Аналитикалық химияның даму тарихы мен кезеңдерін зерттеу. Массалар әрекеттесу заңы. «Химиялық анализ»
Тотығу -тотықсыздану титрлеу процестері. Титрлеу қисығына әсер ететін факторлар
жүктеу/скачать 0,79 Mb.
|
Аналитикалық химия
| 24.Тотығу -тотықсыздану титрлеу процестері. Титрлеу қисығына әсер ететін факторлар.
Тотығу – тотықсыздану титрлеу әдістері 4.1 Перманганометрия Қысқа теориялық мәліметтер. Перманганометрияда стандартты тотықтырушы ерітінді ретінде негізгі зат КМnО4 қолданылады. Тотықтыру қышқылдау қышқылдың сілтілік немесе нейтрал ортада жүруі мүмкін. Қышқыл ортада тотықтыру кезінде тотықтыру үшін қолданылатын КМnО4 құрамындағы марганец, Мn2+-ке дейін тотықсызданып, марганец (ІІ) тұзы пайда болады. КМnО4 + 5е + 8Н+→ Мn2+ + Н2О (6) Бұл жүйедегі тотықтырудың тотықсыздану потенциалы келесі теңдеумен сипатталады. ЕMnO4/Mn2+ = E0MnO4/Mn2+ + EMnO4/Mn = +1,52 в Бұл жағдайдағы КМnО4-тің грамм-эквиваленті келесі формуламен сипатталады. Э= Сілтілік немесе нейтрал ортада калий перманганатының стандартты ерітіндісімен титрлегенде, марганец (VІІ) марганец (ІV) дейін тотықсызданып, МnО2 пайда болады, яғни оның тұнба түрінде түсетін қосылысы МnО(ОН)2 гидраты болады. MnO4- + 3H2O + 3e → МnО(ОН)2 + 4OH- (7) KMnO4-ң грамм-эквивалентінің шамасы Э= =52,68 МnО4-/Мn2+ жұбының стандартты потенциалы, МnО4-/МnО2 жұбының стандартты потенциалынан әлдеқайда жоғары. Осыдан шығатын тұжырым: қышқылдық ортада перманганаттық тотықтыру қасиеті, сілтілік ортаға қарағанда жоғары. 4.1.1 Қышқыл ортада перманганатпен титрлеу. Қышқыл ортада перманганатпен түрлі органикалық және бейорганикалық заттарды титрлеу қиынға соғады. Бұл марганецтің әртүрлі дәрежелі қышқыл ерітінділерде болу қасиетімен түсіндіріледі. Мn2+, Мn3+, МnІV, МnVІ, МnVІІ МnО4 – иондарының қалпына келуі процесі кезінде пайда болатын марганецтің төмен зарядты иондарының өзі, перманганаттың қатысуымен үлкен зарядтарға дейін тотыға алады. Сондықтан осы иондардың арасындағы динамикалық тепе-теңдік күйі сутек иондарының концентрациясына және МnО4- қалдығына тәуелді. КМnО4- пен жүргізілетін қышқылдау-қалыпқа келтіруші реакциялар өлшенетін жылдамдықпен жүретіндіктен марганец иондарының қышқылдау аралық формаларын пайда болдырмау үшін анықталған [А+] мәнінде және температурада перманганат ерітіндісімен титрлеуді ақырын жүргізу керек. Қышқыл ортада қымыздық қышқылы асқын сутек, мышьяк қышқылы, иодсутек, күкіртті қышқыл, күкіртсутек қышқылы, азот және т.б. қышқылдары, сондай-ақ гексацианоферраты (ІІ), тиосульфаты, фосфиттер және металдардың ионы өздерінің төменгі тотығу дәрежесінде: Ғе2+, V2+, Vо2+, Ге3+, Сr2+ және т.б. перманганатпен жеңіл тотығады. Ақырын тотықтырушы-тотықсыздандырушыларды перманганатпен тотықтыру кезінде, тотығу-тотықсыздандыру реакциясын жылдамдататын катализаторлар (Мn2+, Ғе3+) қосады. 4.1.2 Сілтілік ортада перманганатпен титрлеу. Әртүрлі бейорганикалық және органикалық заттардың сілтілік ортада перманганатпен тотығуы қышқыл ортада тотығуынан қиынырақ. Бұл тотығу-тотықсыздандыру реакциясының бірінші сатысында манганат пайда болуымен түсіндіріледі. MnO4- ↔ MnO4- Бұл жүйенің қышқылдау-қалыпқа келтіруші потенциалы: Е0МnО4-/МnО42- = +0,54в, яғни [ОН-] немесе [А+] тәуелді емес. Тотығу-тотықсыздандыру реакциясының екінші сатысында манганат марганецтің (ІV) қосылыстарына дейін тотықсызданады MnO4- + 2е + 2АОА → MnO2↓ + 4 ОН- (8) Бұл жүйенің қышқылдау-қалыпқа келтіруші потенциалы Е0МnО42-/МnО2 = +0,57в, яғни [ОН-] немесе [Н+] тәуелді емес. Перманганаттың манганатқа ауысуы, манганаттың манганитке ауысуынан әлде қайда тезірек жүреді. Екінші сатыдағы жылдамдық [ОН-] үлкейген сайын өседі. Сілтілік ортада фермиаттар, иодидтер, иодаттар, цианидтер, роданидтер және т.б. қосылыстар жеңіл тотығады. 4.1.4.Калий пермаганатының 0,1Н ертіндісін дайындау әдіс Формуласы KMnO Салмағы =158.04 ЭKMnO =31,608 Калий пермаганатының қажетті мөлшерін колбада (KМnO4 3,16гр 1л ертіндіге) 40-45ºС қыздырылған дистильденген сумен араластырады. KMnO4 ертіндісінің еруі баяу жүреді, күңгірт-қара ертіндіде кристалдың толық ертіндісін көру киын. Ертіндісі бар колбаны бір қырымен ұстап, айналдырып араластырған сайын колбаның қабырғасына қарап үрдісті бақылайды. Колбаның қабырғасында кристалл жұғындарының болмауы, оның толық ерігендігін көрсетеді. Ертіндінің концентрацясы бірінші күндері әлсіз болады, себебі KMnO4-тың MnO2 өзгеруінің және органикалық шаң-тозаның болуына байланысты. Сондықтан KMnO4 жабық бөтелкеде, күңгірт-қара шыныда 10-14 күндей қыздырады, содан кейін титрді орнатыуға кіріседі. Егер KMnO4 ертіндісі тотықсызданғанан кейін MnO2 қоңыр тұнбасын түзсе, оны асбест арқылы тазартып сүзеді. Калий пермаганатының титрлі ертіндісін тез дайындау үшін KMnO4 керекті мөлшерін судың көлеміне сәйкестіріп ерітеді, қайнағанға шейін апарып, қайнау температурасына дейін қыздырады. Тағыда бір сағат MnO2 тұнбаға түскенше ертіндіні сүзеді. Бұл жағдайда титрді орнатуға тез арада кіріседі. Титрлеу үшін бюреткадағы кранды вазиленмен майлауға болмайды, тек аздап концентрлі күкірт қышқылын жағады. 4.1.5.KMnO4-ның стандартты ертіндісі. Калий пермаганатының стандартты ертіндісін алу үшін, әдетте H2C2O4·2H2O қымыздық қышқылын, Na2C2O4 натрий оксалатын, (NH4)2C2O4·H2O амоний оксалалатын, FeSO4(NH4)2S2O4*6H2O Мор тұзын, натрий триосульфатын, темір металын т.б қолданады. Стандарттау үшін ең жақсы заттар қымыздық қышқылы, натрий оксалаты, амоний оксалаты. 1)Аммоний оксалаты бойынша 0,1Н ертіндісіне титрді анықтау. Формула (NH4)2C2O4·H2O Салмағы=142 Э(NH4)2C2O4=71,057 Аммоний оксалатының KМnO4-пен әрекеттесу теңдеуі. 5(NH4)2C2O4 + 2KМnO4 + SH2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + + 5(NH4)2SO4 ++ 10CO2+8H2O (9) Аналитикалық таразыда 0,1421гр өлшенді өлшейді, 250мл колбаға ауыстырады, 70-80ºС қыздырылған 20-25мл су ерітеді және күкірт қышқылының 15-20мл 2н. ертірдісін қосады. Қайнатпа! Қыздырылу сулы моншада жүреді және қыздырылған ертінді 2-3 мин. жоғалмайтын қызғылт түске дейін пермаганатпен титрленеді. Катализдік реакцияны жылдамдамдататын Mn ионы қатыспайтындықтан титрлеу барысында бірінші тамшылардың түссізденуі өте ақырын. Сондықтан титрлеуді өте ақырын жүргізіп, зат толығымен түссізденгенше ертіндінің келесі тамшысын қоспау керек. Ертіндіде Mn ионы пайда болғанда реакция жылдамдайды және титрлеуді тез жүргізуге болады. Ертіндідегі қызғылт түс 1мин. аралығында жоғалмаса, онда титрлеу аяқталды деп есептелінеді. Калий пермаганатының стандартты ертіндісін бюреткада шынылы кранмен бірге шайқайды. Қандайда бір нәрсені резеңке түтікпен қосудан аулақ болған жөн, себебі KMnO4 резеңкені тотықтырады және титрлі ертіндіні өзгертіп жібереді. KМnO4 ертіндісіндегі К түзеткіш коэффиценті келесі формуламен есептеледі K=a\v·0.0071 (?) мұндағы V – 0,1Н ертіндіні титрлеуге жұмсалған көлем,мл; a – аммоний оксалатының өлшендісі (навеска), г; 0,0071– 0,1н KMnO4 ертіндісінің 1мл-не сәйкестіріп Калий пермаганатының нормалдығын келесі формуламен есептейді N1V1=N2V2 (?) мұндағы N1·V 1 – нормаль,аммоний оксалатының көлемі N2 ·V 2 –нормаль,KMnO4 көлемі. N2=N1*V1\V2 (?) Титрлеу үшін тамшуырлық пипеткалық әдіспен 250-500мл 0,1н (NH 4)2C2O4 ертіндісін колбада дайындайды. 500мл 0,1н ертіндісін алу үшін теория жүзінде аммоний оксалатының 3,5528гр қажет, яғни 250мл ерітінді алу үшін аммоний оксалатының 1,7764гр керек. Аммоний оксалатының ертіндісінің дайындалған көлемімен салмағын нормаль есептейді.Титрлеу үшін 25мл аммоний оксалатының ертіндісін тамшуыр пипетка арқылы колбаға еңгізеді. 20мл 2н. ертіндісін қосып, 70-80ºС қыздырады және ашық қызғылт түс көрінгенше пермаганат ертіндісімен титрлейді. Сонғы нүктеге дейін титрлік ертіндіні жылытып, аяғына дейін титрлейді. Пермаганат ертіндісімен титрдің әдеттегідей нормальн есептейді. 2)KMnO4 ертіндісімен қымыздық қышқылы арқылы титрлеуді орнату. Формула H2C2O4*2H2O Салмағы =126,07 Эқымыздық қыш.= 63,035 Қымыздық қышқылы 189ºС балқиды және CO, CO2, H2O жіктеледі. 30ºС-дан жоғары температурада құрамындағы кристалды су жоғала бастайды, 100ºС толық сусызданады. Сусыз қышқыл өте гиграскопиялы және ылғал мен ауаны сіңіреді. Калий пермаганатының қымыздық қышқылымен әрекеттесу теңдеуі 5H2C2O4 +2KMnO4+5H2SO4 =2MnSO4+K2SO4 +10CO2+8H2O (10) Қолданылатын қымыздық қышқылы химиялық таза болуы қажет, оның құрамы H2C2O4·2H2O формулаға сәйкес келуі тиіс. Қымыздық қышқылын кристаллизациялаумен тазалап және пермаганат ертіндісінің нормалын орнату үшін жаңа кристаллизацияланған қымыздық қышқылын қолданады,өйткені ол сақтау кезінде кристаллизацияланған судың 1 бөлігін жоғалтуы мүмкін. Теңдеуден көріп тұрғанымыздай KMnO4 2 молекуласы, H2C2O4 5 молекуласымен әрекеттеседі. C2O4 ионы тотығып 2 электронын береді. C2O4 -2е =2CO2 Оның жарты молекулалық массасы 1 г-экв қымыздық қышқылына тең. Эқымыздық қыш.=126,066:2=63,033 а) Қымыздық қышқылының кристаллизациясы. Термохимиялық таразыда 100гр қымыздық қышқылын өлшейді, сыйымдылығы 300мл стақанда араластырады, оған 150мл ыстық су құяды және шыны таяқшамен үздіксіз араластыра отырып, оны ерігенге дейін қыздырады. Ыстық ертіндіні қағазға сүзгімен сүзеді. Воронкамен сүзгінің өлшемін ыстық ертіндінің брлығы бірге сыйатындай етіп алады. Воронкаға қысқартылған түтік қолдану керек, себебі ұзын түтікке кристалдар тұрып қалады. Катализацияны баяулатуға сыйымдылығы 2-3л суық сумен толтырылған кристаллизатордың суытылуына сүзгілі стақан бөгет болады және араластырады, кристалдың пайда бола бастағанда араластыруды тездетеді. Ертіндіні суыту барысында араластыруды тағыда 10 мин. жалғастырады, сол кезде қымыздық қышқылының ұсақ кристалдарын алады. Көрінген кристалды ерітіндіден вакуумның астында сүзу арқылы бөліп алады. Кристалды қымыздық қышқылын сүзгімен бірге воронкадан алады және екі қабат салынған сүзгі қағазында араластырады. Воронканың бүйірінде қалған кристаллды шынылы таяқшамен тазалайды. Кристалдарды тең мөлшерде қағазға бөледі, сүзгі қағаздың екінші парағымен үстінен жауып, жақсылап қысады, бұл үрдісті қағаз жұмсарғанға дейін жалғастырады. Кристалдарды шыны таяқшаға жабыспағанға дейін кептіреді. Содан кейін оларды жарты сағатқа ауада қалтырады, сүзгі қағазда жіңішке қабатқа бөледі, шығуы - 70гр болады. Осындай жолмен алынған қымыздық қышқылын жабық ыдыста немесе бюксте сақтайды. б)0,1н қымыздық қышқылының ерітіндісін дайындау. KMnO4 ерітіндісінің 0,1гр стандарты үшін әдетте қымыздық қышқылы ерітіндісінің 250-500мл 0,1н дайындайды. 0.5л 0.1н қымыздық қышқылының ерітіндісін дайындау үшін 0,5 · 0,1 · 63,033 = 3,1516гр керек. Өлшеуді аналитикалық таразыда, бюксте немесе сағат шыныда жүргізеді. Содан соң қымыздық қышқылының 0,5л өлшендісін өлшеуіш колбаға воронканың көмегімен ауыстырады. Воронканы сумен жақсылап жуады. Барлығы 150-200 мл су жұмсалады. Колбаның ішіндегі затты ерігенге дейін араластырып және белгіге дейін су құяды, колбаны тығынмен жауып, жақсылап араластырады. Егер қымыздық қышқылының өлшендісі 3,2216гр болса, ерітінді титрі келесі мәнге тең болады Тқымыздық қыш. = 3,2216 : 500 = 0,006443 г/мл Қымыздық қышқылы ерітіндісінің нормалдығы Nқымыздық қыш. = 3,2216 · 1000: (63,033 · 500) = 0,1022 Қымыздық қышқылының ерітіндісін қараңғы жерде сақтау керек. Егер қымыздық қышқылының ерітіндісін дайындап жатқан кезде 300мл 1:5 қатнасындай H2SO4 1л ертіндіге қосса, онда бірнеше айга шыдамды ерітінді алынады. В)Титрлеу. Титрлеу үшін қымыздық қышқылының ертіндісін колбаға пипетка арқылы 25мл болатын 3-4 порция алады. Әрбір колбаға 15мл-ден 2н. ертінді құяды және 80-90ºС-ға дейін қыздырады. Содан соң пермаганат ертіндісімен ақырын титрлейді, түстің өзгеруін жақсы бақылау үшін колбаның астына ақ парақ қағаз салады. Титрлеуді пермаганаттың тез түсетін тамшысымен жасаған жөн, сонымен бірге ерітіндіні жақсылап араластыру керек. Титрлеу соңыңда колбаны ысытады және тұрақты ақшыл қызғылт түс көрінгенге дейін перманганат тамшысын қоса отырып ертіндіні KMnO4-мен титрлейді. Бірінші титрлеу тек қана бюретка бойынша титрлеудің соңғы нүктесінің қай жерде екендігін көрсету мақсатында орындалады. 3-4 рет қайталаған соң титрлеуді есептеу арқылы орташа мәнін шығарады. Титрлеу үшін алынған қымыздық қышқылының ерітіндісінің нормальмен көлемін, пермаганат ертіндісінің нормальмен көлеміне есептейді. Титрді орнату үшін 3-4 жеке өлшенділерінен жаңа кристаллизацияланған қымыздық қышқылын, титрлеу үшін сыйымдылығы 250мл болатын колбаларда және оларды (50-100мл) судың көлемінде ерітеді. KMnO4 10мл 2н қосып, 80-90ºС қыздырып, жоғарыда айтқандай титрлейді. Қымыздық қышқылының 0,16гр өлшендісін алу керек. KMnO4 ертіндісінің нормальн кеелсі формуламен анықтайды N=n · 1000/Э · V (?) мұндағы а – өлшенді массасы,гр; Э – қымыздық қышқылының грамм-эквиваленті; V – алдындағы титрлеу өлшендісінің ертінді көлемі,мл; 3)Натрий оксалатын стандартизациялау. Формула:Na2C2O4 Салмағы: 134 Суда ерігіштігі, %: 2,77 3,12 3,30 3,47 5,54 Температура,ºС: 10 15 20 25 80 Натрий оксалаты гиграскопиялы емес. Ол этанолда ерімейді. Кристаллизацияланғаннан кейін оны кептіргіш шкафта 105-110ºС кептіреді. Температура 240ºС-дан жоғары болғанда Na2CO3 және CO түзіп ыдырайды. Сатылымдағы препарат 99,8% құраса, Na2C2O4 мөлшері кем дегенде 99,6% болады. Пермаганатпен әрекеттесу теңдеуі 5Na2C2O4 + 2KMnO + H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + +10CO2 + Na2SO4 + 8H2O (11) Кристаллизацияланған және кептірілген препараттан қажетті нормальмен ертінді дайындайды. Ерітіндінің 3-4 бөлігін 25мл пипеткамен алады. Колбадағы әрбір ертіндіге 15мл 2н ертіндісін құяды, 80-90ºС қыздырылған. Ақшыл қызғылт түс көрінгенше қымыздық қышқылын титрлегендей титірлейді. Стандарттау үшін KMnO4*0,1 өлшендісін алып, натрий окласлатының 0,17 гр өлшендісін 50-100 мл суда ерітеді, 80-90ºС қыздырып, 15 мл 2н Н2SO 4 қосады және ақшыл қызғылт түске дейін титрлейді. К = а/v · 0,0067 (?) мұндағы V – көлем, 0,1н ертіндісін титрлеуге кеткен шығыны,мл а – оксалат өлшендісі,г; 0,0067 – 1мл 0,1н ертіндісіне сәкес натрий оксалатының саны. 4)Темір металымен стандартизатциялау үшін фортепианды сын қолданылады, темірдің мөлшері 99,5% кем болмауы керек. Fe² ионы пермаганатпен келесі теңдеу бойынша тотығады 10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=>2 MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O (12) Темір металының 1г-экв оның 1гр атомны тең ЭFe=AFe= 55,847 гр Пермаганат ертіндісінің 0,1н стандартизациялау үшін 250 мл 0,1 темір-тұз ертіндісінен дайындайды. Темір сымды темір тотықты қағазбен жақсылап тазалайды. Сұйылтылған H2SO4-те темірді ерітеді. Бұл екі валентті темір ауада оттекпен тотығып кетпеу үшін қажет, Н2SO4 әсерінен CO2 ығыстыратын натрий карбанатын немесе магнийді қосады. Металдық темір өлшендісі бар колбаға 0,3-0,5 NaHCO3 немесе MgCO3 қосады, 80-100мл 1:9бөлігіндей сұйытылған H2SO4 құяды. Колбаны Бунзен қақпақшасымен тығындап жабады және темір толық ерігенше қыздырады. Карбонаттың H2SO4 әрекеттесуі кезінде бөлінетін көмір қышқыл газы колбадағы ауаны қысады. Бунзен қақпақшасында ұзындығы 1 см қақпақшасы бар резеңкелі түтікше орналасқан; бірінші соңғы тесікке тығынға орналасқан қысқа шынылы түтікшеге кигізіледі, екенші соңғы шыны таяқшаның кесегімен жабылған. Темір өлшендісі ерігеннен кейін ерітіндіні бірнеше минут бойы баяу қайнату керек, сонан соң оны суытады және тез арада өлшеуіш колбаға құяды. Темір ерітілген колбаны бірнеше рет жаңа қайнатылған, суытылған сумен шайып, шайған суды сол колбаға қайта құяды. Колбаны белгіге дейін сумен толтырады да, жақсылап тығындап жауып шайқайды. Темір тұзды ерітіндінің 25 мл-ін пипеткамен алып, 5 мл 85% H3PO4 құяды және ақшыл қызғылт түс пайда болғанша бөлме температурасында пермагантпен бірге титрлейді. 1 мысал. Ерітінді 1,4072 гр құрамында 99,6% темірі бар фортепионды сымды сыйымдылығы 250 мл колбаға қосылған. Титрлеу үшін ертіндінің 25 мл порциясын аламыз; титрлеуге шамамен 24,75 мл перманганат шығындалады. 250мл ертінді құрамында 2 валентті темірдің мөлшері 1,4072. 99,6:100=1.4016 гр. Ал, 25 мл ерітінді құрамында 1,4016.25/250=0.1402 гр. темір бар. Темір бойынша перманганат ертіндісін титрлеу. T MnO4/Fe= 0.1402/24,75 = 0,005 663 гр/мл Перманганат ертіндісінің нормаль. MkMnO4 =0.005663·1000/55,847=0,1014 5)Анықталған заттармен перманганат ерітінділерін титрлеу. Анықталған элементпен немесе заттармен перманганат ертінділерін титрлеу Т. TKMnO 4=NKMnO4 Э:1000 мұндағы NКMnO4 – перманганат нормалы. Э – грамм-эквивалентің өлшемі,гр; Алдымен 1грамм/эквивалент мөлшері табылады. Мысалы: темір бойынша перманганат ертіндісінің титрі 0,1000н.Э=55,85 ТKMnO4/Fe = 0.1000 · 55,85 : 1000 = 0,005585 гр/мл Қышқыл ортада перманганатпен титрленудегі кейбір заттардың грамм-эквиваленті келесі кестеде берілген. Кесте 2 – Қышқыл ортада пермаганатпен титрленудегі заттардың грамм-эквиваленті
6)Перманганатометрия әдісіндегі кейбір заттардың анықтамасы. а) Асқын сутек Н2О2 анықтамасы. Реакция келесі теңдеу бойынша жүреді. 5H2O2 +MnO4+6H+5O2+2Mn ²+8H2O (13) H2O2 бұл реакцияда тотықсыздандырғыш рөлін атқарса, ол O2:H2O2-2e=O2+2H осыған дейін тотығады. Осыған орай ЭH2O=M/2=34,02/2=17,01 гр Талдауды орындау үшін 1мл H2O2 алады, 100 мл өлшеуіш колбаға еңгізеді және белгіге дейін сумен толтырып, араластырады. Дайындалған ертіндіден 20 мл-ін пипеткамен алады, 3 мл (1:4) суытылған күкірт қышқылын қосады, күлгін түске дейін перманганатпен титрлейді. Мысал. 2-1 мл сутек асқын тотығы 100мл өлшеуіш колбаға еңгізіледі және белгіге дейін су қосылады. Титрлеу кезінде H2O2сұйытылған ертіндісінің әрбір 20мл-не орта есеппен 16,9н 0,0197Н ертінді шығындалады. Сутек асқын тотығының нормальін келесі формуламен анықтайды. N H2O2=0,0198+16,9/20=0,0167H 100 мл сұйытылған немесе сұйытылмаған сутек асқын тотығы құрайды. 17,01 · 0,0167/10 = 0,0284г.H2O2 б) Темір купоросының (Fe2SО4 · H2O) анықтамасы. Бұл теңдеу бойынша қышқыл ортада реакция тез жүреді: 5Fe² + MnO4 + 6H = 5Fe³ + 2Mn² + 8H2O (14) MnO4 + 6H + 5e = Mn² + H2O (15) Fe² – e = Fe³ (16) Fe² тотығып, 1 электоронын жоғалтады, молекулалық және тотықсыздандырғыш грамм эквивалентті тұздың салмағы 2 валентті темірмен сәйкес келеді. FeSO4·7 H2O=MFeSo4*7H2O=278,03 гр Талдауды орындау үшін 0,4 грамм темір купоросын FeSО4 · 7H2O алады, 100мл өлшеуіш колбаға араластырады, оған 40-50мл дистильденген су құяды, темір купоросын толық ерігенге дейін шайқап, 7-9 мл (1:4) сұйылтылған күкірт қышқылын қосады. Содан кейін колбаны белгіге дейін сумен толтырады. Ертіндіні жақсылап араластырады, оны 20 мл пипеткамен өлшеп, жұмыс істейтін колбаға құяды, осыған 10мл сұйытылған күкірт қышқылын қосады және күлгін түске шейін KMnO4 ертіндісімен титрлейді. Мысал. -3.0,4 гр темір купоросы та есеппен 14,2 мл 0,198 н KMnO4 ертіндісін шығындады. Дайындалған ертіндінің нормальн келесі формуламен есептейді. NfeSO4*7H2O=14,2 · 0,0198 /20 = 0,141н Соған сәйкес:0,4 гр аспасы құрайды. 278,03 · 0,0141/10 = 0,3920г. FeSO4 · 7H2O Бұл процент бойынша тең болады 0,03920 · 100/0,4 = 98% в) Мор тұзының ертіндісіндегі Fe² анықтамасы. Ол мына теңдеуге негізделген 10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe(SO4)3+K2SO4+8H2O (17) Талдау үшін Мор тұзының өлшендісін алады, оны 100 мл дистильденген сумда ерітеді, содан Мор тұзының аликвотты бөлігін алып, 10 мл 2н H2SO4 ертіндісін қосады және ақшыл күлгін түске шейін KMnO4 жұмыс ертіндісімен бюретка арқылы титрлейді. KMnO4 жұмыс ертіндісінің орта шығынымен титрлеуді 2-3 рет жүргізеді, Fe² мөлшерін есептейді. г) MnO4 пиролюзиттегі анықтамасы. MnO2 пиролюзит анықтамасы. MnO2 деп Mn²тотықсыздану теңдеуі бойынша тотықсыздану реакциясына қатынаспаған молдық анықтамасына негізделген. MnO2 + H2C2O · 2H2O = MnSO 4 + 2CO2 + 4H2O (18) 2KMnO4 + 5H2C2O2 · 2H2O + 3H2SO4 = KSO4 + 10CO2 + 10H2O (19) Талдау үшін пиролюзит өлшендісін алады, бұған титрленген қымыздық қышқылының 30 мл шығындалады. Аналитикалық таразыда өлшенген пиролюзит өлшендісін 250 мл өлшеуіш колбаға еңгізеді. Осы колбаға 50 мл титрленген қымыздық қышқылын; 20мл H2SO4 құяды және алынған қоспаны сулы моншада пиролюзит бөлінгенше қыздырады, оның бөлінуні қара бөліктердің жоғалуынан көрінеді. Содан соң 100 мл су қосып, ақшыл күлгін түс көрінгенге дейін KMnO4 ертіндісімен титрлейді. Титрленген ертіндінің шығынынан пиролюзиттегі MnO2 құрамының пайызын есептейді. 5-мысал. Өлшенді есебі. n = 30 · NH2C2O4·2H2O+ЭMn/1000 = 30 + 0.1 · 43,47/1000 = 0,130н ЭmnO2=43,47; қымыздық қыш. = 63,034 ПиролюзиттегіMnO2 құрамының пайыздық көрсеткіші % MnO2 = (VH2C2O4·NKMnO4·VKMnO4)/1000 · n · ЭMnO4 · 1000 д) Кальций корбанатындағы кальцийдің анықтамасы. Кальций перманганатометрия анықтамасын тек қана қосалқы әдісімен жүргізеді; сонымен қатар қалдықпен титрлеу әдісін және араластырма әдісін де қолдануға болады. Бірінші жағдайда, көп титрленген қымыздық қышқылы ертіндісінің көп нақты мөлшемін қосып және т.б. тұнбаны CaC2O4 бөліп, қымыздық қышқыл ертіндісінің реакциясына қосылмаған қалдықты перманганатпен титрлейді. Әр түрлілігімен анықтайды, қанша CaC2O4 керек болады Ca² тұндырылуына, осыдан табылған ертіндідегі Ca² құрамын анықтайды. Араластырма әдісімен CaC2O4 тұнбасынан Ca² бөлінеді. Сүзгіден өткізеді, жуады және H2SO4 ерітеді, пайда болған қымыздық қышқылын KMnO4 титрлейді және титрлеу нәтижесі негізінде ертіндідегі Ca² санын есептейді. Приктикада соңғы әдісті жиі қолданады. Талдауды орындау үшін CaСO3 дәл өлшендісін алады. Мысалы, 0,02н ерітіндісін грамм эквивалент CaСO3 50гр алу керек. 0,02 · 50 · 250/1000 = 0,25гр Мұндағы, 250мл ертіндіні араластыру үшін алынған судың көлемі. Сыйымдылығы 100мл колбаға құрғақ варонкамен өлшендіні еңгізеді. Сұйылтылған ертіндіні ақырын қыздырып араластырады, CaСO3 ертіндісін жылдамдату үшін 1:1 қатынаста HCl тамшылап қосады. CaСO3 барлығы қышқылда ерігенде, сыйымдылығы 250 мл колбаға дайындалған ертіндіні варонкамен құяды. Колбаны және варонканы дистильденген сумен жуады. Соңына қарай варонканың түтігінің сыртынан жуады; суылтылған майды белгіге дейін сумен қосады. Жақсылап араластырады, өлшегіш колбаға дайындалған ертіндінің аликвотты бөлігін апарады. 10мл 5% H2СO2 ертіндісін 60-70мл су және 1-2 тамшы метилоранж тамшысын қосады. Майды 70-80ºС-қа дейін қыздырады және 2 еселенген сумен 10% Na4OH ерітіндісін қызғылт түс пайда болғанша тамшылап қосады. Содан кейін колбаны су моншасына қояды. Суығанан кейін тұнбаны сүзгіге апарып, суық сумен жуады. Қағаз сүзгіні қолдану керек. Сүзуді аяқтағаннан кейін колбаны және сүзгідегі С2O4² еңгізілген тұнбаның ионының көбігін жою үшін тұнбаны бірнеше рет дистильденген суық сумен жуады,. Егер С2O4² ионы толығымен жойылмаса, олардың тотығуына перманганаттың біршама мөлшері керек болады және жоғары талдау нәтижесін алады. Бірақ тұнбаны өте қатты жууға болмайды, себебі ертіндідегі тұнбаның жоғалатындығы көрінеді.Жуылған судың әсерінен HNO3 қышқылдық, AgNO3 ертіндісі жуудың соңғы белгісі Cl кері реакциясын алуын атқарады. Тұнбаны жуып, 10% H2SO4 ыстық ертіндісін ертеді, шынылы таяқшада сүзгі ағады және тұнбаны сүзгіден колбаға минималды мөлшерде ыстық сумен жуады. Содан соң сүзгінің жоғарғы жағын 80-100мл ыстық H2SO4 10% жақсылап жуады, оны шыны таяқшамен жіңішке стуреге құяды. Тұнба толық ерігенге дейін колбаның құрамындағыны ақырын қыздырады. CaC2O4 тұнба H2SO4 бірге эквиваленттік мөлшері H2C2O4 пайда болып ертіледі. Ертіндіні 70-80ºС қыздырып қымыздық қышқылын перманганатпен титрлейді. 6-мысал.Титрлеуге 24,60 мл 0,02025н KMnO4 ертіндісі шығындалады.Бұдан көретініміз тұнбадан іздеген ертіндіден 25 мл алғаны,құрайды 0,02025·24,60/1000 гр-экв CaC2O4 1гр-экв оның 0,5 грамм молекуласына тең,пермаганатпен титрленген кезде C2O4 ² ионы 2 электроның береді. C2O4 ²-2е=2СO2 ½моль CaC2O4 20,04 гр Ca;½ гр-атомы құралады.250 мл ол 0,00998210. 0,9982гр Ca құрайды. Содан кейін Ca аспасының пайызын есептейді. Қымыздық қышқылының сілті ортада перманганатпен тотығуы. Органикалық заттардың көптеген анықтамасын және бейорганикалық тотығуды перманганаттың сілтілік ертіндісімен жүргізеді. Реакцияның перманганаттың MnO4 манганатқа MnO4²-қа дейінгі тотықсыздануымен жүреді. Органикалық заттар бұл жағдайда СO2 және H2O дейін тотығады. Заттың сапасын тотыққан қоспамен өңдейді (KMnO4,NaOH ертіндісі) содан кейін KMnO4 көпшілігін, қымыздық қышқыл ертіндісінің көпшілігімен бұзады. H2C2O4 қалдығын 0,1н KMnO4 ертіндісімен титрлейді.Заттың мөлшерін KMnO4 ертіндісінің титрімен және «бос тәжірбие» нәтижесімен есептейді. 1)Талдау жасау үшін қолданылатын ерітінділер: а) KMnO4 (титр орнатпайды) 0,5; б) NaOH гидроксиді (30гр NaOH 100мл суда ерітіледі); в) қымыздық қышқылы (34гр 1л суда ерітілледі 0,5 н кішкене көбірек титр орнатпайды); г)H2SO4 1:1; д) (MnSO4 шамамен 50гр MnSO4*4H2O 1л суда). е) KMnO4 0,1н ерітіндісі (3,1607гр/л). Ерітінді титрін 0,1н қымыздық қышқылының ерітіндісімен орнатады. 2)Бос тәжірбие жасау. Сыйымдылығы 1л кең дөңгелек колбаға пипеткамен 50мл 0,5н MnSO4 ертіндісін еңгізеді, 12-13мл H2SO4 ертіндісін, 500мл су қосады. Пипеткамен 50мл H2СO4 · 2H2O қосады және 20 мл марганец сульфатының ерітіндісін қосады, қоспаны жақсылап араластырады және 40-50ºС-ға дейін қыздырады. Сол кезде СO2 көбікшіктері шығады және ерітінді түссізденеді. Ыстық ерітіндіде 0,1н H2C2O4 *2H2O артық мөлшерін KMnO4 ертіндісімен ашық қызғылт түске дейін титрлейді. Шығын 0,1н ертіндісі KMnO4 бос тәжірбие нәтижесін құрайды. Бос тәжірбиені талдауды орындайтын күні жасайды. 3)Титрлеу әдісі. Сыйымдылығы 1л кең колбаға 50мл 0,5 н KMnO4 (а) ертіндісін пипеткамен алады, 25мл NaOH (в) ертіндісін қосады, араластырады. Бұл тотыққан қоспаны талдайтын заттың өлшендісімен араластырып 10-15 мин. қояды. Қоспаның түсі күлгін болуы керек. Егер ол жасыл түсті болып кетсе, тәжірибені өлшендінің аз мөлшерімен қайталау керек. 500мл су, 25мл H2SO4 (г); 50мл H2C2O4·2H2O(в) ертіндісін пипеткамен қосады және 20мл марганец сульфатын (д) ерітінді реактивін көрсетілген бағытпен жақсылап араластырады. Қоспаны 50ºС қыздырады, сол кезде ол ақырындап түссізденеді(е). 0,1н KMnO4 ертіндісінің 0,1н шығыны бос тәжірбиеге қарағанда аз болады. Олардың айырмашылығы анықталған заттың шығынымен анықталады, ұлғаю қателігін болдырмау үшін а және в ертінділерін 1 пипеткамен өлшейді. Титрленетін заттардың эквиваленттері әр түрлі болады (3-кесте). Белгілі заттардың эквивалентін анықтау үшін, осы заттың молекулалық массасын эквивалент санына бөлеміз. Мысалы, метанолдың эквиваленті 32,4/6=5034. Метанол бойынша 0,1н KMnO4 ертіндісінің титрі. T=N · Э/1000 = 0,1 · 5,34/1000=0,000534 гр/мл жүктеу/скачать 0,79 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|