Amperоmetrik titrlash.
Reja:
1. Kirish.
2.Amperоmetrik titrlash egri chiziqlari.
3.Amperоmetrik titrlash turlari.
4.Amperоmetrik titrlashni amalga оshirish shartlari.
5.Amperоmetrik titrlashning avzalliklari.
6.Amperоmetrik titrlashning amalda qo’llanishi.
7.Tayanch ibоralar.
8.Nazоrat uchun savоllar.
9.Fоydalanilgan adabiyotlar.
1.Kirish:
Amperometrik titrlash nima?
Polyarografiya analiz qilinayotgan modda konsentrasiyasini bevosita
aniqlashdan tashqari titrlash jarayonida ekvivalentlik nuqtasini topish uchun ham
qo'llaniladi. Amperometrik titrlashning mohiyati aniqlanuvchi moddaning yoki titrant
(ma'lum konsentrasiyali reagent) konsentrasiyasining o'zgarishi natijasida o'zgaruvchi
diffuzion tok qiymatlarini o'lchashdan
iborat.
Aniqlanuvchi kattalik mikroamperlarda (mka) o'lchanuvchi tok bo'lgani sababli
bu usulni
amperometrik titrlash
deyiladi.
Amperometrik titrlashni o'tkazish uchun tekshiriluvchi polyarografik faol modda
eritmasining bir qismi olinib, unga zaruriy reagentlar va fon qo'shiladi, so'ngra
amperometrik (polyarografik) qurilmaga ulanadi. Yarim to'lqin potensialidan bir oz
kattaroq potensial beriladi va yacheykadagi modda titrant yordamida titrlanadi.
Amperometrik titrlash jarayonida reaktivdan oz-ozdan qo'shilgandan keyin
chegara
toki
qiymatiga mos keluvchi kuchlanishdagi tok kuchi belgilanadi. Ushbu ma'lumotlar
asosida tok kuchi - titrant hajmi koordinatalarida amperometrik titrlash egri chizig'i
yasaladi va grafik usulida ekvivalentlik nuqtasi topiladi.
Amperometrik titrlashda qanday elektrodlar ishlatiladi?
Amperometrik titrlashda indikator elektrodlar sifatida aylanuvchi
platina,
grafit
va boshqa qattiq elektrodlar ishlatiladi.Qattiq elektrodlar platina, oltin, tantal
singari inert materiallardan yasaladi.
Keyingi vaqtlarda grafitning_g'ovaksiz turlaridan
o-pirografitdan
(
shisha-
uglerod, ko'mir-sital)
yasalgan elektrodlar keng qo'llanila boshlandi. Bunda ikkinchi
elektrod sifatida o'tuvchi tok ta'sirida qutblanmaydigan, ancha katta yuzali har qanday
taqqoslash elektrodidan foydalanish mumkin. Ko'pincha
kumush xloridli
yoki
kalomel elektrodlar
ishlatiladi. Indikator elektrodning potensiali titrlash davomida
o'zgarmaydi.
2.Amperоmetrik titrlash egri chiziqlari qanday hosil qilinadi?
Amperometrik titrlash egri chiziqlarining
ko'rinishi
elektrod reaksiyasida,
titrlash reaksiyasining qaysi bir komponenti -aniqlanuvchi modda, titrant yoki reaksiya
mahsuloti ishtirok etishiga qarab o’zgaradi.
Amperometrik titrlash usulida kimyoviy reaksiyalarning uch turidan:
1)
cho'ktirish reaksiyalari, 2)oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari va
3) kompleks
hosil qilish reaksiyalaridan foydalanish mumkin.
3. Amperоmetrik titrlashning qanday turlari mavjud?
3.1. Titrant toki bo'yicha titrlash.
Binda aniqlanuvchi ionlar elektrod-
reaksiyasini sodir qilmaydi, indikator elektrodda esa reaktiv ionlari qaytariladi yoki
oksidlanadi. Aniqlanuvchi modda eritmasiga, masalan, katodda qaytarilish xossasiga
ega bo'lgan va aniqlanuvchi ion bilan cho'kma hosil qiluvchi ionlarning standart
eritmasi qo'shiladi. Titrlanuvchi eritmada indikator mikroelektrodda ayni potensialda
qaytariladigan (oksidlanadigan) ionlar bo'lmagani sababli qo'shilayotgan ionlar
cho'kmaga o'tib bo'lgunicha tok kuchi o'zgarmaydi. Ammo tok kuchi nolga teng
bo'lmaydi, chunki titrantning dastlabki tomchilari qo'shilgandayoq cho'kma hosil
bo'ladi, uning ustidagi eritmada esa kichik, lekin muayyan konsentrasiyali (bu
konsentrasiya cho'kmaning eruvchanlik kc'paytmasiga bog'liq, binar elektrolitda esa
ga teng) elektrod reaksiyasini sodir etuvchi cho'ktiruvchi ionlar bo'ladi. Ekvivalentlik
nuqtasidan keyin eritmada indikator elektrodda qaytarilishi yoki oksidlanishi mumkin
bo'lgan titrant ionlarining ortiqchasi paydo bo'lganida tok kuchi qo'shilayotgan titrant
hajmiga mutanosib ravishda ortib boradi (b egri chizig'i). Grafikda bukilish nuqtasi
ekvivalentlik nuqtasiga mos keladi.
Aniqlanuvchi ion (modda) va titrant toki bo'yicha titrlash.
Aniqlanuvchi ion
va reaktiv tanlangan potensialda indikator elektrodda qaytarilishi yoki oksidlanishi
mumkin. Titrlash boshlanisida galvanometr aniqlanuvchi ionlarning
chegara tokini
ko'rsatadi, bu tok cho'ktiruvchi qo'shilishi bilan kamayib boradi. Ekvivalentlik nuqtasida
tokning qiymati
minimal
va cho'kmaning
eruvchanlik ko'paytmasi
ga bog'liq bo'ladi.
So'ngra eritmada cho'ktiruvchining (cho'ktiruvchi .ionlarning) ortiqchasi paydo bo'ladi
va tok kuchi yana orta boradi (1- rasm, v)egri chizig'i).
1.
Расм.
Амперометрик
титрлаш эгри
чизиqларининг
турлари.
Boshqa turdagi
reaksiyalardan foydalanilganda ham shunga o'xshash hodisalar ro'y beredi. Barcha
hollarda ham ekvivalentlik nuqtasida titrlash egri chizig'ida bukilish hosil bo'ladi,
ekvivalentlik nuqtasi shunga qarab topiladi.
Amperometrik titrlash usuli
-ba'zi
hollarda, aralashmadagi alohida komponentlarni aralashmaning tarkibiy
qismlarini oldindan ajratmay bevosita aniqlash imkonini beredi.
Cho'ktirish
reaksiyasidan foydalanilganda
ikkita shartga
rioya qilish lozim:
1)
Cho'ktiriluvchi birikmalarning eruvchanlik ko'paytmalari bir-biridan shu darajada
farqlansinki, ularni qat'iy ketma-ketlikda cho'ktirish mumkin bo'lsin;
2)
Reaksiyada ishtirok etuvchi komponentlarning elsktrokimyoviy xossalari
titrlash egri chizig'ida-ekrivalentlik nuqtalariga mos keluvchn ikkita aniq ko'rinadigan
bukilish (sinish) hosil bo'lishiga rioya qilish.
Ikkita uindikator
elektrodli amperometrik titrlash.
Ikkita indikator elektrodidan foydalanib
amperometrik titrlash keng tarqalgan bo'lib, u ba'zan
bioamperometrik titrlash
yoki
so'nggi nuqta usuli
ham deyiladi.
Bitta indikator elektrod va taqqoslash elektrodidan foydalanib titrlashda
taqqoslash elektrodining potensiali har qanday tok kuchida ham o'zgarmay qolaveredi.
Bu elektrodlarga tashqaridan ma'lum kuchlanish berib, indikator elektrodning potensiali
ham o'zgarmas holatda tutib turiladi.
Ikkita indikator elektrod bilan titrlashda ikkalasi ham tekshiriluvchi eritmaga
botirilgan bo'ladi va ular orasida ma'lum potensiallar ayirmasi paydo bo'ladi. Bunda
elektrodlarda tegishli elektrkimyoviy jarayonlar sodir bo'la boshlaydi va natijada
zanjirda tok paydo bo'ladi.
Indikator elektrodlar bir xil yoki har turli bo'lishi mumkin, ammo har holda
ulardan birining yuzasining kattaligi ikkinchisinikidan klassik amperometrik titrlash
usulida bo'lganidek ancha katta bo'lmasligi kerak. Ko'pincha, ikkita teng o'lchamli
platina elektrodlardan foydalaniladi.
Ikki indikator elektrodli amperometrik titrlash
qurilmasining sxemasi quyidagi 2- rasmda ko'rsatilgan.
Agar titrlanuvchi sisterna elektrokimyoviy qaytar, titrant
sistemasi esa qaytmas bo'lsa, titrlash egri chizig'i
ekvivalentlik nuqtasigacha 3-rasmda keltirilgan
egri chiziq singari boiadi.Ekvivalentlik nuqtasidan
keyin tok ko'paymaydi, balki nolga tengligicha
qoladi.
(2
egri chiziq) Misol tarzida
Fe
+a
ni kaliy
permanganat bilan titrlashni keltirish mumkin:
5Fe
+2
+ MnO4
-
+ 8H
+
-------- 5Fe
3+
+
Mn
+2
+ 4H
2
O
Kuchlanish doimiy boiganida titrlashdan oldin
zanjirda tok paydo bo'l- maydi, chunki Fe+
2
ning anodda elektrkimyoviy oksidlanishi
uchun anchagina katta kuchlanish
(~ 1,0 V)
talab etiladi. Titrlash davom etgan sari
eritmada Fe (III) ionlari ko'payib boradi va
Fe (III)/ Fe(II)
jufti qaytar bo'lgani
(Fe(II)ning anodda oksidlanish potentsiali bilan Fe(III)ning katodda qaytarilish
potentsiali bir-biriga teng) tufayli katod va anodda elektrod jarayonlarini sodir bolishi
uchun minimal kuchlanishning o'zi etarlidir:
Fe
+3
+
e Fe
+2
k a t o d d a
Fe-
2
--
e Fe+
3
a n o d d a
Titrlashda tok
ortib borib, temirning eritmadagi oksidlangan va
qaytarilgan shakllarining kontsentratsiyalari (50% titrlab bo'linganida) maksimal
qiymatiga etadi. Titrlash davom ettirilganida eritmadagi Fe
+2
ning miqdori Fe
+3
nikiga nisbatan kamayib boradi, zanjirdagi tok ham kamayib boradi va ekvivalentlik
nuqtasida qiymati nolga tenglashadi. Titrant-qo'shish yana davom ettirilganda titrantni
oksidlanish — qaytarilish jufti.
MnO
4
/Mn
+2
qaytmas bo'lgani sababli tok
o'zgarmaydi, potentsiallar ayirmasining bu qiymatida
Mn
2+
ano'd oksidlanmaydi.
Ikkita indikator elektrod bilan titrlash usulidan, ko'pincha, oksidlanish —
qaytarilish reaktsiyalariga asoslangan aniqlashlarda foydalaniladi. Lekin bu usulda
cho'ktirish va neytrallash reaktsiyalaridan ham foydalanish mumkin. Bunga
elektrometrik
deb ataluvchi indikatorlarni joriy qilish tufayli erishildi. Masalan,
kislota eritmasini ishqor eritmasi bilan titrlash uchun titrlanuvchi eritmaga yod
eritmasidan bir necha tomchi qo'shiladi. Ekvivalentlik nuqtasigacha zanjirda tok
deyarli bo'lmaydi. Ekvivalentlik nuqtasidan keyin eritmada ortiqcha ishqor
paydo bo'lganida yodid ionlar hosil bo'ladi va
I2/21"
jufti vujudga kelib, u tok
kuchining ortishiga sabab bo'ladi.
Cho'ktirish reaktsiyasidan foydalanilganda eritmaga elektrometrik indikator
ta’sirida, odatda, reaksiya komponentlaridan biri bilan juft hosil qiluvchi ion
kiritiladi. Masalan, Zn(II), Ca(II) ionlari va ko'pgina boshqa kation» larni Sn
ishtirokida kaliy geksatsianoferrat (II) bilan titrlash mumkin.
Ikki indikator elektrod bilan titrlashning oddiy amperometrik titrlash usuliga
nisbatan katta afzalligi shundaki, ekvivalentlik nuqtasida tok kuchi juda keskin
o’zgaradi va titrlash egri chizig'ini chizishga ham hojat qolmaydi. Bu esa
analizni ancha soddalashtiredi va tezlashtiredi.
Ampermetrik titrlash qanday amalga oshiriladi?
Buning uchun quyidagi ishlarni bajarish talab etiladi:
1.Elektrodlarni ishlashga tayy'rlash uchun ular
HNO3
(1:1) eritmasi bilan
yaxshilab yuviladi va distillangan suvda ko'p marta chayiladi; tomuvchi simob
elektrod uchun simob tomishining zaruriy tezligi o'rnatiladi.
2.Amperometrik qurilmayig'iladi,yoki polyarografdan foydalanilga- nida
elektrodlarni qutbiga rioya qilib tegishli klemmalarga ulanadi.
3.Byuretkaga titrant eritmasi to’ldiriladi.
4.Titrlash idishiga tekphiriluvchi eritma va fon elektrolit erit-masi
solib,elektrodlar botiriladi.
5.Ishni bajarish uchun zarur bo'lgan potentsial potentsiometr y'ki reostat
vositasida o'rnatiladi va indikator elektrodning aylanish chastotasi minutiga
200— 600 marta oralig'ida bo'ladigan qilinadi. Tomuvchi simob elektrod yo’ki ikkita
indikator elektroddan foydalanilganida eritmani aralashtirish uchun magnitli
aralashtirgich ishlatiladi.
6.Eritma titrantni 0,1 ml dan qo'shib titrlanadi va mikroampermetrning
ko'rsatishlari keskin o'zgarishigacha qayd qilib boriladi. Titrlash ekvivalentlik
nuqtasi yaqinida titrantni oz-ozdan qo'shish yoli bilan bir necha marta
takrorlanadi.
.
7.Titrlash natijalari bo'yicha
I — V
koordinatalarda titrlash egri chizig'i chizi-
ladi va egri chiziqning sinishi (egilishi) bo'yicha ekvivalentlik nuqtasiga mos keluvchi
titrant hajmi aniqlanadi. Shundan keyin eritmaning titrlashdan oldin
suyultirilganligini e'tiborga olib, aniqlanuvchi modda miqdori hisoblab chiqiladi.
Hisoblashda titrimetriyada foydalaniladigan formulalar qo'llaniladi. Titrlash
tugagach, amperometrik qurilma qismlarga ajratiladi, tok manbaidan uziladi,
elektrodlar va byuretka distillangan suv bilan yuviladi. Taqqoslash elekt-
rodi KCl ning to'yingan eritmasiga (yo’ki elektrodga quyiladigan boshqa elek-
trolitga botirib qo'yiladi;qattiq elektrodlar havoda saqlanadi, tomchilanuvchi simob
elektrodning kapillyar naychasi esa distillangan suvda saqlanadi.
Potentsialni tanlash uchun titrlash oldidan toki bo'yicha titrlash olib borila-digan
elektrkimyoviy faol birikmaning voltamper egri chizig'i qayd etiladi.
5.Amperometrik titrlashirng qanday afzalliklari bor?
Boshqa fizik-kimyoviy titrlash usullariga (potentsiometrik, konduktomet-rik),
shuningdek, hajmiy indikatorli titrlashga nisbatan amperometrik titrlashning afzalligi
shundaki, bu usulda titrlash egri chizig'ini tuzish uchun ekvivalentlik nuqtasidan
uzoqroqda joylashgan bir necha nuqtani olishning o'zi kifoya va bu nuqtalar eritmada
reaktsiyaga kirishuvchi moddalardan birining ortiqchasi mavjud-ligida olinadi.
Amperometrik titrlashda cho'ktirish reaktsiyalaridan foydalanilganda titrlash egri
chizig'i uchun nuqtalar cho'kmaniht eruvchanligi ekvivalentlik nuqtasidagidan kamroq
bo'lgan sharoitda olinadi. Shu tufayli bu usuldan ancha yaxshi eruvchan cho'kmalar
hosil qiladigan rroddalarni aniqlashda na potentsiometrik va na indi-kator usullar yaxshi
natija bermaydigan hollarda foydalanish mumkin. Bundan tashqari, analizning boshqa
elektrometrik usullaridan farqli ravishda bu usul moddaning juda suyultirilgan
eritmalardagi (polyarografik usuldagidan ham ko'proq suyultirilgan) kam
miqdorlarini aniqlashga imkon beredi.
Polyarografiyada aniqlan ivchi rhodda kontsentratsiyasi 10
-4
mol/1 dan kam
bo'lganida 'aniqlanuvchi ion to'Iqini juda kichik bo'ladi, galg'vano-metrning
sezgirligini oshirish esa aniqlashni qiyinlashtiruvchi qoldiq tok ta'-sirining
kuchayishiga olib keladi. Amperometrik titrlashni modda kontsen-tratsiyasi 10~
6
mol/1 bo'lganida ham o'tkazish mumkin. Shu sababli ekvi-valentlik nuqtasidan
keyin elektrodda titrant ionining oksidlanishi y'ki qayta-rilishiga muvofiq keladigan
tok kuchi anchagina katta bo'lishi mumkin, bun-da ekvivalentlik nuqtasida
titrlanuvchi ionning kontsentratsiyasi oz bo'lishiga qaramay titrlash egri chizig'idagi
egilish keskin bo’ladi.
Amperometrik titrlash usulida organik reaktivlardan keng foydalanish
mumkin. Potentsiometrik titrlashda esa tegishli indikator elektrodlar yo'qligi
tufayli ko'pincha bu reaktnvlarni ishlatish mumkin bo'lmaydi.
Indifferent elektrolitning tabiati, kapillyar xarakteristikasi va simob bosimi
aniqlash natijalariga polyarografik aniqlashlardagi kabi ta'sir ko'rsatmagani
sababli amperometrik titrlash usulinnng aniqligi yuqoriroq bo'ladi.
6.Amperometrik titrlash amalda qaerlarda qo’llaniladi?
Volg'tampermetriya usuli ko'pchilik metallarni aniqlash uchun
qo'llaniladi.Kadmiy, kobalt, mis, qo'rg'oshin, marganets, nikel, qalay, rux,
temir, vismut, uran, vanadiy va ko'pgina boshqa metallarni, rudalar, kontsen-
tratlar, qotishmalar va
boshqa tabiiy hamda texnik ob'ektlar tarkibidan aniqlash
mumkin. Shuningdek, ko'pchilik organik birikmalarni ham aniq-lasa bo'ladi.
Yarim toiqin potentsiallari bir-biridan anchagina farqlanadigan bo'l-ganda
aralashmadagi bir necha komponentni bir-biridan ajratmay turib miqdoriy aniqlash
mumkin.
Polyarografik usuldan biologik muhim materiallar: qon, zardob va
boshqalarni tekshirishda keng foydalaniladi.
Amperometrik titrlashdan turli tabiiy va texnik(oqavo) suvlardagi, mineral
xom ashy'dagi va uni qayta ishlash mahsulotlaridagi kation va anionlarni aniq-lash
uchun foydalaniladi.
Amperometrik titrlashga tezkorlik tanlovchanlik, sezgirlik xos bo'lib, uni
10~
5
mol/1 va undan ham suyultirilgan eritmalarda, loyqa va rangli erit-malarda
o'tkazish mumkin.
Voltampermetriya usuli ancha
;
universalroq bo'lgani uchun undan turli-
tuman ob'ektlarni tekshirish uchun foydalanish mumkin.
Polyarografik 'analizda xatolik odatdagi sharoitda 10~-
3
—10-
4
mol/1
kontsentratsiyali eritmalar uchun ±2% ni tashkil qiladi, yanada suyultirilgan
ertmalar bilan nshlanganda esa xatolik ±5% gacha etadi.
7. Tayanch iboralar
Amperometrik titrlash, titrant to’ki, tirirlash egri chiziqlari, elektrоd-lar,
kumush xlоridli, kalоmenli,pirografit,shisha-uglerоd, ko’mir-sital, cho’k-
trish,оksidimetriya,kоmlektsоnоmetriya,biamerоmetrik titrlash so’ngi nuqta.
8.Nazоrat uchun savоllar.
1.Amperоmetrik titrlash deb nimaga aytiladi?
2.Aperоmetrik titrlash egri chiziqlari qanday tоpiladi?
3.Aperоmetrik titrlashning qanday turlari mavjud?
4.Titrant to’qi bo’yicha titrlash nima?
5.Aniqlanadigan iоn va titrant to’ki bo’yicha titrlash nima?
6.Amperоmetrik titrlashda qanday reaktsiyalardan fоydalaniladi?
7.Ikkita elektrоtli titrlash qanday amalga оshiriladi?
8.Amperоmetrik tirlashda qanday shartlar bajarilishi lоzim?
9.Amperоmetrik titrlashning qanday avzalliklari bоr?
10.Amperоmetrik titrlash amalda qayerlarda qo’llaniladi
9.Fоydalanilagan adabiyotlar.
1.M.С.Mиркомилова. “Aналитик кимё” Tоshkent O’zbekistоn 1999 й.
2.Ю.A. Золотов и др. “Основы аналитической химии” 2- том. M.“Высщая
школа ” 1999 г.
3.Ю.Н.Дорохова, Г.B. Прохорова “Aаналитическая химия.Физико-
химические методы анализа“M. Высщая школа. 1991 г.
Do'stlaringiz bilan baham: |