Эритма ёрдамчи электрофаол моддалик электролити индикатор билан бирга қуйилган ёрдамчи модданинг ўзи фон электролит вазифасини бажарса бошқа фан электролити қуйишга хожат қолмайди

Ечилиши: Потенциометрик титрлашни юқорида келтирилган натижалари асосида турли координаталарда чизиладиган эгрилар учун керакли қийматларни ҳисоблаймиз. Натижалар қуйидаги жадвалда келтирилган.

V, cм^3	E, мB	∆E, мB	∆V, cм^3	V+0.5 ∆V, cм^3	∆V/∆E	∆E/∆V	∆(∆E/∆V)=A
23.50	146
		19	0.50	23.75	0.0263	38
24.00	165						107
		29	0.20	24.10	0.0069	145
24.20	194						240
		39	0.10	24.25	0.0026	385
24.30	233						448
		83	0.10	24.35	0.0012	833
24.40	316						-595
		24	0.10	24.45	0.0042	238
24.50	340						-172
		33	0.50	24.75	0.0152	66
25.00	373						-42
		12	0.50	25.25	0.0417	24
25.50	385

10.14-расм. Хлорид ионларини 0.1 моль/дм³ концентрациялик кумуш нитрат эритмаси билан потенциометрик титрлаш эгрилари.
а) Интеграл эгрилик, б) дифференциалл эгрилик, в) дифференциал эғриликни иккинчи хосиласи г) Гран усулида чизилган эгрилик.
Жадвалда келтирилган натижалар асосида тўрт хилдаги титрлаш эгрилари чизилади. Чизилган эгриликлар 10.14-расмда кўрсатилган, келтирилган мисолда эгриликлар ЭНга нисбатан симметрик.
а) Чизма усули. Эквивалент нуқтага мансуб (ЭН)V ҳажмни топиш учун потен-циометрик титрлашни интеграл кўринишини бошланғич ва охирги қисмларидан 10.14-а расмда кўрсатилгандек уринмалар ўтказилади ва уринмалар орасидаги баландлик ўртасидаги нуқтага тегишли (ЭН)V ҳажмни абцисса ўқидан топилади. Мазкур ЭНга (ЭН)V=24.34 мл ҳажм қиймати тўғри келди.
Дифференциал эгриликни иккинчи хосиласига тегишли (10.14 расм б) эгриликни икки томони кесишган нуқтага (чўққига) абцисса ўқидаги (ЭН)V=24.34 см³ тўғри келган.
Гран усулида тузилган (10.14 расм г) эгриликда эгриликни абцисса ўқи билан кесишган нуқта (ЭН)V=24.34 см³ хажмга тўғри келган.
Шундай қилиб тўртта эгриликни барчасида эквивалент нуқта учун амалда бир хил ҳажм (ЭН)V=24.34 см³ топилди.
Энди таҳлил этилувчи эритмадаги хлорид ионлари концентрацияси ва массасини ҳисоблаймиз.
с(Cl^)=с(T)V(T) / V(Cl^) = 0.1 ∙ 24.34/50=0.0487 моль/дм³
m(Cl^)= с(Cl^) M(Cl^)V = 0.0487 ∙ 35.4527 ∙ 0.050=0.0863 г


б) Ҳисоблаш усули (10.18) формула асосида (ЭН)V ни хисоблаймиз.

(ЭН)V=V₁+(V₂-V₁) A₁ / A₁-A₂ = 24.30+(24.40-24.30) 448/448+595=24.34 cм³

Бу ерда V₁ ва V₂ ЭНга энг яқин нуқталарда сарфланган титрант ҳажмлари (V₁-ЭНга V₂ ЭНдан кейинги ҳажмлар. A₁-A₂ тегишли ЭНгача ва ЭНдан кейинги нуқталарда эғриликни иккинчи хосиласи бўйича ҳисобланган ЭЮК қийматлари. Ҳисоблаш натижаси график усулда топилган қийматларга айнан тенг келган.

8. Таҳлил этилувчи сирка кислота эритмасини V(Х) = 20.00 см³ = 0.020 см³ ҳажми концентрацияси с(NaOH) – 0.1000 моль/дм³ бўлган ишқорни стандартланган эритмаси билан потенциометрик усулда титрланди ва қўшилган титрантни қуйидаги ҳажмлари қайд этилди.


V (Т), см³ 18.00 19.00 19.50 19.90 20.00 20.10 20.50 21.00
рН 5.71 6.04 6.35 7.05 8.79 10.52 11.22 11.51

Таҳлил этилувчи эритмадаги сирка кислотанинг концентрацияси ва массаси потен-циометрик (рН-метрик) титрлаш эғрисини иккинчи хосиласи ∆(∆рН/∆V) бўйича ҳисоб усулида аниқлансин.

Ечилиши: 1) титрлаш жараёнида олинган натижалар асосида керакли қийматларни ҳисоблаб уларни юқорида мисолда кўрсатилгандек жадвалга ёзамиз.

V, cм^3	рН	∆рН	∆V, cм^3	∆E/∆V	∆(∆E/∆V)=A
18.00	5.71
		0.33	1.00	0.33
19.00	6.04				0.29
		0.31	0.50	0.62
19.50	6.35				1.33
		0.70	0.40	1.75
19.90	7.05				15.65
		1.74	0.10	17.40
20.00	8.79				-0.10
		1.73	0.10	17.30
20.10	10.52				-15.55
		0.70	0.40	1.75
20.50	11.22				-1.17
		0.29	0.50	0.58
21.00	11.51

2) Жадвалдаги қийматлар асосида (10.18) формула бўйича ЭНда қўшилган титрант ҳажмини ҳисоблаймиз.

(ЭН)V = V₁+(V₂-V₁) ∙A₁ / A₁-A₂ = 19.90+(20.00-19.90) ∙15.65/15.65-(-0.1)=20.00 cм³

3) Таҳлил этилган эритмадаги сирка кислотанинг коцентрацияси c(Х) ва массаси m(Х)ни ҳисоблаймиз.

c(X) = c(NaOH)V (ЭН)/V(X) = 0.1000∙20.00/20.00 = 0.1000 моль/дм³
m(X) = c(X)M(X)V(X) = 0.1000∙60.052∙0.0200=0.1201 г

Бу ерда M(X) =60.052 – сирка кислотасининг моляр массаси.

9) Электролит эритмаси концентрациясини воситасиз кондуктометрия натижалари асосида ҳисоблаш.
Сирка кислотасининг сувдаги эритмасини (тоза сув электр ўтказувчанлиги айириб ташлангач) солиштирма ва эквивалент электр ўтказувчанлик қийматлари 25^оС хароратда = 5.75 ∙ 10^-5 См∙см^-1 ва λ=42.215 См∙см² моль қийматларга эга.
Ечилиши: (10.23) тенгламага муофиқ қуйидагиларни ёзиш мумкин

c = 1000 / λ

c = 1000∙5,75∙10^-4 / 42,215 = 1,362 ∙10^-3 моль/дм³


10) Қўрғошин (II) ни полярографик усулда аниқлаш учун таркибида қўрғошин бўлган m = 1.0000 г намуна 100 см³ фон электролит эритмасида эритилди. Тайёрланган эритманинг 5 см³ ҳажми полярографияланганда қўрғошин (II)нинг полярографик тўлқин баландлиги (диффузия токи h=100 мм бўлган полярограмма (10.15-расм) олинди.
Ҳудди шундай шароитда моляр концентрацияси с(st) = 0.01 моль/дм³ бўлган стандарт эритмани полярограммасида h(st) = 20 мм эканлиги (10.15 расм) аниқланди.





10.15-расм. Таркибида қўрғошин (II) бўлган таҳлил этилувчи эритма (а) ва стандарт (б) эритмаларни полярограммалари.

Тахлил этилган намунадаги қўрғошин (II) масса улуши W ни процентларда ҳисобланг.

Ечилиши: m-массали таҳлил этилган намунадаги қўрғошин (II) масса улуши

W = m(Pb)/m∙100%

бу ерда m(Рb) – мазкур намунадаги қўрғошинни массаси

m(Pb)=c(Pb)M∙V

c(Pb)-таҳлил учун тайёрланган V=100 см³ =0.1 дм³ эритмадаги қўрғошин катионларини концентрацияси: М = 207.2 - қўрғошинни моляр массаси.

Полярографияланган эритмадаги қўрғошин катионлари концентрациясини стандарт эритмалар усулида Илькович тенгламаси (10.25) дан хам ҳисоблаш мумкин
h=Kc(Pb), h(st)=Kc(st)
h/h(st) = c(Pb)/c(st), c(Pb) = h ∙с(st)/ h(st)

h, h(st) ва c(st) қийматларини тенгламага қўйиб

c(Pb)= 10 ∙ 0,01/20 = 0,005 моль/дм³

Намунадаги қўрғошин массаси:

m(Pb) – 0.05∙207.2∙0.1 = 0.1036 г га тенг

Тахлил этилган намунадаги қўрғошин (II) масса улуши

11. Эритмадаги натрий тиосульфат массасини кулонометрик титрлаш усулида аниқлаш.
Текширилувчи эритмадаги Na₂S₂O₃ массасини аниқлаш учун унинг аликвота ҳажми, ортиқча фон электролит КI, крахмал индикатори ва платина (анод) электроди бўлган гене-ратор ячейкасига қуйилади.
Ёрдамчи – платина электрод-индифферент кучли электролит қуйилган, иккинчи ёрдамчи идишга туширилади. Иккала идиш кучли электролит эритмаси билан тўлдирилган электролитик калит билан туташтирилади. Генератор аноди ва ёрдамчи катод электролиз ўзгармас токини таъминловчи амперостатик (гальваностатик) ускунага уланади.
Электролиз жараёнида йодид ионлари ёрдамчи анодида (оксидланиб) зарядсизланади.

2I^- - 2e = I₂

Натижада титрант – молекуляр иод генерацияланади ва эритмадаги тиосульфат ионлари билан қуйидаги реакцияга киришади.

I₂ + 2S₂O₃^2- = 2I^- + S₄O₆^2-

Ёрдамчи платина катодида қуйидаги электрод реакцияси содир бўлади (кечади).

2Н₂О + 2е = Н₂↑ + 2ОН^-

ва водород гази ажралади.
Барча тиосульфат ионлари генерацияланган йод молекулалари билан реакцияга киришиб бўлгач, генератор анодида ажралиб чиқаётган молекуляр иоднинг дастлабки ортиқча қисми крахмал билан таъсирлашади натижада эритмада кўк ранг ҳосил бўлади. Эритмада кўк ранг пайдо бўлиши билан электрик занжир узилади, титрлаш тўхтатилади.
Титрлаш давом этган вақт τ(секундда) ва доимий ток қийматини I (амперда) билган холда электр миқдори Q = iτ (кулонда) ҳамда таҳлил этиш учун олинган аликвота ҳажмдаги оксидланиш қайтарилиш реакциясида битта тиосульфат ионига тўғри келган электронлар сони n-1 тенглигини ҳисобга олган холда, натрий тиосульфат массаси (10.28) формула бўйича ҳисобланади.
Калий йодид ва крахмалда бўлиши мумкин бўлган қўшимчаларни электроксидлаш (ёки электр қайтариш) учун мазкур эритмани муқаддам электролизи ўтказилгач текширувчи эритмани кулонометрик титрлаш бажарилади.
Зарурат бўлса таҳлил этилувчи эритма аликвота хажмига тенг сувда бўлиши мумкин бўлган аралашмани электроoксидлаш (электро-қайтарилишига) сарфланган электр миқдо-рини аниқлаш мақсадида пуч тажриба ўтказилади.
Пуч тажрибани ўтказиш учун, калий йодидни крахмал билан фон эритувчиси тайёрланади, уни муқаддам электролизм ўтказилгач, унга айнан шундай ҳажмдаги пуч эритма қўшилади. Пуч эритманинг таркибида аниқланувчи натрий тиосульфатдан ташқари барча таркибий қисмлар мавжуд бўлиши шарт. Шундан кейин магнит аралаштиргич ёқилади. Секундомер ишга туширилиши билан бир вақтда ускуна электр занжирига уланади ва эритмада кўк ранг пайдо бўлгунча электролиз давом эттирилади. Электрокимёвий ячейкада кўк ранг хосил бўлиши биланоқ секундомер ва ускунани электрик занжири ўчирилади.
Пуч титрлашга сарфланган вақт, кейинчалик текширилувчи эритма электролизига сарфланган умумий вақтдан айириб ташланади.
Одатда титрлаш учун сарфланадиган вақтни аниқлаш мақсадида аввал текширилувчи эритмада белгиловчи титрлаш ўтказилади. Сўнгра ўша генератор идишига ичидаги электролизланган эритмани олиб ташламасдан унинг устига тахлил этилувчи эритмани навбатдаги аликвота хажмидан қўшиб титрлаш камида 5 марта такрорланади. Ҳар гал қўшиладиган таҳлил этилувчи эритма аликвота ҳажмлари хар хид бўлиши мумкин.
Конкрет мисолни кўриб чиқамиз.
Таҳлил этувчи V = 100 cм³ сувли эритмада натрий тиасульфат мавжуд. Куланометрик титрлаш усулида мазкур эритмадаги натрий тиосульфат массаси m аниқланмоқда.
Генератор идиши (шиша стакан) платина генератор анод электроди ва кучли индифферент электролит эритмасига туширилган, генератор платина катоди билан жихозланган ёрдамчи идиш (у ҳам шиша стакан)дан иборат ускуна йиғилади ва иккала идиш электролитик калит билан туташтирилади.
Фон эритмани муқаддам электролизи ўтказилади. Бунинг учун генераторли платина электроди ва магнит аралаштиргич генератор идишига 10 см³ 0.2 моль/см³ калий йодид эритмаси 1 см³ янги тайёрланган 1% ли крахмал эритмаси ва генератор электродини ишчи қисмини қоплагунча дистилланган сув қўшилади. Магнит аралаштиргич ва ускунани электрик занжири токга уланиб 3 мА ток кучида муқаддам электролиз ўтказилади. Эритмада кўк ранг пайдо бўлиши биланоқ электрик занжир узилиб секундомер ўчирилади.
Сўнгра, муқаддам электролиз ўтказилган шу эритманинг ўзига 2 см³ дистилланган сув қўшилди (чунки таркибида натрий тиосульфат бўлган таҳлил этилувчи сувли эритманинг ҳажми 2 см³) ва уни титрлаш учун τ'= 10с вақт сарфланди.
Пуч титрлашдан кейин текширилувчи эритмада муқаддам титрлаш ўтказилди. Бунинг учун генератор идишдаги эритмага бюреткадан 2 см³ таҳлил этилувчи натрий тиосульфат эритмаси қўшилгач, электрик занжир туташтирилиб токни айнан ўшандай i=3 мA қийматида эритма кўк рангга киргунча магнит аралаштиргич ишлатилган холда электролиз давом эттирилди шунга 120 с вақт сарф бўлди.
Муқаддам титрлашдан сўнг хар гал генератор идишга электролиздан сўнг 2 см³ дан таҳлил этилувчи эритмадан қўшиб 5 марта аниқ титрлаш ўтказилди. Таҳлил этилувчи эритмани 2 см³ ҳажмини титрлаш учун сарфланган ўртача вақт τ = 120c бўлади.
Тахлил этилган эритмадаги натрий тиосульфат массасини аниқланг.
Ечилиши: (10.28) формула асосида тиосульфат ионлари электролизи учун сарфланган электр миқдори Q қийматини ҳисоблаймиз.

Q = i(τ-τ') = 3∙10^-3(120-10)=0.330K₁

бу ерда i=3мA=3∙10³A; τ=120c, τ=10c.

Таҳлил этилувчи эритманинг 2 см³ ҳажмидаги натрий тиосульфат массаси m' – ни (10.27) формуладан ҳисоблаймиз.
m'= QM/nF\0.330∙158.11/1∙96478=5.8∙10^-4 г =0.54 мг

бу ерда M=158.11 г/моль – натрий тиосульфатнинг моляр массаси.

Таҳлил этилган дастлабки 100 см³ эритмадаги натрий тиосульфат массасини ҳисоблаймиз. Таҳлил этилган эритмани 2 см³ ҳажмида 0.54 мг натрий тиосульфат бўлгач 100 см³ эритмада
m=0.54∙100=54 мг
Натрий тиосульфат бўлган.