Қарастырылатын сұрақтар (дәріс жоспары)

1.Титриметриялық анализдегі ерітінділердің концентрациясы.

2.Титрант ерітінділерін дайындау.

3.Титриметриялық анализ кезіндегі есептеулер.

Титриметрияда концентрациясы белгілі ерітінділерді пайдаланады. Концентрациясы белгілі ерітінділер, яғни титрленген ерітінділер әр түрлі тәсілдермен даярлануы мүмкін. Осыған орай титрленген ерітінділерді біріншілік стандартты (даярланған) және стандартталған (анықталған) деп бөледі.

Стандартты (титрант) ерітінділерді даярлаудың бірнеше жолы бар.

1 әдіс. Қажетті химиялық таза заттың нақты салмағын алып, оны өлшемді колбада еріткіштің нақты көлемінде еріту (стандартты ерітінді не фиксаналдар).

Концентрациясы дәл анықталған және өзге ерітінділердегі еріген зат мөлшерін анықтауға пайдаланылатын ерітінділер стандартты немесе титрленген деп аталады.

Дәл өлшендіні белгілі бір нақты көлемде еріту арқылы дайындалған ерітіндіні стандартты (даярланған, титрлі) ерітінділер дейді. Яғни, стандартты (титрленген) ерітінділер даярлау үшін, дәл өлшеніп алынған затты өлшеуіш колбаға салып, ерітіп, суды белгісіне дейін жеткізеді:

m = N · V · Э

Тәжірибеде стандартты ерітінділерді көбіне фиксаналдардан дайындайды. Фиксанал – мөлшері, концентрациясы белгілі, химиялық таза, аузы дәнекерленіп бекітілген шыны ампуладағы дәл өлшеп алынған зат (1 л белгілі концентрациялы (С(f_экв, Х)=0,1М ерітінді дайындауға сәйкес). Фиксаналды пайдаланып ерітіндіні дайындау үшін ампуланың ішіндегі затты толығымен 1 л өлшем колбасында ерітеді.

Не болмаса белгілі бір талаптарға сай келетін заттарды пайдаланады.

Стандартты ерітіндіге қойылатын талаптар:

а) Стандартты ерітінді даярлау үшін алынатын заттар химиялық құрамы тұрақты және ол қатаң химиялық формулаға сәйкес, химиялық таза болуы керек, бөгде қоспалардың мөлшері 0,05-0,1%-тен аспауы керек.

ә) Құрғақ титрант бөлме температурасында бұзылмауы және кептіргенде ешқандай өзгеріске ұшырамауы тиіс, сақтағанда қатты күйінде де, ерітінді күйінде де тұрақты болуы керек, титрі өзгермеуі керек. Ол ауадан О₂, Н₂О мен СО₂ (доксид углерода) өзіне сіңірмеуге тиіс.

б) Ерітінді дайындау өте оңай болуы керек, яғни еріткіште жақты еріп, анықталатын затпен жылдам, қайтымсыз әрекеттесуі шарт;

в) Өлшеу қатесінің мәнін азайту үшін алған заттың молекулалық массасы (эквиваленттік салмағы) үлкен болғаны қажет. (заттың экв.салмағы артқан сайын өлшеудің қатесі де азаяды).

Ерітінді титрі ұзақ уақытқа дейін өзгермей бір қалыпта қалуға тиіс. Дұрыс сақталса кейбір стандарт ерітінділер бірнеше айға шыдайды, ол өзінің концентрациясын өзгертпейді.

Алынған бастапқы заттың өлшендісін еріту арқылы стандартты ерітінді дайындап, онымен жұмысшы ерітіндінің титрін анықтайды.

Титрант ретінде мына заттар қолданылады: NaCI, K₂Cr₂O₇, KBr, Na₂C₂O₄ т.с.с.

Әр уақытта есте сақтайтын жағдай, титранттың мүмкіндігінше анализге қажетті концентрациясын дайындау қажет.

Бұл талаптарға сай келмейтін заттардың концентрациясы жуықтап алынған белгілі ерітінді дайындалады да, оның дәл концентрациясы басқа стандартты ерітіндісімен титрлеу арқылы анықталады, яғни стандарттайды (стандарталған ерітінді).

2 әдіс. Ерітіндінің белгілі шамадағы концентрациясын дайындап (яғни таразыда жуықтап өлшеп), оны концентрациясы дәл өлшенген стандартты ерітінді арқылы стандарттау, тузетулер енгізу (стандартталған ерітінді).

Көлемдік талдауда көбінесе қышқылдар, сілтілер, калий перманганаты, натрий тиосульфаты сияқты стандарт ерітінділерге қойылатын талаптарды қанағаттандыратын реактивтердің ерітінделері титрант ретінде қолданылады.

Оларды дәл концентрациялы ерітінділерін өлшеген мөлшерлерінен даярлауға болмайды. Өйткені, сақталғанда ауада ол қосылыстардың концентрациясы өзгеріп кетеді. Сондықтан бұл титрант ерітінділерді жуықтап алынған мөлшерінінен даярлайды да, олардың дәл концентрациясын басқа стандартты ерітінді бойынша есептеп табады. Мысалы: тұз қышқылының ерітіндісінің дәл концентрациясын натрий тетроборатының стандартты ерітіндісі бойынша анықтайды.

Сонымен, дәл концентрациясы нақты өлшенген мөлшерін емес, басқа стандартты ерітінді бойынша анықтайтын титрант ерітіндісін стандартталған дейді.

;

мұндағы N₂, V₂ – стандартты ерітіндінің концентрациясы мен титрлеуге кеткен көлемі;

V₁ – концентрациясы белгісіз ерітіндінің көлемі;

N₁ – стандарттайтын ерітіндінің концентрациясы

Титриметриялық анализдегі ерітінділердің концентрациясы.

Аналитикалық химияда кеңінен қолданылатын титрлеу әдісіндегі есептеулердің негізі эквиваленттер заңдылығына сүйенеді. Яғни, титриметриялық әдіс заттардың өзара эквивалентті мөлшерде әркеттесуіне негізделген. Эквиваленттер заңы – заттар бір бірімен эквиваленттік қатынаста қалдықсыз әрекеттеседі. Яғни, кез келген бір заттың 1 моль эквиваленті екінші заттың 1 моль эквивалентімен қалдықсыз әрекеттеседі.

Титриметриялық анализде әрекеттесуші заттардың эквивалент мөлшерін табады.

Химиялық эквивалент дегеніміз – қышқылды-сілтілік, ион алмасу, тұнба түзілу реакцияларында бір сутек атомына не ионына, ал тотығу-тотықсыздану реакциясында бір электронға баламалы түрде сәйкес келетін – әрекеттесуші молекула (ион), не оның шартты бөлігі.

Оның белгіленуі - .

Химиялық әрекеттесуге молекулалық деңгейде бүтін бөлігі сәйкес келсе, олар реалды бөлшектер деп аталынады.

Мұндағы әрекеттесуші зат молекулалары барлығы да реалды бөлшектер.

Әрекеттесу барысында зат молекуласының сутек атомынна (ионына) немесе электронға шыққанда белгілі бір бөлігі ғана келсе, онда мұндай бөлшектер шартты бөлшектер деп аталынады.

Мысалы:

Мұндағы - шартты бөлшек, бұл молекуланың жартысы емес, мөлшерінің жартысын білдіреді.

«Химиялық эквивалент» және «моль» арқылы микро– және макродүниелікті, өзара байланыстыра отырып, әс-амалдар жасауымызға мүмкіндік туындайды.

Кез келген Х затының эквивалентінің молярлы массасы және молярлы массасы арасындағы байланыс мына теңдікпен өрнектеледі:

Мұндағы - эквивалент фокторы.

Стандартты ерітінді даярлаанда оның алдымен титрін анықтап алады. Еріген заттың массасы (m, г) және өлшеуіш көлбаның көлемі (V, мл) бойынша ерітіндінің титрін (Т) есептейді:

Т = m / V, (г/мл)

Титрі бойынша нормальдылығын (N) табады, ол үшін ерітінді титрін 1000-ға көбейтіп, еріген заттың грамм-эквивалентіне бөледі:

N = (T ∙ 1000) / Э

Концентрациясы белгілі Б затының 1 мл-мен концентрациясы анықталатын А затының эквивалентті түрде әрекеттесетін массасы: