Titrimetriyada qo‘llanadigan reaksiyalarga qo‘yilgan talablar

9-Mavzu: Titrimetrik taxlil. Asosiy tushunchalari.Titrimetriyada qo‘llanadigan reaksiyalarga qo‘yiladigan talablar. Titrimetrik tahlil tasnifi.

Reja:

Titrimetrik tahlil mohiyati. (titrlash, ekvivalent nuqta, usulning yutuq va kamchiliklari, sezgirligi va aniqligi).

Tasnifi.

Titrimetriyada qo‘llanadigan reaksiyalarga qo‘yilgan talablar.

Titrantlarni (ishchi eritmalarni) tayyorlash va ularni standartlash (standart moddalarga qo‘yilgan talablar).

Kislota – asos bo‘yicha titrlash.

Kimyoviy taxlil usullari orasida gravimetrik (tortma) taxlil usuli eng aniq usuldir. Lekin bu usulning kamchiligi modda va idishlarni tortishga ko‘p vaqt ketishidadir. Taxlilni bunday Sekin bajarilishi amaliy ish talablariga ko‘pincha javob beraolmaydi. Masalan, biror texnologik jarayonni (domna yoki marten protsesslarini) kimyoviy nazorat qilishda, brakni oldini olib, jarayonni kerakli tomonga yo‘naltirish uchun taxlil natijalari tez tayyor bo‘lishi kerak. O‘z vaqtida olinmagan natijalar, aniq bo‘lsa ham, keraksiz bo‘lib qoladi. Xajmiy taxlil tezlik jihatidan gravimetrik taxlilga nisbatan katta afzalliklarga ega. Masalan, mor tuzi tarkibidagi temir (II) miqdorini tortma taxlil usuli bilan aniqlashga ko‘p vaqt talab etiladi, qachonki bu ishni titrimetrik usulda bir necha daqiqa ichida bajarish mumkin.

O‘lchov idish – byuretkadan sarf bo‘lgan aniq konsentratsiyali reagent eritmasi hajmini aniqlab, aniqlanuvchi modda eritmasining hajmini bilgan holda, ekvivalentlar qonuni bo‘yicha, tahlil qilinuvchi eritmaning konsentratsiyasini, hamda aniqlanuvchi modda miqdorini topish mumkin. Titrimetrik yoki hajmiy taxlil – miqdoriy tahlil usuli bo‘lib, unda o‘zaro ta’sirlanuvchi moddalar eritmalarining hajmini aniq o‘lchashga asoslangan. Usulning nomi “titr” so‘zidan olingan bo‘lib, u 1 sm3 eritmadagi erigan moddaning grammlar sonini anglatadi va T – xarfi bilan belgilanadi. T=E N/1000 g/sm3. Masalan, H2SO4 ning titri 0,0049 g/sm3 ga teng deyilsa, shu eritmaning har bir ml da (sm3) 0,0049 g H2SO4 bo‘lishini ko‘rsatadi. Titri aniq bo‘lgan eritmalar titrlangan eritma (titrant)lar deyiladi.

Titrlangan eritmalar byuretkaga solinib tekshiriluvchi eritmaga oz – ozdan qo‘shiladi. Bu jarayon titrlash deb ataladi. Titrlash ekvivalent nuqtaga etguncha olib boriladi. Titrlash davomida titrlanuvchi eritmaga qo‘shilgan titrantni ekvivalent, teng kuchli miqdori (ya’ni Titrant eritmasini xajmi) – titrlashni ekvivalent nuqtasi deyiladi. Ekvivalent nuqta turli usullar bilan, ko‘pincha indikator eritmasi rangining o‘zgarishi bilan aniqlanadi. Masalan, aniq konsentratsiyali oksalat kislotasi bilan fenolftalein indikatori ishtirokida ishqorning konsentratsiyasini aniqlash mumkin.

Fenolftalein rangi titrlash kolbasida oz miqdorda kislota bo‘lganda ham rangsizligicha qoladi. Kislotaning hammasi ishqor bilan ta’sirlashib bo‘lgandan so‘ng (ishqorning 1 tomchi ortiqcha miqdori eritma rN ini o‘zgartirishi natijasida) fenolftalein pushti rangga kirib ekvivalent nuqtaga etilganligini bildiradi.

14.1. Usulning sezgirligi va aniqligi
Titrimetrik taxlil aniqlanuvchi modda miqdori 1% dan ortiq bo‘lgan hollardagina bajariladi. Titrimetrik taxlil usulining aniqligi gravimetrik usulga nisbatan pastroq bo‘lib, 0,2% ni tashkil etadi. Lekin tartib bilan ishlaganda ikkala usulda olingan ish natijalarning farqi oz bo‘ladi. Xajmiy taxlil usulining soddaligi va tezkorligi sababli taxlilda ko‘p qo‘llanadi. Gravimetrik va titrimetrik taxlil usullarining 3 asosiy farqi bor.

Titrimetriyada

Gravimetriyada

Miqdoriy analiz

Sarflangan titrant hajmi bo‘yicha bajari-ladi

Olingan cho‘kmaning aniq og‘irligi bo‘yicha baja-riladi

Aniqlanuvchi moddaga

Titrant ekvivalent miqdorda qo‘shiladi

Reagent 1,5 barobar ortiqcha qo‘shiladi

Qo‘llaniladigan reagent turlari

Neytrallanish, oksid-lanish – qaytarilish, cho‘ktirish va boshqalar

Faqat cho‘ktirish

14.2. Titrimetrik taxlil tasnifi
Qo‘llanadigan reaksiya turiga qarab titrimetrik taxlil 3 guruxga bo‘linadi.

Титриметрик тахлил

Чўктириш ва комплексонометрия
Оксидланиш-қайтарилиш
Кислота-асос (нейтраллаш)
Tasnifdan, taxlil usulida kimyoviy reaksiyaning har xil turlaridan foydalanilishi ko‘rinib turibdi. Lekin, u yoki bu aniq bir reaksiyalardan taxlilning asosi sifatida foydalanish uchun ular qator talablarga javob berishlari zarur.

14.3. Titrimetriyada qo‘llanadigan reaksiyalarga

qo‘yiladigan talablar
1. Aniqlanuvchi modda bilan titrant o‘rtasida reaksiya tez borishi;

2. Reaksiya chapdan o‘ngga 100% borishi, ya’ni muvozanat doimiysining qiymati 108 dan kam bo‘lmasligi;

3. Har xil qo‘shimcha reaksiyalar bormasligi;

4. Qo‘shiladigan reaktiv faqat aniqlanuvchi modda bilan ta’sirlanishi;

5. Ekvivalent nuqtani aniqlash uchun tegishli indikator bo‘lishi kerak.

14.4. Titrantlarning ishchi eritmalarini

tayyorlash va standartlash.
Analitik kimyoda titrant eritmalarining konsentratsiyalari normalda ifodalanadi. Normal konsentratsiya – 1 litr eritmadagi erigan moddaning gramm – ekvivalent miqdori.

Gramm ekvivalent. Moddaning 1 gramm vodorod ioniga yoki bir valentli boshqa ionga teng kuchli bo‘lgan, oksidlanish – qaytarilish reaksiyalarida esa, olingan yoki berilgan elektronlarni bittasiga to‘g‘ri kelgan miqdori uning gramm ekvivalenti deyiladi. Bir moddaning gramm – ekvivalenti turli reaksiyalarda turlicha bo‘ladi:

F(э) – эквивалент омили

SHunday qilib, gramm – ekvivalent o‘zgarmas kattalik bo‘lmay, reaksiya xarakteriga bog‘liq ravishda o‘zgarib turadi. Ishchi eritmalar – taxlillanuvchi eritmalarni titrlab, ularni konsentratsiyasini aniqlash uchun ishlatiladigan eritmalar – titrant yoki ishchi eritma deyiladi. Ishchi eritmaning titri standart eritmalarning titri bo‘yicha topiladi.

Standart eritmalar – boshlang‘ich moddani analitik tarozida tortib, o‘lchov kolbasida eritib, eritmaning hajmi kolbaning belgisigacha (menisk chizig‘i) suv bilan suyultirib tayyorlanadi.

1. Eritmaning titri quyidagi formula bilan hisoblanadi.

Titrimetrik analizning mohiyati

Miqdoriy analizda aniqlanadigan modda miqdorini aniqlash uchun sarf

bo’ladigan moddaning koncentraciyasi aniq bo’lgan modda eritmasi hajmini o’lchashga

asoslangan usuliga hajmiy (titrimetrik) analiz usuli deb aytiladi.

Aniqlanadigan A modda eritmasiga oz-ozdan koncentraciyasi aniq bo’lgan V

modda eritmasi qo’shiladi. Bunda V moddadan A modda miqdoriga aniqlovchi modda

miqdori ekvivalent bo’lgan holat ekvivalent nuqta deb ataladi. Ekvivalent nuqta mahsus

asboblar yoki indikatorlar yordamida aniqlanadi. Indikator rangining o’zgarish holatiga

titrlashning ohirgi nuqtasi deyiladi.

Koncentraciyasi yoki boshqacha titri aniq bo’lgan eritma standart (titrlangan)

eritma, yoki titrant deb aytiladi. Standart eritmaning koncentraciyasi odatda grammning

millilitrga nisbati (g/ml) yoki (normallik) gramm-ekvivalent/litr birligida ifodalanadi.

Aniqlanadigan modda eritmasiga sekinlik bilan titrantni qo’shish jarayoni titrlash

deyiladi.

Titrimetrik analiz usullari: Analiz qilinadigan modda miqdorini aniqlashda

boradigan asosiy reaksiyalarning turlariga qarab, hajmiy analiz usullari quyidagilarga:

1) neytrallash yoki kislota-asosli titrlash ;

2) oksidlanish-qaytarilish usullari, (oksidimetriya);

3) cho’ktirish va kompleks hosil qilish usullari (kompleksonometriya) ga

bo’linadi.

Titrlashni bajarilish tartibiga ko’ra quyidagi usullarga bo’lish mumkin:

1) to’g’ri titrlash - bu usulda aniqlanayotgan modda bilan aniqlovchi modda (reaktiv)

o’rtasida to’g’ridan- to’g’ri kimyoviy reaksiya boradi;

2) teskari titrlash - aniqlanayotgan modda eritmasiga muayyan ortiqcha (ammo aniq

o’lchangan) miqdordagi standart moddaning ma`lum koncentraciyali eritmasi qo’shiladi

va bu stardart moddaning ortiqcha miqdori boshqa standart eritma bilan titrlanadi;

3) «o’rin-bosar» ni titrlash - aniqlanayotgan moda va biror aniqlovchi modda

o’rtasidagi reaksiya mahsulotini standart eritma bilan titrlashdir

16

2.3. Titrlangan eritmalar tayyorlash
Koncentraciyasi (titri) aniq ma`lum bo’lgan eritmalar titrlangan, titrant yoki

standart eritmalar deyiladi. Ular quyidagi talablarga javob berishi:

1)

modda kimyoviy toza bo’lishi;

2)

moddaning tarkibi uning formulasiga to’la mos kelishi ;

3)

modda quruq holda saqlanganda ham, eritma holda saqlanganda ham

barqaror bo’lishi;

4)

moddaning gramm ekvivalent qiymati mumkin qadar katta bo’lishi kerak,

chunki bu eritmaning titrini aniq topishga imkon beradi.

Ko’rsatilgan talablarga javob beradigan moddalar titrlangan yoki boshlang’ich

moddalar deyiladi, chunki ulardan foydalanib qolgan boshqa moddalarning titri

aniqlanadi.

Boshlang’ich moddalar quyidagi usullar bilan tayyorlanadi:

1. Fiksanal tayyorlash usuli. Fiksanal – 1 litr aniq 0,1000 n eritma tayyorlash

uchun kerakli miqdorda aniq tortilib yoki aniq o’lchanib shisha ampulalarga solib

kavsharlangan qattiq modda yoki titrlangan eritmalardir. Fiksanaldan titrlangan eritma

tayerlash ampuladagi moddani hajmi 1 litrli kolbaning bo’g’ziga varonka qo’yib, uning

ichida bayok (nayza) qo’yiladi va shu bayook yordamida ampulaning yupqa devorli tubi

sindiriladi. Ampulaning yuqori qismidagi chuqurcha uchi o’tkir shisha tayoqcha bilan

teshiladi. Teshikdan ampula ichiga yuvgich yordamida suv purkab yuviladi. So’ngra

varonka yuviladi va uni olib qo’yib, kolbadagi suyuqlikning hajmi distillangan suv

qo’shib belgisigacha etkaziladi.

2. Tortim usuli. Kerakli moddadan analitik tarozida aniq tortib olib o’lchov

kolbasida eritiladi va eritmaning hajmi kolbaning belgisiga etguncha distillangan suv

bilan to’ldiriladi. Eritmaning titri quyidagi formula bilan hisoblanadi:

V

m

Т



, г/мл

m – erigan moddaning massasi, g

V – eritmaning hajmi, ml

Bunday eritmalarga birlamchi standart eritmalar yoki tayyorlangan eritmalar

deyiladi. Lekin hamma moddalarning eritmasini masalan, (HCl, NaOH) tayyorlab

bo’lmaydi.

3.Titrlash usuli. Titrlangan eritmalarga qo’yiladigan talablarga (yuqoriga

qarang) javob bera olmaydigan eritmalar titrlash usuli bilan tayyorlanadi. Bunda

tahminan kerakli koncentraciyali eritma tayyorlanadi, aniq (titri) koncentraciyasini esa,

biron to’g’ri keladigan boshqa birlamchi standart eritma bilan titrlab aniqlanadi.

Titri boshqa eritma yordamida titrlash usuli bilan topilgan eritmalar titri

aniqlangan eritmalar yoki ikkilamchi standart eritmalar deyiladi.

2.4. Kislota – asosli titrlash (neytrallash) usuli.

Titrimetrik analizda modda miqdorini aniqlash, neytrallanish reaksiyasiga

asoslangan usuli kislota-asosli titrlash yoki neytrallash usuli deyiladi. Neytrallash

jarayoni eritmalarda gidroksoniy (Н

3

О

+

) (yoki Н

+

) ionlarining gidroksil ОН

-
ionlari

bilan o’zaro ta`sirlashib kuchsiz elektrolit suvning hosil bo’lishidir.

Н

3

О

+

+ ОН

-



2Н

2

О

Н

+

+ ОН

-



H

2

О

17

Demak, eritmada Н

+

va ОН

-
ionlari koncentraciyasining, ya`ni рН ini o’zgarishi

kuzatiladi.

Bu usul bilan biror kislotaning titrlangan eritmasidan foydalanib ishqorlarning

miqdorini aniqlash (acidimetriya) yoki ishqorning titrlangan eritmasidan foydalanib,

kislotalarning miqdorini aniqlash (alkalimetriya) mumkin.

Neytrallash usuli oziq-ovqat sanoatida shu jumladan hamirturush (drojja), un, sut,

muzqaymoq, pivoning kislotaliligini, sirka kislota tarkibidagi sirka miqdorini

aniqlashda ishlatiladi.

Kislotalarning titrini aniqlashda boshlang’ich modda sifatida: Na

2

B

4