Mavzu: Oksidlanish-qaytarilish usullarida ekvivalent nuqta

2.1. Titrlash egri chiziqlari

Оksidlanish — qaytarilish rеaksiyalariga asоslangan titrlash jarayonida dastlabki va охirgi mahsulоtlarning kоnsеntratsiyalari uzluksiz o’zgarib bоradi, shunga bоg’liq tarzda eritmaning rеdоks-pоtensiali qiymati ham o’zgaradi. Quyidagi rеaksiyada
5Fe²⁺ + MnО₄^- + 8H⁺→5 Fe³⁺ + Mn^{2 +}+ 4H₂O
titrlashning ma’lum har bir daqiqasida eritmada ikkita rеdоks juft: MnО₄^-\Mn⁺² ga va Fe³⁺\ Fe²⁺mavjud bo’ladi; bu juftlarning rеdоks-pоtеnsiallari E ni xisоblashni quyidagi tenglamalar bo’yicha оlib bоrish mumkin.
E(MnО^4- \ Mn²⁺)=1,51+ 0,059 lg[MnO^4][H^]85 [Mn^2]
E(Fe³⁺\ Fe²⁺)=0,77+ 0,059 lg [Fe^3]5 [Fe^2]
Titrlash egri chizig’ini tuzish uchun оrdinata o’qiga rеdоks-pоtеnsial qiymatlari Е (V) jоylashtiriladi, abstsissa , o’qiga esa kaliy pеrmanganatning 0,1 N eritmasining va tе-mir (II) sulfat eritmasining millilitrlari qo’yiladi.
Yuqоridagi fоrmulalarni qaysi biri bilan hisоblanmasin pоtеnsialni qiymati bir хil bu bo’lib chiqadi. Ko’pincha Е ni ekvivalent nuqtaga qadar ikkinchi
(Е(Fe³⁺\ Fe²⁺) tеnglama bo’yicha hisоblash qabul qilingan. Ekvivalеnt nuqtadan kеyin birinchi (Е (MnО₄^-\ Mn^{2 +}) tеnglama bo’yicha xisоblanadi. Kaliy pеrmanganat bilan titrlanganda tеmir (II) sulfatning kоnsеntratsiyasini o’zgarishi nеytral1ash mеtоdi bo’yicha titrlashning egri chizig’iga o’хshash bo’lgan egri chiziq b ilan ifоdalanadi. Agar eritmada tеmir (II) sulfatning ko’p miqdоrdagi eritmasi bo’lsa,kaliy pеrmanganat qo’shish uni kоnsеntratsiyasini kam o’zgartiradi.
Ekvivalеnt nuqtaga yеtganda tеmir (II) sulfat kоnsеntratsiyasi sakrash bilan o’zgaradi, binоbarin pоtеnsial Е ning qiymati ham o’zgaradi. Kоnsеntratsiya o’zgarishiga mоs keladigan pоtensial Е ning qiymatini Nеrnst tеnglamasi bo’yicha hisоblanadi. Titrlash jarayoni bоshlanishida pоtеnsial Е taхminan 0,7 V ga tеng bo’ladi. Kaliy permanganat eritmasi qo’shib bоrish hisоbiga Fe²⁺ iоnlari kоntsеntratsiyasi kamayib bоradi, Fe³⁺ ionlari kоnsеntratsiyasi esa оshib bоradi, bunga bоg’liq tarzda pоtеnsial Е ning qiymati xam оrtib bоradi. Ekvivalеnt nuqtaga yеtgunga qadar pоtensialning o’zgarishi kam bo’lib, faqat titrlashning охiriga kеlib, pоtеnsialning qiymati, 1,400 V ga yеtadi.
Rеdоksimetriya metоdlarida ekvivalеnt nuqtani belgilash bir qatоr hоllarda
titrant (yoki titrlanuvchi eritma) rangi sеzilarli darajada o’zgarsa indikatоrsiz amalga оshirilishi mumkin. Masalan permanganatоmеtriya mеtоdida KMnО₄, eritmasining rangining yo’qоlishi yoki hоsil bo’lishiga qarab titrlashning ekvivalеnt nuqtasi aniqlanadi. Shuningdеk, elеmеntar yоd yoki brоm eritmalari fоydalanilganda, tekshirilayotgan rangsiz eritmalar ekvivalеnt nuqtada sariq tusga kiradi.
Ba’zi rеdоksimеtrik titrlashlar rеdоks-pоtensialning ma’lum qiymatga erishilganda o’z rangini o’zgartiruvchi indikatоrlar ishtirоkida o’tkaziladi. Sistеmani оksidlanish-qaytarilish (rеdоks) pоtеnsialiga bоg’1iq ravishda o’z rangini o’zgartiruvchi indikatоrlar rеdоks-indikatоrlar dеb ataladi.
Redоks - indikatоrlarga misоl qilib. difenilamin NH(C₆H₅)₂ ni оlish mumkin. Uning rangsiz eritmasiga оksidlоvchilar ta’sir ettirilsa, u ko’k-binafsha tusga kiradi. Difеnilamin ko’pgina оksidlоachilar ta’sirida o’z rangini o’zgartiradi.
Rеdоks-indikatоrlarga quyidagi talablar qo’yiladi:
a) Oksidlangan va qaytarilgan shakllarning rangi har хil bo’lishi kеrak; - rangning o’zgarishi оz miqdоrdagi indikatоr ishtirоkida ham sеzilarli bo’lishi lоzim;
b) Indikatоr ekvivalеnt nuqtada juda оz miqdоrdagi оrtiqcha qaytaruvchi yoki оksidlоvchi bilan o’zarо ta’sirlasha оlishi kеrak;
c) Indikatоr atrоf-muхit ta’siriga: xavо kislоrоdi. karbоnat angidrid SО₂, yorug’lik va bоshqa ta’sirlarga barqarоr bo’lishi kеrak.

2.2.Ekvivalentlik nuqtasini topish usullari

Titrimetrik analizda ekvivalent nuqtasi qo'shilgan titrantning ekvivalentlari soni namunadagi tahlil qiluvchi moddaning ekvivalentlari soniga ekvivalent yoki teng bo'lgan titrlash momentidir. Ayrim hollarda birin-ketin bir necha ekvivalentlik nuqtalari kuzatiladi, masalan, ko'p asosli kislotalarni titrlashda yoki bir nechta ionlar aniqlanishi kerak bo'lgan eritmani titrlashda.Bu kimyoviy jarayonlar tufayli rangini o'zgartiradigan moddalardir. Fenolftalein kabi kislota-asos ko'rsatkichlari ular joylashgan eritmaning pH darajasiga qarab rangini o'zgartiradi. Oksidlanish-qaytarilish indikatorlari tizim potentsialining o'zgarishidan keyin rangini o'zgartiradi va shuning uchun redoks titrlashda qo'llaniladi. Titrlashni boshlashdan oldin tekshiriladigan eritmaga bir necha tomchi indikator qo'shiladi va titrant tomchilab qo'shiladi. Eritma indikator rangini o'zgartirgandan so'ng titrlash to'xtatiladi, bu moment taxminan ekvivalentlik nuqtasidir. PH o'lchagich mohiyatan potensiometr bo'lib, uning potentsiali eritmadagi H⁺ ionlarining tarkibiga bog'liq bo'lgan elektroddan foydalanadi, bu ion selektiv elektroddan foydalanishga misoldir. Shunday qilib, butun titrlash jarayonida pH o'zgarishini kuzatish mumkin. Ekvivalent nuqtaga erishilganda, pH keskin o'zgaradi. Bu usul kislota-asos ko'rsatkichlari yordamida titrlashdan ko'ra aniqroq va oson avtomatlashtirilishi mumkin. Elektrolitlar eritmalarining o'tkazuvchanligi undagi ionlarning konsentratsiyasi va harakatchanligiga bog'liq.
Eritmaning umumiy o'tkazuvchanligi, shuningdek, o'tkazuvchanlikka har xil hissa qo'shadigan boshqa ionlarga (masalan, qarshi ionlarga) bog'liq. Bu hissa, o'z navbatida, har bir ion turining harakatchanligiga va ionlarning umumiy konsentratsiyasiga (ion kuchi) bog'liq. Shuning uchun o'tkazuvchanlikning o'zgarishini o'lchashdan ko'ra oldindan aytish qiyinroq. Ba'zi reaktsiyalar paytida rang o'zgarishi indikator qo'shilmasa ham sodir bo'ladi. Bu ko'pincha oksidlanish-qaytarilish titrlashlarida, boshlang'ich moddalar va reaksiya mahsulotlari turli oksidlanish darajalarida turli xil ranglarga ega bo'lganda kuzatiladi. Termometrik titrimetriya juda moslashuvchan texnikadir. Uning kalorimetrik titrimetriyadan farqi shundaki, haroratning pasayishi yoki ko‘tarilishi bilan ko‘rsatilgan reaksiya issiqligi tekshirilayotgan namunadagi moddaning miqdorini aniqlash uchun ishlatilmaydi. Aksincha, ekvivalentlik nuqtasi harorat o'zgarishi sodir bo'lgan hududga qarab belgilanadi. Titrlovchi va tahlil qiluvchi modda o'rtasidagi reaksiya ekzotermik yoki endotermik bo'lishiga qarab, titrlash jarayonida harorat mos ravishda ko'tariladi yoki tushadi. Barcha tekshiriladigan modda titrant bilan reaksiyaga kirishganda, harorat ko'tarilgan yoki pasaygan maydonni o'zgartirish ekvivalentlik nuqtasini va harorat egri chizig'idagi egilishni aniqlash imkonini beradi. Aniq ekvivalentlik nuqtasini harorat egri chizig'ining ikkinchi hosilasini olish orqali aniqlash mumkin: aniq tepalik rasmda ko'rsatilgandek ekvivalentlik nuqtasini ko'rsatadi. Titrlash mahsuloti, titrant yoki tekshiriluvchi moddaning yutilish spektri ma'lum bo'lsa, titrlash vaqtida eritmaning yorug'lik yutilishini o'lchash orqali ekvivalentlik nuqtasini aniqlash mumkin. Reaksiya mahsuloti va tekshirilayotgan moddaning nisbiy tarkibi ekvivalentlik nuqtasini aniqlash imkonini beradi. Shu bilan birga, erkin titrantning mavjudligi (reaktsiyaning tugashini ko'rsatuvchi) juda past qiymatlarda aniqlanishi mumkin.
Ko'rsatkichni tanlash qoidasi - titrlashda ekvivalent nuqtasi yaqinida rangini o'zgartiradigan indikator ishlatiladi, ya'ni indikator rangining o'tish oralig'i, iloji bo'lsa, titrlashning sakrashiga to'g'ri kelishi kerak.
Titrlash egri chizig'i ekvivalent nuqtalarga mos keladigan bir yoki bir nechta burilish nuqtalariga ega. Titrlashning oxirgi nuqtasi (ekvivalentlik nuqtasiga o'xshash, lekin bir xil emas) kolorimetrik titrlashda indikatorning rangini o'zgartiradigan nuqtadir.
Ekvivalentlik nuqtasi bu titrlash nuqtasidir, unda qo'shilgan titrant miqdori analit eritmasini to'liq zararsizlantirish uchun etarli. Titrant mollari (standart eritma) eritmaning molekulalarini noma'lum konsentratsiyaga tenglashtiradi. Bu shuningdek stoxiometrik nuqta deb ham nomlanadi, chunki bu erda molekulalarning miqdori ekvivalent mollarni zararsizlantirish uchun zarur bo'lgan miqdorga teng. E'tibor bering, bu kislota asosiga nisbati 1: 1 ni anglatmaydi. Bu nisbat muvozanatli kislota asosidagi kimyoviy tenglama bilan aniqlanadi.
Ekvivalentlik nuqtasi titrlashning so'nggi nuqtasi bilan bir xil emas. Oxirgi nuqta indikator rangini o'zgartiradigan nuqtani anglatadi. Ko'pincha ranglarning o'zgarishi ekvivalentlik nuqtasiga etib borganidan keyin sodir bo'ladi. Ekvivalentlikni hisoblash uchun so'nggi nuqta yordamida xato tabiiy ravishda yuzaga keladi.
Titrlashning ekvivalentligini aniqlashning turli xil usullari mavjud:
Rangni o'zgartirish - Ba'zi reaktsiyalar ekvivalentlik nuqtasida rangni tabiiy ravishda o'zgartiradi. Buni redoks titrlashda ko'rish mumkin, xususan, oksidlanish holatlari turli xil rangga ega bo'lgan o'tish metallari bilan.pH ko'rsatkichi - RN ga muvofiq rangni o'zgartiradigan rangli pH ko'rsatkichidan foydalanish mumkin. Titrlash boshida indikator bo'yoq qo'shiladi. Tugatish nuqtasida rang o'zgarishi ekvivalentlik nuqtasiga yaqinlashishni anglatadi. Agar reaktsiya natijasida erimaydigan cho'kma hosil bo'lsa, uni ekvivalentlik nuqtasini aniqlash uchun ishlatish mumkin. Masalan, kumush kationi va xlorid anioni suvda erimaydigan kumush xlorid hosil qilish uchun reaksiyaga kirishadi. Shu bilan birga, yog'ingarchilikni aniqlash qiyin bo'lishi mumkin, chunki zarrachalar hajmi, rangi va cho'kish tezligi ko'rinishni qiyinlashtirishi mumkin.
O'tkazuvchanlik - Ionlar eritmaning elektr o'tkazuvchanligiga ta'sir qiladi, shuning uchun ular bir-biri bilan reaksiyaga kirishganda, o'tkazuvchanlik o'zgaradi. Supero'tkazuvchilarni ishlatish qiyin bo'lishi mumkin, ayniqsa eritmada uning o'tkazuvchanligiga hissa qo'shadigan boshqa ionlar bo'lsa. O'tkazuvchanlik ba'zi kislota asosli reaktsiyalar uchun ishlatiladi. Izotermik kalorimetriya - ekvivalentlik nuqtasi izotermik titrlash kalorimetri deb nomlangan asbob yordamida ishlab chiqarilgan yoki so'rilgan issiqlik miqdorini aniqlash orqali aniqlanishi mumkin. Ushbu usul ko'pincha biokimyoviy reaktsiyalarni o'z ichiga olgan titrlashlarda, masalan, fermentlarni bog'lashda qo'llaniladi.
Spektroskopiya: Spektroskopiyadan reaktiv, mahsulot yoki titrantning spektri ma'lum bo'lsa, ekvivalentlik nuqtasini topish uchun foydalanish mumkin. Ushbu usul yarimo'tkazgichlarning ishqalanishini aniqlash uchun ishlatiladi. Termometrik Titrimetriya: Termometrik titrimetriyada ekvivalentlik nuqtasi kimyoviy reaktsiya natijasida hosil bo'lgan harorat o'zgarishi tezligini o'lchash orqali aniqlanadi. Bunday holda, o'tish nuqtasi ekzotermik yoki endotermik reaktsiyaning ekvivalentlik nuqtasini bildiradi.(3-rasm)

3-rasm

Amperometriya: Ampermetrik titrlashda ekvivalentlik nuqtasi o'lchangan tokning o'zgarishi sifatida qaraladi. Ortiqcha titrantni kamaytirish mumkin bo'lganda amperometriya qo'llaniladi. Usul, masalan, halidni Ag bilan titrlashda foydalidir⁺ cho'kindi hosil bo'lishidan ta'sirlanmaydi. Oksidlanish-qaytarilish usullarida ekvivalent nuqta qator hollarda titrlanuvchi modda yoki titrant rangining titrlash davomida o’zgarishiga qarab aniqlanadi. Permanganatometriyada ekvivalentlik nuqtasigacha eritma rangsiz bo‘ladi. Eritmada qaytaruvchi tugagandan so‘ng qo‘shilgan dastlabki tomchi kaliy permanganat eritmani pushti rangga bo'yaydi. Shu payt titrlash to'xtatiladi. Yod eritmasi bilan yoki yod hosil bo’lishiga asoslangan titrlashda ekvivalentlik nuqtasi kraxmal yordamida (rangsiz eritma yorqin ko‘k tusga kiradi, qaytaruvchilar ta’sirida ko‘k rang yo‘qoladi) aniqlanadi. Titrlashning ayrim hollarida (titanometriya) ekvivalentlik nuqtasi qaytaruvchilar ishtirokida temir (III) rodanidning qonsimon qizil rangi yo'qolishi asosida aniqlanadi. Shuni ta’kidlash kerakki, rangning yo'qolishi yoki rang intensivligi-ning kamayishi asosida oxirgi nuqtani topish aniqligi ancha past. Yuqorida keltirilgan moddalar: kraxmal, temir (III) rodanid spetsifik reaktivlar (indikatorlar) qatoriga kiradi. Biroq, ularni hamma oksidlanish-qaytarilish usullariga ham tatbiq etib bo'lmaydi. Bu moddalar rangining o‘zgarishi eritmaning oksidlanish-qaytarilish potensiali o'zgarishiga bog‘liq emas. Hozirgi vaqtda o‘z rangini eritmaning oksred potensiali o‘zgarishi bilan o'zgartiradigan oksred indikatorlar ko‘p ishlatiladi.

Oksred (redoks) indikatorlar organik birikmalar bo‘lib, ularning oksidlangan va qaytarilgan shakl-lari turli rangga ega. Bu moddalar eritmaiarining ranglari oksidlanish-qaytarilish potensialining tegishli qiymatlarida o'zgartiradi. Boshqacha qilib aytganda, redoks indikatorlar o‘z ranglarini ma’lum pH qiy-matida o‘zgartiruvchi kislota-asosli indikatorlarni eslatadi. Shuni nazarda tutish kerakki, potensial titrla- nuvchi eritmaning pH qiymatiga ham bog'liq bo’ladi. Shu bois ishlatilayotgan redoks-indikator o‘z rang-ini pH ning ekvivalentlik nuqtasiga to‘g‘ri kelmaydigan, boshqa qiymatida o‘zgartirishi ham mumkin. Eritmada ortiqcha miqdor oksidlovchining paydo bo'lishi indikatorning oksidlanishiga olib keladi, bunda uning rangi boshqa tusga o‘tadi. Ortiqcha miqdor qaytaruvchi esa indikatorni qaytaradi. Oksred indikator-lar quyidagi talablarga javob berishi kerak: sezgir bo'lishi; faqat ekvivalent nuqtadagina reaksiyaga kirishishi; oksidlangan va qaytarilgan shakllarda ranglari keskin farq qilishi; ozgina qism indikator ishlatilganda ham uning rangi o‘zgarishi sezilarli bo’lishi; indikator rangining o‘zgarish sohasi kichik bo‘lishi; ya’ni uning rangi potensialning kichik oralig'ida o‘zgarishi va u titrlash sakrashi bilan mos kelishi; indikator kislorod, uglerod (IV)-oksid va yorug‘lik ta’siriga chidamli, barqaror bo'lishi lozim. Odatda, titrlashda eritmaga indikatordan kam miqdorda (bir-ikki tomchi) qo‘shiladi. Eritma potensialining o‘zgarishiga qarab redoks indikatorlarning muvozanat holati o‘zgaradi. Yodid ion sistemaning oksred potensialidan katta potensialli moddalar ta’siridan yodgacha oksidlanadi, sistema oksred potensialidan kichik potensialli moddalar ishtirokida esa yod yodid ioniga qaytariladi. Yodid-yod indikator Sistema-sining ta’siri titrlanuvchi sistema va indikatorning oksred potensiallari nisbatiga asoslangan. Redoks indikator rangining paydo bo'lishi yoki yo‘qolishi, uning har ikkala shakli orasidagi muvozanatga bog‘liq.

Xulosa
Oksidlanish – qaytarilish usullarida ekivalent nuqta qator hollarda titrlanuvchi modda yoki titrant rangining titrlash davomida uzgarishiga qarab aniqlanadi.

Oksidlanish-qaytarilish usullari etarli darajada oksidlovchi yoki qaytaruvchi xususiyatlarni ko'rsatadigan ko'plab dorilarning miqdoriy tarkibini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin; bilvosita usullardan foydalanish oksidlanish-qaytarilish xususiyatiga ega bo'lmagan dori vositalarini miqdoriy aniqlash imkonini beradi.
Farmatsevtik tahlilda ko'p sonli RO titrlash usullari qo'llaniladi: yodometriya, bromatometriya, permanganatometriya, serimetriya va boshqalar.
Oksidlanish-qaytarilishni titrlash usullari farmakopeyaviy bo'lib, dori vositalarining zavod va dorixona texnologiyasida va farmatsevt amaliyotida keng qo'llaniladi. Ularning yordami bilan ko'plab dorivor moddalar aniqlanadi: yod, novokain, streptotsid, vodorod periks, furatsilin, analgin, askorbin kislotasi, norsulfazol, novokainamid, paratsetamol, naganin, levomitsetin, anestezin, dikain, sulgin, sulfatisilfatidin, etazol, xlorpromazin, E vitamini, vikasol, etamsilat va boshqalar.

Foydalanilgan adabiyotlar:

1.MirziyoevSh.M.“Erkinvafarovondemokratik”O’zbekistondavlatinibirgalikdabarpoetamiz.Toshkent,―O’zbekiston‖NMIU,2017.–29b.
2.MirziyoevSh.M.“Qonunustuvorligivainsonmanfaatlarinita‘minlashyurttaraqqiyotivaxalqfarovonligininggarovi”. ―O’zbekiston‖ NMIU,2017.– 47 b.
3.MirziyoevSh.M. Buyuk kelajagimizni mard va olijanob xalqimiz bilan birga quramiz.―O’zbekiston‖ NMIU,2017.– 485 b.
4.Р. Кельнера, Ж.-М. Мерме, М. Отто, Г.М. Видмер. Aналитическая химия. проблемы и подходы. том 2. - М. Мир, Издательство АСТ, 2004. 143-149 cт.
5.Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. ‘Analitik kimyo. Analitika’. Fan. T. 2008. 1 - jild (lotinda) 84-87 b.
6.Fayzullaev O. ‘Analitik kimyo asoslari’ Yangi asr avlodi, 2006. 98-106 b.
7.Mirkomilova M. ‘Analitik kimyo’. O’zbekiston, Toshkent. 2001. 59-98 b.
8.Analitik kimyo” sanoat farmatsiya fakulteti 2 kurs talabalari uchun o’quvuslubiy qo’llanma (rus va o’zbek tillarida), T. 2011 y. 67-74 b.
9.Urazova M.B. Bo’lajak kasbiy ta’lim pedagogini loyihalash faoliyatiga tayyorlash texnologiyasini takomillashtirish: Avtoref. dis. … doktora ped. nauk. – Tashkent: TGPU, 2015. – 80 b.
10.Omonov H.T., Xo’jaev N.X., Madyarova S.A., Eshchonov E.U. Pedagogik texnologiyalar va pedagogik mahorat. -T.:Moliya, 2012.- 199 b.
11.Ganieva M.A., Fayzullaeva D.M. Keys-stadi o’qitishning pedagogik texnologiyalari to’plami. Metodik qo’llanma / Seriya “O’rtamaxsus, kasb- hunar ta’limi tizimida innovatsion texnologiyalar”. – T.: TDIU, 2013. – 95 b.
12.Fayzullaeva D.M., Ganieva M.A., Ne’matov I. Nazariy va amaliy o’quv mashg’ulotlarda o’qitish texnologiyalari to’plami. Metodik qo’llanma / O’rta maxsus, kasb-hunar ta’limida innovatsion ta’lim texnologiyalari seriyasidan – T.: TDIU, 2013. – 137 b.
Internet saytlari
www.ziyonet.uz
www.google.com.uz//
www.idssve.uz
www.hozir.org
www.arxiv.uz