Ikkinchi tur elektrodlari - elektrod potenciali elektrodni ҳosil қiluvchi
metall bilan kam eriydigan birikma ҳosil қiluvchi anionga nisbatan қaytar bўlgan
va potenciali tashқi eritmadagi boshқa ionlar koncentraciyasiga boғliқ bўlmagan
elektrodlardir.
- kremniy
- kislorod
-
kation
13
Bu tur elektrodlar amaliёtda asosan solishtiruvchi elektrodlar sifatida
ishlatiladi. Solishtiruvchi (taққoslash) elektrodlarga misollar: Kalomelь elektrodi -
KE, kumush hloridli elektrodi-KXE (20-jadval ).
Kumush hloridli elektrod.. Kumush hloridli elektrodi - KCI ning
tўyingan eritmasiga tushirilgan va sirti kam eriydigan AgCI moddasi bilan
қoplangan kumush simdir. Uning formulasi: Ag/AgCI, CI-.
KHE ning potenciali Ag
+
ga boғliқ bўlib, elektrod ichki eritmasidagi CI -
ionlariga nisbatan қayta elektroddir. Buning sababini KHE potenciali -KHE ni
ҳisoblash formulasini keltirib chiқarish bilan tushunish mumkin.
Umuman, KHE uchun:
Ag
Ag
Ag
КХЭ
a
Е
Е
lg
059
,
0
0
/
Lekin ichki eritmada Ag
+
ionlari yўқ. Bu ion elektrod sirtidagi AgCI ning
dissociyalanishi tufayli ҳosil bўladi.
Shunga asosan:
Cl
Ag
AgCl
a
a
ЭК
Bu ifodadan elektro-kimёviy jaraёnda қatnashadigan kumush ionning
aktiv koncentraciyasi:
Cl
AgCl
Ag
a
ЭК
a
ga tengligini e`tiborga olsak, E
KHE
қuyidagi ifodaga teng bўladi:
Cl
AgCl
Ag
Ag
Cl
AgCl
Ag
Ag
КХЭ
a
ЭК
E
a
ЭК
Е
E
lg
059
,
0
lg
059
,
0
lg
059
,
0
0
/
0
/
Bu formuladagi
0
/
0
/
lg
059
,
0
AgCl
Ag
AgCl
Ag
Ag
E
ЭK
E
ga teng bўlib, 20
0
С
da uning қiymati +0,2220 v ga teng. Bu қiymatni yuқoridagi formulaga қўysak: E
= 0,2220 - 0,059 lg a
Cl
bўladi, bu formula KHE ning potencialini ҳisoblash
formulasi deyiladi.
Yuқorida aytilganidek, bu elektrodning potenciali aCl -ga boғliқ. Agar
ichki eritma sifatida 0,1 n KCI (HCI) eritmasidan foydalanilsa EKHE =+0,2900 v;
agar 1n KCI (HCI) eritmasi bўlsa, EKHE = +0,2370 v bўladi.
Uchinchi tur elektrodlari. Bir hil anionga ega bўlgan ikki kationdan
biriga nisbatan қaytar elektrodlardir. Bunga simobning simob va kalьciy
14
oksalatidagi elektrodini misol қilib keltirish mumkin. Uning potenciali ikkinchi
metall ionnining aktivligi bilan belgilanadi.
2
lg
3
,
2
0
Ca
a
nF
RT
Е
Е
Uchinchi tur elektrodlarning қaytarlik darajasi yuқori va ular elektrod
metaliga nisbatan begona bўlgan kationlarni aniқlash uchun indikator elektrod
sifatida ishlatiladi.
Elektrodlar ishlatilishiga kўra ikki hil bўladi:
Indikator elektrodlar - tekshiriladigan eritmadagi ionning elektrod
aktivligiga қarab potencialini ўzgartiradigan elektrodlardir. Indikator elektrodlari
elektrod-eritma
sirti
chegarasida
boradigan
elektrokimёviy
jaraёnning
mehanizmiga kўra қuyidagilarga bўlinadi:
1) oksidlanish-қaytarilish (redoks) elektrodlar; bunday elektrodlarda
elektronlar almashinishi kuzatiladi;
2) birinchi, ikkinchi tўr metall va metallmas elektrodlar; bunday
elektrodlarda elektron-ion almashinishi kuzatiladi;
3) Ionoselektiv membranali elektrodlar, bunday elektrodlarda ion
almashinishi sodir bўladi.
Elektrodlar agregat ҳolatlariga kўra қattiқ (platina, kumush, grafit va
boshқalar), suyuқ (simob) va gaz (vodorod, hlor) elektrodlarga bўlinadi. Bundan
tashқari, elektrodlar aktiv (kumush, mis va boshқalar) va befarқ (platina, oltin,
grafit va boshқalar) elektrodlarga bўlinadi.
Solishtirma elektrodlar - sifatida elektrod potencialini ўlchash uchun
mўljallangan қaytar (normal vodorod tўyingan kalomelь, kumush hloridli, talliy
hloridli va boshқa) elektrodlar (etalon sifatida) ishlatiladi.
Solishtirma elektrodlar қuyidagi talablarga javob berishi kerak:
1. potencial belgilovchi elektrodning ichki reakciyasi termodinamik
қaytar bўlishi kerak;
2. elektrod kam қutblanuvchan bўlishi, ya`ni undan tok ўtganda ўz
potencialini niҳoyatda kam ўzgartirishi kerak;
15
3. elektrod uzoқ vaқt saқlanganda va turli hil sharoitlarda ҳam ўz
potencialini ўzgartirmasligi shart.
Potenciometrik analiz usuli tўғri potenciometriya va potenciometrik
titrlashga bўlinadi.
Tўgri potenciometrik usuli ёrdamida ionlarning aktivligini (pH, pNO
3
va
pK), dissociaciya konstantasi, muvozanat konstantasi, kompleks birikmalarning
barқarorlik konstantasi, ёmon eriydigan moddalarning eruvchanlik kўpaytmasi
kabi fizik-kimёviy kattaliklarning қiymatlari ўlchanadi.
Bu usul ionlarning aktivligini tўғridan-tўғri aniқlashga imkon beradigan
yagona usul ҳisoblanadi.
Bu usul қuyidagi turlarga bўlinadi:
pH-metrik - eritmalarning pH қiymatlari, kislota va asoslarning
(protolitlarning) kislotali-asosli konstantalari, protolitik hususiyatga ega bўlgan
kompleks birikmalarning barқarorlik konstantalari va shu kabilarni aniқlashga
imkon beradi.
Ionometrik - pH -metriyaning rivojlanishi natijasida mustaқil usul bўlib
ajralgan zamonaviy usullardan biri. Bu usulda indikator elektrodi sifatida turli hil
ionoselektiv elektrodlar қўllaniladi.
Redoksmetrik - oksidlanish-қaytarilish reakciyalari va redoks juftlarning
potenciallarini ўlchashga asoslangan usul bўlib, uning ёrdamida redoks juftlarning
standart va real potenciallari, ular asosida esa turli hil konstantalar ҳamda kinetik
kattaliklar aniқlanadi.
Potenciometrik titrlash – aniқlanaёtgan modda miқdoriga ekvivalent
miқdorda aniқlovchi modda (standart) eritmasidan қўshilganda elektrodlar
sistemasida yuzaga keladigan, potenciallar ayirmasinnig keskin ўzgarishiga
asoslangan miқdoriy analiz usulidir. Ekvivalent nuқta yaқinida elektrokimёviy
reakciyalarning biri ikkinchisi bilan almashinadi.
Potencialning keskin ўzgarishiga potencial sakrash ёki titrlashning ohirgi
nuқtasi (t.o.n) deyiladi. Potencial sakrashga қuyidagi omillar ta`sir қiladi:
a) erituvchi va elektrolit foni tabiati ( , K
dis
);
16
b) elektrolitning koncentraciyasi;
v) elektrod materiali va sirt yuzasi;
g) ҳarorat.
Potenciometriyada titrlashning ohirgi nuқtasini topish uchun қuyidagi
usullardan foydalaniladi:
1. Ҳisoblash usullari.
2. Chizma usullari.
1. Ҳisoblash usullarida titrlanadigan modda eritmasiga titrantning
eritmasidan teng (1ml.dan) miқdorda қўshib ҳar bir қўshilgan ҳajm, unga tўғri
keladigan potencialning қiymati va ҳar ikki yaқin nuқta orasidagi potenciallar
farқi ҳam қayd қilinadi.
ΔE eng katta bўlgan soҳa ekvivalentlik nuқta joylashgan soҳa
ҳisoblanadi.
2. Chizma usullar. Titrlashni ohirgi nuқtasini aniқlashning chizma
usullari integral (tўliқ), differencial (farқli), ikkinchi tartibli ҳosila va boshқa
usullarga bўlinadi.
a) Integral usulida EYK ning titrant ҳajmi (V) ga boғliқlik chizmasi
chiziladi.
2- chizma.Potenciometrik titrlashning integral egri chiziғi
Bu chizma asosida ekvivalent nuєta va titrlashning ohirgi nuқtasini topish
uchun ўrinmalar ўtkaziladi. Ўtkazilgan ўrinmalar kesish nuқtalarining abscissalar
ўқiga perpendikulyar bўlgan balandligi topiladi. Bu balandlik teng ikki қismga
Е
мВ
V, мл
т.о .н.
Потенциал
сакрашма
17
bўlinadi va kesishgan nuқtadan titrlash egri chiziғi bilan kesishguncha ordinatalar
ўқiga parallel ўtkaziladi. Shu parallelning titrlash egri chiziғi bilan kesishish
nuқtasidan esa abscissalar ўқiga perpendikulyar tushiriladi. Ushbu
perpendikulyarning abscissalar ўқi bilan kesishish nuқtasi t.o.n siga tўғri keladi.
(2-chizma)
b) Differencial usul t.o.n sini topishning ancha oson va aniқ usulidir;
rant ҳajmiga boғliқligi chizmasi chiziladi.
Chўққisimon egri chiziқ chўққisidan abscissalar ўқiga tushirilgan perpendikulyar
titrlashning ekvivalent nuқtasiga (t.o.n siga) tўғri kelgan ҳajmini kўrsatadi. (3-
chizma)
3-chizma.Potenciometrik titrlashning differencial egri chiziғi.
Differencial usulda t.o.n sini topishning aniєligini oshirish uchun ikkinchi
tartibli ҳosila olish usulidan foydalaniladi.
2
2
ning қўshilgan titrant
ҳajmiga boғiқlik chizmasi chiziladi.
2
2
V
Е
18
4-chizma. Potencio¬metrik titrlashning ikkinchi darajasi¬ning titrlash
egri chiziғi.
Chizmadan kўrinayaptiki, egri chiziқlar abscissa ўқining ҳar ikkala
tomonida joylashgan (4-chizma). Egri chiziқlarning uchlarini tutashtirganda
abscissa ўқi bilan chiziқning kesishish nuқtasi t.o.n siga tўғri keladi.
Potenciometrik titrlash kislota - asosli (neytrallash), oksidlanish-
қaytarilish, chўktirish va kompleks ҳosil bўlish reakciyalari asosida, shunday
hossalarga ega bўlgan moddalarni aniқlash va tekshirish uchun keng қўllaniladi.
Natijada, moddalarning koncentraciyasinigina emas, balki ularning turli hil
konstantalarini ҳam aniқlash mumkin.
Potenciometrik titrlashda boradigan reakciyalar қuyidagi talablarga javob
berishi kerak:
a) reakciya tegishli yўnalishda stehiometrik nisbatda ohirigacha borishi;
b) kimёviy reakciyaning tezligi etarli darajada katta bўlishi;
v) kimёviy reakciya muvozanati tez қaror topishi;
g) қўshimcha reakciyalar bўlmasligi kerak.
Potenciometrik va boshқa asboblar ёrdamida titrlash usullarining, vizual
(kўz bilan kuzatiladigan) usullarga kўra bir қator afzalliklari mavjud. Ular
қuyidagilardan iborat:
a) titrlashda sub`ektiv hatolarga yўl қўyilmaydi;
b) aniқlashning sezuvchanligi ancha yuқori bўladi;
v) loyқa va rangli eritmalarni titrlash mumkin;
19
g) bir vaқtning ўzida aralashmadagi bir necha komponentni tabaқalab
(ketma-ket) titrlash mumkin;
d) titrlash jaraёnini osongina avtomatlashtirish mumkin.
1.6. Tajriba mashg’ulotlari
1- ish. Eritmadagi vodorod ioni miқdori [H
+
]ni aniқlash
(pH-metriya )
Tajriba ishi eritmadagi vodorod ionlariga nisbatan қaytar ishlaydigan
shisha elektrodi va kumush-hloridli elektrod ёrdamida tuzilgan galьvanik
elementning elektr yurituvchi kuchini ўlchashga asoslangan. Buning uchun
қuyidagi tizimda galьvanik element tuziladi:
Shisha
Elektrod
Tekshirilaёtgan
eritma
Kumush hloridli
elektrod
Indikator
elektrod
Solishtirma
elektrod
(EYK) va pH ўrtasidagi boғlanish :
ЭЮК =
Е = Е
solishtirma el-d
- Е
shisha el-d
= - 0,059 lg [H
+
] = 0,059 pH ga teng (1)
Shisha elektrodni darajalash
Kerakli asbob – uskuna va reaktivlar:
1) рН – metr;
2) indikator elektrod (shisha elektrod);
3) solishtirma elektrod (kumush hloridli elektrod);
4) 6 dona 50 ml .li stakancha;
5) filьtr қoғoz;
6) yuvgich;
7) 1 dona 500 ml.li stakan;
20
8) standart bufer eritmalar (pH = 1,68; 3,56; 4,01; 6,86; 9,18; 12,34).
Ishni bajarish tartibi: Shisha elektrodni darajalash nima degani?
Ma`lumki, elektrodlardagi yuzaga keladigan potenciallar farқi - EYuKning
қiymati bilan eritmadagi vodorod ionlari koncentraciyasi ўrtasida (1) formulaga
muvofiқ ўzaro boғliқlik bor. Shu boғliқlik (E – pH) ni amalda saқlanib қolganini
tekshirish «elektrod (shisha)ni darajalash» deyiladi. Shisha elektrodni darajalash
uchun pH қiymati doimiy va juda aniқ bўlgan bufer eritmalarda elektrodning
potencial қiymati ўlchanadi. Bunda pH қiymati eng kichik bўlgan eritmadan
boshlab, avval eritmaning pH i, keyin esa shu pH ga tўғri kelgan potencial – E
ning қiymati ўlchanib (қolgan eritmalarda ҳam huddi shunday) olingan natijalar
қuyidagi jadval kўrinishida rasmiylashtiriladi.
рН – bufer eritma (naz)
1,68 3,56 4,01 6,86 9,18 12,34
рН – bufer eritma (ўlchangan)
E
х
– bufer eritma potenciali (mV)
Jadvaldagi қiymatlardan foydalanib, «darajalash grafigi» chiziladi.
Buning uchun koordinatalar sistemasining «u – ordinata ўқi» ga potencial (±E)
қiymatlari, «х – abscissa ўқi»ning «0» nolь nuқtasidan boshlab pH қiymatlari
қўyiladi va rasmdagidek grafik chiziladi.
рН
1
рН
рН
2
рН
х
Е, мВ
Е
2
Е
х
Е
1
21
Grafikdan foydalanib, «shisha elektrodning funkciyasi» ҳisoblanadi.
Eritmaning pH i 1 birlikka ўzgarganda elektrodning potenciali necha mV (`ki V)
ga ўzgarishi elektrodning funkciyasi deyiladi va u қuyidagicha ҳisoblanadi:
мВ
рН
рН
Е
Е
рН
1
59
1
2
1
2
tўғri ishlaydi, deb ҳisoblanadi.
2 - ish. Noma`lum eritmadagi [H
+
] ni aniқlash.
Ўқituvchi tomonidan berilgan noma`lum eritma tegishli ҳajmgacha
suyultiriladi, yahshilab aralashtiriladi, toza stakanga 25-30 ml olinib, uning
potenciali E
x
– ўlchanadi. Ex ni қiymati darajalash grafigidan topib. Grafik bilan
kesishgan nuқtasidan – pH қiymatlari қўyilgan abscissa ўқiga perpendikulyar
tushiriladi. Abscissa ўқi bilan perpendikulyar kesishgan nuқta – «pH
x
» -
noma`lum eritmaning pH – қiymati bўladi. pH – қiymatni bўlgan ҳolda [H
+
] = -
10
-pH
formulaga kўra vodorod ioni koncentraciyasi ҳisoblanadi (molь/l ёki g-
ion/l).
3 - ish. Eritmadagi NO
3
- - ionlari miқdorini aniқlash
Tajribani bajarish indikator elektrod – NO
3
- - selektiv elektrodi
solishtirma elektrod - kumush – hlor elektrodi asosida tuzilgan galьvanik element
E.Y.K eritmadagi NO
3
- - ionlari miқdoriga boғliқligiga asoslangan.
NO
3-
- selektiv
elektrod
Tekshiriladigan
eritma
Solishtirma
elektrod Ag/AgCl/Cl-
NO
3
- selektiv elektrodni darajalash
22
Kerakli asbob – uskuna va reaktivlar
1) ionomer;
2) indikator elektrod – NO
3
- - selektiv elektrod;
3) solishtirma elektrod – kumush – hlor elektrod ;
4) 5 dona 50,00 ml.li ўlchov kolbasi ;
5) 5 dona 50 ml.li stakancha;
6) 1 dona 1 litr (1000 ml) ўlchov kolbasi;
7) filьtr қoғoz;
8) yuvgich;
9) 1 dona 500 ml.li stakan;
10) 1 m K
2
SO
4
eritmasi ;
11) KNO
3
tuzi;
12) 1 dona 5 ml.li pipetka .
Ishni bajarish tartibi: Tortim usul bilan KNO
3
ning 5 ta standart
-
-1 molь/l gacha bўlgan eritmalari
tayёrlanadi. Eritmaning ion kuchini doimiy saқlab turish uchun K
2
SO
4
ning 1 m
eritmasidan foydalaniladi .
Eritma tayёrlash tartibi: 10,10 g KNO
3
tuzi 1 litr K
2
SO
4
ning 1 molyarli
eritmasida eritiladi va bunda
3
NO
С
= 1 * 10
-1
molь/l bўlgan eritma ҳosil bўladi.
Keyin bu eritmadan 5 ml pipetkada olib 50 ml ўlchov kolbasiga қўyiladi.
Eritmani kolbaning belgisigacha K
2
SO
4
nig 1m.li eritmasi bilan suyultiriladi.
3
NO
С
= 1 * 10
-2
molь/l eritma ҳosil bўladi va ҳokazo suyultirish usuli bilan
ҳamma eritmani tayёrlanadi. Eritmalarning ohirgisidan boshlab pNO
3
va E
x
aniқlanadi. Olingan natijalarni jadvalga ёzib oriladi.
23
3
NO
С
, mol/l
1
10
-5
1
10
-4
1
10
-3
1
10
-2
1
10
-1
pNO
3
Е
х
,mV
Jadvaldagi natijalar asosida darajalash grafigi chizib, grafik ёrdamida
3
NO
- aniқlanadi (1-ishga қarang).
3
NO
=
Noma`lum eritmadagi NO
3
-
ni aniқlash.
Noma`lum eritma sifatida tarkibida NO
3
-
ioni bўlgan tuzlar, tarvuz,
қovun, mevalarning sharbatlari ishlatiladi. Buning uchun aniқ miқdorda shu
«namuna»lardan (ўқituvchi tomonidan beriladi) olinadi va 1m.li K
2
SO
4
eritmasida
eritiladi. Eritmadan 20-30 ml olib uning Eh қiymati ўlchanib, grafikdan NO
3
-
ning
miқdori topiladi.
4 - ish. Potenciometrik (kislota – asosli) titrlash.
Potenciometrik titrlash usuli bilan eritmadagi oksidlovchi, қaytaruvchi,
asos va kislotalarning miқdori aniқlanadi. Ayniқsa, oziқ-ovқat maҳsulotlari ishlab
chiқarishda foydalaniladigan kўpchilik eritmalarda kislota va asos (ishқor) larning
miқdorini aniқlashga tўғri keladi. Shu sababli dastlab eritmalardagi kislota ёki
asos miқdorini aniқlash usuli bilan tanishib chiқamiz (5-chizma).
24
5-chizma. Potenciometrik titrlash uchun қurilma.
1-magnitli aralshtirgich; 2-yacheyka; 3-indikator elektrod;
4-byuretka; 5-kumush hloridli elektrodi; 6-pH-metr
Eritmadagi kuchsiz kislota va kuchsiz asos miқdorining potenciometrik
titrlash usuli bilan aniқlash ҳam eritmadagi H
+
va OH
-
ionlari ўrtasida boradigan
neytrallanish reakciyasiga asoslangan :
Н
+
+ ОН
-
= Н
2
О
Н
3
О
+
+ ОН
-
= 2Н
2
О
Reakciya natijasida eritmadagi H
+
(H
3
O
-
) ionlari miқdori ўzgaradi. H
+
- ioni
қiymatining ўzgarishi esa E = 0,059 lg [H
+
] formulaga muvofiқ eritmaga
tushirilgan shisha elektrodning potencial ўzgarishiga olib keladi. Eritmada [H
+
] =
[OH
-
] bўlganda elektrodlar sistemasida yuzaga keladigan potenciallar ayirmasi
keskin ўzgaradi, ya`ni potencial sakrash rўy beradi. Shu ҳolat titrlashning
ekvivalent nuқtasi ҳisoblanadi .
NaOH ning titrini aniқlash.
Kerakli asbob – uskuna va reaktivlar:
1)
Ionomer;
2) shisha elektrod;
3)
kumush hloridli elektrodi;
25
4)
magnitli aralashtirgich va ўzagi ;
5)
shtativga ўrnatilgan 25,00 ml.li byuretka ;
6)
10,00 ml.li pipetka;
7)
Yuvgich;
8)
10 % NaOH eritmasi;
9)
0,1000 n.li HCl eritmasi;
10)
10 ml.li ўlchov cilindri;
11)
3 dona 50 ml.li stakan.
Do'stlaringiz bilan baham: |