оны дайындау. Анықталатын құрауышты тікелей титрлеу (ионды, молекуланы) әрқашан мүмкін бола бермейді. Әдетте, титрлеудің алдында талданатын сынаманы дайындау өтеді. Титрлеуге арналған ерітіндіні дайындаудың қорытынды кезеңі — онда анықталатын құрауыштың нақты концентрациясын құру. Бұған талданатын навесканы ерітумен немесе алдын ала дайындалған ерітіндіні нақты белгілі көлемде – өлшеу колбасында ерітумен қол жеткізіледі. Оны дайындалған ерітіндідегі баламаның молярлық концентрациясы титрант ерітіндісіне жақын болатындай және титрлеуді қажетінше бірнеше қайталау мүмкіндігін қамтамасыз ететіндей даярлау қажет. Дайындалған ерітінді концентрациясының титрант концентрациясынан 20 — 30% ауытқуына жол беріледі. Көрсетілген ережені сақтап, талданатын заттың қажетті шамасын немесе көлемін есептейді немесе өлшеу колбасының белгілі көлемінде ерітіндіден тұартын көлемді немесе, керісінше, навесканың белгілі шамасында өлшеу колбасының қажетті мөлшерінен немесе талданатын ерітіндінің белгілі бастапқы концентрациясы кезінде ерітіндінің көлемін есептейді.



Талданатын затқа (ерітіндіге) қосылатын реагентті титрант деп атайды. Ол газ түрінде, қатты, сұйық болуы мүмкін. Барлық жағдайларда ол титрлену реакциясына қатысатын, нақты белгілі концентрациядағы Т белсенді затынан тұрады.

Көбінесе титрлік талдауда титрант ретінде стандартты немесе жұмыстық деп аталатын нақты белгілі концентрациядағы ерітінділерден тұрадыа. Концентрациялау факті мен әдісін орнату үшщін оларды стандартталған, титрленген деп атайды, ал ертінідіде белсенді реагентітің концентрациясын анықтау (табу) үдерісі — стандарттау деп аталады.

Титранттар олардың агрегаттық күйіне тәуелсіз бірқатар талаптарды қанағаттандыруы тиіс. Олар: а) тез әрі оңай дайындалуы; б) қарапайым және жалпыға қол жетімді әдістермен талдануы; в) титрленетін ерітіндімен қажетті мөлшерде еруге (араласуға); г) біршама уақыт ішінде тұрақты болуға; д) анықталатын құрауышпен қажетті сандық әрекеттесуді мүмкіндігін қамтамасыз ету; е) боялған болуы тиіс.

Титранттардың құрамы мен табиғаты қандай да бір құрауыштармен кері реакция салдарынан немесе ұшу, жұтылу нәтижесінде өзгермеуі тиіс. Көрсетілген үдерістердің кез келгенінің болу мүмкіндігін тәжірибе жүзінде ескеру қажет. Осылай, күшті негіздердің ерітінділері қоршаған ортаның ұшқыш қышқыл құрауыштарын жұтуға бейім (мысалы, CO2, SO2, HCl). Бұл ретте ерітінделердің концентрацилары мен құрамдары өзгереді, себебі негіздермен қатар оларда түзілген тұздар бар (карбонаттар, сульфиттер, хлоридтер). Кейбір жағдайларда, атмосфераның зиянды құрауыштарын сіңіру нәтижесінде титранттардың бастапқы қасиеттерінің толық жойылуы болады. Мысалы, бұл күшті тотықсыздандырғыштардың стандартты ерітінделерімен ауа оттегін жұту кезінде болады.

Титранттардың тұрақтылығын көтеруге болады:

а) кедергі келтіретін затардың сңіргіштерін қолданып. Сусыз қатты KOH, BaO, натронды әктас (Ca(OH)2 және NaOH қоспасы) CO2 және H2O тиімді жұтады. Мұндай қосылыстар: P2O5, Al2O3, Mg(ClO4)2, CaCl2 суды ғана сіңіреді;

б)инертті газдардың, сұйықтықтардың (гексан, октан, толуол, ксилол, көміртек тетрахлоридін және с.с.), пленкалардың көмегімен титрант бетінде қорғаныс қабатын түзу. Осылай, ауа оттегінің әсері атмосферада ерітінділерді сақтап, сонымен қатар сумен араласпайтын сұйықтықтың жіңішке қабығының астында аргон, азот, көмірқышқыл газын және сирек сутекті жояды;

в)қайнату арқылы титрант ерітінділерінен еріген газдарды жойып, инертті газбен үрлеп, қатерсіздендіретін заттарды қосып. Бұл сақтық шарасын әдетте редуциметрияда күшті тотықсыздандырғыштардың ерітіндіолерін, мысалы, натрий тиосульфатының ерітіндісін қолданады;


г) консерваттар мен ингибиторлар қосып;

д) нақты мөлшерде (оңтайлы) заттардан немесе жеке құрауыштардың ерітінділерінен тікелей қолдану алдында титрант ерітіндісін дайындау.

Титранттармен протолитометрия әдісінде тұрақты күкірт қышқылдарының және негіздердің ерітінділері; комплексонометрияда кейбір полидентатты лигандалардың ерітінділері қолданылады. Стандартты ерітінді өзіндік реңкке ие болғаны дұрыс, ол титрлеу нәтижесінде жойылады немесе өзгереді. Бұл талапты орындау титриметриялық анықтауды, әсіресе органикалық заттарды, жеңлдетеді және дұрыстайды. Осы иодты, клий перманганатын, боғыштарды және титранттарды кеңінен қолданудың себептерінің бірі болып табылады. ионды ассоциат түзумен байланысты редоксиметрия және титрлеу реакцияларында боялған реагенттерді қолдану маңызды. Боялған реагенттерді қолдану арнайы түсті индикаторларды қолдануды мақсатсыз етеді және солайша, олард қолданумен байланысты қателілікті жояды.

Әдетте титриметриялық талдауда қолданылатын титранттардың концентрациясы n • 10-2 ден 1 моль/л дейін болады.

Титрлеу кезінде үнемі, таңдап алынған компонентке қатысты белгілі күйдегі (қайта титрлеу дәрежесі, концентрация деңгейі) жүйемен қол жеткізуді көрсететін құрал болуы қажет. Бұл белгіні, көзбен шолу немесе титрлеу редакциясында болып жатқан өзгерістерді құралдармен немесе арнайы енгізілген бөгде заттармен бақылау кезінде алуға болады.

Әдетте, бояу, жалтыраудың пайда болуы, өзгеруі немесе жоқ болуы байқалады, немесе мысалы, ерітіндінің лайлануы. Егер индикатор, іріктеп, белгілі бір сезімталдықпен талданатын заттың шоғырлану өзгерісіне немесе титрленуіне жауап қайтаратын болса, аталған әсерлер белгілі бір күйлерге сәйкес келеді.

Осылайша, индикатор — көзбен көріп бақылау арқылы, белгілі күй жүйесімен (талданатын заттардың белгілі шоғырлануы) қол жеткізуді анықтауға мүмкіндік беретін құрал.

Қазіргі уақытта, белгілі көзбен шолу индикаторларын, тәжірибелік түрде өте маңызды белгілері бойынша бірнеше түрлерге бөледі:

1) химиялық табиғатында, титриметрикалық жүйенің сәйкес заттарымен индикатордың өзара әрекеттесу редакцялар түрі;

2) өзара әрекеттесу қайтарымдылығы сипаты;

3) әртүрлі индикатор түрі бояуының сипаты;

4) бақыланатын әсер;

5) қолдану тәсілі.

Өзара әрекеттесу редакциялар түріне сәйкес, иондар мен электрондарды қосу немесе қайтару индикаторларын атап көрсетеді.


Барлық иондарды қосу индикаторларының ұқсас белгілері бар. Олар қандай да бір бөлшекті береді және қайта қосады. Мысалы, H3O+ немесе OH, егер бұл қышқылды-негізгі (рН-индикаторы); Men+ — металлхромды ^e— металл; металл-индикаторлар); Men+ или Anm— тұнба жасаушы, адсорбциялық индикаторлар (An— анион). Бұл топқа жататын индикаторлар әртүрлі шамада, егер тіпті оны анықтау үшін арналмаған болса да, гидроксония иондарымен міндетті түрде әрекеттеседі.

Осы себептен, метал иондарын анықтау кезінде, күшті қышқылдың артылуын, негіздерін қолдана отырып, аралық қоспаны қоса отырып, H3O+, иондарының түгел дерлік үнемі шоғырлануын ұстап тұруы қажет.

Электрондарды қосу индикаторлары тотығу-тотықсыздандыру келтіру редакциясына қатысады және сондықтан оларды қышқылды- қалпына келтіргіш немесе редоксиндикаторлар деп атайды. Олардың көрсеткіші, көбінесе бекітетін бөлшектерді концентрациялауға, сондай-ақ титрленген ерітіндінің қышқылдығына байланысты болады. Олардың бояуы баяу түрде өзгереді, ал олардың қатуымен өткен химиялық реакциялар аралық қосылыстар түзе отырып жүреді.

Индикаторлық реакциялардың қайтарымдық сипаты бойынша қайтарымдық және қайтарымсыздық индикаторларына бөлінеді.

Индикаторлық реакциялардың қайтарымдық сипаты бойынша қайтарымдық және қайтарымсыздық индикаторларына бөлінеді. Қайтарымды деп бақыланатын өзгерістер, титриметрикалық жүйенің сәйкес компонентінің концентрациясы өзгерген кезде, бояудың өту нүктесінің жанында болатын кез келген санның біресе бір жағына немесе екіннші жағындағы кез келген сан болатын индикаторды атайды. Сонымен, фенолфталеин ерітіндіні, сілтіні қосу арқылы қызғылт түске бояйды және артылған қышқылды қосу арқылы қамтамасыз етіледі. Бұл үдеріс іс жүзінде шектелместен қайталануы мүмкін.

Қышқылды-негізгі және металхромды индикаторлардың көпшілігі қайтарымды индикаторларға жатқызылады. Бұл индикаторлар ыңғайлы, себебі титранттың артығын титрленетін заттың локальді жерге кездейсоқ енгізген кезде, анықтау дегенмен дұрыс болады; араласу ерітіндінің орташа концентрациясы, жергілікті қайта титрленудің жоғалуына және индикатор бояуының бастапқыға дейінгі қалпына келтіруге әкеліп соқтырады.

Қайтарымсыз индикаторлар, өту нүктесінің жанындағы өзгерістер үшін, қайтарымсыз химиялық айналулардың нәтижесінде, олардың құрылымы менн реакциялық қабілетін түбегейлі өзгертетін бір бағытта бақылауға болатын индикаторлар саналады.

Көрсетілген түрдегі индикаторлар, егер оларды редоксиметриялық- титрлеу кезінде қолданатын болса, азоқосылыстар мен сульфофиалиндерге жатқызылатын, көптеген белгілі үлгідегі қышқылды-негізді индикаторлар болып табылады. Осы үлгідегі индикаторлардың қасиетін, титрантаның концентрациясы жергілікті өсуі кезінде өз бояуын қайтарымсыз өзгерту, әсіресе ерітіндіні дұрыс араластырмағанда, ерітіндінің титрлену дәрежесін қате белгілеуге себп болуы мүмкін.