Тотығу-тотықсыздану титрлеу. Реакцияларға қойылатын талаптар. Индикаторлар
жүктеу/скачать 96,19 Kb.
|
12 практикалық сабақ
|
ТАҚЫРЫБЫ: Тотығу-тотықсыздану титрлеу. Реакцияларға қойылатын талаптар. Индикаторлар. Тотығу-тотықсыздану титрлеу әдістері немесе редокс әдістер электрон ауыса жүретін тотығу-тотықсыздану реакцияларына (ТТР) негізделген. Егер титрант ретінде тотықтырғыш пайдаланылатын болса әдіс - оксидиметрия, ал тотықсыздандырғыш пайдаланылатын болса әдіс – редуктометрия деп аталады. Тотығу-тотықсыздану әдістерін пайдаланып көптеген қосылыстардың атап айтсақ, органикалық, бейорганикалық және элемент органикалық әртүрлі қосылыстардың, мономерлердің, полимерлердің, минералды тыңайтқыштардың, дәрілік және медициналық препараттардың биологиялық және тағам өнімдерінің мөлшерлерін анықтайды. Қазіргі кезде Ттр өте көп, бірақ сандық талдауда оның өте аз шамасы ғана қолданылады, сандық талдауда пайдаланылатын ТТР келесі талаптарға сәйкес болуы тиіс: 1) химиялық реакция аяғына дейін жүруі тиіс (К≥108, 99,99%); 2) реакция жылдамдығы жоғары болуы тиіс; 3) реакция өнімдерінің құрамы тұрақты болуы тиіс; 4) эквиваленттік нүктесі жақсы анықталуы тиіс; 5) жанама процестер жүрмеу қажет; 6) реакция кайтымсыз болу керек. Константалары төмен реакциялар аяғына дейін жүрмейді, ТТР әртүрлі факторлар әсер етеді (мысалы, АsО43- ерітіндісінің І- ерітіндісімен әрекеттесуіне ерітіндінің иондық күші, рН, темпуратурада т.б. әсер етеді). Эквиваленттік нүктені анықтау үшін тотыққан-тотықсызданған жұптың ЭҚК-ін білу қажет, жай химиялық реакцияларда оның мәні 0,4-0,5В, ал эквиваленттік нүкте инструменталдық тәсілмен анықталатын болса, онда ЭҚК 0,2В тең болу қажет. Басқа уақытта химиялық реакция аяғына дейін жүрмейді немесе титрлеу қисығында потенциалдың секіру интервалы өте төмен болып байқалмайды. Жалпы айтқанда эквиваленттік нүктені анықтауға мүмкіншілік болмайды. Тотығу-тотықсыздану титрлеу әдістерін топтастыру. Тотығу-тотықсыздану титрлеу тәсілдерінде титрант ретінде тотықсыздандырғыштардың немесе тотықтырғыштардың ерітінділері пайдаланылады. Барлық редокс әдістер титрлеуде пайдаланылатын негізгі титранттың табиғатына байланысты топтастырылады. Мысалы, перманганатометрия тәсілінде титрант KMnO4, йодиметрия тәсілінде титрант I2, йодометрия тәсілінде титрант КI және Na2S2O3 ерітінділері, бромометрия тәсілінде титрант Вч2 (КВчО3 + КВч), цериметрия тәсілінде титрант Се4+ тұздарының ерітіндісі. Титрлеу тәсілдері. 1) тура титрлеу 2) кері титрлеу 3) орынбасу немесе жанама титрлеу тәсілдері. Тура титрлеу тәсілі. Егер талдаудың негізінде жатқан химиялық реакция жоғарыда аталған ТТР қойылатын шарттарды қанағаттандыратын болса, онда тура титрлеу тәсілін пайдаланады. Тура титрлеуде ЭҚК≥0,47В болу тиіс, тек осы жағдайда, ТТР қажетті жылдамдықпен және аяғында дейін жүреді. Мысалы Fe2+ ионын KMnO4 ерітіндісімен титрлеуді қарастырайық. 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4= 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + 8H2O, 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ ↔ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O. ЭҚК = 1,51 - 0,77 = 0,77В К = 1062,7 электроқозғаушы күшінің және тепе-теңдік константаның мәні химиялық реакция аяғына дейін жүретінін көрсетеді. Егер жанама реакциялар жүрумен байланысты, реакцияның жылдамдығы төмен немесе реакция толық жүрмейтін болса, яғни эквиваленттік нүктені анықтауға мүмкіндік болмаса, онда кері титрлеу немесе орынбасу титрлеу тәсілдері пайдаланылады. Тотығу-тотықсыздану титрлеу тәсілдерінде эквиваленттік нүктені анықтау. 1) Индикатор ролін ТТР қатысатын реагенттің бірі атқаруы мүмкін. Мысалы, перманганатометрияда MnO4- + 8H+ +5e ↔ Mn2+ +4H2O күлгін түсті түссіз эквиваленттік нүктеде 1 тамшы артық қосылған MnO4- ионының әсерінен ерітінді түссізден қызғылтқа өтеді. 2) Спецификалық индикаторлар қолданып титрлеу, яғни индикатор тотықтырғыш немесе тотықсыздандырғышпен спецификалық әрекеттесіп, боялған қосылыстар түзуі мүмкін. Жиі қолданылатын индикаторлардың бірі – крахмал, йодометрияда қолданылады, ерітіндіде J2, дәлірек айтқанда J3- болған жағдайда крахмал көк түске боялады. Көк түске боялуы үшиодид ионының (J3-) крахмалдың бетінде адсарбциялануымен түсіндіріледі. Кейбір жағдайда индикаторлар ретінде аммоний тиоцианатының 1% ерітіндісі пайдаланылады, мысалы темір(III) тұздарын анықтаған жағдайда эквиваленттік нүктеде Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3 қызыл түске боялады. 3) Редокс индикаторлар - потенциалдың белгілі бір мәнінде (эквиваленттік нүктеде не оған жақын нүктеде) тотығып немесе тотықсызданып түсін өзгертетін заттар. Тотығу-тотықсыздану титрлеу тәсілдерінде редокс индикаторлар жиі қолданылады. Редокс индикаторлар қайтымды және қайтымсыз болып екіге бөлінеді. Қайтымды редокс индикаторлар. Тотыққан және тотықсызданған түрлерінің түстері әртүрлі болады. Түс өзгеруіне сәйкес келетін редокс индикаторларының жартылай реакциясын жазсақ: IndOх + nē ↔ IndRed Индикатордың бір түрден екінші түрге ауысуы. Индикатор түсінің өзгеруі белгілі потенциал аралығында ғана байқалады. Редокс жұптың IndOх/IndRed тотығу-тотықсыздану потенциалы (ТТП) Нернст теңдеуімен анықталады. , мұнда [IndOх] = [IndRed] тең болғанда ТТП стандартты тотығу-тотықсыздану потенциалына (СТТП) - E° тең болады. Индикатордың түсінің байқалуы тотыққан және тотықсызданған түрлерінің концентрациясының қатынасымен анықталады. Индикатордың түсінің өзгеруі ерітіндінің тотығу-тотықсыздану потенциалының белгілі бір мәнінде байқалады, оны индикатор түсінің ауысу интервалы деп атайды. Индикатор түсінің өзгеруін көзбен шолып, келесі концентрациялардың немесе қатынасында байқауға болады. 1) , 2) , Сонымен, екі теңдеуді біріктірсек, индикатор түсінің ауысу интервалының теңдеуі алынады: Кейбір қайтымды редокс-индикаторлар:
жүктеу/скачать 96,19 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|