1 Analitik rеaksiyalarning qaytarligi va ularga massalar ta'siri qonunining qo’llanilishi. Muvozanat konstantasi

Fe³⁺ ionini va Al³⁺ kationidan ajratish.3-punktdagi usulda olingan cho’kma 5-6 tomchi 6 n li NaOH da eritiladi , uni sekinroq qizdirib va aralashtirib turgan holda 5-6 tomchi 3% li H₂O₂ eritmasidan tomiziladi.Fe(OH)₃ cho’kmasi sentrafugalash yo’li bilan ajratiladi.Sentrafugat alyuminiy ionini aniqlash uchun ishlatiladi. Al³⁺ kationini aniqlash. Sentrafugat (4-punktdagi) ishqoriy muhitga ega , shuning uchun alyuminiy alyuminat anioni AlO₂^- ko’rinishida bo’ladi.Alyuminiyni kation holatga o’tkazish zarur.Buning uchun eritmada 3-5 tomchi olib, unga muhitni kislotali (pH ≤4 ) bo’lguncha 2 n li sulfat kislota eritmasidan qo’shiladi.So’ngra muhit kuchsiz ishqoriy (pH≈9) bo’lguncha NH₄OH eritmasidan qo’shiladi va aralashma suv hammoida qizdiriladi.Eritmada Al³⁺ mavjud bo’lsa, oq cho’kma Al(OH)₃ hosil bo’ladi . Cho’kma sentrafugatlab ajratiladi, yuviladi va sirka kislatada eritilib Al³⁺ kationi uchun alizarin yordamida sifat reaksiya o’tkaziladi.Zn²⁺ kationini aniqlash.Ammiakli eritmadan iborat sentrafugatga (3-punkt) muhit kuchsiz kislotali bo’lguncha xlorid kislota eritmasidan qo’shiladi.Xosil bo’lgan eritmaning 8-10 tomchisiga CaCO₃ kukunidan solinadi va aralashma chayqatiladi. Korbanat angidrid gazi ajralib chiqishi tugagandan keyin hosil bo’lgan cho’kma sentrafuga yordamida ajratiladi.Sentrafugatga 2-3 tomchi 0.05 n li xlorid kislota tomiziladi va qizdiriladi , so’ngra 2-3 min davomida vodorod sulfide yuboriladi. 2 n li xlorid kislota da eriydigan oq cho’kma hosil bo’lishi eritmada Zn²⁺ kationlari borligini bildiradi.Cr³⁺ kationini aniqlash. Eritmada xrom ionlari bo’lsa , u eritmaning bir qismidan foydalanib aniqlanadi.Bunda 4 punktda olingan sentrafugatdan foydalanish mumkin. Xrom ionlarini aniqlash vodarod peroksid qo’llaniladigan metoddagi (4 punktdaga qarang) kabi bajariladi. Eritmada xromat CrO₄^2- ionlarining mavjudligi alyuminiy kationini aniqlashga halal bermaydi.Co²⁺ va Ni²⁺ ionlarini aniqlash. Tekshirilayotgan eritmada Co²⁺ va Ni²⁺ ionlari bo’lsa,ular quyidagi tartibda aniqlanadi.a) Co²⁺ ionini aniqlash. Analitik reaksiyani dastlabki sinovlar qatorida ham o’tkazish mumkin. Uchunchi gruppa kationlari aralashmasidan iborat eritmadan 2 tomchi olib unga 8-10 tomchi NH₄CNS ning to’yingan eritmasidan yoki quruq kristallaridan bir necha bo’lak tashlanadi. Rodanid CNS^- ionlarining konsentratsiyasining yuqori bo’lishiga sabab [Co( CNS )₄]^2- kompleksining beqaror modda ekanligidir, ya’ni ortiqcha rodanid ionlari ta’sirida kompleks ionning dissosiyalanish darajasi kamayadi.Eritmaga reaktiv ta’sir ettirilganda temir rodanid hosil bo’lib, eritma qizaradi.Fe³⁺ kationlarini [FeF₆]^3- kompleks holida bog’lash uchun eritmaga ammoniy ftorid NH₄F yoki natriy ftorid NaF dan qizil rang yo’qolguncha qo’shiladi.So’ngra 6-7 tomchi amil spirt qo’shib aralashma yaxshilab chayqatiladi.Amil spirt qavatining ko’k rangga bo’yalishi ( NH₄)[Co( CNS)₄ ] hosil bo’lganligini bildiradi, u eritmada Co²⁺ kationi mavjudligini belgisidir.Tajribani amil spirt o’rnida efirdan foydalanib o;tkazish ham mumkin.b)Ni²⁺ ionini topish. 3-punktdagi tartibda olingan ammiakli eritmada uchunchi gruppa kationlarining ikkinchi gruppachasi kationlari bn birgalikda Ni²⁺ ioni ham bo’lishi mumkin.Anashu sentrafugat dan 2 tomchi olib , unga 3-4 tomchi chugayev reaktivi (dimetilglioksim) qo’shib chayqatiladi.Lola rang qizil cho’kma ichi kompleks birikmaning hosil bo’lishi eritmada Ni ionlari borligini bildiradi.

3.5. Iоnlаnish dаrаjаsi vа iоnlаnish kоnstаntаsi, eritmа pH ini hisоblаsh. Tuzlarning gidrolizi hodisasidan kimyoviy analiz keng miqyosda har xil maqsadlarda foydalaniladi, jumladan suvli eritmalarning kislotaliligi yoki ishqoriyligini kuchaytirish uchun foydalaniladi. Masalan, suvli eritmalarning ishqoriyligini oshirsh (yoki kislotaliligini kamaytirish) uchun ularga natriy asetat yoki karbonat qo’shiladi. Bu tuzlar erkin gidroksid ionlarini xosil qilib gidrolizlanadi, binobarin, tekshirilayotgan eritmaning pH qiymati ortadi. Suvli eritmaning kislotaliligini oshirish (yoki ishqoriyligini kamaytirish) uchun ularga kuchli kislotalarning ammoniyli tuzlari (odatda NH₄Cl) qo’shiladi, chunki bu tuzlar gidrolizlanganda erkin vodorod ionlarini xosil qilib, bu H⁺ ionlari analiz qilinayotgan eritmalari pH qiymatini kamaytiradi.Yuqoridagilardan kelib chiqib, biz gidrolizlanuvchi har xil eritmalarning pH va pOH qiymatlarini hisoblab chiqarish tenglamalarini keltirib chiqarishimiz kerak.1.Kuchsiz asoslarning kationlari va kuchli kislota anionlarida hosil bo’lgan gidrolizlanuvchi tuzlar eriteritmalarining pH va pOH qiymatlarini keltirib chiqarish.Bunday turdagi tuzlarning gidrolizi katoin bo’yicha boradi va umumiy ko’rinishda quyidagi shema bilan ifodalash munkin: K⁺+OH^- KOH +H⁺ Ionli tenglamadan shu narsa ma’lumki, [KOH]=[H⁺] va ko’paytma [KOH]*[H⁺]⁺ deb hisoblash munkin. Shunday tarkibli tuzlar gidrolizi nisbatan kam (h=0,01) bo’lganligi uchun, gidrolizlanmagan kationlar konsentratsiyasini tuzning umumiy molyar konsentratsiyasiga teng deb olish munkin,yani [K⁺] =C_tuz. Qabul qilingan ifodalarni gidroliz konstantasi tenglamasiga qo’yilsa, quyidagi tenglama kelib chiqadi: bo’lganligi uchun, Vodorod ionlari konsentratsiyasi [H⁺] dan pH qiymatiga o’tish uchun hosil qilingan tenglamani logarifmlab, ishorasini teskariga almashtirilsa, quyidagi tenglama kelib chiqadi. - lg[H⁺]= - _ (lgKH2O +lgCtuz-lgK_KtOH pH = _ (14+ lgK_KtOH - lgCtuz). Yoki pH=7+_lgK_asos - _lgC_tuz

Eritmaning pOH i suvning ion ko’patmasidndan topiladi pH+pOH=pK_Suv; pK_Suv=14Bu yerdan, pOH=14~ pH 1-misol. Ammoniy bromidning 0,09 eritmasining pH va pOH qiymatini hisoblang. Echish: 1).Ammoniy bromidning gidroliz reaksiyasi tenglamasi yoziladi:NH₄Br+HOH NH4OH+HBr qisqartirilgan ionli shakld NH₄⁺+HOH NH₄OH+H⁺

Bu tuz eritmasining pH qiymati quyidagi tenglamadan topiladi pH=7+_lgK_NH4OH - _lgC_NH4Br

Jadvaldan K_NH4OH=1,76*10^-5 ekanligini topamiz. Tuzning ekvivalent massasi mol massasiga teng, 0,09N=0,09M

pH=7+_lg(1,76*10^-5) - _lg0,09=7-2,377+0,0438=5,66

2) Endi ammoniy bromid eritmasining pOH qiymati hisoblanadi:

pOH =14- pH; pOH =14-5,66

Kuchli asosning kationi va kuchsiz kislotaning anionidan xosil bo’lgan tuzlarning pOH va pH qiymatlarini xisoblash tenglamalarini keltirib chiqaradi.

An^-+HOH HAn+OH^-

Ionli tenglamaga asoslanib, kislotaning konsentratsiyasi [Han]=[OH^-], gidroliz mahsulotlari konsentratsiyalari ko’paytmasi [HAn]* [OH^-]=[OH^-]² deb hisoblash munkin.

Shuningdek [An^- ]=C_tuz bo’ladi va bu ifodalarni gidroliz konstantasi tenglamasiga kiritilsa

kelib chiqadi.

bundan

[OH^-]=

Gidroliz konstantasining o’zi K_gid= ekanligini hisobga olsak, unda quyidagiga ega bo’linadBu tenglamani logarifmlansa va ishorasini teskarisiga almashtirilsa:

-lg[OH^-]= - _(lgK_suv+lgC_tuz-lgK_kisl

pOH=7 +_pK_kisl -_lgC_tuz

kelib chiqadi.

Eritmaning pH qiymatini quyidagicha toppish munkin

pH=14-pOH

4.1Аnаlitik rеаksiyalаrning sеzgirligi Barcha kimyoviy reaktsiyalar muayyan sharoitlarda o’tkazilishi kerak.

Undan chetga chiqish noto’g’ri natijalarga olib keladi. Reaktsiya amalga oshadigan muhit reaktsiyaning natijasiga ta‘sir etadigan muhim omillardan biridir.Masalan: NH4 li muhitda Ag+ni AgCI holida cho’kmaga tushirib bo’lmaydi. SHuning uchun analitik reaktsiyalarni o’tkazishdan avval muhitning рН ni aniqlash kerak.Ma‘lum рН qiymatiga ega bo’lgan muhit yaratish maqsadida ishqor yoki qislotalardan foydalanish mumkin. Analitik reaktsiyalarni amalga oshirishda temperatura ham sezilarli ta‘sir ko’rsatadi. Ba‘zi bir reaktsiyalarni sovuqda ayrimlarini xona temperaturasida, yana boshqalarini yuqori temperatura sharoitda o’tkazishga to’g’ri keladi. Masalan , Na+ va К+ionlarini cho’ktirish reaktsiyasi sovuqda olib boriladi. Kontsentratsiya ham reaktsiya tezligiga ta‘sir qiluvchi muhim omillardan biridir. Agar aniqlanayotgan ionning kontsentratsiyasi ushbu reaktiv ta‘sirida topilishi mumkin bo’lgan minimal kontsentratsiyadan kam bo’lsa, u holda reaktsiya ijobiy natija bermaydi. Qo’shilayotgan reaktiv ta‘sirida hosil bo’ladigan birikma o’ta to’yingan birikma hosil qiladigan miqdorda bo’lishi kerak, ana shundagina cho’kma hosil bo’ladi.Analitik reaktsiyalar sezgir bo’lishi kerak. Reaktsiyaning sezgirligi qancha yuqori bo’lsa, u shuncha kam miqdordagi moddani aniqlashga imkon beradi.Reaktsiyaning sezgirligi topilish minimumi va minimal (yoki chegara) kontsentratsiya (va chegara suyultirish) bilan harakterlanadi.Topilish minimumi. Modda yoki ionning ayni reaktsiya yordamida ma‘lum sharoitda topilishi mumkin bo’lgan eng kichik miqdori uning topilish minimumi deb ataladi. Topilish minimumi grammning milliondan bir o’lushlari, ya‘ni mikrogrammlar (mgr) bilan ifodalanadi. Analitik kimyoda u yoki bu elementga xos (xususiy) reaktsiyalar alohida ahamiyatga ega. Xususiy reaktsiya ushbu ionni boshqa ionlar ishtirokida ham aniqlash imkonini beradi Masalan: kraxmalning yod ta‘sirida ko’qarishi, ammoniy tuzlariga ishqorlar ta‘sir ettirilganda ammiak gazining ajralib chiqishi reaktsiyalar bunga misol bo’ladi.Agar ionlar aralashmasiga qo’shilgan reaktiv faqat ba‘zi ionlar bilan reaktsiyaga kirishsa bunday reaktsiyalar selektiv reaktsiyalar deb ataladi.Masalan: (NH4)2C2O4 tuzi kationlar aralashmasiga qo’shilganida faqat Сa2+, Ba2+,Sr2+,n2+ kationlar bilan reaktsiyaga kirishadi.

4.2Gеtеrоgеn sistеmаdаgi muvоzаnаt Bir-biridan sirt chegaralari bilan ajralgan moddalar sistemasi geterogen sistema deb ataladi. Geterogen sistemalarda bo’ladigan reaksiyalarning muvozanat konstantalarini ko’rib chiqamiz. Geterogen sistemalardagi kimyoviy muvozanat uchun massalar ta’siri qonunini tatbiq etishda qo’shimcha kiritishga to’g’ri keladi: suyuq va qattiq fazalardagi moddalarning gaz fazadagi parsial bosimlari o’zgarmas qiymatlar muvozanat konstantasi ifodasiga kiritilmaydi. Geterogen sistemada faqat gazsimon qisimning parsial bosimgina (yoki eritma konsentratsiyasigina muvozanat konstanta ifodasiga yoziladi.). Misol tariqasida ohaktosh (kalsiy karbonat) ning parchalanishni ko’rib chiqamiz. Ohaktosh SaSO3 berk idishda qizdirilsa:SaSO3 = SaO + SO2Reaksiya sodir bo’lib, muvozanat haror topadi. Agar bu reaksiya gaz fazada gomogen reaksiya sifatida sodir bo’lsa edi, uning muvozanat konstantasi quyidagi tenglama bilan ifodalanar edi.Lekin geterogen sistemali kalsiy oksid va kalsiy karbonat bug’larining bosimi (Ra SO) ayni haroratda o’zgarmas kattaliklar bo’lgani uchun, ularning nisbatini o’zgarmas qiymat bilan almashtirishimiz mumkin.U vaqtida; Km = K * RSO2, Bundan RSO2 = Sonst kelib chiqadi.Bu tenglamadan ko’rinib turibdiki, SaSO3 parchalanganda hosil bo’lgan SO2 ning bosimi istalgan temperturada aynan shu haroratga mos bo’lgan o’zgarmas kattalikdir. Bu bosim SaSO3 ning dissotsiyalanish bosimi yoki bug’ bosimi deb ataladi. Uning qiymati faqat haroratga bog’liq, lekin sistemadagi SaSO3 va SaO miqdoriga bog’liq emas. Misol tariqasida SO2 bilan cho’g’ holatdagi ko’mir orasidagi reaksiya SO2 + S = 2SONing muvozanatini qarab chiqamiz.Bu reaksiyaning muvozanat konstantasi ifodasiga S ning konsentratsiyasi yozilmaydi, chunkiuning konsentratsiyasi doimiy sondir, demak:Reaksiyaning boshlanish davridagi tezligi, reaksiya uchun olingan dastlabki moddalar konsentrasiyalari kupaytmasi bilan aniklanadi, bunda tugri reaksiyaning tezligi maksimal kiymatga ega buladi. Teskari reaksiya tezligi esa 0 ga teng buladi. Tugri reaksiya tezligi vakt utishi bilan kamayadi, chunki H2 va J2 konsentrasiyalari kamayib boradi va HJ maxsulotning konsentrasiyasi ortib boradi, shuning uchun teskari reaksiya tezligi hxam ortadi. Nixoyat, shunday bir payt keladiki, bunda V1=V2 buladi va sistemada kimyoviy muvozanat karor topadi. Demak, vakt birligida xosil bulayotgan va parchalanayotgan HJ molekulalarining soni bir biriga teng bo’ladi: V1=V2 yoki K1[H2][J2]=K2[HJ]2 yoki K1 va K2 o’zgarmas qiymatlar bo’lgani uchun ularning nisbatlari ham o’zgarmas qiymatdir, ya'ni:bu yerda, K- kimyoviy muvozanat konstantasi deyiladi. Umumiy holda qaytar reaksiya aA+bB=cC+dD uchun muvozanat konstantasi quyidagichaAgar kimyoviy muvozanatda turgan sistemaga, reaksiyada ishtirok etayotgan moddalardan birortasini qo’shsak, tugri va teskari reaksiya tezliklari o’zgaradi, vaqt o’tishi bilan asta-sekin yana muvozanat qaror topadi. Yangi muvozanat xolatda reaksiyada ishtirok etayotgan hamma moddalarning konsentrasiyalari dastlabki konsentrasiyalardan farq qiladi, lekin muvozanat konstanta o’zgarmay qoladi.Reaksiya muhiti o’zgartirilmasa, muvozanat holat o’zgarmaydi. Kimyoviy muvozanatga quyidagi parametrlar ta'sir etadi.1) Reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentrasiyasi.2) temperatura.3) bosim (gazsimon moddalar bulsa).(Katalizator esa fakat reaksiya tezligini uzgartiradi).Ushbu parametrlarning birortasini o’zgarishi kimyoviy muvozanatni siljishiga olib keladi. Tashqi faktorlar (bosim, temperatura, moddalar konsentrasiyasi) dan birortasini o’zgarishi natijasida muvozanatni qaysi tomonga siljishini Le-Shatelye prinsipi (1884 y) quyidagicha ifodalaydi;kimyoviy muvozanat holatida turgan sistemada biror tashqi parametrdan biri (temperatura, bosim yoki kinsentrtratsiya) o’zgartirilsa, kimyoviy muvozanat shu o’zgargan ta’sirni kamaytiruvchi reaksiya tomonga siljiydi. Reaksiyaga ta'sir etuvchi faktorlarni ko’rib chiqaylik.Tashqi muhitni (bosim, temperatura va moddalar konsentratsiyasini) o’zgartirish orqali muvozanatda turgan sistemaning tarkibini o’zgartirish, ya’ni muvozanatni siljitish mumkin. Muvozanatning siljishi 1884-yilda ta’riflangan umumiy qoidaga – Le Shatelye prinsipiga bo’ysunadi.

4.3Ikkinchi guruh kationlari. Bariy, stronsiy, kalsiy kationlari uchun xususiy reaksiyalar I. Bariy kationining xususiy reaksiyalari.

1. Kaliy xromat bilan o‘tkaziladigan reaksiyalar.K₂CrO₄ bariy ionlari bilan xlorid va nitrat kislotalarda eriydigan, lekin sirka kislotada erimaydigan bariy xromatning sariq cho‘kmasini xosil qiladi:BaCl₂ + K₂CrO₄ = BaCrO₄↓ + 2KCl Ba²⁺ + CrO₄^2- =BaCrO₄↓ HCl da erishi: BaCrO₄ + 2HCl = BaCl₂ + H₂CrO₄Reaksiyaning bajarilishi: 2 – 3 tomchi bariy xlorid yoki nitratga shuncha kaliy xromat quyiladi. Bariy xromatning sariq cho‘kmasi tushishi kuzatiladi.

2. Kaliy bixromat bilan o‘tkaziladigan reaksiya.K₂Cr₂O₇ bariy ionlari bilan bariy xromat BaCrO₄ ning sariq cho‘kmasini xosil qiladi. Bu K₂Cr₂O₇ eritmasida doim Cr₂O₇^2- ionlaridan xosil bo‘ladigan CrO₄^2- ionlari borligi bilan izoxlanadi:Cr₂O₇^2- + H₂O = 2CrO₄^2-+2H⁺Bariy ionlarini kiritilganda BaCr₂O₇ emas, balki kam eruvchan tuz sifatida BaCrO₄ cho‘kmasi xosil bo‘ladi (EK EKdan kichik). Kaliy bixromat chala cho‘ktiradi, chunki bariy xromat ajralib chiqayotgan xlorid kislotada eriydi:BaCl₂ + K₂Cr₂O₇ + H₂O = 2BaCrO₄↓ + 2KCl + 2HClKaliy bixromat kuchli kislotali eritmalardan bariy ionlarini cho‘ktirmaydi (CrO₄^2- ionlarining konsentratsiyasi juda kichik va EK kiymatiga erishib bo‘lmaydi). Bariy ionlarining amalda to‘lik cho‘ktirish uchun eritmaga natriy atsetat CH₃COONa qo’shish zarur. Natriy atsetat qo’shish xlorid kislotani cho‘kmani eritmaydigan sirka kislotaga almashtirish demakdir:CH₃COONa + HCl = NaCl + CH₃COOH