Титриметрийн шинжилгээ нь бие биентэйгээ харилцан үйлчлэлцэж буй бодисын уусмалын хэмжээг нарийн хэмжих замаар бодисын хэмжээг тодорхойлох арга юм.

Титр– 1 мл-т агуулагдах г бодисын хэмжээ. уусмал буюу тодорхойлж буй бодистой тэнцүү. Жишээлбэл, H 2 SO 4-ийн титр нь 0.0049 г/мл бол энэ нь нэг мл уусмалд 0.0049 г хүхрийн хүчил агуулагддаг гэсэн үг юм.

Титр нь мэдэгдэж байгаа уусмалыг титрлэгдсэн гэж нэрлэдэг. Титрлэх- Шинжилгээний уусмалд титрлэгдсэн уусмалын эквивалент хэмжээ эсвэл түүний аликвотыг нэмэх үйл явц. Энэ тохиолдолд стандарт шийдлүүдийг ашигладаг - тогтмол сувгууд– бодисын тодорхой концентрацитай уусмал (Na 2 CO 3, HCl).

Титрлэх урвал нь дараахь шаардлагыг хангасан байх ёстой.

урвалын өндөр хурд;

урвал дуусах хүртэл үргэлжлэх ёстой;

урвал нь өндөр стехиометрийн шинж чанартай байх ёстой;

урвалын төгсгөлийг бүртгэх тохиромжтой аргатай байх.

HCl + NaOH → NaCl + H2O

Титриметрийн шинжилгээний гол ажил бол зөвхөн тодорхой мэдэгдэж буй концентрацийн уусмалыг (фиксанал) ашиглахаас гадна эквивалентийн цэгийг зөв тодорхойлох явдал юм.

Эквивалент цэгийг засах хэд хэдэн арга байдаг:

Тодорхойлж буй элементийн ионуудын дотоод өнгө дээр үндэслэн, жишээлбэл, анион хэлбэрийн манган.MnO 4 -

Гэрчийн мэдүүлгийн дагуу

Жишээ нь: Ag + + Cl - " AgCl $

Ag + + CrO 4 " Ag 2 CrO 4 $ (тод улбар шар өнгөтэй)

Хлорын ионыг тодорхойлох колбонд бага хэмжээний давс K 2 CrO 4 (гэрч) нэмнэ. Дараа нь туршилтын бодисыг бюреттээс аажмаар нэмж, эхлээд хлорын ионууд урвалд орж, цагаан тунадас (AgCl) үүснэ, өөрөөр хэлбэл AgCl PR.<< ПР Ag2Cr O4.

Тиймээс бүх хлор аль хэдийн урвалд орсон тул мөнгөний нитратын нэмэлт дусал тод улбар шар өнгөтэй болно.

III. Шалгуур үзүүлэлтүүдийг ашиглах: жишээлбэл, саармагжуулах урвалын үед хүчил-суурь үзүүлэлтүүдийг ашигладаг: лакмус, фенолфталеин, метил жүрж - хүчиллэг байдлаас шүлтлэг орчинд шилжихэд өнгө өөрчлөгддөг органик нэгдлүүд.

Үзүүлэлтүүд– хүрээлэн буй орчны хүчиллэг байдал өөрчлөгдөхөд өнгө нь өөрчлөгддөг органик будаг.

Схемийн хувьд (завсрын хэлбэрийг орхигдуулсан) индикаторын тэнцвэрийг хүчил-суурь урвалаар илэрхийлж болно.

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

H2O
H + + OH -

H++H2O
H3O+

Шалгуур үзүүлэлтийн өнгөний шилжилтийн муж (байрлал ба интервал) нь тэнцвэрийн тогтмол байдлаас хамаардаг бүх хүчин зүйл (ионы хүч, температур, гадны бодис, уусгагч), түүнчлэн индикатор нөлөөлдөг.

Титриметрийн шинжилгээний аргуудын ангилал.

хүчил-суурь титрлэх (саармагжуулах): энэ арга нь шинжлэх уусмал дахь хүчил эсвэл шүлтийн хэмжээг тодорхойлдог;

хур тунадас ба комплексжилт (аргентометр)

Ag + + Cl - "AgCl $

Редокс титрлэлт (редоксиметри):

a) перманганатометр (KMnO 4);

б) иодометр (Y 2);

в) броматометр (KBrO 3);

d) дихроматометр (K 2 Cr 2 O 7);

e) цериметри (Ce(SO 4) 2);

e) ванадометр (NH 4 VO 3);

g) титанометр (TiCl 3) гэх мэт.

Титрантаар тэг тэмдэг хүртэл дүүргэнэ. Бюреттийн хэмжээ жигд бус байж болох тул бусад тэмдэглэгээнээс эхлэн титрлэхийг зөвлөдөггүй. Бюретка нь юүлүүрээр эсвэл хагас автомат бол тусгай төхөөрөмж ашиглан ажлын уусмалаар дүүргэдэг. Титрлэлтийн төгсгөлийн цэгийг (тэнцүүлэлтийн цэг) үзүүлэлтүүд эсвэл физик-химийн аргаар (цахилгаан дамжуулалт, гэрлийн дамжуулалт, заагч электродын потенциал гэх мэт) тодорхойлно. Шинжилгээний үр дүнг титрлэхэд ашигласан ажлын уусмалын хэмжээгээр тооцно.

Титриметрийн шинжилгээний төрлүүд

Титриметрийн шинжилгээг янз бүрийн төрлийн химийн урвал дээр үндэслэн хийж болно.

• хүчил-суурь титрлэх - саармагжуулах урвал;
• redox титрлэлт (перманганатометр, иодометр, хроматометр) - исэлдэлтийн урвал;
• хур тунадасны титрлэлт (аргентометр) - уусмал дахь тунадасжсан ионы концентраци өөрчлөгдөхөд бага зэрэг уусдаг нэгдэл үүсэх урвалууд;
• комплексометрийн титрлэлт - титрлэгдсэн уусмал дахь металлын ионуудын концентраци өөрчлөгдөхөд комплексонтой (ихэвчлэн EDTA) металлын ионуудын хүчтэй цогцолбор нэгдлүүдийг үүсгэхэд үндэслэсэн урвал.

Титрлэлтийн төрлүүд

Шууд, урвуу болон орлуулагч титрлэлтүүд байдаг.

• At шууд титрлэхТодорхойлж буй бодисын уусмал (аликвот буюу дээж, титрлэгдэж буй бодис) дээр титрийн уусмал (ажлын уусмал) бага багаар нэмнэ.

• At буцааж титрлэхЭхлээд тодорхойлогдож буй бодисын уусмалд тусгай урвалжийн мэдэгдэж байгаа илүүдэл нэмж, дараа нь урвалд ороогүй үлдэгдлийг титрлэнэ.

• At орлуулах титрлэлтТусгай урвалжийн мэдэгдэж буй илүүдэлийг эхлээд задлан шинжилж буй бодисын уусмалд нэмж, дараа нь шинжлэгч болон нэмсэн урвалж хоорондын урвалын бүтээгдэхүүний нэгийг титрлэнэ.

бас үзнэ үү

Холбоосууд

Викимедиа сан. 2010 он.

Аргын мөн чанар, түүний давуу тал

Титриметрийн шинжилгээ нь химийн урвалд орох бодисын хэмжээг нарийн хэмжихэд үндэслэдэг; тоон шинжилгээний аргуудын нэг юм.

Эквивалентийн цэгийг тодорхойлохын тулд анализаторын уусмалд титрантыг аажмаар нэмэх үйл явцыг гэнэ титрлэх. Титрант– тодорхой концентрацитай уусмал.

Эквивалент цэг– урвалд орох бодисын эквивалент харьцааг олж авсан титрлэлтийн цэг.

Эквивалент цэгийг (жишээ нь) индикаторын өнгөний өөрчлөлт (химийн үзүүлэлт) эсвэл титрлэлтийн явцад орчны зарим шинж чанарын өөрчлөлтийг бүртгэх багажийн индикаторуудын тусламжтайгаар тодорхойлно.

Үзүүлэлтүүд- эдгээр нь хүрээлэн буй орчин өөрчлөгдөхөд бүтэц, физик шинж чанараа өөрчилдөг бодисууд юм. Эквивалент цэгийн бүсэд индикатор өнгөө өөрчилж, тунадас үүсгэдэг эсвэл бусад ажиглагдах нөлөө үзүүлдэг. Шалгуур үзүүлэлтүүдийг ашиглан та тохируулж болно титрлэлтийн төгсгөлийн цэг(к.т.т.) – индикаторын өнгө өөрчлөгдөхөд титрлэх мөч. Хамгийн тохиромжтой нь, i.e. ба к.т.т. давхцаж байгаа боловч практик нөхцөлд тэдгээрийн хооронд зарим ялгаа бий. Энэ ялгаа их байх тусам титрлэлтийн алдаа их байх тусам бусад бүх зүйл тэнцүү байх тул индикаторыг сонгох хэрэгтэй бөгөөд ингэснээр i.e. болон t.k.t. хамгийн бага байсан.

Эквивалент цэгт хүрсний дараа титрлэлтийг хийж, энэ урвалд ашигласан уусмалын хэмжээг тэмдэглэнэ. Тиймээс титриметрийн шинжилгээний аргад эквивалентийн цэгийг үнэн зөв тодорхойлох нь нэн чухал юм.

Титриметрийн шинжилгээний аргыг ашиглан тоон тодорхойлолтыг маш хурдан гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь хэд хэдэн зэрэгцээ тодорхойлох, илүү нарийвчлалтай арифметик дундажийг авах боломжтой болгодог. Шинжилгээний титриметрийн аргын бүх тооцоолол нь эквивалентийн хууль дээр суурилдаг.

TO урвалуудтоон эзэлхүүний шинжилгээнд ашигласан дараах зүйлсийг үзүүлэв. шаардлага:

1. Урвал нь стехиометрийн урвалын тэгшитгэлийн дагуу явагдах ёстой бөгөөд бараг эргэлт буцалтгүй байх ёстой. Урвалын үр дүн нь аналитын хэмжээг тусгах ёстой. Урвалын тэнцвэрийн тогтмол нь 10 8-аас их байх ёстой.

2. Урвал нь сөрөг урвалгүйгээр үргэлжлэх ёстой.

3. Урвал нэлээд өндөр хурдтай явагдах ёстой.

4. Эквивалентийн цэгийг засах арга зам байх ёстой. Урвалын төгсгөлийг маш амархан бөгөөд энгийнээр тодорхойлох ёстой.

Титриметрийн шинжилгээний давуу тал:

1) тодорхойлох хурд;

2) тоног төхөөрөмжийн энгийн байдал;

3) автоматжуулалт хийх боломж;

4) нарийвчлал – харьцангуй алдаа 0.1 – 0.01%.

Титриметрийн шинжилгээний аргыг органик бус болон органик бодисыг тодорхойлоход ашигладаг. Титрлэлтийг усан болон усан бус орчинд хийж болно.

Тоон шинжилгээ хийхдээ дараахь зүйлийг хийх шаардлагатай.

Шинжилгээний бүх процедурыг маш нарийвчлалтай, нарийвчлалтайгаар хийх ёстой;

Уусмалын эзэлхүүнийг 0.01 - 0.02 см 3 нарийвчлалтайгаар хэмждэг;

Би 0.1 Н концентрацитай титрант хэрэглэдэг;

Бодисыг дөрөв дэх аравтын бутархай хүртэл жинлэнэ, 0.2 г-аас багагүй байна;

Багаж хэрэгслийг тохируулах, тохируулах шаардлагатай;

Шинжилгээний үр дүнг математикийн боловсруулалтад оруулна.

Титрлэх дүрэм

1. Стандарт уусмалын титрийг тогтоож, ижил индикатор байгаа тохиолдолд ижил уусмалыг хэрэглэнэ.

2. Титрлэхдээ ижил хэмжээний индикатор авч, гурван нягт нийлсэн үр дүн гарах хүртэл тодорхойлогдож буй бодисын титрлэлтийг хэд хэдэн удаа давтан хийнэ.

3. Дүрмээр бол саармагжуулах аргад ашигласан үзүүлэлтүүд нь өөрөө хүчил эсвэл суурь гэдгийг мартаж болохгүй, 1-2 дуслаас илүүгүй индикаторыг авах шаардлагатай. Титрант уусмалын нэг хэсгийг мөн тэдгээрийг саармагжуулахын тулд хэрэглэдэг.

4. Боломжтой бол титрлэсэн уусмалын ижил эзэлхүүнийг ашиглан уусмалын өнгөний ижил сүүдэр хүртэл титрлэнэ.

5. Эквивалент цэгийн ойролцоо өнгө нь өөрчлөгддөг үзүүлэлтийг сонгох шаардлагатай.

Титрлэх аргууд

Титриметрийн шинжилгээний арга нь янз бүрийн төрлийн химийн урвалуудыг ашигладаг. Ашигласан химийн урвалын шинж чанараас хамааран титриметрийн шинжилгээний дараах аргуудыг ялгадаг.

Хүчил шүлтийн титрлэлт(протолитометр) – арга нь саармагжуулах урвал дээр суурилдаг (H + + OH ‑ = H 2 O); Эквивалентийн цэгийг хүрээлэн буй орчны урвалаас хамааран өнгийг нь өөрчилдөг үзүүлэлтүүдийг ашиглан тодорхойлно. Титрлэгчийн шинж чанараас хамааран аргыг дараахь байдлаар хуваана.

Ацидометрийн титрлэлт (титрант хүчил - HC1 эсвэл H 2 SO 4);

Шүлтний титрлэлт (титрант – шүлтлэг – NaOH эсвэл Ba(OH) 2);

Хур тунадасны титрлэлт(sedimetry) - тодорхойлогдож буй ион (элемент) тунадас руу шилжих солилцооны урвал дээр үндэслэн:

Ажлын уусмалаас (титрант) хамааран аргыг дараахь байдлаар хуваана.

Аргентометрийн титрлэлт (титрант – AgNO 3);

Роданометрийн титрлэлт (NH 4 SCN эсвэл KSCN титрлэгч);

Меркурометрийн титрлэлт (HgNO 3 титрант).

Комплексометрийн титрлэлтэсвэл комплексометр - бага зэрэг салангид комплекс ион үүсгэх чадвартай катион ба анионуудыг тодорхойлоход ашигладаг.

Redoxтитрлэх эсвэл редоксиметри - энэ арга нь ажлын уусмал ба анализаторын хоорондох исэлдэлтийн урвал дээр суурилдаг.

Энэ бүлэгт дараахь зүйлс орно.

Перманганатометрийн титрлэлт (титрант – KMnO 4);

Хроматометрийн титрлэлт (титрант - K 2 Cr 2 O 7);

Иодометрийн титрлэлт (титрант I 2 эсвэл KI)

Броматометрийн титрлэлт (IBrO 3 титрлэгч)

Ванадатометрийн титрлэлт (NH 4 VO 3 титрлэгч) гэх мэт.

Оршил

Лабораторийн семинар нь "Аналитик хими ба физик химийн анализ" онолын хичээлийг судалсны дараа хийгддэг бөгөөд олж авсан мэдлэгээ бататгах, гүнзгийрүүлэх зорилготой юм.

Тоон шинжилгээний даалгавар бол шинжилж буй объект дахь элемент (ион), радикал, функциональ бүлэг, нэгдлүүд эсвэл фазын хэмжээг (агуулгыг) тодорхойлох явдал юм. Энэ хичээл нь титриметрийн (эзэлхүүний) шинжилгээний үндсэн аргууд, титрлэх аргууд, тэдгээрийн практик хэрэглээг хамарна.

Лабораторийн ажил эхлэхийн өмнө оюутнууд аюулгүй ажиллагааны зааварчилгааг өгдөг. Ажил бүрийг дуусгахын өмнө оюутан багшийн зааж өгсөн хэсгүүдийн талаар коллоквиум, мөн дүн шинжилгээ хийх арга зүйн талаар ярилцах ёстой. Үүнийг хийхийн тулд танд хэрэгтэй:

1) хичээлийн холбогдох хэсгийг давтах;

2) ажлын арга зүйг нарийвчлан мэддэг байх;

3) явуулж буй химийн шинжилгээний үндэс болох химийн урвалын тэгшитгэлийг гаргах;

4) шинжилгээний онцлогийг аюулгүй байдлын үүднээс судлах.

Ажлын үр дүнд үндэслэн оюутнууд тайлан гаргаж, үүнд дараахь зүйлийг тусгасан байх ёстой.

· албан тушаал;

· Зорилго;

· аргын онолын үндэслэл: аргын мөн чанар, үндсэн тэгшитгэл, титрлэлтийн муруйг тооцоолох, байгуулах, индикаторын сонголт;

· ажлын явцад ашигласан урвалж, тоног төхөөрөмж;

· Шинжилгээний техник:

Анхдагч стандартыг бэлтгэх;

Ажлын шийдлийг бэлтгэх, стандартчилах;

Уусмал дахь шинжилгээний бодисын агууламжийг тодорхойлох;

· туршилтын өгөгдөл;

· шинжилгээний үр дүнгийн статистик боловсруулалт;

· дүгнэлт.

ТИТРИМЕТРИЙН ШИНЖИЛГЭЭНИЙ АРГА

Титриметрийн шинжилгээний аргаТодорхойлогдож буй бодистой химийн урвал явуулахад зарцуулсан тодорхой концентрацитай (титрант) урвалжийн эзэлхүүнийг хэмжихэд үндэслэсэн.

Тодорхойлох журам (титрлэх) нь эквивалент цэгт хүрэх хүртэл тодорхойгүй концентрацитай шинжлэгдэх бодисын уусмалын яг тодорхой мэдэгдэж буй эзэлхүүн рүү бюреттээс титрлэгчийг дуслаар нэмэхээс бүрдэнэ.

Хаана X- аналитик; Р- титрлэгч, П- урвалын бүтээгдэхүүн.

Эквивалент цэг (жишээ нь)- энэ нь түүнтэй тэнцэх хэмжээний титрант нэмэх үед үүсдэг уусмалын онолын төлөв юм. Ршинжлэгч рүү X. Практикт титрлэгч бодисыг титрлэлтийн төгсгөлийн цэгт (e.t.t.) хүртлээ шинжлэгч бодис руу нэмдэг бөгөөд энэ нь уусмалд нэмсэн индикаторын өнгө өөрчлөгдөх мөчид эквивалентийн цэгийн харааны заалтаар ойлгогддог. Харааны заалтаас гадна эквивалентийн цэгийг багажийн хэрэгслээр бүртгэж болно. Энэ тохиолдолд титрлэлтийн төгсгөлийн цэг (титрлэлтийн төгсгөлийн цэг) нь титрлэлтийн явцад хэмжсэн физик хэмжигдэхүүн (гүйдлийн хүч, потенциал, цахилгаан дамжуулах чанар гэх мэт) огцом өөрчлөгдөх мөч гэж ойлгогддог.

Шинжилгээний титриметрийн арга нь дараах төрлийн химийн урвалуудыг ашигладаг: саармагжуулах урвал, исэлдүүлэх-бууруулах урвал, хур тунадасны урвал, цогцолбор үүсгэх урвал.

Ашигласан химийн урвалын төрлөөс хамааран дараахь зүйлийг ялгана. Титриметрийн шинжилгээний аргууд:

– хүчил-суурь титрлэлт;

- хур тунадасны титрлэлт;

– комплексометрийн титрлэлт буюу комплексометр;

– исэлдэлтийн титрлэлт эсвэл редоксиметр.

Титриметрийн шинжилгээний аргад ашигласан урвалууд нь дараахь зүйлийг шаарддаг. шаардлага:

· урвал нь сөрөг урвалгүйгээр стехиометрийн харьцаагаар явагдах ёстой;

· урвал бараг эргэлт буцалтгүй үргэлжлэх ёстой (≥ 99.9%), урвалын тэнцвэрийн тогтмол K p >10 6, үүссэн тунадас нь уусах чадвартай байх ёстой. С < 10 -5 моль/дм 3 , а образующиеся комплексы – К уст > 10 -6 ;

· урвал хангалттай өндөр хурдтай явагдах ёстой;

· урвал нь өрөөний температурт явагдах ёстой;

· эквивалентийн цэгийг ямар нэгэн байдлаар тодорхой бөгөөд найдвартай тогтоосон байх ёстой.

Титрлэх аргууд

Титриметрийн шинжилгээний аливаа аргад титрлэх хэд хэдэн арга байдаг. Ялгах урагшлах титрлэлт, буцах титрлэлт ба шилжилтийн титрлэлт .

Шууд титрлэлт– эквивалентийн цэгт хүрэх хүртэл титрлэгчийг шинжлэгчийн уусмалд дуслаар нэмнэ.

Титрлэх схем: X + R = P.

Шууд титрлэлтийн эквивалентуудын хууль:

C (1/ z) X V X = C (1/ z) R V R . (2)

Шинжилгээний уусмалд агуулагдах аналитийн хэмжээг (масс) эквивалентийн хуулийг (шууд титрлэх) ашиглан тооцоолно.

m X = C (1/z)R V R M (1/z) X٠10 -3 , (3)

Хаана C (1/ z) R– титрант эквивалентийн молийн концентраци, моль/дм 3 ;

V Р– титрант эзэлхүүн, см3;

М ( 1/ z) X– тодорхойлж буй бодисын эквивалентийн молийн масс;

C (1/ z) X– шинжлэгдэх бодисын эквивалентийн молийн концентраци, моль/дм 3;

V X– тодорхойлж буй бодисын эзэлхүүн, см3.

Буцах титрлэлт– хоёр титрлэгч хэрэглэдэг. Хамгийн эхэнд
Эхний титрлэгчийн тодорхой хэмжээг шинжилж буй уусмалд нэмнэ ( R 1), хэтрүүлэн авсан. Урвалд ороогүй титрант R1-ийн үлдсэн хэсгийг хоёр дахь титрлэгчээр титрлэнэ ( R 2). Титрантын хэмжээ R 1, зарцуулсан
Шинжлэгчтэй харилцан үйлчлэхэд ( X) титрант нэмсэн эзэлхүүний зөрүүгээр тодорхойлогдоно R 1 (V 1) ба титрантны хэмжээ R 2 (V 2) үлдсэн титрлэгчийг титрлэхэд зарцуулсан R 1.

Титрлэх схем: X + R 1тогтмол илүүдэл = P 1 (R 1үлдэгдэл).

R 1үлдэгдэл + R 2 = P2.

Буцах титрлэлтийг ашиглах үед эквивалентийн хуулийг дараах байдлаар бичнэ.

Буцах титрлэлтийн үед анализаторын массыг томъёогоор тооцоолно

Урвуу титрлэх аргыг шууд урвалд тохирох индикаторыг сонгох боломжгүй эсвэл кинетик хүндрэлтэй (химийн урвалын хурд бага) үргэлжилдэг тохиолдолд ашигладаг.

Орлуулах аргаар титрлэх (шууд бус титрлэх)– Шинжлэх бодисыг шууд буюу урвуу титрлэх боломжгүй, хүндрэлтэй, эсвэл тохирох индикатор байхгүй тохиолдолд хэрэглэнэ.

Шинжлэгч рүү Xзарим урвалж нэмнэ Аилүүдэлтэй, харилцан үйлчлэлцсэнээр түүнтэй тэнцэх хэмжээний бодис ялгардаг Р. Дараа нь урвалын бүтээгдэхүүн Ртохиромжтой титрлэгчээр титрлэнэ Р.

Титрлэх схем: X + Аилүүдэл = P1.

P 1 + Р = P2.

Орлуулах замаар титрлэх эквивалентийн хуулийг дараах байдлаар бичнэ.

Шинжлэх бодисын эквивалентийн тоо нь Xболон урвалын бүтээгдэхүүн Рижил байвал шууд бус титрлэлтийн үед шинжлэгдэх бодисын массын тооцоог томъёогоор тооцоолно.

m X = C (1/z) R V R M (1/z) X٠10 -3 . (7)

Урвалж бодис

1. Сукцины хүчил H 2 C 4 H 4 O 4 (урвалжийн зэрэг) – анхдагч стандарт.

2. Молийн концентрацитай натрийн гидроксидын NaOH уусмал
~2.5 моль/дм 3

3. H 2 O нэрмэл.

Тоног төхөөрөмжоюутнууд өөрсдөө дүрсэлдэг.

Ажлын явц:

1. Сукцины хүчил HOOCCH 2 CH 2 COOH-ийн анхдагч стандартыг бэлтгэх.

Сукциний хүчлийг 200.00 см 3 эзэлхүүнтэй эквивалент молийн концентрацитай бэлтгэдэг. моль/дм 3 .

г/моль.

Урвалын тэгшитгэл:

Дээж авах (жинлэх):

Холболтын жин

Жинлэсэн тоон хувьдхэмжээст колбонд шилжүүлсэн ( см 3), 50 - 70 см 3 нэрмэл ус нэмээд саццины хүчил бүрэн уусах хүртэл хутгана, нэрмэл усаар тэмдэглэгээнд тохируулна.
мөн сайтар холино.

найдаж байна
томъёоны дагуу

Урвалж бодис

1. Натрийн карбонат Na 2 CO 3 (урвалжийн зэрэг) – анхдагч стандарт.

2. H 2 O нэрмэл.

3. Давсны хүчлийн HCl концентраци 1:1 (r=1.095 г/см3).

4. Хүчил-суурь үзүүлэлт (титрлэлтийн муруй дагуу сонгосон).

5. Холимог индикатор - метил жүрж ба метилен хөх.

Ажлын явц:

1. Анхан шатны стандарт натрийн карбонат (Na 2 CO 3) бэлтгэх.

Натрийн карбонатын уусмалыг 200.00 см3 эзэлхүүнтэй эквивалент молийн концентрацитай бэлтгэнэ. моль/дм 3 .

Дээжийн массын тооцоо, g: (массыг аравтын дөрөв дэх орон хүртэл нарийвчлалтай авна).

Урвалын тэгшитгэл:

1) Na 2 CO 3 + HCl = NaHCO 3 + NaCl

2) NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2

_____________________________________

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2

H 2 CO 3 - сул хүчил (K a1= 10 -6.35 , К а2 = 10 -10,32).

Дээж авах (жинлэх):

Цагны шилний жин (шил)

Жинтэй цагны шилний жин (шил).

Холболтын жин

Жинлэсэн тоон хувьдхэмжээст колбонд шилжүүлсэн ( см 3), 50 - 70 см 3 нэрмэл ус нэмээд натрийн карбонатыг бүрэн уусгах хүртэл хольж, нэрмэл усаар тэмдэглэгээнд тохируулна.
мөн сайтар холино.

Анхдагч стандартын бодит концентрацинайдаж байна
томъёоны дагуу

2. Титрант (HCl уусмал) бэлтгэх ба стандартчилал

Давсны хүчлийн уусмалыг ойролцоогоор 500 см3 эзэлхүүнтэй бэлтгэнэ
ойролцоогоор 0.05÷0.06 моль/дм 3) эквивалент молийн концентрацитай.

Титрант - ойролцоогоор 0.05 моль/дм 3 концентрацитай давсны хүчлийн уусмалыг 1: 1 (r = 1.095 г / см 3) шингэлсэн давсны хүчлээс бэлтгэнэ.

Шийдлийн стандартчилал HCl-ийг анхдагч стандарт Na 2 CO 3-ийн дагуу пиптинг хийх аргыг ашиглан шууд титрлэнэ.

Заагчийг натрийн карбонатыг давсны хүчилтэй титрлэх муруйны дагуу сонгоно (Зураг 4).

Цагаан будаа. 4. 100.00 см 3 Na 2 CO 3 уусмалын титрлэлтийн муруй ХАМТ= 0.1000 моль/дм 3 HCl уусмалтай C 1/ z= 0.1000 моль/дм 3

Хоёр дахь эквивалент цэг хүртэл титрлэхдээ метил оранж, 0.1% усан уусмал (pT = 4.0) индикаторыг ашиглана. Өнгө нь шараас улбар шар хүртэл өөрчлөгдөнө (цайны сарнай). Шилжилтийн интервал
(рН = 3.1 – 4.4).

Схем 3. HCl уусмалын стандартчилал

250 см 3 багтаамжтай конус хэлбэрийн титрлэлтийн колбонд 25.00 см 3 хэмжээтэй стандарт Na 2 CO 3 уусмалыг (пипеткээр) хийж, 2-3 дусал метил оранж нэмж, 50-75 см 3 хүртэл усаар шингэлнэ. мөн өнгө өөрчлөгдөх хүртэл давсны хүчлийн уусмалаар титрлэнэ.. шараас "цайны сарнай" өнгө хүртэл нэг дусал титрант. Титрлэлтийг "гэрч" (заагчтай Na 2 CO 3-ийн уусмал) байлцуулан хийдэг. Титрлэлтийн үр дүнг хүснэгтэд бичнэ. 4. Давсны хүчлийн концентрацийг эквивалент хуулийн дагуу тодорхойлно: .

Хүснэгт 4

Давсны хүчлийн уусмалыг стандартчилсны үр дүн

Даалгаврууд

1. Хүчил шүлтийн урвал дахь эквивалентийн тухай ойлголтыг томъёол. Дараах урвалын үед сод ба фосфорын хүчлийн эквивалентыг тооцоол.

Na 2 CO 3 + HCl = NaHCO 3 + NaCl

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + H 2 O

H 3 PO 4 + NaOH = NaH 2 PO 4 + H 2 O

H 3 PO 4 + 2NaOH = Na 2 HPO 4 + H 2 O

H 3 PO 4 + 3NaOH = Na 3 PO 4 + 3H 2 O

2. Давсны хүчил, хүхрийн хүчил, натрийн гидроксид, хөнгөн цагааны гидроксид, натрийн карбонат, калийн бикарбонатын урвалын тэгшитгэлийг бичиж, эдгээр бодисын эквивалент массыг тооцоол.

3. 0.1 моль/дм 3-тай тэнцэх молийн концентрацитай 100.00 см 3 давсны хүчлийн титрлэлтийн муруйг 0.1 моль/дм 3-тай тэнцэх молийн концентрацитай натрийн гидроксидоор зур. Боломжит үзүүлэлтүүдийг сонгоно уу

4. 100.00 см 3 акрилийн хүчил (CH 2 = CHCOOH, pK) титрлэлтийн муруйг зур. а= 4.26) эквивалент молийн концентрацитай
0.1 моль/дм 3 натрийн гидроксид молийн концентрацитай эквивалент
0.1 моль/дм3. Титрлэх явцад уусмалын найрлага хэрхэн өөрчлөгдөх вэ? Боломжит үзүүлэлтүүдийг сонгож, титрлэлтийн индикаторын алдааг тооцоолно.

5. Гидразин (N 2 H 4 + H 2 O, pK) -ийн титрлэлтийн муруйг зур. б= 6,03)
0.1 моль/дм 3 давсны хүчилтэй тэнцэх молийн концентрацитай
0.1 моль/дм 3 эквивалент молийн концентрацитай. Ямар ижил төстэй зүйл байна
ба шүлттэй сул хүчлийг титрлэх муруйтай харьцуулсан рН-ийн тооцоо ба титрлэлтийн муруйны ялгаа? Боломжит үзүүлэлтүүдийг сонгоно уу
ба титрлэлтийн индикаторын алдааг тооцоолох.

6. Идэвхтэй байдлын коэффициент ба идэвхтэй ионы концентрацийг тооцоол
0.001 М хөнгөн цагаан сульфатын уусмал, 0.05 М натрийн карбонат, 0.1 М калийн хлоридын уусмалд.

7. Усан уусмал дахь метиламин уусмалын иончлолыг тэгшитгэлээр тодорхойлсон бол 0.20 М уусмалын рН-ийг тооцоол.

B + H 2 O = BH + + OH - , K б= 4.6 ×10 - 3, B нь суурь.

8. 1.99 × 10 - 2 М уусмал рН = 4.5 байвал гипохлорт хүчлийн HOCl-ийн диссоциацийн тогтмолыг тооцоол.

9. 6.1 г/моль гликолийн хүчил (CH 2 (OH)COOH, K) агуулсан уусмалын рН-ийг тооцоол. А= 1.5 × 10 - 4).

10. 40 мл 0.015 М давсны хүчлийн уусмалыг хольж гаргаж авсан уусмалын рН-ийг тооцоол.

a) 40 мл ус;

b) 20 мл 0.02 М натрийн гидроксидын уусмал;

в) 20 мл 0.02 М барийн гидроксидын уусмал;

г) 40 мл 0.01 М гипохлорт хүчлийн уусмал, К А=5.0 × 10 - 8.

11. Цууны хүчлийн уусмал дахь ацетат ионы концентрацийг тооцоол
0.1% -ийн масстай.

12. 0.1%-ийн масстай аммиакийн уусмал дахь аммонийн ионы концентрацийг тооцоол.

13. 250.00 мл 0.5000 М уусмал бэлтгэхэд шаардагдах натрийн карбонатын дээжийн массыг тооцоол.

14. 11 моль/л-тэй тэнцэх молийн концентрацитай давсны хүчлийн уусмалын эзэлхүүн ба 500 мл 0,5 м давсны хүчлийн уусмал бэлтгэхэд шаардагдах усны хэмжээг тооцоол.

15. 0,15 г металл магни 300 мл 0,3%-ийн давсны хүчлийн уусмалд уусгав. Үүссэн уусмал дахь устөрөгч, магни, хлорын ионуудын молийн концентрацийг тооцоол.

16. 25,00 мл хүхрийн хүчлийн уусмалыг барийн хлоридын уусмалтай холиход 0,2917 г барийн сульфат гарна. Хүхрийн хүчлийн уусмалын титрийг тодорхойлно.

17. Урвалд орсон кальцийн карбонатын массыг тооцоол
80.5 ммоль давсны хүчилтэй.

18. Хэдэн грамм натрийн фосфат нэмэх вэ?
25.0 мл 0.15 М натрийн гидроксидын уусмал руу рН = 7 уусмал авах уу? Фосфорын хүчлийн хувьд pK a1= 2.15; pK а2= 7.21; pK a3 = 12,36.

19. Усаар сайтар шингэлсэн 1,0000 г утаатай хүхрийн хүчлийг титрлэхэд 43,70 мл 0,4982 М натрийн гидроксидын уусмал зарцуулна. Утаатай хүхрийн хүчил нь усгүй хүхрийн хүчилд ууссан хүхрийн ангидрид агуулдаг. Утаа гаргаж буй хүхрийн хүчил дэх хүхрийн ангидридын массын хувийг тооцоол.

20. Бюретка ашиглан эзлэхүүнийг хэмжих үнэмлэхүй алдаа 0.05 мл байна. 1-д эзлэхүүнийг хэмжих харьцангуй алдааг тооцоолох; 10 ба 20 мл.

21. Уусмалыг 500.00 мл багтаамжтай хэмжээст колбонд бэлтгэнэ
2.5000 г натрийн карбонатын дээжээс. Тооцоолох:

a) уусмалын молийн концентраци;

б) эквивалентийн молийн концентраци (½ Na 2 CO 3);

в) уусмалын титр;

г) давсны хүчлийн титр.

22. Нягттай 10%-ийн натрийн карбонатын уусмал ямар хэмжээтэй вэ
Бэлтгэхийн тулд 1.105 г/см 3 авах шаардлагатай.

a) TNa 2 CO 3 = 0.005000 г/см 3 титр бүхий 1 литр уусмал;

б) TNa 2 CO 3 / HCl = 0.003000 г/см 3-тай 1 литр уусмал уу?

23. 1500 мл 0,2 М уусмал бэлтгэхийн тулд 38,32% масстай, 1,19 г/см3 нягттай давсны хүчлийг ямар эзэлхүүнээр авах вэ?

24. 0,2м уусмал бэлтгэхийн тулд 1,2 л 0,25 М HCl дээр ямар хэмжээний ус нэмэх вэ?

25. 3% натрийн карбонат, 7% индифферент хольц агуулсан 100 гр техникийн натрийн гидроксидоос 1 литр уусмал бэлтгэсэн. Натрийн карбонатыг нүүрстөрөгчийн хүчлээр титрлэнэ гэж үзээд үүссэн шүлтлэг уусмалын молийн концентраци ба давсны хүчлийн титрийг тооцоол.

26. NaOH, Na 2 CO 3, NaHCO 3 эсвэл эдгээр нэгдлүүдийн холимог 0.2800 гр жинтэй байж болох дээж байна.Дээжийг усанд уусгасан.
Үүссэн уусмалыг фенолфталеины оролцоотойгоор титрлэхэд 5.15 мл, метил оранжийн дэргэд 0.1520 моль/л-тэй тэнцэх молийн концентрацитай 21.45 мл давсны хүчил зарцуулна. Дээжний найрлага болон дээж дэх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн массын хувийг тодорхойлно.

27. 100,00 см 3 0,1000 М аммиакийн уусмалыг 0,1000 М давсны хүчлийн уусмалаар титрлэх муруйг зурж, индикаторын сонголтыг зөвтгө.

28. 100,00 см 3 0,1000 М малоны хүчлийн уусмалыг (HOOCCH 2 COOH) 0,1000 М натрийн гидроксидын уусмалаар (pK) титрлэх эхлэл ба төгсгөл, эквивалент цэгийн рН-ийг тооцоол. a 1=1.38; rK a 2=5,68).

29. 25.00 см 3 натрийн карбонатын уусмалыг 0.05123 моль/дм 3-тай тэнцэх молийн концентрацитай титрлэхэд 32.10 см 3 давсны хүчил шаардлагатай. Давсны хүчлийн эквивалентийн молийн концентрацийг тооцоол.

30. Хэдэн мл 0,1 М аммонийн хлоридын уусмал нэмэх шаардлагатай
50.00 мл 0.1 М аммиакийн уусмал хүртэл буфер уусмал үүсгэнэ
рН=9.3.

31. Хүхрийн болон фосфорын хүчлүүдийн хольцыг 250.00 см 3 хэмжээст колбонд шилжүүлэв. Титрлэхийн тулд 20.00 см 3 хэмжээтэй хоёр дээж авч, нэгийг нь эквивалент молийн концентрацитай натрийн гидроксидын уусмалаар титрлэв.
0.09940 моль/дм 3 метил оранж индикатор, хоёр дахь нь фенолфталеинтай. Эхний тохиолдолд натрийн гидроксидын хэрэглээ 20.50 см 3, хоёр дахь тохиолдолд 36.85 см 3 байна. Холимог дахь хүхрийн болон фосфорын хүчлүүдийн массыг тодорхойл.

Комплексометрийн хувьд

тэнцэх цэг хүртэл =( CМ ВМ - C EDTA В EDTA)/( ВМ+ В EDTA). (21)

Эквивалент цэг дээр = . (22)

Эквивалент цэгийн дараа = . (23)

Зураг дээр. Өөр өөр рН-ийн утгатай буфер уусмал дахь кальцийн ионы титрлэлтийн муруйг Зураг 9-д үзүүлэв. Ca 2+-ийн титрлэлтийг зөвхөн рН ³ 8 үед л хийх боломжтой гэдгийг харж болно.

Урвалж бодис

2. H 2 O нэрмэл.

3. Молийн концентрацитай Mg(II)-ийн стандарт уусмал
0.0250 моль/дм3.

4. РН = 9.5 аммиакийн буфер.

5. 5% -ийн масстай калийн гидроксидын KOH уусмал.

6. Эриохром хар Т, заагч хольц.

7. Калкон, заагч хольц.

Аргын онолын үндэс:

Энэ арга нь Ca 2+ ба Mg 2+ ионуудын этилендиаминтетра цууны хүчлийн динатрийн давстай (Na 2 H 2 Y 2 эсвэл Na-EDTA) харилцан үйлчлэлцэж, M:L=1 молийн харьцаатай тогтвортой комплекс үүсэхэд суурилдаг. :1 тодорхой рН мужид.

Ca 2+ ба Mg 2+-ийг тодорхойлохдоо эквивалентийн цэгийг засахын тулд калькон ба эриохром хар Т-ийг ашигладаг.

Ca 2+-ийг тодорхойлох нь рН ≈ 12, харин Mg 2+ нь
уусмалд магнийн гидроксидын тунадас хэлбэрээр агуулагдах ба EDTA-тай титрлээгүй.

Mg 2+ + 2OH - = Mg(OH) 2 ↓

Ca 2+ + Y 4- « CaY 2-

рН ≈ 10 (аммиакийн буфер уусмал) үед Mg 2+, Ca 2+ байна.
уусмалд ион хэлбэрээр болон EDTA нэмсний дараа хамтдаа титрлэнэ.

Ca 2+ + HY 3- « CaY 2- + H +

Mg 2+ + HY 3- « MgY 2- +H +

Mg 2+ титрлэхэд зарцуулсан EDTA-ийн хэмжээг тодорхойлохын тулд
рН ≈ 10 дахь хольцыг титрлэхэд ашигласан нийт эзэлхүүнээс рН ≈ 12 дахь Ca 2+ титрлэхэд ашигласан эзэлхүүнийг хасна.

РН ≈ 12 үүсгэхийн тулд 5% KOH уусмалыг ашиглан үүсгэнэ
рН ≈ 10 аммиакийн буфер уусмал (NH 3 × H 2 O + NH 4 Cl) хэрэглэнэ.

Ажлын явц:

1. Титрантыг стандартчилах - EDTA уусмал (Na 2 H 2 Y)

EDTA-ийн уусмалыг ойролцоогоор 0.025 М концентрацитайгаар бэлтгэдэг
≈ 0.05 М уусмалаас нэрмэл усаар 2 удаа шингэлнэ. EDTA-г стандартчилахын тулд MgSO 4-ийн стандарт уусмалыг ашиглана
0.02500 моль/дм3 концентрацитай.

Схем 5. Титрантыг стандартчилах - EDTA уусмал

250 см 3 багтаамжтай конус титрлэлтийн колбонд 0.02500 моль/дм 3 концентрацтай 20.00 см 3 стандарт MgSO 4 уусмал хийж, ~ 70 см 3 нэрмэл ус, ~ 10 см 3 аммиакийн буферийн уусмал нэмнэ. рН ~ 9.5 – 10 ба 0.05 г орчим эриохром хар T индикатор нэмнэ.
(хусуурын үзүүрт). Энэ тохиолдолд уусмал нь дарс улаан өнгөтэй болдог. Колбонд байгаа уусмалыг EDTA уусмалаар дарсны улаанаас ногоон өнгөтэй болтол аажмаар титрлэнэ. Титрлэлтийн үр дүнг хүснэгтэд бичнэ. 6. EDTA-ийн концентрацийг эквивалент хуулийн дагуу тодорхойлно. .

Хүснэгт 6

EDTA уусмалыг стандартчилсны үр дүн

2. Ca 2+ агууламжийг тодорхойлох

рН=10 ба рН=12 үед EDTA уусмалтай Ca 2+-ийн титрлэлтийн муруйг бие даасан байдлаар байгуулна.

Асуудлын уусмалыг хэмжээст колбонд нэрмэл усаар тэмдэглээд сайтар холино.

Схем 6. Уусмал дахь Ca 2+ агууламжийг тодорхойлох

Кальци, магни агуулсан 25.00 см 3 туршилтын уусмалын хэсгийг 250 см 3 багтаамжтай конус титрлэлтийн колбонд хийж, ~ 60 см 3 ус, ~ 10 см 3 5% KOH уусмал нэмнэ. Mg(OH) 2 ↓ аморф тунадас үүссэний дараа уусмалд (хусуурын үзүүрт) ойролцоогоор 0.05 г калькон индикатор нэмж, өнгө нь ягаанаас цайвар цэнхэр болж өөрчлөгдөх хүртэл EDTA уусмалаар аажмаар титрлэнэ. . Титрлэлтийн үр дүн ( В 1) Хүснэгт 7-д оруулсан болно.

Хүснэгт 7

Туршлага №.		EDTA-ийн хэмжээ, см 3	Уусмал дахь Ca 2+ агууламж, г
	25,00
	25,00
	25,00
	25,00
	25,00

3. Mg 2+ агууламжийг тодорхойлох

рН=10 үед EDTA уусмалаар Mg 2+ титрлэлтийн муруйг бие даасан байдлаар байгуулна.

Схем 7. Уусмал дахь Mg 2+ агууламжийг тодорхойлох

Кальци, магни агуулсан туршилтын уусмалын 25.00 см 3 хэсгийг 250 см 3, ~ 60 см 3 нэрмэл ус, ~ 10 см 3 аммиакийн буферийн уусмалын рН ~ 9.5-ийн багтаамжтай конус хэлбэрийн титрлэлтийн колбонд хийнэ. 10-ыг нэмж, индикаторыг нэмсэн.эриохром хар Т 0.05 гр орчим
(хусуурын үзүүрт). Энэ тохиолдолд уусмал нь дарс улаан өнгөтэй болдог. Колбонд байгаа уусмалыг EDTA уусмалаар дарсны улаанаас ногоон өнгөтэй болтол аажмаар титрлэнэ. Титрлэлтийн үр дүн ( В 2) хүснэгтэд оруулсан. 8.

Хүснэгт 8

Кальци, магни агуулсан уусмалын титрлэлтийн үр дүн

Туршлага №.	Туршилтын уусмалын хэмжээ, см 3	EDTA-ийн хэмжээ, В∑, см 3	Уусмал дахь Mg 2+ агууламж, г
	25,00
	25,00
	25,00
	25,00
	25,00

Урвалж бодис

1. ~ 0.05 моль/дм 3 молийн концентрацитай EDTA уусмал.

2. 2.00×10 -3 г/дм 3 титртэй Cu(II) стандарт уусмал.

3. H 2 O нэрмэл.

4. РН ~ 8 – 8.5 аммиакийн буфер.

5. Мурексид, заагч хольц.

Даалгаврууд

1. EDTA-ийн иончлолын тогтмолууд дараах байдалтай байвал pH=5 үед EDTA-ийн α 4-ийг тооцоол: K 1 =1.0·10 -2, K 2 =2.1·10 -3, K 3 =6.9·10 -7 , K. 4 =5.5·10 -11.

2. Тогтвортой байдлын тогтмол бол рН = 10 үед 0,010 М EDTA уусмалтай 25,00 мл 0,020 М никель уусмалын титрлэлтийн муруйг зур.
K NiY = 10 18.62. 0.00-ыг нэмсний дараа p-г тооцоолно; 10.00; 25.00; 40.00; 50.00 ба 55.00 мл титрлэгч.

3. Кальцийн ион агуулсан 50.00 мл уусмалыг титрлэхэд
болон магни, рН=12 үед 13.70 мл 0.12 М EDTA уусмал, рН=10 үед 29.60 мл авчээ. Уусмал дахь кальци, магнийн концентрацийг мг/мл-ээр илэрхийлнэ.

4. 1 литр усанд шинжилгээ хийхэд 0,2173 г кальцийн исэл, 0,0927 г магнийн исэл илэрсэн. Титрлэхэд 0.0500 моль/л концентрацитай EDTA ямар эзэлхүүнийг зарцуулсныг тооцоол.

5. 0,3840 г магнийн сульфат агуулсан 25,00 мл стандарт уусмалыг титрлэхэд 21,40 мл трилон В уусмал зарцуулсан.Энэ уусмалын кальцийн карбонатын титр ба молийн концентрацийг тооцоол.

6. Доор өгөгдсөн металл комплексонатын үүсэх тогтмол (тогтвортой байдал) дээр үндэслэн рН = 2 үед металлын ионыг комплексометрийн титрлэх боломжийг үнэлнэ үү; 5; 10; 12.

7. 0.01 М Ca 2+ уусмалыг 0.01 М EDTA уусмалаар рН = 10 үед титрлэхэд тогтвортой байдлын тогтмол K CaY = 10 10.6. Титрлэлтийн төгсгөлд = бол рН=10-д индикатор бүхий металлын цогцолборын нөхцөлт тогтвортой байдлын тогтмол нь ямар байх ёстойг тооцоол.

8. Комплексометрийн титрлэхэд ашигласан индикаторын хүчлийн иончлолын тогтмол 4.8·10 -6. Уусмал дахь нийт концентраци нь 8.0·10 -5 моль/л байвал рН = 4.9 үед индикаторын хүчиллэг ба шүлтлэг хэлбэрийн агуулгыг тооцоол. Уусмалыг титрлэхдээ энэ үзүүлэлтийг ашиглах боломжийг тодорхойлно
рН=4.9, хэрэв түүний хүчиллэг хэлбэрийн өнгө нь цогцолборын өнгөтэй тохирч байвал.

9. Дээж дэх хөнгөн цагааны агууламжийг тодорхойлохын тулд 550 мг дээжийг уусгаж, 50.00 мл 0.05100 М комплексон III уусмал нэмсэн. Сүүлчийн илүүдлийг 14.40 мл 0.04800 М цайрын (II) уусмалаар титрлэв. Дээж дэх хөнгөн цагааны массын хувийг тооцоол.

10. Висмут ба иодидын ион агуулсан цогцолборыг устгахдаа сүүлчийнх нь Ag(I), висмутыг комплексон III-ийн уусмалаар титрлэнэ.
550 мг дээж агуулсан уусмалыг титрлэхэд 14,50 мл 0,05000 М комплексон III уусмал, 440 мг дээжинд агуулагдах иодид ионыг титрлэхэд 23,25 мл 0,1000 М Ag(I) уусмал шаардлагатай. Иодидын ионууд нь лиганд бол цогцолбор дахь висмутын координатын тоог тооцоол.

11. Pb, Zn, Cu агуулсан 0.3280 г жинтэй дээжийг уусгасан
ба 500.00 см 3 хэмжээст колбонд хийнэ. Тодорхойлолтыг гурван үе шаттайгаар явуулав.
a) Pb, Zn, Cu агуулсан 10.00 см 3 эзэлхүүнтэй уусмалын эхний хэсгийг титрлэхэд 0.0025 М EDTA уусмалаас 37.50 см 3 зарцуулсан; б) 25.00 см 3 эзэлхүүнтэй хоёр дахь хэсэгт Cu маск хийж, Pb ба Zn титрлэхэд 27.60 см 3 EDTA ашигласан; в) 100.00 см 3 Zn эзэлхүүнтэй гурав дахь хэсэгт маск хийсэн
болон Cu, 10.80 см 3 EDTA Pb титрлэхэд зарцуулсан. Дээж дэх Pb, Zn, Cu-ийн массын хувийг тодорхойл.

Титрлэлтийн муруй

Редоксметрийн хувьд титрлэлтийн муруйг координатаар зурдаг E = f(C Р),
тэдгээр нь титрлэлтийн явцад системийн потенциалын өөрчлөлтийг графикаар дүрсэлдэг. Эквивалентийн цэгээс өмнө системийн потенциалыг анализаторын исэлдсэн ба бууруулсан хэлбэрийн концентрацийн харьцаагаар тооцоолно (учир нь эквивалентийн цэгээс өмнө титрлэгч хэлбэрийн аль нэг нь бараг байдаггүй), эквивалент цэгийн дараа - титрлэгчийн исэлдсэн ба бууруулсан хэлбэрийн концентрацийн харьцаа (учир нь эквивалентийн цэгийн дараа аналитийг бараг бүрэн титрлэнэ).

Эквивалент цэг дээрх потенциалыг томъёогоор тодорхойлно

, (26)

хагас урвалд оролцож буй электронуудын тоо хаана байна;

– хагас урвалын стандарт электродын потенциал.

Зураг дээр. Хүчиллэг орчинд калийн перманганатын KMnO 4 уусмалтай оксалийн хүчлийн H 2 C 2 O 4 уусмалын титрлэлтийн муруйг Зураг 10-д үзүүлэв.
(= 1 моль/дм3).

Цагаан будаа. 10. 100.00 см 3 оксалик уусмалын титрлэлтийн муруй

хүчил H 2 C 2 O 4 s C 1/ z= 0.1000 моль/дм 3 перманганатын уусмал

кали KMnO 4 с C 1/ z= 0.1000 моль/дм 3 үед = 1 моль/дм 3

Хагас урвалын потенциал MnO 4 - + 5 дУстөрөгчийн ионууд хагас урвалд оролцдог тул + 8H + → Mn 2+ + 4H 2 O нь орчны рН-ээс хамаарна.

Перманганатометр

Титрант нь хүчтэй исэлдүүлэгч бодис болох калийн перманганатын KMnO 4-ийн уусмал юм. Үндсэн тэгшитгэл:

MnO 4 - +8H + + 5e = Mn 2+ + 4H 2 O, =+1.51 В.

M 1/ z (KMnO 4)= г/моль.

Бага зэрэг хүчиллэг, төвийг сахисан, бага зэрэг шүлтлэг орчинд исэлдэх чадвар багатай тул перманганатын ион Mn +4 хүртэл буурдаг.

MnO 4 - +2H 2 O + 3e = MnO 2 ¯ + 4OH - , = +0.60 В.

M 1/ z (KMnO 4) = 158.03/3 = 52.68 г/моль.

Шүлтлэг орчинд калийн перманганатын уусмал багасдаг
Mn +6 хүртэл.

MnO 4 - + 1e = MnO 4 2-, = +0.558 В.

M 1/ z (KMnO 4) = 158.03 г/моль.

Гаж урвалыг арилгахын тулд калийн перманганатаар титрлэх ажлыг хүхрийн хүчлээр үүсгэсэн хүчиллэг орчинд явуулдаг. Калийн перманганат нь хлоридын ионыг исэлдүүлэх чадвартай тул давсны хүчил хэрэглэхийг зөвлөдөггүй.

2Cl - – 2e = Cl 2, = +1.359 В.

Калийн перманганатыг ихэвчлэн уусмал хэлбэрээр ашигладаг
~ 0.05 – 0.1 моль/дм 3 молийн эквивалент концентрацитай. Калийн перманганатын усан уусмал нь ус болон түүний доторх органик хольцыг исэлдүүлэх чадвартай тул энэ нь анхдагч стандарт биш юм.

4MnO 4- + 2H 2 O = 4MnО 2 ¯+ 3O 2 + 4OH -

Манганы давхар исэл байгаа тохиолдолд калийн перманганатын уусмалын задрал хурдасдаг. Манганы давхар исэл нь перманганатын задралын бүтээгдэхүүн учраас энэхүү тунадас нь автокаталитик нөлөө задралын процесст.

Уусмалыг бэлтгэхэд ашигладаг хатуу калийн перманганат нь манганы давхар ислээр бохирдсон тул нарийн дээжээс уусмал бэлтгэх боломжгүй юм. Калийн перманганатын хангалттай тогтвортой уусмал авахын тулд KMnO 4-ийн дээжийг усанд уусгасны дараа түүнийг харанхуй саванд хэдэн өдрийн турш (эсвэл буцалгаж) үлдээж, дараа нь MnO 2-ыг шүүж ялгана. шилшүүлтүүр (цаасан шүүлтүүр ашиглах боломжгүй, учир нь калийн перманганаттай урвалд орж манганы давхар исэл үүсгэдэг).

Калийн перманганатын уусмалын өнгө нь маш хүчтэй байдаг
Энэ аргад индикатор шаардлагагүй. 100 см 3 усанд мэдэгдэхүйц ягаан өнгө өгөхийн тулд 0.02 - 0.05 см 3 KMnO 4 уусмал хангалттай.
0.1 моль/дм 3 (0.02 М)-тэй тэнцэх молийн концентрацитай. Титрлэлтийн эцсийн цэг дэх калийн перманганатын өнгө нь тогтворгүй бөгөөд илүүдэл перманганатын харилцан үйлчлэлийн үр дүнд аажмаар өнгөө алддаг.
Төгсгөлийн цэг дээр харьцангуй их хэмжээгээр агуулагдах манганы (II) ионуудтай:

2MnO 4 - + 3Mn 2+ + 2H 2 O « 5MnО 2 ¯ + 4H +

Ажлын шийдлийн стандартчилал KMnO 4-ийг натрийн оксалат эсвэл оксалийн хүчил (шинэхэн дахин талстжуулж, 105 ° C-т хатаасан) -аар хийдэг.

Молийн концентрацийн эквиваленттай анхдагч стандартын уусмалыг ашиглана ХАМТ(½ Na 2 C 2 O 4) = 0.1000 буюу 0.05000 моль/л.

C 2 O 4 2- – 2e ® 2CO 2 , = -0.49 В

Титриметрийн шинжилгээ

Аргын түүх ба зарчим

Титриметрийн шинжилгээ (титриметр) нь химийн шинжилгээний хамгийн чухал арга юм. Энэ нь анх 18-р зуунд цуу, сод, цайруулах уусмал зэрэг янз бүрийн материалын чанарыг шалгах эмпирик арга хэлбэрээр үүссэн. 18-19-р зууны төгсгөлд бюрет, пипеткийг зохион бүтээсэн (F. Decroisille). Энэ аргын үндсэн нэр томъёог танилцуулсан Ж.Гэй-Люссакийн бүтээлүүд онцгой ач холбогдолтой байв. титрлэх, титрлэгчболон бусад нь "гарчиг" гэсэн үгнээс гаралтай. Титр нь нэг миллилитр уусмалд агуулагдах ууссан бодисын масс (грамаар) юм. Гэй-Луссакийн үед шинжилгээний үр дүнг титр ашиглан тооцдог байв. Гэсэн хэдий ч уусмалын концентрацийг илэрхийлэх арга болох титр нь бусад шинж чанаруудаас (жишээлбэл, молийн концентраци) тийм ч тохиромжтой биш байсан тул орчин үеийн химийн аналитикт титр ашиглан тооцоо хийх нь маш ховор байдаг. Харин ч “гарчиг” гэдэг үгнээс гаралтай янз бүрийн нэр томьёо маш өргөн хэрэглэгддэг.

19-р зууны дунд үед Германы химич К.Мор тухайн үед бий болсон титриметрийн бүх аргуудыг нэгтгэн дүгнэж, аливаа аргын үндэс нь нэг зарчим байдгийг харуулсан. Тодорхойлогдох X бүрэлдэхүүнийг агуулсан дээжийн уусмалд урвалж R (титрант) -ын тодорхой концентрацтай уусмалыг үргэлж нэмнэ. Энэ процессыг титрлэх гэж нэрлэдэг. Титрлэлт хийхдээ шинжээч X ба нэмсэн R-ийн хоорондох химийн урвалын явцыг хянадаг. Оруулсан R-ийн эквивалентийн мольуудын тоо нь дээжинд агуулагдах X бодисын эквивалентийн мольтой яг тэнцүү байх үед эквивалент цэгт (эквивалент) хүрмэгц титрлэлтийг зогсоож, хэрэглэсэн титрлэгчийн эзэлхүүнийг авна. хэмждэг. Титрлэлт дуусах мөчийг титрлэлтийн төгсгөлийн цэг (e.t.t.) гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь t.eq.-тэй адил эзэлхүүний нэгжээр, ихэвчлэн миллилитрээр илэрхийлэгдэнэ. Хамгийн тохиромжтой тохиолдолд V t.t.t = V t.eq. , гэхдээ практикт янз бүрийн шалтгааны улмаас яг таарч чаддаггүй, титрлэлтийг арай эрт эсвэл эсрэгээр t.eq-д хүрэхээс арай хожуу хийдэг. Мэдээжийн хэрэг, титрлэлтийг хийх ёстой бөгөөд ингэснээр V t.eq. болон В к.т.т. аль болох бага байх болно.

Х-ийн масс буюу концентрацийг дээжийг титрлэхэд зарцуулсан титрлэгчийн эзэлхүүнээс (V c.t.t.-ийн дагуу) тооцдог тул өмнө нь титриметр гэж нэрлэдэг байсан. эзэлхүүний шинжилгээ. Энэ нэрийг өнөөдөр ихэвчлэн ашигладаг, гэхдээ энэ нэр томъёо титриметрийн шинжилгээилүү нарийвчлалтай. Баримт нь урвалжийг аажмаар нэмэх (титрлэх) үйл ажиллагаа нь энэ төрлийн ямар ч техникийн онцлог шинж чанартай бөгөөд титрлэгчийн хэрэглээг зөвхөн эзэлхүүнийг хэмжих замаар төдийгүй бусад аргаар үнэлж болно. Заримдаа нэмсэн титрлэгчийг жинлэнэ (аналитик жин дээр массыг хэмжих нь эзлэхүүнийг хэмжихээс харьцангуй бага алдаа гаргадаг). Заримдаа титрлэгчийг нэвтрүүлэхэд шаардагдах хугацааг хэмждэг (тогтмол тарилгын хурдаар).

19-р зууны сүүлчээс титриметрийн аргыг судалгаа, үйлдвэр болон бусад лабораторид ашиглаж эхэлсэн. Шинэ аргыг ашигласнаар олон төрлийн бодисыг миллиграмм, тэр ч байтугай микрограмм хэмжээгээр тодорхойлох боломжтой болсон. Титриметрийн өргөн хэрэглээ нь аргын энгийн байдал, хямд өртөгтэй, тоног төхөөрөмжийн олон талт байдал зэрэгт тус дөхөм болсон. Швейцарийн шинжээч Г.Шварценбах энэ аргын шинэ хувилбарыг (комплексометр) бүтээсний дараа титриметрийг ялангуяа 20-р зууны 50-аад оны үед өргөн хэрэглэж эхэлсэн. Үүний зэрэгцээ CT-ийг хянах багажийн аргыг өргөнөөр ашиглаж эхэлсэн. 20-р зууны эцэс гэхэд илүү мэдрэмтгий багажийн аргуудын өрсөлдөөний улмаас титриметрийн ач холбогдол бага зэрэг буурсан боловч өнөөдөр титриметр нь шинжилгээний маш чухал арга хэвээр байна. Энэ нь ихэнх химийн элементүүд, бие даасан органик болон органик бус бодисын агууламж, ижил төрлийн бодисын нийт агууламж, түүнчлэн ерөнхий найрлагын үзүүлэлтүүдийг (усны хатуулаг, сүүний өөхний агууламж, газрын тосны хүчиллэг) хурдан, хялбар, үнэн зөв тодорхойлох боломжийг танд олгоно. бүтээгдэхүүн).

Титриметрийн шинжилгээний арга техник

Аргын зарчим нь түүнийг хэрэгжүүлэх техникийг тайлбарласны дараа илүү тодорхой болно. Тиймээс, тэд танд үл мэдэгдэх концентрацтай шүлтийн уусмал авчрахыг зөвшөөрч, таны даалгавар бол түүний концентрацийг нарийн тогтоох явдал юм. Үүний тулд танд хэрэгтэй болно урвалжийн уусмал, эсвэл титрант- шүлттэй химийн урвалд ордог бодис бөгөөд титрлэгчийн концентрацийг нарийн мэддэг байх ёстой. Мэдээжийн хэрэг, шүлтийн концентрацийг тогтоохын тулд бид хүчиллэг уусмалыг титрлэгч болгон ашигладаг.

1. Пипетк ашиглан анализ хийсэн уусмалын яг эзлэхүүнийг сонгоно - үүнийг дууддаг хэсэг. Ихэвчлэн аликвотын хэмжээ 10-25 мл байна.

2. Аликвотыг титрлэлтийн колбонд хийж, усаар шингэлж, индикатор нэмнэ.

3. Бюреткийг титрант уусмалаар дүүргэж гүйцэтгэнэ Титрлэлт гэдэг нь туршилтын уусмалын аликвотод титрантыг удаан, дусал дуслаар нэмэх явдал юм.

4. Заагч өнгө өөрчлөгдөх үед бид титрлэлтийг дуусгана. Энэ мөчийг нэрлэдэг титрлэлтийн төгсгөлийн цэг – к.т.т. K.t.t. нь дүрмээр бол шинжлэгч ба титрлэгчийн хоорондох урвал дуусах мөчтэй давхцдаг, өөрөөр хэлбэл. аликвот дээр яг тэнцүү хэмжээний титрант нэмнэ - энэ мөчийг дуудна эквивалент цэг, i.e.Тиймээс өөрөөр хэлбэл. ба к.т.т. - эдгээр нь нэг мөчийн хоёр шинж чанар бөгөөд нэг нь онолын, нөгөө нь сонгосон үзүүлэлтээс хамааран туршилтын шинж чанартай байдаг. Тиймээс индикаторыг зөв сонгох шаардлагатай бөгөөд ингэснээр c.t.t. t.e-тэй аль болох ойр давхцсан.

5. Титрлэхэд ашигласан титрлэгчийн хэмжээг хэмжиж, шинжилгээний уусмалын концентрацийг тооцоолно.

Титриметрийн шинжилгээний төрлүүд

Титриметрийн аргуудыг бие даасан хэд хэдэн шалгуурын дагуу ангилж болно: 1) X ба R-ийн хоорондох урвалын төрлөөр, 2) титрлэх, үр дүнг тооцоолох аргын дагуу, 3) хяналтын аргын дагуу.

Химийн урвалын төрлөөр ангилах- Хамгийн гол. Бүх химийн урвалыг титрлэхэд ашиглаж болохгүй гэдгийг санаарай.

Нэгдүгээрт, бусад химийн аргуудын нэгэн адил тодорхойлох бүрэлдэхүүн хэсэг (шинжлэх бодис) нь титрлэгчтэй тоон урвалд орох ёстой.

Хоёрдугаарт, урвалын тэнцвэрийг аль болох хурдан тогтоох шаардлагатай. Титрантийн дараагийн хэсгийг нэмсний дараа тэнцвэрийг тогтооход дор хаяж хэдэн минут шаардагдах урвалыг титриметрт ашиглахад хэцүү эсвэл бүр боломжгүй байдаг.

Гуравдугаарт, урвал нь урьд өмнө мэдэгдэж байсан стехиометрийн тэгшитгэлтэй тохирч байх ёстой. Хэрэв урвалын үр дүнд бүтээгдэхүүн холилдвол титрлэлтийн явцад энэ хольцын найрлага өөрчлөгдөж, урвалын нөхцлөөс хамаарна. Энэ нь эквивалентийн цэгийг засахад маш хэцүү байх бөгөөд шинжилгээний үр дүн буруу байх болно.Эдгээр шаардлагуудын нэгдэл нь протолизын (саармагжуулах) урвал, олон комплекс үүсэх, исэлдэх-багарах урвал, түүнчлэн зарим хур тунадасны урвалаар хангадаг. Үүний дагуу титриметрийн шинжилгээ нь дараахь зүйлийг ялгадаг.

Саармагжуулах арга

комплексометр,

Редоксметрийн аргууд

Хур тунадасны аргууд.

Арга тус бүрийн хувьд түүний бие даасан хувилбаруудыг ялгадаг (Хүснэгт 1). Тэдний нэрс нь сонголт бүрт титрлэгч болгон ашигладаг урвалжуудын нэрсээс гаралтай (перманганатометр, иодометр, хроматометр гэх мэт).

Хүснэгт 1.

Ашигласан химийн урвалын төрлөөс хамааран титриметрийн аргуудын ангилал

Урвал	Арга	Урвалж (титрант)	Аргын сонголт	Тодорхойлсон бодисууд
Протолиз	Саармагжуулах арга	H Cl, HClO 4, HNO 3	Хүчиллэг хэмжилт	Шинэ
		KOH, NaOH гэх мэт.	Алкалиметри	Хүчил
Нарийн төвөгтэй байдал - боловсрол	Комплексометр	EDTA	Комплексометр	Металл ба тэдгээрийн нэгдлүүд
			Фторидометр, цианидометр	Зарим металл, органик бодисууд
Исэлдэлтийг багасгах	Redox хэмжүүр	KMnO4 K 2 C r 2 O 7	Перманганатометр хроматометр	Сэргээгчид
		KJ ба Na 2 S 2 O 3	Иодометр	Бууруулах бодис, исэлдүүлэгч бодис, хүчил
		Аскорбины хүчил	Аскорбинометр	Исэлдүүлэгч бодисууд
Хур тунадас	Седиметри	AgNO3	Аргентометр	Галидад
		Hg 2 (NO 3) 2	Мөнгөн хэмжилт
		KSCN	Роданометри	Зарим металлууд
		Ba(NO3)2	Бариометр	Сульфатууд

Титрлэлтийн аргаар ангилах.Ихэвчлэн шууд, урвуу, орлуулах титр гэсэн гурван арга байдаг. Шууд титрлэлт дээжийн уусмалд титрантыг шууд нэмэхэд хамаарна. Заримдаа урвалжуудыг холих өөр дарааллыг ашигладаг - тэд X-ийн концентрацийг тодорхойлохыг хүсч буй дээжийн уусмалыг R-ийн мэдэгдэж буй хэмжээгээр аажмаар нэмнэ; гэхдээ энэ нь бас шууд титрлэлт юм. Аль ч тохиолдолд шинжилгээний үр дүнг эквивалентийн хуульд үндэслэн ижил томъёогоор тооцоолно.

ν X = ν R

Энд ν X ба ν R нь X ба R эквивалентуудын мольуудын тоо юм. Харьцангуйд суурилсан тооцооллын томъёо, түүнчлэн тооцооллын жишээг доор өгөв.

Шууд титрлэх нь титриметрийн тохиромжтой бөгөөд хамгийн түгээмэл төрөл юм. Энэ нь бусдаас илүү нарийвчлалтай юм. Эцсийн эцэст, санамсаргүй алдаа нь уусмалын эзэлхүүнийг хэмжихэд голчлон үүсдэг бөгөөд энэ титрлэлтийн аргад эзэлхүүнийг зөвхөн нэг удаа хэмждэг.Гэхдээ шууд титрлэх нь үргэлж боломжгүй байдаг. X ба R хоёрын хоорондох олон урвал хангалттай хурдан явагддаггүй бөгөөд титрлэгчийн дараагийн хэсгийг нэмсний дараа уусмал дахь тэнцвэрт байдал үүсэх цаг байхгүй. Заримдаа сөрөг урвал эсвэл тохирох индикатор байхгүйгээс шууд титрлэх боломжгүй байдаг. Ийм тохиолдолд урвуу эсвэл орлуулах титрлэлтийн илүү төвөгтэй схемүүдийг ашигладаг. Тэд дор хаяж хоёр химийн урвал явуулдаг.

Буцах титрлэлт хоёр үе шаттай схемийн дагуу явагдана:

X + R 1 =Y 1

R 1 + R 2 = Y 2

Туслах урвалж R 1-ийг тодорхой хэмжээгээр нэвтрүүлсэн. R1 уусмалын эзэлхүүн ба концентрацийг урвал дууссаны дараа R1 илүүдэл хэвээр байхаар сонгоно. Дараа нь R 1-ийн урвалд ороогүй хэсгийг R 2 титрантаар титрлэнэ. Жишээ нь органик бодисын перманганатометрийн титрлэлт байж болно. Олон бодисыг перманганатаар "шууд" титрлэх нь исэлдэлтийн явц удаашралтай болон бусад шалтгааны улмаас боломжгүй юм. Гэхдээ эхлээд шинжилж буй дээжинд KMnO 4-ийн мэдэгдэж байгаа (илүүдэл) хэмжээг нэмж, үүссэн уусмалыг хүчиллэгжүүлж, халааж болно. Энэ нь органик бодисын исэлдэлтийг бүрэн, хурдан дуусгахад хүргэнэ. Дараа нь үлдсэн перманганатыг зарим идэвхтэй бууруулагч бодис, жишээлбэл, SnCl 2 эсвэл FeSO 4 уусмалаар титрлэнэ.

Буцах титрлэлтийн үр дүнгийн тооцоог дараахь тодорхой хамаарал дээр үндэслэн гүйцэтгэнэ.

ν X =ν R 1 - ν R 2

Энэ тохиолдолд эзлэхүүнийг хоёр удаа хэмждэг тул (эхлээд R1 урвалжийн уусмалын эзэлхүүн, дараа нь титрант R2-ийн эзэлхүүн) шинжилгээний үр дүнгийн санамсаргүй алдаа нь шууд титрлэхтэй харьцуулахад арай өндөр байна. Шинжилгээний харьцангуй алдаа нь ν R 1 ≈ν R 2 үед туслах урвалжийн бага хэмжээгээр нэмэгддэг.

Хяналтын аргын дагуу ангилах t.eq.Ийм хэд хэдэн аргыг мэддэг. Хамгийн энгийн нь индикаторгүй титрлэлт, хамгийн түгээмэл нь өнгөт үзүүлэлтээр титрлэх, хамгийн үнэн зөв, мэдрэмжтэй нь багажийн титриметрийн сонголтууд юм.

Үзүүлэлтгүй титрлэлтЭнэ нь титрлэгдсэн уусмалын харагдах шинж чанарын өөрчлөлт дагалддаг урвалыг ашиглахад суурилдаг. Дүрмээр бол урвалжуудын аль нэг нь (X эсвэл R) харагдахуйц өнгөтэй байдаг. Ийм урвалын явцыг тусгай багаж хэрэгсэлгүйгээр, заагч урвалж нэмэлгүйгээр хянадаг. Тиймээс өнгөгүй бууруулагч бодисыг исэлдүүлэгч бодис - калийн перманганатын (KMnO 4) ягаан уусмалаар хүчиллэг орчинд титрлэнэ. Нэмсэн титрлэгчийн хэсэг бүр нэн даруй өнгөө алдаж, ангижруулагчийн нөлөөн дор Mn 2+ ион болж хувирна. Энэ нь t.eq хүртэл үргэлжилнэ. Гэсэн хэдий ч титрлэгчийн хамгийн анхны "нэмэлт" дусал нь титрлэгдсэн уусмалыг ягаан ягаан өнгөтэй болгож, уусмалыг хутгасан ч өнгө нь алга болохгүй. Тогтвортой өнгө гарч ирэхэд титрлэлтийг зогсоож, хэрэглэсэн титрлэгчийн хэмжээг хэмжинэ ( Вк.т.т.). Титрлэлтийн төгсгөлийг жишээн дээрх шиг титрлэсэн уусмал дахь өнгө харагдахаас гадна өмнө нь будсан дээжийн уусмалын өнгө өөрчлөгдөх, түүнчлэн аливаа тунадас үүсэх, алга болох, эсвэл гадаад төрхийн өөрчлөлт. Үзүүлэлтгүй титрлэлтийг маш ховор ашигладаг, учир нь цөөхөн хариу үйлдэл нь уусмалын харагдах шинж чанарыг өөрчилдөг.

Багажны титрлэлт. X ба R хоёрын хоорондох урвалын явцыг зөвхөн "нүдээр" (харааны хувьд) хянахаас гадна уусмалын зарим физик шинж чанарыг хэмжих хэрэгслийн тусламжтайгаар хянах боломжтой. Уусмалын ямар шинж чанарыг хянаж байгаагаас хамааран багажийн титриметрийн сонголтууд нь ялгагдана. Титрлэгдсэн уусмалын чанарын болон тоон найрлагаас хамааран та ямар ч шинж чанарыг ашиглаж болно. Тухайлбал, та уусмалын цахилгаан дамжуулах чанарыг хэмжиж болно (энэ сонголтыг гэж нэрлэдэг кондуктометртитрлэлт), титрлэгдсэн уусмалд дүрсэн индикатор электродын потенциал ( потенциометртитрлэлт), титрлэсэн уусмалаар гэрлийн шингээлт ( фотометрийнтитрлэлт) гэх мэт хэмжиж буй шинж чанарын урьдчилан сонгосон тодорхой утгад хүрсэн үед титрлэлтийг зогсоож болно. Жишээлбэл, хүчиллэг уусмалыг рН = 7 хүрэх хүртэл шүлтээр титрлэнэ. Гэсэн хэдий ч ихэнхдээ тэд үүнийг өөрөөр хийдэг - титрлэгчийг нэвтрүүлэхээс өмнө уусмалын сонгосон шинж чанарыг дахин дахин (эсвэл бүр тасралтгүй) хэмждэг. , гэхдээ мөн хүлээгдэж буй температурын дараа .eq. Хүлээн авсан өгөгдөл дээр үндэслэн хэмжсэн шинж чанарын нэмсэн титрлэгчийн эзэлхүүнээс хамаарах график хамаарлыг зурна ( титрлэлтийн муруй). Эквивалент цэгийн ойролцоо титрлэгдсэн уусмалын найрлага, шинж чанарын огцом өөрчлөлт ажиглагдаж, титрлэлтийн муруй дээр үсрэлт эсвэл гулзайлтыг тэмдэглэнэ. Жишээлбэл, уусмалд дүрсэн электродын потенциалын үсрэлт. t.eq-ийн байрлалыг муруй дээрх гулзайлтын байрлалаар үнэлдэг. Энэ төрлийн шинжилгээ нь ердийн титрлэлтээс илүү их хөдөлмөр, цаг хугацаа шаарддаг боловч илүү нарийвчлалтай үр дүнг өгдөг. Нэг титрлэхэд хэд хэдэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн бие даасан концентрацийг тодорхойлох боломжтой.

Багажны титриметрийн арав гаруй хувилбарууд мэдэгдэж байна. Тэднийг бүтээхэд Америкийн шинжээч И.Колтофф чухал үүрэг гүйцэтгэсэн. Холбогдох аргууд нь хэмжиж буй уусмалын шинж чанар, ашигласан төхөөрөмж, аналитик чадвараараа ялгаатай боловч индикатор дээр суурилсан эсвэл индикаторгүй харааны титриметрийн сонголтуудаас илүү мэдрэмтгий бөгөөд сонгомол байдаг. Багажны хяналт нь индикаторуудыг ашиглах боломжгүй үед, жишээлбэл, булингартай эсвэл хүчтэй өнгөт уусмалд дүн шинжилгээ хийх, түүнчлэн бичил хольцыг тодорхойлох, хольцыг шинжлэхэд чухал ач холбогдолтой юм. Гэсэн хэдий ч багажийн титриметрийн хувьд лабораторийг тусгай багаж хэрэгслээр тоноглох шаардлагатай байдаг бөгөөд энэ нь эдийн засгийн хувьд үргэлж боломжгүй байдаг. Ихэнх тохиолдолд индикаторын хэрэглээнд үндэслэн нэлээд үнэн зөв, найдвартай үр дүнг илүү хялбар, хямд аргаар олж авах боломжтой.

Шалгуур үзүүлэлтүүдийг ашиглах. Урьдчилан титрлэсэн дээжинд бага хэмжээний тусгай урвалж нэмж болно. үзүүлэлт. Оруулсан титрлэгчийн нөлөөн дор индикатор харагдах өнгө өөрчлөгдөх үед титрлэлтийг зогсоох шаардлагатай; энэ нь титрлэлтийн төгсгөлийн цэг юм. Зөвхөн нэг "нэмэлт" дусал титрант нэмсний үр дүнд өнгөний өөрчлөлт аажмаар гарахгүй байх нь чухал юм. Зарим тохиолдолд индикатор нь өнгө, уусах чадвар, гэрэлтэх шинж чанарыг өөрчилдөггүй. Гэсэн хэдий ч ийм үзүүлэлтүүд (шингээх, флюресцент, химилюминесцент гэх мэт) нь өнгөт үзүүлэлтээс хамаагүй бага ашиглагддаг. Индикаторын титрлэгчтэй химийн харилцан үйлчлэлийн улмаас аливаа индикаторын өнгө өөрчлөгдөх нь индикаторыг шинэ хэлбэрт шилжүүлэхэд хүргэдэг.Индикаторын шинж чанарыг илүү нарийвчлан авч үзэх шаардлагатай.

Үзүүлэлтүүд

Аналитик лабораторид янз бүрийн төрлийн хэдэн зуун өнгөт үзүүлэлтүүдийг ашигладаг (хүчил-суурь, металлохромик, шингээлт гэх мэт). Нэгэн цагт ургамлаас гаргаж авсан хандмалыг индикатор болгон ашигладаг байсан - ягаан цэцэг эсвэл тусгай төрлийн хаг (лакмус) -аас. Ийм үзүүлэлтийг анх Р.Бойл ашигласан. Одоогийн байдлаар байгалийн үзүүлэлтүүдийг ашигладаггүй, учир нь тэдгээр нь үргэлж өөр өөр бодисуудын холимог байдаг тул тэдгээрийн өнгөний шилжилтийг тодорхой илэрхийлдэггүй. Орчин үеийн үзүүлэлтүүд нь бие даасан органик нэгдлүүдийг тусгайлан нэгтгэдэг. Дүрмээр бол индикаторууд нь үнэрт цувралын нэгдлүүд бөгөөд тэдгээрийн молекулууд нь хэд хэдэн функциональ бүлгүүдийг (орлуулагч) агуулдаг.Ийм олон нэгдлүүд мэдэгдэж байгаа боловч тэдгээрийн зөвхөн заримыг нь өнгөт үзүүлэлт болгон ашиглаж болно. Санал болгож буй үзүүлэлт нь хэд хэдэн шаардлагыг хангасан байх ёстой.

· индикатор нь сайн уусч, хадгалах явцад тогтвортой уусмалыг өгөх ёстой;

· Уусмалын хувьд индикатор нь молекулын бүтцээс ялгаатай хэд хэдэн хэлбэрээр байх ёстой. Маягтуудын хооронд хөдөлгөөнт химийн тэнцвэрийг бий болгох ёстой. Жишээлбэл, индикаторын хүчиллэг хэлбэр нь үндсэн хэлбэрт (мөн эсрэгээр), исэлдсэн хэлбэр нь бууруулсан хэлбэрт (мөн эсрэгээр) ордог; металлохромик индикатор нь металлын ионуудтай нэгдэлд урвуу холбогддог гэх мэт;

· өнгөт индикатор нь хүчтэй байх ёстой спектрийн харагдах хэсэгт гэрлийг шингээх. Түүний уусмалын өнгө нь маш бага концентрацитай (10 -6 - 10 -7 моль/л) ч ялгарахуйц байх ёстой. Энэ тохиолдолд титрлэгдсэн уусмалд маш бага хэмжээний индикатор оруулах боломжтой бөгөөд энэ нь илүү нарийвчлалтай аналитик үр дүнг гаргахад тусална;

· индикаторын янз бүрийн хэлбэрүүд нь өнгөөрөө, өөрөөр хэлбэл харагдах бүс дэх шингээлтийн спектрээр ялгаатай байх ёстой. Энэ тохиолдолд титрлэлтийн үед ялгаатай өнгөний шилжилт ажиглагдах болно.Жишээ нь, индикаторын ягаанаас маргад ногоон хүртэлх өнгөний шилжилт нь нүдэнд тод харагддаг. Шилжилтийн ягаан эсвэл улбар шар эсвэл ягаан өнгөөр ​​титрлэлтийн төгсгөлийн цэгийг (e.t.t.) засах нь илүү хэцүү байдаг. Индикаторын хоёр хэлбэрийн шингээлтийн спектрүүд хэр ялгаатай байх нь маш чухал юм. Хэрэв индикаторын нэг хэлбэр нь λ 1 долгионы урттай, нөгөө нь λ 2 долгионы урттай гэрлийг хамгийн их шингээдэг бол ∆λ = λ 1 - λ 2 ялгаа нь өнгөний шилжилтийн тодосголтыг тодорхойлдог. ∆λ том байх тусам индикаторын өнгөний шилжилтийг нүдээр мэдрэх болно. Өнгөний шилжилтийн тодосгогчийг нэмэгдүүлэхийн тулд заримдаа янз бүрийн үзүүлэлтүүдийн хольцыг ашигладаг эсвэл индикатор дээр гадны идэвхгүй будаг нэмдэг;

· уусмалын найрлага өөрчлөгдөхөд индикаторын нэг хэлбэрээс нөгөө хэлбэрт шилжих нь секундын дотор маш хурдан явагдах ёстой;

· Шилжилт нь энэ төрлийн бүх үзүүлэлтийн хувьд ижил хүчин зүйлээс үүдэлтэй байх ёстой. Тиймээс хүчил-суурь индикаторын өнгө өөрчлөгдөх нь өөр төрлийн урвалын улмаас, жишээлбэл, исэлдүүлэгч бодис, металл ион, уурагтай харилцан үйлчлэх үед үүсэх ёсгүй! Эсрэгээр, исэлдүүлэгч болон ангижруулагч бодисуудтай харилцан үйлчлэлийн улмаас исэлдүүлэгч бодисууд нь өнгөө өөрчлөх ёстой бөгөөд энэ нь исэлдүүлэгч бодис тус бүрийн тодорхой потенциалтай байх ёстой. Эдгээр үзүүлэлтүүдийн өнгө, шилжилтийн боломж нь уусмалын рН-ээс хамаарах ёсгүй. Харамсалтай нь практикт олон исэлдэлтийн үзүүлэлтүүдийн шилжилтийн боломж нь рН-ээс хамаардаг.

Хажуугийн үйл явцын нөлөөг сулруулахын тулд заримдаа индикаторыг титрлэсэн уусмалд оруулдаггүй, харин эсрэгээр титрлэх явцад титрлэгдсэн уусмалын дуслыг үе үе авч, цагны шилэн дээр индикаторын дусалтай холино. уусмал, ямар өнгө олж авахыг ажиглав. Энэ техник нь эргэлт буцалтгүй урвалын үзүүлэлтүүдийг ашиглах боломжийг олгодог. Хэрэв та цаасыг урьдчилан дэвтээсэн бол "гадаад үзүүлэлт" -тэй ажиллах нь илүү тохиромжтой.

Заагчийн өнгөний шилжилтээр тодорхойлогддог титрлэлтийн төгсгөлийн цэг нь эквивалент цэгтэй давхцахгүй байж болно. Тохиромжгүй Вк.т.т. Тэгээд В t.eq нь шинжилгээний үр дүнд системчилсэн алдаа гаргахад хүргэдэг. Алдааны хэмжээг индикаторын шинж чанар, түүний концентраци, титрлэгдсэн уусмалын найрлагаар тодорхойлно.

Шалгуур үзүүлэлтүүдийг сонгох зарчим нь маш энгийн бөгөөд бүх нийтийнх юм : үзүүлэлтийн шилжилтийн шинж чанар (pT титрлэлтийн индекс, шилжилтийн потенциал гэх мэт) нь эквивалент цэг дэх титрлэгдсэн уусмалын хүлээгдэж буй найрлагатай тохирч байх ёстой.Тиймээс хэрэв шинжээч хүчтэй хүчлийн усан уусмалыг хүчтэй суурьтай титрлэх юм бол эквивалент цэг дээр уусмал нь рН = 7 байна. Тиймээс ойролцоогоор рН 7-д өнгө өөрчлөгддөг хүчил-суурь индикаторыг ашиглах шаардлагатай. (бромотимол хөх гэх мэт) Төрөл бүрийн индикаторуудын pT - титрлэлтийн үзүүлэлтүүдийн талаархи шаардлагатай мэдээллийг лавлагаа номонд оруулсан болно.

Титриметрийн шинжилгээний үр дүнгийн тооцоо

Титриметрийн шинжилгээний үр дүнг урвалын тэгшитгэлээс шууд тооцоолохыг зөвлөдөггүй, жишээлбэл, пропорцийг ашиглан. Тооцооллын асуудлыг шийдвэрлэх энэхүү "сургуулийн" арга нь үндэслэлгүй бөгөөд дүрмээр бол шаардлагатай нарийвчлалыг өгдөггүй. Титриметрийн шинжилгээний үр дүнг эквивалентийн хуулийн үндсэн дээр гаргаж авсан хэд хэдэн бэлэн алгебрийн томъёоны аль нэгийг ашиглан тооцоолно. Анхны өгөгдөл нь хэрэглэсэн титрлэгчийн хэмжээ (милилитрээр) ба титрлэгчийн концентраци (моль/литрээр) байх бөгөөд тэдгээрийг шаардлагатай нарийвчлалтайгаар тогтоох ёстой.

Тооцооллын арга нь титрлэлтийн үед үүсэх химийн урвалын төрөл, эквивалент цэгийг (заагч, төхөөрөмж гэх мэт) хянах аргаас хамаардаггүй. Тооцооллын томьёоны сонголт нь шинжилгээний явцад титрлэх ямар аргыг (шууд, урвуу, орлуулах) ашиглахыг тодорхойлдог.Томьёог сонгохдоо хоёр тохиолдлыг ялгах хэрэгтэй: a) X уусмалын концентрацийг тооцоолох; б) уусмалыг тодорхойлох. бүрэлдэхүүн хэсгийн массын хэсэг (дээж дэх X-ийн хувь).

Тодорхойлж буй бүрэлдэхүүн хэсгийн концентраци ба титрантыг харгалзах уусмалын литр тутамд тэдгээрийн эквивалентийн молийн тоогоор илэрхийлсэн тохиолдолд тооцооллын томъёо нь хамгийн энгийн харагддаг. тодорхойлж буй бүрэлдэхүүн хэсгийн концентрацийг ашиглана ( N x) ба титрант (N T ), нэг литр уусмал дахь эквивалент молийн тоогоор илэрхийлнэ. Өмнө нь эдгээр концентрацийг хэвийн гэж нэрлэдэг байсан. Одоо энэ нэр томъёог хэрэглэхийг зөвлөдөггүй, гэхдээ практик дээр энэ нь маш өргөн хэрэглэгддэг, ялангуяа редоксметрийн хувьд. Гэхдээ комплексометрийн болон бусад аргуудын хувьд 1 моль шинжлэгч X нь 1 моль титранттай үргэлж урвалд ордог бол хэвийн концентраци нь ердийн молийн концентрацитай давхцдаг. C x ба C T ), тиймээс үр дүнг тооцохдоо хэвийн концентраци ба түүнтэй адилтгах хэмжээг ашиглах шаардлагагүй болно.

Энгийн молийн концентрациас ялгаатай нь хэвийн концентрацийг титрлэлтийн явцад үүсэх урвалын химийг харгалзан тодорхойлно. Уусмал дахь X-ийн хэвийн концентраци нь түүний молийн концентрацитай тэнцүү эсвэл хэд хэдэн протон (эсвэл электрон) оролцож байгаагаас хамаарч хэд хэдэн (2,3,4...) дахин их байдаг гэдгийг санах нь зүйтэй. урвал, нэг ширхэг X. Урвалын тэгшитгэл бичих, эквивалент тодорхойлох, хэвийн концентрацийг тооцоолохдоо титрлэх нөхцөл, тэр ч байтугай индикаторын сонголтыг харгалзан үзэх шаардлагатай.

Жинтитрлэгдсэн Xatшууд титрлэхтэнцүү (мг-ээр):

m x =N T. V Т. E x , (1),

хаана E x - нэг протон (хүчил-суурь урвалд), нэг электрон (улаан исэлдэх урвалд), нэг лиганд (комплекс үүсгэх урвалд) гэх мэт X-тэй тэнцэх молийн масс.В Т - титрантны хэмжээ (мл-ээр). Комплексометрийн хувьд шинжилгээний бодисын массыг (мг-ээр) хэмжигдэхүүнийг агуулсан томъёог ашиглан хамгийн сайн тооцоолно.М х - молийн масс X:

m x = C T. V Т. M x (2).

(4.11)-ээс үзэхэд түүвэр дэх X-ийн массын хувийг %-ээр илэрхийлсэн нь дараахтай тэнцүү байна.

%X = N T. V Т. E x. 100%/м С , (3),

хаана м С - дээжийн масс мг.Ихэвчлэн титрлэлтийн үр дүн нь титрлэхээс өмнө дээжийг уусгасан усны эзэлхүүнээс хамаарахгүй бөгөөд тооцоонд энэ эзэлхүүнийг тооцдоггүй. Хэрэв та дээжийг бүхэлд нь биш, харин зөвхөн заримыг нь (аликвот) титрлэх юм бол нэмэлт коэффициентийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. TO , харьцаатай тэнцүү байна V 0 - энэ дээжийг шилжүүлэн авсан уусмалын хэмжээ, тэдгээрийн хэсгүүдийг авсан V Али - эзэлхүүний хэсэг:

m x = K. N T. V Т. E x, (4).

Тооцоолох үед концентрациШууд (эсвэл орлуулах) титрлэх аргын дагуу эквивалентийн хуулиас шууд дагах энгийн томъёог ашигладаг.

N x. V x =N T. V T (5).

дүн шинжилгээ хийх боловч үйлдвэрийн лабораторид бусад тооцооллын аргыг ашигладаг.

Титриметрийн ажлын уусмал бэлтгэх

Титриметрийн шинжилгээнд ашигладаг тодорхой концентрацийн ажлын уусмалыг хэд хэдэн аргаар бэлтгэдэг.

· химийн урвалжийг нарийн жинлэх замаараналитик баланс дээр авсан. Энэ дээжийг бага хэмжээний уусгагчаар уусгаж, дараа нь үүссэн уусмалын эзэлхүүнийг хэмжээст колбонд хийж тохируулна. Үүссэн уусмалыг стандарт, харгалзах урвалжуудыг анхдагч стандарт гэж нэрлэдэг. Зөвхөн цөөхөн хэдэн бодис нь анхдагч стандарт байж болно - тэдгээр нь тогтмол, тодорхой найрлагатай, өрөөний температурт хатуу, агаарт тогтвортой, гигроскоп эсвэл дэгдэмхий биш цэвэр химийн бодис байх ёстой. Жишээ нь калийн бихромат, комплексон III, оксалийн хүчил. Эсрэгээр нь дээжээс давсны хүчил ("давсны хүчил" урвалж нь тодорхой бус найрлагатай шингэн юм), төмрийн хлорид (агаарт хурдан исэлддэг), натрийн гидроксид (гигроскопийн) стандарт уусмал бэлтгэх боломжгүй юм. бусад олон бодисууд.

· тогтмол сувгуудаас. Энэ нэр томъёо нь тодорхой хэмжээний урвалж, ихэвчлэн 0.1000 моль эквивалент агуулсан битүүмжилсэн шилэн ампулыг хэлнэ. Фиксийг үйлдвэрт бэлтгэдэг. Хэрэв лабораторид фиксаналын агуулгыг тоо хэмжээгээр 1000 мл хэмжээст колбонд хийж, уусгагчтай тэмдэглэгээнд аваачих юм бол та яг 0.1000 Н уусмал литрийг авах болно. Бэхэлгээний уусмал бэлтгэх нь шинжээчийн цагийг хэмнээд зогсохгүй анхдагч стандартад шаардагдах шинж чанарын нийлмэл шинж чанаргүй бодисоос (жишээлбэл, давсны хүчил, аммиак, иодын бэхэлгээний уусмал) тодорхой концентрацитай уусмал бэлтгэх боломжийг олгодог. .

· Техникийн масштабаар авсан химийн урвалжийн ойролцоогоор мэдэгдэж буй жинлэсэн хэсгийн дагуу. Энэ дээжийг ойролцоогоор тодорхой хэмжээний уусгагчд уусгана. Дараа нь нэмэлт үйл ажиллагаа явагдана - үүссэн шийдлийг стандартчилна. Жишээлбэл, өөр бодисын яг жинлэсэн хэсгийг (анхдагч стандарт) үүссэн уусмалаар титрлэнэ. Та үүнийг өөр аргаар хийж болно: бэлтгэсэн уусмалаас мэдэгдэж буй эзэлхүүнийг (аликв) авч, тохирох стандарт уусмалаар титрлэнэ.Титрлэхэд ашигласан эзэлхүүн дээр үндэслэн бэлтгэсэн уусмалын нарийн концентрацийг тооцоолно. Ийм шийдлүүдийг стандартчилагдсан гэж нэрлэдэг. Жишээлбэл, KOH уусмалыг оксалийн хүчлийн жигнэсэн хэсгийг эсвэл давсны хүчлийн тогтмол уусмалыг ашиглан стандартчилдаг. Хэрэв лабораторид байгаа бодис нь ойролцоогоор мэдэгдэж байгаа концентрацитай (жишээлбэл, давсны хүчил) төвлөрсөн уусмал хэлбэрээр байгаа бол түүнийг жинлэхийн оронд төвлөрсөн уусмалын тодорхой хэмжээний урьдчилан тооцоолсон хэмжээг хэмждэг. Энэ нь анхны уусмалын нягтын талаархи мэдлэгийг шаарддаг. Дараа нь өмнөх тохиолдлын нэгэн адил үүссэн уусмалыг стандартчилна.

Хадгалах явцад уусмалын концентраци аяндаа өөрчлөгдөх ёсгүй. Энэ тохиолдолд урьдчилан бэлтгэсэн (стандарт эсвэл стандартчилагдсан) уусмалыг нэмэлт үйл ажиллагаагүйгээр титрлэхэд ашиглаж болно.Уусмалыг шингэлэх тусам хадгалах явцад тогтворгүй байдаг (ууссан бодисын гидролиз, исэлдэлт) гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. хүчилтөрөгчийн агаартай, шилэн савны дотоод гадаргуу дээр шингээх гэх мэт). Тиймээс бага концентрацитай ажлын уусмалыг дүрмээр бол урьдчилан бэлтгэдэггүй. Тэдгээрийг зөвхөн хэрэгцээтэй, хэрэглэх өдөр бэлтгэдэг. Үүнийг хийхийн тулд анхны (стандарт, суурин эсвэл стандартчилагдсан) уусмалыг цэвэр уусгагчаар тодорхой тооны удаа шингэлнэ (ихэвчлэн нэг үйлдэлд уусмалыг 5 эсвэл 10 удаа шингэлнэ). Хэрэв илүү их шингэрүүлсэн уусмал шаардлагатай бол энэ үйлдлийг давтан хийнэ. Жишээлбэл, 0.1 М уусмалаас 0.01 М, үүнээс - 0.001 М гэх мэт.

Нарийн мэдэгдэж буй концентрацитай уусмал бэлтгэхийн тулд эзлэхүүнийг шаардлагатай нарийвчлалтайгаар хэмжих боломжийг олгодог бүхэл бүтэн тусгай хэмжих хэрэгслийг ашиглах шаардлагатай. Эдгээр нь хэмжээст колбо, пипетк ба бюретка юм. Лабораторийн ажлын гарын авлагад шилэн савны хэмжилтийн тодорхойлолт, түүнтэй ажиллах дүрмийг тусгасан болно.

Титрлэх аргууд

Тусдаа дээж авах арга, аликвотын арга. Санамсаргүй алдааны нөлөөллийг багасгахын тулд титрлэлтийг ихэвчлэн хэд хэдэн удаа давтаж, дараа нь үр дүнг дундажлана. Давтан шинжилгээг хоёр өөр аргаар хийж болно: бие даасан дээжийн аргаар эсвэл аликвотын аргаар. Энэ хоёр аргыг ажлын шийдлүүдийг стандартчилах, бодит объектод шууд дүн шинжилгээ хийхэд ашигладаг.

Бие даасан дээж авах арга, нэрнээс нь харахад шинжлэгдсэн материалын хэд хэдэн хэсгийг титрлэхэд авдаг гэж үздэг. Тэдний масс ойролцоогоор тэнцүү байх ёстой. Дээжийн хэмжээг нэг титрлэхэд хүссэн титрант зарцуулалтыг (бюреттийн эзэлхүүнээс ихгүй) харгалзан титрант концентрацийг харгалзан сонгоно.

Массыг 2-р хүснэгтэд заасан оксалийн хүчлийн жигнэсэн гурван хэсгийг авна. Титрлэлт бүрийн өгөгдөл дээр үндэслэн KOH-ийн концентрацийг тооцоолно (тус тусад нь!). Дараа нь концентрацийг дундажлана Янз бүрийн хэсгүүдийг титрлэхэд зарцуулсан эзлэхүүнийг дундажлах боломжгүй!

Хүснэгт 2. Бие даасан дээжийн аргыг ашиглан шинжилгээний үр дүнг тооцоолох жишээ

Хаалганы дугаар	Жингийн жин, мг	Титрантын хэмжээ, мл	Олдсон KOH концентраци, моль/л
	95,7	14,9	0,102
	106,9	16,2	0,105
	80,8	12,7	0,101
Шинжилгээний дундаж үр дүн C KOH = 0.103 моль/л

Аликвотын титрлэх арга (эсвэл пиптинг хийх арга)нь соруур ашиглан сонгосон туршилтын уусмалын бага хэмжээний хэсэг болох хэд хэдэн бие даасан аликвотын титрлэхэд суурилдаг.

Хувь хүний ​​порцын арга ба аликвотын титрлэлтийн аргыг өгөгдсөн жишээн дээр үзүүлсэн шиг шууд титрлэхээс гадна урвуу болон орлуулах титрлэхэд ашигладаг. Титрлэх аргыг сонгохдоо дээжийг тус тусад нь авах арга нь илүү нарийвчлалтай үр дүнг өгдөг боловч энэ нь илүү их хөдөлмөр шаарддаг бөгөөд илүү их хэмжээний тооцоолол шаарддаг гэдгийг анхаарах хэрэгтэй. Тиймээс ажлын шийдлүүдийг стандартчилахын тулд бие даасан хэсгүүдийн аргыг ашиглах, цуваа шинжилгээнд илүү хурдан аликвотын аргыг ашиглах нь дээр.

Титрлэлтийн муруй хэлбэр

Логарифм титрлэлтийн муруйнэг урвалжийн тэнцвэрийн концентрацийн логарифмын нэмсэн титрантны эзэлхүүнээс хамаарах график хамаарлыг илэрхийлнэ. Концентрацийн логарифмын оронд уусмалын рН-ийн утгыг (устөрөгчийн утга) ихэвчлэн босоо тэнхлэгт зурдаг. Бусад ижил төстэй үзүүлэлтүүдийг (жишээлбэл, pAg = - log), түүнчлэн тэнцвэрийн концентрацийн логарифмуудаас шугаман хамааралтай титрлэгдсэн уусмалын физик-химийн шинж чанаруудын утгыг ашигладаг. Жишээ нь электродын потенциал (E) байж болно.

Хэрэв уусмал нь титрлэгчтэй урвалд ордог зөвхөн нэг бодис агуулсан бөгөөд урвалыг нэг химийн тэгшитгэлээр тайлбарлавал (өөрөөр хэлбэл энэ нь алхам алхмаар явагддаггүй) бараг босоо хэсэг гэж нэрлэгддэг. титрлэлтийн үсрэлт . Эсрэгээр, муруйн хэсгүүд нь эквивалентаас хол байна. хэвтээ чиглэлд ойрхон. Жишээ нь, уусмалын рН-ийн хэмжээ нэмсэн титрант V-ээс хамаарах хамаарлыг 1-р зурагт үзүүлэв.

Зураг 1. Титрлэлтийн муруйн төрөл

Титрлэлтийн муруй дээрх үсрэлтийн өндөр өндөр байх тусам эквивалентийн цэгийг илүү нарийвчлалтай тогтоож болно.

Хүчил суурь титрлэх (саармагжуулах арга)

Аргын зарчим

Саармагжуулах арга нь хүчил-суурь (протолит) урвал дээр суурилдаг. Энэ титрлэлтийн үед уусмалын рН утга өөрчлөгддөг. Хүчил-суурь урвал нь титриметрийн шинжилгээнд хамгийн тохиромжтой: тэдгээр нь хатуу тодорхойлсон тэгшитгэлийн дагуу, хажуугийн процессгүйгээр, маш өндөр хурдтайгаар явагддаг. Хүчтэй хүчлүүд нь хүчтэй суурьтай харилцан үйлчлэлцэх нь тэнцвэрийн өндөр тогтмол байдалд хүргэдэг. C.t.t-ийг илрүүлэхийн тулд Тохиромжтой, сайн судлагдсан арга байдаг - хүчиллэг суурь үзүүлэлтийг ашиглах. Усан бус, үүлэрхэг эсвэл өнгөт уусмалыг титрлэх үед багажийн аргыг бас ашиглаж болно.

Саармагжуулах арга нь хоёр сонголтыг агуулдаг. хүчиллэг хэмжилт(титрант - хүчтэй хүчлийн уусмал) ба шүлтийн хэмжилт(титрант нь хүчтэй суурийн уусмал юм). Эдгээр аргуудыг суурь ба хүчил, түүний дотор ион ба олонпротикийг тодорхойлоход ашигладаг. Хүчтэй протолитийг титрлэх чадварыг тэдгээрийн концентрацаар тодорхойлдог; бол титрлэх боломжтой C x> 10 - 4 М Энэ титрлэлтийн үед усан уусмалд дараах урвал явагдана.

H 3 O + +OH - ® 2H2O

Усан уусмал дахь сул хүчил ба сул суурийг титрлэх нь дараахь схемийн дагуу явагдана.

HA+OH - ® H 2 O (шүлт хэмжигч)

B+H 3 O + ® NV + + H 2 O (ацидиметр)

Хүчил шүлтийн титрлэлтийн практик хэрэглээний жишээ:

· хүнсний бүтээгдэхүүн, хөрс, байгалийн усны хүчиллэгийг тодорхойлох (фенолфталеины индикатор бүхий усан уусмалыг шүлтийн титрлэх);

· нефтийн бүтээгдэхүүний хүчиллэгийг тодорхойлох (усгүй уусмалын шүлтлэг титрлэлтийг к.т.т. багажийн хяналтаар хийх);

· ашигт малтмал, барилгын материал дахь карбонат ба бикарбонатыг тодорхойлох (хоёр үзүүлэлтээр усан уусмалыг хүчиллэг хэмжүүрээр титрлэх);

· аммонийн давс ба органик бодис дахь азотыг тодорхойлох (Кельдалын арга). Энэ тохиолдолд органик азот агуулсан бодисыг мөнгөн усны давсны дэргэд төвлөрсөн хүхрийн хүчлээр буцалгаж задалж, аммиакийн азотыг халаахад шүлтийн үйлчлэлээр нэрж, аммиакийг HCl-ийн стандарт уусмалаар шингээж авдаг. илүүдэл. Дараа нь HCl-ийн урвалд ороогүй хэсгийг метил оранжийн индикаторын дэргэд шүлтээр титрлэнэ. Энэ техник нь орлуулах зарчим болон буцааж титрлэх аргыг хоёуланг нь ашигладаг.

Ажлын шийдлүүд.Усан уусмалын хүчиллэг хэмжилтийн титрлэхэд дараахь зүйлийг титрлэгч болгон ашигладаг.хүчтэй хүчлүүдийн уусмал (HCl, ихэвчлэн HNO 3 эсвэл H 2 SO 4). IN шүлтийн хэмжилт титрантууд - NaOH эсвэл KOH-ийн уусмал. Гэсэн хэдий ч жагсаасан урвалжууд нь зөвхөн нарийн жинлэх замаар тэдгээрээс стандарт уусмал бэлтгэх боломжтой шинж чанартай байдаггүй. Тиймээс хатуу шүлтүүд нь гигроскопийн шинж чанартай бөгөөд үргэлж карбонатын хольц агуулдаг. HCl болон бусад хүчтэй хүчлүүдийн хувьд эхлэх урвалж нь цэвэр бодис биш, харин тодорхойгүй концентрацитай уусмал юм. Тиймээс саармагжуулах аргад эхлээд ойролцоогоор мэдэгдэж байгаа концентрацитай уусмал бэлтгэж, дараа нь стандартчилдаг. Хүчиллэг уусмалыг усгүй натрийн карбонат Na 2 CO 3 (сод) эсвэл натрийн тетраборат Na 2 B 4 O 7 ашиглан стандартчилдаг. . 10H 2 O (борак). Боракс нь ууссан үед устай урвалд ордог:

B 4 O 7 2– +3H 2 O=2H 3 VO 3 + 2VO 2 –

Үүссэн метаборат нь нэлээд хүчтэй суурь юм. Үүнийг хүчилээр титрлэнэ:

VO 2 – + H 3 O + = H 3 VO 3.

Бораксын эквивалент молийн масс нь тодорхой байна М(½Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O) = 190.71 г / моль. Өндөр молийн массын эквивалент нь үндсэн стандарт болох борын давуу тал юм. Шүлтлэг уусмалыг калийн гидрофталат ашиглан стандартчилдаг. Гидрофталатын молекул нь хөдөлгөөнт протон агуулдаг бөгөөд сул хүчлийн шинж чанартай байдаг.

Бензойн хүчил C 6 H 5 COOH ба оксалийн хүчил H 2 C 2 O 4-ийг стандарт болгон ашигладаг. . 2H 2 O болон бусад сул органик хүчил (хатуу, цэвэр, тогтвортой бодис). Лабораторид байгаа хүчил ба суурийн стандарт 0.1000 М уусмалыг ихэвчлэн бэхэлгээнээс бэлтгэдэг. Бэлтгэсэн хүчиллэг уусмалыг шүлтийн уусмалыг стандартчилахад ашиглаж болно, мөн эсрэгээр. Стандартчилагдсан хүчиллэг уусмалууд нь тогтвортой бөгөөд тодорхойгүй хугацаагаар өөрчлөгдөхгүйгээр хадгалагдах боломжтой. Шүлтлэг уусмал нь тогтвортой байдал багатай тул шилтэй харьцахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд тэдгээрийг лав эсвэл фторопластик саванд хадгалахыг зөвлөж байна. Шүлтлэг уусмалууд нь агаараас CO 2-ыг шингээдэг гэдгийг анхаарах хэрэгтэй бөгөөд хадгалах явцад тэдгээрийг шатаасан шохой эсвэл содын шохойгоор дүүргэсэн хоолойгоор хамгаална.

Цагаан будаа. 2. Хүчтэй хүчил саармагжуулах муруй.

1 - 0,1 М, 2 - 0,01 М, 3 - 0,001 М.

C.t.t-ийг илрүүлэхийн тулд өнгөт заагчтай бол үсрэлтийн өндөр нь индикаторын шилжилтийн интервалын өргөнөөс их байх шаардлагатай. Сүүлийнх нь ихэвчлэн хоёр рН нэгж байдаг.

Сул хүчлийн саармагжуулах муруй дахь үсрэлтийн өндөр нь хүчлийн хүчнээс (түүний хүчлийн тогтмол утга буюу pK a) хамаарна. Тухайлбал, хүчил бага байх тусам (pK-ийн утга нь том байх тусам), бусад зүйлс тэнцүү байх тусам үсрэлтийн өндөр байх ёстой.

1 - давсны хүчил, 2 - цууны хүчил (pK a = 4.8), 3 - цианы хүчил (pK a = 9.2).

Үсрэлтийн өндөр нь индикаторын шилжилтийн бүсийн өргөнөөс их байх ёстой бөгөөд энэ нь ихэвчлэн 2 рН нэгж байдаг. Тиймээс, to Хүчтэй электролитийн нэгэн адил, титрлэлтийн шалгуур ∆p Н ±1% ≥ 2 нөхцлөөс 1%-ийн алдаатай сул протолитийг гаргаж болно. Сул хүчлийн усан уусмалын хувьд шаардлагатай шалгуурыг дараах хэлбэрээр авна.

Р TOа+ х ХАМТ≤ 8

p C = 2 чухал утга p үед К атэнцүү байна 6. Өөрөөр хэлбэл хүчил нь маш сул, түүний pK А 6-аас дээш бол өнгөт үзүүлэлтээр нарийвчлалтай титрлэх боломжгүй юм.

Протолит ба мультипротон протолитуудын холимогийг титрлэх.Холимог уусмалд хүчтэй хүчил нь сул хүчлийн протолизийг дарангуйлдаг. Өөр өөр хүч чадлын суурийн холимог агуулсан уусмалд ч мөн адил ажиглагдана.Тийм хольцонд титрлэгч нэмэхэд эхлээд илүү хүчтэй протолитийг титрлэх ба дараа нь сул нь титрлэгчтэй урвалд орно. Гэсэн хэдий ч хольцын титрлэлтийн муруйд ажиглагдсан үсрэлтийн тоо нь зөвхөн байгаа протолитуудын тооноос гадна хүчиллэг (суурь) тогтмолуудын үнэмлэхүй утга, түүнчлэн тэдгээрийн харьцаа зэргээс хамаарна. Хольцын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хүчиллэг (эсвэл суурь) тогтмолууд нь 10 4 дахин их ялгаатай байх ёстой, зөвхөн энэ тохиолдолд титрлэлтийн муруй дээр тодорхой тод үсрэлтүүд тус тусад нь ажиглагдах бөгөөд бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийг тодорхойлох харьцангуй алдаа нь 1%. Протолитуудыг тусад нь титрлэх боломжийн шалгуур нь "дөрвөн нэгжийн дүрэм" гэж нэрлэгддэг.

(6)

Олонпротоны протолитууд нь титрантуудтай үе шаттайгаар урвалд ордог бөгөөд эхний шатанд эхний шатанд, дараа нь хоёрдугаарт гэх мэт, хэрэв нөхцөл (6)-ын дагуу харгалзах хүчиллэгийн тогтмолууд ялгаатай байвал саармагжуулах муруйг тооцоолохдоо олонпротон протолитийг янз бүрийн электролитийн холимог гэж үзэж болно. .

Жишээ болгон боломжийн талаар дүн шинжилгээ хийцгээе

Зураг 5. Уусмалтай карбонат ба бикарбонатын ионуудын холимог титрлэлтийн муруй HCl.

Шалгуур үзүүлэлтүүдийн өнгөний шилжилт ажиглагдаж буй рН-ийн утгыг зааж өгсөн болно.

Хоёр хүчтэй хүчлийн холимог, хоёр ижил сул хүчлийн холимог эсвэл ижил төстэй p-тэй хоёр суурийн хольцыг титрлэхдээ TOбТитрлэлтийн муруйд хоёр тусдаа үсрэлт байхгүй. Гэсэн хэдий ч ийм хольцын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентрацийг тусад нь тодорхойлох боломжтой хэвээр байна. Эдгээр асуудлуудыг ялгах усан бус уусгагчийг ашиглан амжилттай шийддэг.

Хүчиллэг суурь үзүүлэлтүүд ба тэдгээрийн сонголт

C.t.t-ийг илрүүлэхийн тулд саармагжуулах аргад хүчил-суурь үзүүлэлтүүдийг уламжлалт байдлаар ашигладаг - синтетик органик будагч бодисууд нь сул хүчил эсвэл суурь бөгөөд уусмалын рН-ээс хамаарч харагдах өнгийг өөрчилдөг.Зарим (лабораторид ихэвчлэн ашиглагддаг) хүчил-суурь үзүүлэлтүүдийн жишээг дурдвал: Хүснэгт 3. Бүтэц болон шинж чанарын үзүүлэлтүүдийг лавлах номонд өгсөн. Хүчил-суурь үзүүлэлт бүрийн хамгийн чухал шинж чанарууд нь шилжилтийн интервалТэгээд титрлэлтийн индекс (pT). Шилжилтийн интервал нь индикаторын холимог өнгө ажиглагдаж буй бүсийн хил хязгаарт тохирсон хоёр рН утгын хоорондох бүс юм. Тиймээс ажиглагч метил жүржийн усан уусмалыг рН-д цэвэр шар өнгөтэй гэж тодорхойлдог.< 3,1 и как чисто красный при рН >4.4, эдгээр хилийн утгуудын хооронд янз бүрийн сүүдэртэй холимог ягаан-улбар шар өнгө ажиглагдаж байна. Шилжилтийн интервалын өргөн нь ихэвчлэн 2 рН нэгж байдаг. Туршилтаар тодорхойлсон индикаторын шилжилтийн интервал нь зарим тохиолдолд хоёр рН нэгжээс бага буюу түүнээс дээш байдаг. Энэ нь ялангуяа харагдахуйц спектрийн янз бүрийн хэсэгт нүдний өөр өөр мэдрэмжээр тайлбарлагддаг. Нэг өнгийн үзүүлэлтүүдийн хувьд интервалын өргөн нь индикаторын концентрацаас хамаарна.

Хүснэгт 3

Хамгийн чухал хүчил-суурь үзүүлэлтүүд

Үзүүлэлт	Шилжилтийн интервал ΔрН Ind		Р TOа(HInd)	Өнгөний өөрчлөлт
Метил жүрж				Улаан - шар
Bromocresol ногоон				Шар - цэнхэр
Метил улаан				Улаан - шар
Бромокресол ягаан				Шар - нил ягаан
Бромотимол цэнхэр				Шар - цэнхэр
Фенол улаан				Шар - улаан
Тимол цэнхэр
Фенолфталеин				Өнгөгүй - улаан

Янз бүрийн үзүүлэлтүүдийн шинж чанарыг мэддэг тул та зөв шинжилгээний үр дүнд хүрэхийн тулд тэдгээрийг онолын хувьд оновчтой байдлаар сонгож болно.Дараах дүрмийг баримтална уу. индикаторын шилжилтийн интервал нь титрлэлтийн муруй дээрх үсрэлтийн бүсэд байх ёстой.

Сул протолитийн титрлэлтийн үзүүлэлтүүдийг сонгохдоо t.eq. ба титрлэлтийн үсрэлт нь хүчлийг титрлэх үед бага зэрэг шүлтлэг орчинд, суурийг титрлэх үед бага зэрэг хүчиллэг орчинд шилждэг. Тиймээс, Сул хүчлийг титрлэхэд сул шүлтлэг орчинд өнгийг өөрчилдөг индикаторууд (жишээлбэл, фенолфталеин), сул суурийн титрлэхэд бага зэрэг хүчиллэг орчинд өнгө өөрчилдөг индикаторууд (жишээлбэл, метил жүрж) тохиромжтой.

Хүчил-суурь үзүүлэлт бүрийн өөр нэг шинж чанар байдаг - энэ бол титрлэлтийн индекс ( pT ). Энэ нь ажиглагч индикаторын өнгөний өөрчлөлтийг хамгийн тодорхой анзаарсан рН утгын нэр бөгөөд яг энэ мөчид титрлэлтийг дууссан гэж үзнэ. Мэдээжийн хэрэг, pT = pH K.T.T. . Тохиромжтой үзүүлэлтийг сонгохдоо бид pT утгыг онолын хувьд тооцоолсон утгатай аль болох ойр байлгахыг хичээх ёстой.рН T.EKV .. Ихэвчлэн pT утга нь шилжилтийн интервалын дунд ойрхон байдаг. Гэхдээ pT нь нөхөн үржих чадвар муутай утга юм. Ижил индикатортой ижил титрлэлтийг өөр өөр хүмүүс хийх нь мэдэгдэхүйц ялгаатай pT утгыг авах болно.Үүнээс гадна pT утга нь титрлэлтийн дараалал, өөрөөр хэлбэл өнгө өөрчлөгдөх чиглэлээс хамаарна.Хүчил ба суурийг ижил аргаар титрлэхдээ үзүүлэлтийн pT утга нь бага зэрэг өөрчлөгдөнө. Нэг өнгийн индикаторын хувьд (фенолфталеин гэх мэт) pT утга нь индикаторын концентрацаас хамаарна.