-Mavzu: Titrimetrik taxlil. Asosiy tushunchalari.Titrimetriyada qo‘llanadigan reaksiyalarga qo‘yiladigan talablar

9-Mavzu: Titrimetrik taxlil. Asosiy tushunchalari.Titrimetriyada qo‘llanadigan reaksiyalarga qo‘yiladigan talablar. Titrimetrik tahlil tasnifi.

1. 
   Titrimetrik tahlil mohiyati. (titrlash, ekvivalent nuqta, usulning yutuq va kamchiliklari, sezgirligi va aniqligi).
   
2. 
   Tasnifi.
   
3. 
   Titrimetriyada qo‘llanadigan reaksiyalarga qo‘yilgan talablar.
   
4. 
   Titrantlarni (ishchi eritmalarni) tayyorlash va ularni standartlash (standart moddalarga qo‘yilgan talablar).
   
5. 
   Kislota – asos bo‘yicha titrlash.
   

O‘lchov idish – byuretkadan sarf bo‘lgan aniq konsentratsiyali reagent eritmasi hajmini aniqlab, aniqlanuvchi modda eritmasining hajmini bilgan holda, ekvivalentlar qonuni bo‘yicha, tahlil qilinuvchi eritmaning konsentratsiyasini, hamda aniqlanuvchi modda miqdorini topish mumkin. Titrimetrik yoki hajmiy taxlil – miqdoriy tahlil usuli bo‘lib, unda o‘zaro ta’sirlanuvchi moddalar eritmalarining hajmini aniq o‘lchashga asoslangan. Usulning nomi “titr” so‘zidan olingan bo‘lib, u 1 sm³ eritmadagi erigan moddaning grammlar sonini anglatadi va T – xarfi bilan belgilanadi. T=E N/1000 g/sm³. Masalan, H₂SO₄ ning titri 0,0049 g/sm³ ga teng deyilsa, shu eritmaning har bir ml da (sm³) 0,0049 g H₂SO₄ bo‘lishini ko‘rsatadi. Titri aniq bo‘lgan eritmalar titrlangan eritma (titrant)lar deyiladi.

Fenolftalein rangi titrlash kolbasida oz miqdorda kislota bo‘lganda ham rangsizligicha qoladi. Kislotaning hammasi ishqor bilan ta’sirlashib bo‘lgandan so‘ng (ishqorning 1 tomchi ortiqcha miqdori eritma rN ini o‘zgartirishi natijasida) fenolftalein pushti rangga kirib ekvivalent nuqtaga etilganligini bildiradi.

Titrimetrik taxlil aniqlanuvchi modda miqdori 1% dan ortiq bo‘lgan hollardagina bajariladi. Titrimetrik taxlil usulining aniqligi gravimetrik usulga nisbatan pastroq bo‘lib, 0,2% ni tashkil etadi. Lekin tartib bilan ishlaganda ikkala usulda olingan ish natijalarning farqi oz bo‘ladi. Xajmiy taxlil usulining soddaligi va tezkorligi sababli taxlilda ko‘p qo‘llanadi. Gravimetrik va titrimetrik taxlil usullarining 3 asosiy farqi bor.

Qo‘llanadigan reaksiya turiga qarab titrimetrik taxlil 3 guruxga bo‘linadi.

Tasnifdan, taxlil usulida kimyoviy reaksiyaning har xil turlaridan foydalanilishi ko‘rinib turibdi. Lekin, u yoki bu aniq bir reaksiyalardan taxlilning asosi sifatida foydalanish uchun ular qator talablarga javob berishlari zarur.

1. Aniqlanuvchi modda bilan titrant o‘rtasida reaksiya tez borishi;

2. Reaksiya chapdan o‘ngga 100% borishi, ya’ni muvozanat doimiysining qiymati 10⁸ dan kam bo‘lmasligi;

3. Har xil qo‘shimcha reaksiyalar bormasligi;

4. Qo‘shiladigan reaktiv faqat aniqlanuvchi modda bilan ta’sirlanishi;

5. Ekvivalent nuqtani aniqlash uchun tegishli indikator bo‘lishi kerak.

Analitik kimyoda titrant eritmalarining konsentratsiyalari normalda ifodalanadi. Normal konsentratsiya – 1 litr eritmadagi erigan moddaning gramm – ekvivalent miqdori.

Kaliy dixromatning bir molekulasi 4 ta bir zaryadli xlor ioniga ekvivalent.

SHunday qilib, gramm – ekvivalent o‘zgarmas kattalik bo‘lmay, reaksiya xarakteriga bog‘liq ravishda o‘zgarib turadi. Ishchi eritmalar – taxlillanuvchi eritmalarni titrlab, ularni konsentratsiyasini aniqlash uchun ishlatiladigan eritmalar – titrant yoki ishchi eritma deyiladi. Ishchi eritmaning titri standart eritmalarning titri bo‘yicha topiladi.

1. Eritmaning titri quyidagi formula bilan hisoblanadi.

- eritilgan moddaning massasi, g.

- o‘lchov kolbasining xajmi, (ml yoki sm³).

2. Ishchi yoki standart eritma tayyorlash uchun tortim miqdorini hisoblash.

- modda massasi, g.

- eritma normalligi, (g ekv/l).

- eritma xajmi, (sm³).

- gramm - ekvivalent.

3. Tortim bo‘yicha eritmaning normalligi: g ^. ekv

4. Normallik bo‘yicha titrni hisoblash:

5. Tuzatish koeffitsienti:

Standart va ishchi eritmalar – titri aniq eritmalardir. Standart eritmalar boshlang‘ich (standart) moddalardan tayyorlanadi. Standart moddalarga qo‘yilgan talablar:

1. Kimyoviy toza bo‘lishi kerak.

2. Moddaning tarkibi uning formulasiga to‘la mos kelishi lozim.

3. Modda quruq hamda eritma holda barqaror bo‘lishi.

4. Moddaning gramm - ekvivalent qiymati mumkin qadar katta

bo‘lishi lozim.

5.Suvda yaxshi erishi kerak

Eritmalarni tayyorlash, standartlash. Tortimni hisoblash formula sini keltirib chiqarish.

Oksalat kislotasining 200sm³ S₂= 0,1 n standart eritmasini tayyorlash uchun tortimni hisoblash.

Texnik tarozida tortib olingan 1,26 g kislota analitik tarozida aniq tortilib, miqdoran 200 sm³ xajmli o‘lchov kolbasiga o‘tkaziladi. Tortim oz miqdordagi suv bilan eritilib, so‘ng suvning hajmi o‘lchov kolbasining belgisigacha etkaziladi. Ko‘pincha aniq konsentratsiyali eritmalar tayyorlash uchun fiksonallardan foydalaniladi. Fiksonal – moddaning miqdori aniq bo‘lgan kavsharlangan ampuladan iborat. Ampuladagi modda 1 litrli o‘lchov kolbasiga miqdoran o‘tkazilib, eritilsa fiksonal etiketkasida ko‘rsatilgan konsentratsiyali eritmalar hosil bo‘ladi. Standart modda talablariga javob bermaydigan moddalardan ishchi eritmalar tayyorlanganda ulardan avval taxminiy konsentratsiyali eritmalar tayyorlanib, standart eritma bo‘yicha konsentratsiyasi aniqlanadi.

Kislota asos usulida titrlash neytrallanish reaksiyasiga asoslangandir.

Kislota – asos usulida titrlash ishlatilayotgan titrant turiga ko‘ra 2 ga bo‘linadi:

1. Atsidimetriya – titrant, kislota eritmalari (HCl, H₂SO₄).

2. Alkalimetriya – titrant, ishqor eritmalari (KOH, NaOH).

Kislota eritmalari boshlang‘ich moddaga qo‘yilgan talablarga javob bermaydi. SHuning uchun, atsidimetriyada kislotalarni , eritmalari bo‘yicha standartlanadi.

Alkalimetriya usulida ham ishqordan aniq tortim bo‘yicha eritma tayyorlab bo‘lmaydi, chunki ishqor o‘ziga atmosferadan namlikni, karbonat angidridni yutadi. SHuning uchun ishqordan avval taxminiy konsentratsiyali eritmalar tayyorlanib, bo‘yicha standartlanadi.

Kislota – asos usulida titrlashning titrant, standart va indikatorlari.

	Titrantlar	Standartlar	Indikator
Alkalimetriya	Ishqor eritmalari	Oksalat kislotasi	Metiloranj fenolftalein
Atsidimetriya	Kislota eritmalari	Soda Bura	Metiloranj, fenolftalein

Tayanch iboralar

1. 
   Titr – bir millilitr eritmadagi erigan moddaning massasi g/ml.
   
2. 
   Titrlash – ekvivalent nuqta namoyon bo‘lguncha titrantni titrlanuvchi eritmaga oz-ozdan, aralashtirib qo‘shib borish amali.
   
3. 
   Ekvivalent nuqta – titrlanuvchi eritmaga titrantning ekvivalent (teng) kirishgan holati.
   
4. 
   Titrant – miqdoriy tahlil uchun ishlatiladigan aniq konsentratsiyali ishchi eritma.
   
5. 
   Ekvivalent molyar (ekvimolyar) konsentratsiya (normallik) – Bir litr eritmadagi erigan moddani gramm ekvivalent miqdori.
   
6. 
   Gramm ekvivalent – moddani bir gramm ion bir zaryadli ionga, oksidlanish qaytarilish reaksiyalarida esa olingan yoki berilgan elektronlarning bittasiga teng kuchli massasi.
   
7. 
   Ekvivalent omili – bir mol modda necha mol bir zaryadli ionga (yoki elektronga) teng kuchli ekanligini anglatuvchi nisbat (N₂SO₄ – ½; KMnO₄ – 1/5).
   
8. 
   Standart – aniq konsentratsiyali eritma tayyorlashda ishlatiladigan, muayyan talablarga javob beruvchi, turg‘un tarkibli, toza modda.
   
9. 
   Standartlash – standart eritma vositasida ishchi (titrant) eritma titri yoki normalligini aniqlash.
   

1. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 1. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

2. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 2. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

3. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2008. 1 - jild (lotinda)

4. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2013. 2 - jild (lotinda)

5. Fayzullaev O. «Analitik kimyo asoslari» Yangi asr avlodi, 2006.

6. Mirkomilova M. «Analitik kimyo». O‘zbekiston, Toshkent. 2001.

10-Mavzu: Kislota-asos usuli. Usul eritmalari, indikatorlari. Indikatorlarning ion, xromofor va ion-xromofor nazariyalari. Kislota-asos usulida titrlash egriligi

Reja:

1. 
   Indikatorlar.
   
2. 
   Indikatorlarni ion, xromofor va ion-xromofor nazariyalari.
   
3. 
   Indikatorlarni rang o‘zgartirish oralig‘i.
   
4. 
   Titrlash egriliklari.
   

Sizlarga ma’lumki, neytrallanish reaksiyalarida eritma rangida o‘zgarish kuzatilmaydi. Ekvivalent nuqtani aniqlash uchun indikatorlar ishlatiladi.

Kislota – asos titrlash indikatorlari deb, eritma pH ning tor doirasida, o‘z rangini o‘zgartiruvchi moddalarga aytiladi. Bularga lakmus, fenolftalein, metiloranj va boshqalar kiradi. Rang o‘zgartirish pH oralig‘i reaksiyaga kirishuvchi moddalar tabiatiga bog‘liq bo‘ladi. Neytrallanish usuli indikatorlari kuchsiz organik kislota yoki asos xossasiga ega bo‘lgan, protonlashgan (ionlashmagan) va deprotonlashgan (ionlashgan) holatida turli rangga ega bo‘lgan moddalardir. Lakmusni ionlashmagani qizil, ionlashgani ko‘k rangda bo‘ladi.

Hl_nd H⁺ + lnd^-

Ikkala holatda ham rangli indikatorlar ikki shakli deyiladi. Agar bir holatdagina rangli bo‘lsa, bunday indikatorlarni bir shakli deyiladi. Misol uchun fenolftalein-kislotali muhitda rangsiz, ishqoriy muhitda qizil rangga ega bo‘ladi.

Indikatorlarni rangini o‘zgarishini tushuntiruvchi, bir-birini to‘ldiradigan 2 ta nazariya mavjud.

1) Ion nazariyasiga asosan ionlashgan va ionlashmagan holatda indikator rangi turlicha bo‘ladi.

Hlnd H⁺ + lnd^-

Fenolftalein oq kukun modda bo‘lib, indikator sifatida uni 50% spirtdagi 0,1% eritmasi ishlatiladi.

Neytral, pH> 4,4 va ishqoriy muhitda metiloranj proton yo‘qotgan (deprotonlashgan) - shaklda, sariq rangda bo‘ladi. Kislotali muhitda metiloranj protonlashadi va xinoid shaklidagi xromofor guruhini hisobiga qizil rang hosil qiladi. Eritmadagi vodorod ionlari konsentratsiyasi o‘zgarishi bilan muvozanat o‘ngga yoki chapga siljiydi.

Indikator rangini o‘zgartirishiga to‘g‘ri keladigan pH oraliqni, indikatorni rang o‘zgartish oralig‘i deyiladi. Har bir indikator o‘z rangini o‘zgartirish pH oralig‘iga ega va u dissotsiatsiya (ionlanish kattaligi) doimiysiga bog‘liq.

Ekvivalent nuqtaga yaqin, muhit kuchsiz kislotali bo‘ladi. Ionlashmagan (Hlnd) –90% ionlashgani (lnd) –10%. Demak indikatorni ionlashmagan holati gacha bo‘ladi.

Indikator rangini ionlashganini ionlashmaganidan miqdori 10 baravar ko‘p bo‘lganda sezamiz. (lnd^-)90% dan ko‘p va (Hlnd)^- 10% dan kichik. Indikatorni ionlashgan holati da kuzatiladi. Shunday qilib indikator rangini o‘zgartirishi pH=pK±1 oralig‘ida bo‘ladi.

Bu formula orqali istalgan indikatorni pK si ma’lum bo‘lsa, rang o‘zgartirish pH oralig‘ini hisoblash mumkin.

Metil oranj pK = 4 pH = 4  1 qizil 3 > > 5 sariq.

Fenolftalein pK = 9 rN = 9  1 rangsiz 8 > > 10 qizil.

Indikatorni (Hlnd) va (lnd^-) xolati teng bo‘lganda uni dissotsiatsiya doimiysiga to‘g‘ri kelgan pH ni indikatorni titrlash ko‘rsatgichi deyiladi va u pT holida belgilanadi. Fenolftalein uchun pT=9, metiloranj uchun pT=4 ga teng.

15.4. Titrlash egriligi

Kislota–asos titrlash egriligi bu eritma pH ni asta-sekin qo‘shilayotgan titrant hajmiga bog‘liq ravishda o‘zgarib borishini ko‘rsatuvchi egrilikdir. Titrlash egriligini chizish, indikatorni to‘g‘ri tanlash uchun zarur. Titrant va titrlanuvchi moddaga qarab 3 xil kislota-asos titrlash turlari bor.

1. Kuchli kislotani kuchli asos bilan titrlash.

HCl + NaOH NaCl + H₂O

Hosil bo‘lgan tuz gidrolizga uchramaydi. Shuning uchun ekvivalent nuqtada muhit neytral pH=7.

2. Kuchsiz asosni kuchli kislota bilan titrlash.

NH₄ON + HCl NH₄Cl + H₂O

Hosil bo‘lgan tuz qisman gidrolizlanadi.

Muhit kuchsiz kislotali. pH yettidan kichik.

3. Kuchsiz kislotani kuchli asos bilan titrlash.

CH₃COOH + NaOH CH₃COONa + H₂O

CH₃COONa + H₂O CH₃COOH + NaOH

Muhit kuchsiz ishkoriy.

1. Moddani titrimetrik taxlil usulida aniqlash mumkin yoki mumkin emasligi.

2. Agar mumkin bo‘lsa, ekvivalent nuqtani aniqlash uchun qaysi indikatorni qo‘llash mumkinligi.

Titrlash egriligini chiqarish uchun titrlanuvchi eritma pH ni, kislota va asoslarni dissotsiatsiya doimiysidan keltirib chiqarilgan formulalardan foydalaniladi.

Hisoblashlarni soddalashtirish uchun eritmalarning konsentratsiyalari o‘zaro teng 0,1N va titrlash oxirigacha xajm doimiy 20,00 ml deb qabul qilamiz. Bunda maksimum 0,3 pH (lg2) xatolik yo‘l qo‘yilib, uni e’tiborga olmaslik mumkin.

1. Kuchli kislotani kuchli asos bilan titrlash egriligini chiqarish.

HCl + NaOH = NaCl + H₂O

0,1n 0,1n

1). Dastlabki xolat ishqor qo‘shilmagan NaOH = O.

rN= –lgC_HCl = lg0,1 = –lg1 ^. 10^-1 =1

V_HCl – V_NaOH

Ekviv nuqtagacha C_HCl = --------------------- . 0,1 =

2). 50 ml NaOH

100 – 50

C_HCl = --------------- . 0,1 = 0,33 = 3,3^. 10^-2 pH= 2 – lg3,3 = 1,5

150

3). 90 ml NaOH pH= 2,3

5). Ekv. nuqtada muxit neytral pH= 7,0

Ekv. nuqtadadan keyin

V_NaOH – V_HCl 10^-14

C_NaOH = --------------------- . 0,1 [H⁺] = -------------

V_NaOH +V_HCl C_NaOH

6). 100,1 ml NaOH qo‘shilganda

100,1 – 100 0,1 10^-14

C_NaOH = ----------------- = -------- . 0,1 = 5 ^. 10^-5 [H⁺] = ----------- = 0,2 ^. 10^-9= 0,2 ^. 10^-10

100,1 + 100 200,1 5 ^. 10^-9

yoki pH= 9,7

7). 110 ml NaOH qo‘shilganda

110 – 100^. 0,1 10

C_NaOH = ------------------- = ------ .0,1 = 0,047 ^. 0,1 = 0,047 = 4,7 ^. 10^-3

110 + 100 210

10^-14

[H⁺] = -------------- = 0,2 ^. 10^-11 = 2,1 ^. 10^-12

4,7 ^. 10^-3

rN= 12 – lg2,1 = 12 – 0,3 = 11,7

8). 150 ml NaOH qo‘shilganda pH = 12,3