Kemia ya uchambuzi. Aina za titration Mbinu za mifano ya uchambuzi wa titrimetric

UCHAMBUZI WA TTRIMETRIAN

Kusudi la kazi: kufahamiana na misingi ya uchambuzi wa titrimetric, kusoma njia za kimsingi na mbinu za uboreshaji.

SEHEMU YA NADHARIA

1. Kiini cha uchambuzi wa titrimetric. Dhana za kimsingi.

Uchambuzi wa Titrimetric (volumetric) ni mojawapo ya aina muhimu zaidi uchambuzi wa kiasi. Faida zake kuu ni usahihi, kasi ya utekelezaji na uwezo wa kutumika kwa ajili ya kuamua aina mbalimbali za vitu. Uamuzi wa maudhui ya dutu katika uchambuzi wa titrimetric unafanywa kama matokeo ya mmenyuko wa kiasi kinachojulikana cha dutu moja na kiasi kisichojulikana cha nyingine, ikifuatiwa na hesabu ya kiasi cha dutu inayoamuliwa kwa kutumia equation ya majibu. . Mwitikio unaotokea lazima uwe stoichiometric, yaani, vitu lazima vichukue madhubuti kwa kiasi, kulingana na coefficients katika equation. Ikiwa hali hii imefikiwa tu ndipo majibu yanaweza kutumika kwa uchanganuzi wa kiasi.

Operesheni kuu ya uchambuzi wa titrimetric ni titration- Kuchanganyika kwa dutu taratibu hadi majibu yakamilike. Kwa kawaida, ufumbuzi wa vitu hutumiwa katika uchambuzi wa titrimetric. Wakati wa titration, suluhisho la dutu moja huongezwa hatua kwa hatua kwenye suluhisho la dutu nyingine mpaka vitu vinavyoitikia kabisa. Suluhisho ambalo hutiwa huitwa mtiti, suluhisho ambalo titrant inaongezwa inaitwa suluhisho la titrated. Kiasi cha suluhisho la titrated ambalo hupitia titration huitwa sehemu ya aliquot au kiasi cha aliquot.

Pointi ya usawa ni hatua wakati wa titration wakati reactants wamejibu kabisa. Katika hatua hii, ziko kwa idadi sawa , yaani, kutosha kwa majibu kuendelea kabisa, bila mabaki.

Kwa titration, ufumbuzi na viwango vinavyojulikana hutumiwa, ambazo huitwa kiwango au iliyopewa alama. Kuna aina kadhaa za ufumbuzi wa kawaida.

Kiwango cha msingi ni suluhisho na mkusanyiko unaojulikana kwa usahihi, ulioandaliwa kwa kupima kwa usahihi dutu. Dutu kwa ajili ya maandalizi ya kiwango cha msingi lazima iwe na utungaji fulani na iwe na kiwango fulani cha usafi. Maudhui ya uchafu ndani yake haipaswi kuzidi viwango vilivyowekwa. Mara nyingi, ili kuandaa ufumbuzi wa kawaida, dutu hii hupata utakaso wa ziada. Kabla ya kupima, dutu hii hukaushwa kwenye desiki juu ya wakala wa kukausha au kuwekwa kwenye joto la juu. Sampuli hupimwa kwa usawa wa uchambuzi na kufutwa kwa kiasi fulani cha kutengenezea. Suluhisho la kawaida linalosababishwa haipaswi kubadili mali zake wakati wa kuhifadhi. Suluhisho la kawaida huhifadhiwa kwenye vyombo vilivyofungwa vizuri. Ikiwa ni lazima, wanalindwa kutokana na kuwasiliana moja kwa moja miale ya jua na athari joto la juu. Ufumbuzi wa kawaida wa dutu nyingi (HCl, H2SO4, Na2B4O7, nk) zinaweza kuhifadhiwa kwa miaka bila kubadilisha mkusanyiko.

Kutokana na ukweli kwamba kuandaa dutu kwa ajili ya kuandaa ufumbuzi wa kawaida ni mchakato mrefu na wa kazi kubwa, sekta ya kemikali inazalisha kinachojulikana. njia zisizohamishika. Fixanal ni ampoule ya kioo ambayo sehemu fulani ya dutu imefungwa. Ampoule imevunjwa, na dutu hii huhamishwa kwa kiasi ndani ya chupa ya volumetric, kisha kuleta kiasi cha kioevu kwenye alama. Matumizi ya njia za kurekebisha hurahisisha sana mchakato na kupunguza muda wa maandalizi ya suluhisho la kawaida.

Baadhi ya dutu ni vigumu kupata katika hali safi ya kemikali (kwa mfano, KMnO4). Kutokana na maudhui ya uchafu, mara nyingi haiwezekani kuchukua sampuli sahihi ya dutu. Aidha, ufumbuzi wa vitu vingi hubadilisha mali zao wakati wa kuhifadhi. Kwa mfano, suluhisho za alkali zina uwezo wa kunyonya dioksidi kaboni kutoka kwa hewa, kama matokeo ambayo mkusanyiko wao hubadilika kwa wakati. Katika kesi hizi, viwango vya sekondari hutumiwa.

Kiwango cha sekondari ni suluhisho la dutu yenye mkusanyiko unaojulikana kwa usahihi, ambayo imeanzishwa kulingana na kiwango cha msingi. Viwango vya sekondari (kwa mfano, ufumbuzi wa KMnO4, NaOH, nk) huhifadhiwa chini ya hali sawa na viwango vya msingi, lakini mkusanyiko wao mara kwa mara huangaliwa dhidi ya ufumbuzi wa kawaida wa vitu vinavyoitwa kuweka.

2. Mbinu na aina za titration.

Wakati wa mchakato wa titration, aliquot ya suluhisho kawaida huchukuliwa ndani ya chupa, kisha ufumbuzi wa titrant huongezwa ndani yake kutoka kwa burette katika sehemu ndogo hadi hatua ya usawa ifikiwe. Katika hatua ya usawa, kiasi cha titrant kinachotumiwa ili kupunguza ufumbuzi hupimwa. Titration inaweza kufanywa kwa njia kadhaa.

Titration ya moja kwa moja ndio suluhisho la mchambuzi A Titrate na suluhisho la kawaida la titrant KATIKA. Njia ya titration ya moja kwa moja hutumiwa kupunguza ufumbuzi wa asidi, besi, carbonates, nk.

Saa kinyume kuweka alama ya aliquot ya suluhisho la kawaida KATIKA titrate na suluhisho la analyte A. Reverse titration inatumika kama analyte si imara chini ya hali ambayo titration inafanywa. Kwa mfano, oxidation ya nitriti na permanganate ya potasiamu hutokea katika mazingira ya tindikali.

NO2- + MnO2- + 6H+ ® NO3- + Mn2+ + 3H2O

Lakini nitriti zenyewe hazina msimamo katika mazingira ya tindikali.

2NaNO2 + H2SO4 ® Na2SO4 + 2HNO2

Kwa hivyo, suluhisho la kawaida la permanganate, iliyotiwa asidi na asidi ya sulfuri, hutiwa na suluhisho la nitriti, ambayo mkusanyiko wake unapaswa kuamua.

Titration ya nyuma hutumika katika hali ambapo alama ya alama ya moja kwa moja haitumiki: kwa mfano, kutokana na maudhui ya chini sana ya uchanganuzi, kutokuwa na uwezo wa kubainisha uhakika wa usawa, wakati majibu ni ya polepole, n.k. Wakati wa kurudi nyuma kwa aliquot ya uchanganuzi. A mimina katika ujazo uliopimwa kwa usahihi wa myeyusho wa kawaida wa dutu hii KATIKA kuchukuliwa kwa ziada. Dutu ya ziada isiyoathiriwa KATIKA imedhamiriwa na titration na suluhisho la kawaida la mpokeaji NA. Kulingana na tofauti katika kiasi cha awali cha dutu hii KATIKA na kiasi chake kilichobaki baada ya majibu, kuamua kiasi cha dutu KATIKA, ambayo ilijibu pamoja na dutu hii A, ambayo maudhui ya dutu huhesabiwa A.

Titration isiyo ya moja kwa moja au titration kwa mbadala. Kulingana na ukweli kwamba sio dutu inayoamuliwa ambayo ina alama, lakini ni bidhaa ya mmenyuko wake na dutu ya msaidizi. NA.

Dawa D lazima iundwe kwa kiasi kikubwa kuhusiana na dutu hii A. Baada ya kuamua yaliyomo kwenye bidhaa ya majibu D titration na myeyusho wa kawaida wa dutu hii NDANI, Kwa kutumia equation ya majibu, maudhui ya mchambuzi huhesabiwa A.

Majibu yanayotumiwa katika uchanganuzi wa titrimetric lazima yawe madhubuti ya stoichiometric, endelea kwa haraka na, ikiwezekana, kwa joto la kawaida. Kulingana na aina ya majibu yanayotokea, kuna:

Titration ya msingi wa asidi, ambayo inategemea mmenyuko wa neutralization.

Redox titration, kulingana na athari za redox.

Titration tata, kulingana na athari za ugumu.

3. Titration ya asidi-msingi.

Msingi wa titration ya asidi-msingi ni mmenyuko wa neutralization kati ya asidi na msingi. Kama matokeo ya mmenyuko wa neutralization, chumvi na maji huundwa.

HAn + KtOH ® KtAn + H2O

Mmenyuko wa neutralization hutokea karibu mara moja kwenye joto la kawaida. Titration ya asidi-msingi hutumiwa kuamua asidi, besi, na chumvi nyingi za asidi dhaifu: carbonates, borates, sulfites, nk Kwa kutumia njia hii, mchanganyiko wa asidi mbalimbali au besi inaweza kupunguzwa, kuamua maudhui ya kila sehemu tofauti.

Wakati asidi inapopigwa na msingi au kinyume chake, mabadiliko ya taratibu katika asidi ya kati hutokea, ambayo yanaonyeshwa na thamani ya pH. Maji ni elektroliti dhaifu ambayo hujitenga kulingana na equation.

H2O ® H+ + OH-

Bidhaa ya mkusanyiko wa ioni za hidrojeni na mkusanyiko wa ions hidroksili ni thamani ya mara kwa mara na inaitwa bidhaa ya ionic ya maji.

https://pandia.ru/text/78/441/images/image002_110.gif" width="165" height="25 src="> (1)

Katika mazingira ya neutral, viwango vya ions hidrojeni na hidroksidi ions ni sawa na kiasi cha 10-7 m / l. Bidhaa ya ionic ya maji inabaki thabiti wakati asidi au msingi huongezwa kwa maji. Wakati asidi inapoongezwa, mkusanyiko wa ioni za hidrojeni huongezeka, ambayo husababisha kuhama kwa usawa wa kujitenga kwa maji kwa upande wa kushoto, na kusababisha kupungua kwa mkusanyiko wa ioni za hidroksidi. Kwa mfano, ikiwa = 10-3 m./l., basi = 10-11 m./l. Bidhaa ya ionic ya maji itabaki mara kwa mara.

Ikiwa unaongeza mkusanyiko wa alkali, mkusanyiko wa ions hidroksidi itaongezeka, na mkusanyiko wa ioni za hidrojeni itapungua, bidhaa ya ionic ya maji pia itabaki mara kwa mara. Kwa mfano, = 10-2, = 10-12

thamani ya pH inaitwa logarithm hasi ya desimali ya ukolezi wa ioni ya hidrojeni.

pH = - logi. (2)

Kulingana na mlingano (1), tunaweza kuhitimisha kuwa katika mazingira yasiyoegemea upande wowote pH = 7.

pH = - logi 10-7 = 7.

Katika mazingira ya asidi ya pH< 7, в щелочной рН >7. Fomula ya pOH imechukuliwa vile vile kutoka kwa mlinganyo (1).

pOH = - logi = 14 - pH. (3)

Wakati wa titration ya asidi-msingi, pH ya suluhisho hubadilika kwa kila sehemu ya titrant iliyoongezwa. Katika hatua ya usawa, pH hufikia thamani fulani. Katika hatua hii kwa wakati, titration lazima kusimamishwa na kiasi cha titrant kutumika kwa ajili ya titration lazima kipimo. Kuamua pH katika hatua ya usawa, jenga curve ya titration- grafu ya utegemezi wa pH ya suluhisho kwa kiasi cha titrant iliyoongezwa. Mviringo wa titration unaweza kujengwa kimajaribio kwa kupima pH katika sehemu mbalimbali za titration, au kukokotoa kinadharia kwa kutumia fomula (2) au (3). Kama mfano, zingatia mpangilio wa asidi kali HCl yenye msingi thabiti wa NaOH.

Jedwali 1. Titration ya 100 ml ya 0.1 M HCl ufumbuzi na 0.1 M NaOH ufumbuzi.

nNaOH (mol)	nHCl (mol) ilijibu.	nHCl iliyobaki katika suluhisho (mol)




1,00 10-2	1,00 10-2

Alkali inapoongezwa kwenye suluhisho la asidi, kiasi cha asidi hupungua na pH ya suluhisho huongezeka. Katika hatua ya usawa, asidi haipatikani kabisa na alkali na pH = 7. Mmenyuko wa suluhisho ni neutral. Kwa kuongeza zaidi ya alkali, pH ya suluhisho imedhamiriwa na kiasi cha ziada cha NaOH. Wakati wa kuongeza 101 na 110 ml. Suluhisho la NaOH ziada ya alkali ni 1 na 10 ml, kwa mtiririko huo. Kiasi cha NaOH katika pointi hizi mbili, kulingana na formula ya mkusanyiko wa molar ya suluhisho, ni sawa na mol na 1 10-3 mol, kwa mtiririko huo.

Kulingana na formula (3) kwa suluhisho la titrated na ziada ya alkali ya 1 na 10 ml. tuna thamani za pH za 10 na 11, mtawalia.

Curve ya titration inaonyesha kuwa mwanzoni mwa titration, pH ya suluhisho imedhamiriwa na uwepo katika suluhisho. asidi hidrokloriki na hubadilika kidogo wakati wa kuongeza suluhisho la alkali. Karibu na hatua ya usawa hutokea kuruka mkali pH wakati wa kuongeza kiasi kidogo sana cha alkali. Katika hatua ya usawa, chumvi na maji tu zipo kwenye suluhisho. Chumvi ya msingi yenye nguvu na asidi kali haipatikani hidrolisisi na kwa hiyo mmenyuko wa suluhisho ni neutral pH = 7. Kuongeza zaidi kwa alkali husababisha kuongezeka kwa pH ya suluhisho, ambayo pia hubadilika kidogo kulingana na kiasi. ya titrant iliyoongezwa, kama mwanzoni mwa titration. Katika kesi ya titration ya asidi kali na besi kali na kinyume chake, hatua ya usawa inafanana na hatua ya kutokubaliana ya ufumbuzi.

Wakati wa kutengeneza asidi dhaifu na msingi wenye nguvu, picha tofauti kidogo huzingatiwa. Asidi dhaifu katika suluhisho hazitenganishi kabisa na usawa umeanzishwa katika suluhisho.

HAn ® H+ + An-.

Mara kwa mara ya usawa huu inaitwa asidi dissociation mara kwa mara.

(4)

Kwa kuwa asidi dhaifu haijitenganishi kabisa, mkusanyiko wa ioni za hidrojeni hauwezi kupunguzwa mkusanyiko wa jumla asidi katika suluhisho kama ilivyokuwa wakati wa kutia asidi kali. (6)

Wakati suluhisho la alkali linaongezwa kwa suluhisho la asidi dhaifu, chumvi ya asidi dhaifu huundwa katika suluhisho. Suluhisho zenye electrolyte dhaifu na chumvi yake huitwa suluhisho za buffer. Asidi yao inategemea sio tu juu ya mkusanyiko elektroliti dhaifu, lakini pia juu ya mkusanyiko wa chumvi. Kwa kutumia fomula (5), unaweza kukokotoa pH ya suluhu za bafa.

СKtAn – ukolezi wa chumvi kwenye suluhu ya bafa.

KD - utengano wa mara kwa mara wa electrolyte dhaifu

CHAN ni mkusanyiko wa elektroliti dhaifu katika suluhisho.

Suluhisho la bafa lina sifa ya kudumisha thamani fulani ya pH wakati asidi au msingi huongezwa (kwa hivyo jina lao). Kuongeza asidi kali kwenye suluhisho la bafa husababisha kuhamishwa kwa asidi dhaifu kutoka kwa chumvi yake na, kwa hivyo, katika kufunga ioni za hidrojeni:

KtAn + H+ ® Kt+ + HAn

Wakati msingi wenye nguvu unapoongezwa, mwisho huo hupunguzwa mara moja na asidi dhaifu iliyopo kwenye suluhisho ili kuunda chumvi;

HAn + OH-® HOH + An-

ambayo pia husababisha utulivu wa pH ya suluhisho la bafa. Ufumbuzi wa buffer hutumiwa sana katika mazoezi ya maabara katika hali ambapo ni muhimu kuunda mazingira yenye thamani ya pH ya mara kwa mara.

Kwa mfano, fikiria titration ya 100 ml. 0.1M. ufumbuzi wa asidi asetiki CH3COOH, 0.1M. Suluhisho la NaOH.

Wakati alkali imeongezwa kwenye suluhisho la asidi ya asetiki, mmenyuko hutokea.

CH3COON + NaOH ® CH3COONA + H2O

Kutokana na mlingano wa majibu ni wazi kuwa CH3COOH na NaOH hutenda katika uwiano wa 1:1, kwa hivyo kiasi cha asidi kilichoathiriwa ni sawa na kiasi cha alkali kilicho katika titranti iliyomwagika. Kiasi cha acetate ya sodiamu CH3COONa inayoundwa pia ni sawa na kiasi cha alkali kilichoongezwa kwenye mmumunyo wakati wa titration.

Katika hatua ya usawa asidi asetiki neutralized kabisa na acetate ya sodiamu iko katika suluhisho. Walakini, majibu ya suluhisho katika hatua ya usawa sio upande wowote, kwani acetate ya sodiamu, kama chumvi ya asidi dhaifu, hupitia hidrolisisi kwenye anion.

CH3COO - + H+OH- ® CH3COOH + OH-.

Inaweza kuonyeshwa kuwa mkusanyiko wa ioni za hidrojeni katika suluhisho la chumvi la asidi dhaifu na msingi wenye nguvu unaweza kuhesabiwa kwa kutumia formula.

0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

CH3COOH ilijibu.

CH3COOH iliyobaki kwenye suluhisho

1,00 10-2

0 ,100

Kwa kutumia data iliyopatikana, tunaunda mkunjo wa titration wa asidi dhaifu yenye msingi thabiti.

Mviringo wa titration unaonyesha kuwa sehemu ya usawa wakati wa kuweka asidi dhaifu yenye msingi thabiti haiwiani na sehemu ya kutoegemea upande wowote na iko katika eneo la mmenyuko wa alkali wa myeyusho.

Mikondo ya titration inakuwezesha kuamua kwa usahihi pH ya suluhisho katika hatua ya usawa, ambayo ni muhimu kwa kuamua hatua ya mwisho ya titration. Uamuzi wa uhakika wa usawa unaweza kufanywa kwa nguvu, kupima moja kwa moja pH ya suluhisho kwa kutumia mita ya pH, lakini mara nyingi zaidi viashiria vya asidi-msingi hutumiwa kwa madhumuni haya. Viashiria kwa asili yao ni vitu vya kikaboni vinavyobadilisha rangi yao kulingana na pH ya mazingira. Viashiria vyenyewe ni asidi dhaifu au besi ambazo hutengana kwa njia ya kurudi nyuma kulingana na equation:

НInd ® H+ + Ind-

Aina za molekuli na ionic za kiashiria zina rangi tofauti na kubadilisha katika kila mmoja kwa thamani fulani ya pH. Masafa ya pH ambayo kiashiria hubadilisha rangi inaitwa muda wa mpito wa kiashirio. Kwa kila kiashiria, muda wa mpito ni mtu binafsi kabisa. Kwa mfano, kiashiria nyekundu cha methyl kinabadilisha rangi katika kiwango cha pH = 4.4 - 6.2. Katika pH< 4,4 индикатор окрашен в красный цвет, при рН >6.2, katika njano. Phenolphthalein haina rangi katika mazingira ya tindikali, lakini katika kiwango cha pH = 8 - 10 hupata rangi nyekundu. Ili kuchagua kiashiria sahihi, ni muhimu kulinganisha muda wake wa mpito na kuruka kwa pH kwenye curve ya titration. Muda wa mpito wa kiashiria unapaswa, ikiwezekana, sanjari na kuruka kwa pH. Kwa mfano, wakati asidi kali inapigwa kwa msingi wenye nguvu, kuruka kwa pH kunazingatiwa katika aina mbalimbali za 4-10. Muda huu ni pamoja na vipindi vya mpito vya viashiria kama vile nyekundu ya methyl (4.4 - 6.2), phenolphthalein (8 - 10), litmus (5 - 8). Viashiria hivi vyote vinafaa kwa kuanzisha kiwango cha usawa katika aina hii ya titration. Viashiria kama vile alizarin njano (10 - 12), thymol bluu (1.2 - 2.8) haifai kabisa katika kesi hii. Matumizi yao yatatoa matokeo ya uchambuzi usio sahihi kabisa.

Wakati wa kuchagua kiashiria, ni kuhitajika kuwa mabadiliko ya rangi iwe tofauti na mkali iwezekanavyo. Kwa kusudi hili, mchanganyiko wa viashiria mbalimbali au mchanganyiko wa viashiria na dyes wakati mwingine hutumiwa.

3. Titration ya kupunguza oxidation.

(redoximetry, oxidimetry.)

Mbinu za Redox ni pamoja na kundi pana la mbinu za uchanganuzi wa titrimetri kulingana na kutokea kwa athari za redox. Titrations ya redox hutumia vioksidishaji na mawakala wa kupunguza. Katika kesi hii, inawezekana kuamua mawakala wa kupunguza kwa titration na ufumbuzi wa kawaida wa mawakala wa vioksidishaji, na kinyume chake, kuamua mawakala wa vioksidishaji na ufumbuzi wa kawaida wa mawakala wa kupunguza. Kutokana na aina mbalimbali za athari za redox, njia hii inafanya uwezekano wa kuamua idadi kubwa aina mbalimbali za dutu, ikiwa ni pamoja na wale ambao hawaonyeshi moja kwa moja sifa za redox. Katika kesi ya mwisho, titration ya nyuma hutumiwa. Kwa mfano, wakati wa kuamua kalsiamu, ions zake huchochea oxalate - ioni

Ca2+ + C2O42- ® CaC2O4¯

Kisha oxalate ya ziada hutiwa na permanganate ya potasiamu.

Redox titration ina idadi ya faida nyingine. Athari za redox hutokea haraka sana, kuruhusu titration ifanyike kwa dakika chache tu. Wengi wao hutokea katika mazingira ya tindikali, ya neutral na ya alkali, ambayo huongeza kwa kiasi kikubwa uwezekano wa kutumia njia hii. Mara nyingi, kurekebisha hatua ya usawa inawezekana bila matumizi ya viashiria, kwa kuwa ufumbuzi wa titrant unaotumiwa ni rangi (KMnO4, K2Cr2O7) na katika hatua ya usawa rangi ya ufumbuzi wa titrated hubadilika kutoka tone moja la titrant. Aina kuu za titrations za redox zinajulikana na wakala wa oksidi inayotumiwa katika majibu.

Permanganatometry.

Katika njia hii ya uwekaji titration redox, wakala wa vioksidishaji ni pamanganeti ya potasiamu KMnO4. Permanganate ya potasiamu ni wakala wa oksidi kali. Ina uwezo wa kuitikia katika mazingira ya tindikali, neutral na alkali. Katika mazingira tofauti, uwezo wa oxidizing wa permanganate ya potasiamu sio sawa. Inatamkwa zaidi katika mazingira ya tindikali.

MnO4- + 8H+ +5e ® Mn+ + 4H2O

MnO4- + 2H2O + 3e ® MnO2¯ + 4OH-

MnO4- + e ® MnO42-

Njia ya permanganatometri inaweza kuamua aina mbalimbali za dutu: Fe2+, Cr2+, Mn2+, Cl-, Br-, SO32-, S2O32-, NO2,- Fe3+, Ce4+, Cr2O72+, MnO2, NO3-, ClO3-, nk. jambo la kikaboni: phenoli, sukari ya amino, aldehidi, asidi oxalic, nk.

Permanganatometry ina faida nyingi.

1. Potasiamu permanganate ni dutu ya bei nafuu na inapatikana kwa urahisi.

2. Suluhisho za permanganate ni nyekundu ya rangi, hivyo uhakika wa usawa unaweza kuanzishwa bila matumizi ya viashiria.

3. Potasiamu permanganate ni wakala wa oksidi kali na kwa hiyo inafaa kwa uamuzi wa vitu vingi ambavyo havijaoksidishwa na mawakala wengine wa oxidizing.

4. Titration na permanganate inaweza kufanyika kwa athari tofauti za kati.

Permanganatometry pia ina hasara fulani.

1. Permanganate ya potasiamu ni vigumu kupata katika fomu safi ya kemikali. Kwa hiyo, ni vigumu kuandaa ufumbuzi wa kawaida kulingana na uzito sahihi wa dutu. Kwa titration, viwango vya sekondari vya permanganate hutumiwa, mkusanyiko wa ambayo huanzishwa kwa kutumia ufumbuzi wa kawaida wa vitu vingine: (NH4) 2C2O4, K4, H2C2O4, nk, ambayo huitwa kuweka vitu.

2. Suluhisho za permanganate hazina utulivu na wakati wa kuhifadhi kwa muda mrefu hubadilisha mkusanyiko wao, ambao lazima uangaliwe mara kwa mara dhidi ya ufumbuzi wa vitu vya kuweka.

3. Oxidation ya vitu vingi na permanganate kwenye joto la kawaida huendelea polepole na inapokanzwa kwa suluhisho inahitajika kutekeleza majibu.

Iodometri.

Katika titration iodometric, wakala oxidizing ni iodini. Iodini oxidize mawakala wengi wa kupunguza: SO32-, S2O32-, S2-, N2O4, Cr2+, nk Lakini uwezo wa vioksidishaji wa iodini ni chini sana kuliko ile ya permanganate. Iodini ni mumunyifu hafifu katika maji, hivyo ni kawaida kufutwa katika ufumbuzi KI. Mkusanyiko wa suluhisho la kawaida la iodini huwekwa na suluhisho la kawaida la thiosulfate ya sodiamu Na2S2O3.

2S2O32- + I2 ® S4O62- + 2I-

Kwa uamuzi wa iodometric, hutumiwa njia mbalimbali titration. Dutu ambazo hutiwa oksidi kwa urahisi na iodini hutiwa alama moja kwa moja na suluhisho la kawaida la iodini. Hivi ndivyo wanavyofafanua: CN-, SO32-, S2O32-, nk.

Dutu ambazo ni ngumu zaidi kuoksidisha na iodini hutiwa alama kwa kutumia njia ya nyuma ya titration: ziada ya suluhisho la iodini huongezwa kwenye suluhisho la dutu inayoamuliwa. Baada ya majibu kukamilika, iodini ya ziada hutiwa na suluhisho la kawaida la thiosulfate. Kiashiria katika titration ya iodometri ni kawaida wanga, ambayo hutoa rangi ya bluu ya tabia na iodini, kwa kuonekana ambayo mtu anaweza kuhukumu uwepo wa iodini ya bure katika suluhisho.

Wakala wengi wa vioksidishaji huamuliwa na titration isiyo ya moja kwa moja ya iodometri: kiasi fulani cha suluhisho la kawaida la iodidi ya potasiamu huongezwa kwenye suluhisho la oksidi, iodini ya bure hutolewa, ambayo hutiwa na suluhisho la kawaida la thiosulfate. Njia ya titration isiyo ya moja kwa moja hutumiwa kuamua Cl2, Br2, O3, KMnO4, BrO32-, nk.

Faida za njia ya iodometri.

1. Njia ya iodometri ni sahihi sana na bora kwa usahihi kwa njia nyingine za redox titration.

2. Ufumbuzi wa iodini ni rangi, ambayo inaruhusu katika baadhi ya matukio kuamua uhakika wa usawa bila matumizi ya viashiria.

3. Iodini ni mumunyifu sana katika vimumunyisho vya kikaboni, ambayo inaruhusu kutumika kwa titration ya ufumbuzi usio na maji.

Iodometry pia ina hasara fulani.

1. Iodini ni dutu tete na wakati wa titration inaweza kupotea kutokana na uvukizi. Kwa hiyo, titration ya iodometric inapaswa kufanyika haraka na, ikiwa inawezekana, katika baridi.

2. Ioni za iodidi hutiwa oksidi na oksijeni ya anga, kwa sababu hii titration ya iodometri lazima ifanyike haraka.

3. Fafanua dhana: kiwango cha msingi, kiwango cha sekondari, titrant, sauti ya aliquot, titration.

4. Ni aina gani za uchambuzi wa titrimetric zilizopo, uainishaji wao unategemea nini?

5. Orodhesha aina kuu za redox titration. Toa maelezo mafupi permanganatometry na iodometry.

6. Ni nini kinachoitwa hatua ya usawa? Ni njia gani zilizopo za kuianzisha, na ni ipi kati yao iliyotumiwa katika kazi hii ya maabara?

7. Mikondo ya titration inatumika kwa nini? Ni kanuni gani za ujenzi wao katika msingi wa asidi na titrations ya redox?

Uchambuzi wa Titrimetric(uchambuzi wa kiasi) - mbinu ya uchanganuzi wa kiasi kulingana na kupima kiasi au wingi wa reajenti inayohitajika kuguswa na dutu inayochunguzwa. Uchambuzi wa Titrimetric hutumiwa sana katika biochemical, kliniki, usafi na maabara zingine masomo ya majaribio na kwa vipimo vya kliniki. Kwa mfano, wakati wa kuanzisha usawa wa asidi-msingi, kuamua asidi ya juisi ya tumbo, asidi na alkali ya mkojo, nk Uchambuzi wa Titrimetric pia ni mojawapo ya mbinu kuu. uchambuzi wa kemikali katika udhibiti na uchambuzi wa maabara za dawa.

Kiasi cha dutu ya mtihani katika uchambuzi wa titrimetric imedhamiriwa na titration: ufumbuzi wa dutu nyingine ya mkusanyiko unaojulikana huongezwa hatua kwa hatua kwa kiasi kilichopimwa kwa usahihi cha suluhisho la dutu ya mtihani mpaka kiasi chake kinakuwa sawa na kemikali na kiasi cha mtihani. dutu. Hali ya usawa inaitwa nukta ya usawa wa titration. Suluhisho la reagent ya mkusanyiko unaojulikana kutumika kwa titration inaitwa ufumbuzi wa titrated (suluhisho la kawaida au titrant): mkusanyiko halisi wa ufumbuzi wa titrated unaweza kuonyeshwa kwa titer (g/ml), kawaida (eq/l), nk.

Mahitaji yafuatayo yanawekwa kwa athari zinazotumiwa katika uchambuzi wa titrimetric: vitu lazima viitikie kwa uwiano madhubuti wa kiasi (stoichiometric) bila athari za upande, athari lazima ziendelee haraka na karibu kukamilika; Ili kuanzisha hatua ya usawa, ni muhimu kutumia mbinu za kutosha za kuaminika; Kwa kuongeza, ni kuhitajika kuwa katika uchambuzi wa titrimetric majibu hutokea kwa joto la kawaida.

Hatua ya usawa katika uchambuzi wa titrimetric imedhamiriwa na mabadiliko katika rangi ya suluhisho la tit au kiashiria kilicholetwa mwanzoni au wakati wa titration, mabadiliko katika conductivity ya umeme ya suluhisho, mabadiliko katika uwezo wa electrode iliyoingizwa ndani. suluhisho la titrated, mabadiliko ya thamani ya sasa, wiani wa macho, nk.

Mojawapo ya njia zinazotumiwa sana za kurekebisha uhakika wa usawa ni njia ya kiashiria. Viashiria ni vitu vinavyofanya iwezekanavyo kuanzisha hatua ya mwisho ya titration (wakati wa mabadiliko makali katika rangi ya ufumbuzi wa titrated). Mara nyingi, kiashiria huongezwa kwa suluhisho zima lililowekwa alama (kiashiria cha ndani). Wakati wa kufanya kazi na viashiria vya nje, mara kwa mara chukua tone la suluhisho la titrated na kuchanganya na tone la ufumbuzi wa kiashiria au kuiweka kwenye karatasi ya kiashiria (ambayo inasababisha kupoteza kwa mchambuzi).

Mchakato wa uwekaji alama unaonyeshwa kwa mchoro katika mfumo wa mikondo ya titration, ambayo hukuruhusu kuibua maendeleo yote ya titration na uchague kiashiria kinachofaa zaidi kupata. matokeo sahihi, kwa sababu Curve ya titration inaweza kulinganishwa na muda wa mabadiliko katika rangi ya kiashiria.

Hitilafu katika uchambuzi wa titrimetric inaweza kuwa mbinu na maalum, kutokana na sifa za majibu fulani. Makosa ya kimbinu yanahusishwa na sifa za njia ya titration na hutegemea makosa vyombo vya kupimia, calibration ya glassware volumetric, pipettes, burettes, uvimbe usio kamili wa vinywaji kando ya kuta za kioo cha kupima.

Hitilafu maalum ni kutokana na sifa za mmenyuko uliotolewa na hutegemea usawa wa mara kwa mara wa majibu na juu ya usahihi wa kuchunguza uhakika wa usawa. Analgin ya molekuli ya dawa ya dawa

Njia za uchambuzi wa titrimetric, kulingana na athari zinazosababisha, zimegawanywa katika vikundi kuu vifuatavyo:

1. Mbinu za kutoweka, au titration ya asidi-msingi, zinatokana na athari za neutralization, yaani, juu ya mwingiliano wa asidi na besi. Njia hizi ni pamoja na acidimetry ( quantification besi kutumia ufumbuzi titrated ya asidi), alkalimetry (uamuzi wa asidi kwa kutumia ufumbuzi titrated ya besi), halometry (uamuzi kiasi cha chumvi kwa kutumia besi au asidi kama kuguswa na chumvi katika uwiano stoichiometric).
2. Mbinu za mvua zinatokana na titration ya vitu vinavyounda misombo isiyoweza kuingizwa katika mazingira fulani, kwa mfano, chumvi za bariamu, fedha, risasi, zinki, cadmium, zebaki (II), shaba (III), nk. Njia hizi ni pamoja na argentometry. (titration na suluhisho la nitrate fedha), zebaki (titration na suluhisho la nitrati ya zebaki), nk.
3. Mbinu za malezi tata, au complexometry (mercurimetry, fluorometry, nk), zinatokana na matumizi ya athari ambayo misombo tata huundwa, kwa mfano Ag + + 2CN- ы Ag (CN)2]. Njia za ugumu zinahusiana kwa karibu na njia za mvua, kwa sababu Athari nyingi za mvua hufuatana na malezi tata, na uundaji wa tata unaambatana na mvua ya misombo ya mumunyifu duni.
4. Njia za oxidation - kupunguza, au oxidimetry, ni pamoja na permanganatometry, chromatometry (bichromatometry), iodometry, bromatometry, cerimetry, vanadometry, nk.

Kusudi la kazi : kupata ujuzi katika kutumia mojawapo ya mbinu za uchambuzi wa kiasi - titrimetric, na kujifunza mbinu za msingi za usindikaji wa takwimu za matokeo ya kipimo.

Sehemu ya kinadharia

Uchanganuzi wa Titrimetric ni mbinu ya uchanganuzi wa kiasi cha kemikali kulingana na kupima ujazo wa myeyusho wa kitendanishi kwa ukolezi unaojulikana kwa usahihi unaotumiwa kuguswa na dutu hii kubainishwa.

Uamuzi wa titrimetric wa dutu unafanywa na titration - kuongeza moja ya ufumbuzi kwa mwingine katika sehemu ndogo na matone tofauti wakati daima kurekodi (kufuatilia) matokeo.

Suluhu mojawapo kati ya hizi mbili lina dutu katika mkusanyiko usiojulikana na inawakilisha suluhu iliyochambuliwa.

Suluhisho la pili lina kitendanishi cha mkusanyiko unaojulikana kwa usahihi na inaitwa suluhisho la kufanya kazi, suluhisho la kawaida, au titrant.

Mahitaji ya athari zinazotumiwa katika uchambuzi wa titrimetric:

1. Uwezo wa kurekebisha uhakika wa usawa; masharti yafuatayo:

Moja ya reactants ni rangi, na reagent ya rangi hubadilisha rangi yake wakati wa majibu;

Dutu zinazotumiwa - viashiria - hubadilisha rangi kulingana na mali ya suluhisho (kwa mfano, kulingana na majibu ya mazingira).

2. Kozi ya kiasi cha majibu, hadi usawa, inayojulikana na thamani inayofanana ya usawa wa mara kwa mara.

3. Kasi ya kutosha mmenyuko wa kemikali, kwa sababu Ni vigumu sana kurekebisha sehemu ya usawa katika miitikio ya polepole.

4. Kutokuwepo kwa athari za upande ambazo mahesabu sahihi hayawezekani.

Mbinu za uchanganuzi wa titrimetric zinaweza kuainishwa kulingana na asili ya mmenyuko wa kemikali unaotokana na uamuzi wa vitu: titration-msingi wa asidi (neutralization), mvua, ugumu, kupunguza oxidation.

Kufanya kazi na suluhisho.

Flasks za volumetric iliyoundwa kupima kiasi halisi cha kioevu. Wao ni vyombo vya pande zote, vilivyo na gorofa na shingo nyembamba, ndefu, ambayo kuna alama ambayo chupa inapaswa kujazwa (Mchoro 1).

Mtini.1 Flasks za Volumetric

Mbinu ya kuandaa ufumbuzi katika flasks za volumetric kutoka kwa fixanals.

Ili kuandaa suluhisho kutoka kwa fixanal, ampoule imevunjwa juu ya funnel iliyoingizwa kwenye chupa ya volumetric, yaliyomo ya ampoule huoshawa na maji yaliyotengenezwa; kisha kufuta katika chupa ya volumetric. Suluhisho katika chupa ya volumetric huletwa kwa alama. Baada ya kuleta kiwango cha kioevu kwa alama, suluhisho katika chupa huchanganywa vizuri.

Burettes Ni zilizopo nyembamba za kioo zilizohitimu katika mililita (Mchoro 2). Bomba la glasi linauzwa hadi mwisho wa chini, uliopunguzwa kidogo wa burette au hose ya mpira na valve ya mpira na spout ya glasi imeunganishwa. Burette huchaguliwa kwa kazi kulingana na kiasi cha suluhisho linalotumiwa katika uchambuzi.

Mtini.2. Burettes

Jinsi ya kutumia burette

1. Burette huosha na maji yaliyotengenezwa.

2. Burette iliyoandaliwa kwa ajili ya kazi imewekwa kwa wima kwenye msimamo, kwa kutumia funnel, suluhisho hutiwa ndani ya burette ili kiwango chake kiwe juu. alama ya sifuri.

3. Ondoa Bubbles hewa kutoka mwisho wa kupanuliwa chini ya burette. Ili kufanya hivyo, bend juu na kutolewa kioevu mpaka hewa yote iondolewe. Kisha capillary hupunguzwa chini.

4. Ngazi ya kioevu katika burette imewekwa kwa mgawanyiko wa sifuri.

5. Wakati wa kufanya titration, bonyeza tube ya mpira upande wa mpira na ukimbie kioevu kutoka kwa burette kwenye chupa, ukizunguka mwisho. Kwanza, titrant katika burette hutiwa kwenye mkondo mwembamba. Wakati rangi ya kiashiria mahali ambapo matone ya titrant yanaanguka huanza kubadilika, suluhisho linaongezwa kwa uangalifu, kushuka kwa tone. Titration imesimamishwa wakati mabadiliko makali katika rangi ya kiashiria hutokea kutokana na kuongeza kwa tone moja la titrant, na kiasi cha suluhisho kinachotumiwa kinarekodi.

6. Mwishoni mwa kazi, titrant hutolewa kutoka kwa burette, burette huoshawa na maji yaliyotengenezwa.

Mbinu ya kuweka titration ya msingi wa asidi (neutralization).

Njia ya titration ya asidi-msingi inategemea mmenyuko kati ya asidi na besi, i.e. kwa athari za neutralization:

H + + OH¯ = H 2 O

Wakati wa kufanya kazi hii, njia ya titration ya asidi-msingi hutumiwa, kulingana na matumizi ya mmenyuko wa neutralization:

2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O

Njia hiyo inajumuisha hatua kwa hatua kuongeza ufumbuzi wa asidi ya sulfuriki ya mkusanyiko unaojulikana kwa suluhisho la dutu inayojulikana - hidroksidi ya sodiamu. Kuongezewa kwa ufumbuzi wa asidi huendelea mpaka kiasi chake kinakuwa sawa na kiasi cha hidroksidi ya sodiamu kukabiliana nayo, i.e. mpaka alkali ni neutralized. Wakati wa neutralization imedhamiriwa na mabadiliko ya rangi ya kiashiria kilichoongezwa kwenye suluhisho la titrated. Kulingana na sheria ya usawa kulingana na equation:

C n (k-wewe) · V (k-you) = C n (alkali) · V (alkali)

Cn (k-ty) na Cn (alkali) - viwango vya molar ya sawa na ufumbuzi wa kukabiliana, mol / l;

V (jumla) na V (alkali) - kiasi cha ufumbuzi wa kukabiliana, l (ml).

C (NaOH) na - viwango vya molar ya NaOH sawa na H 2 SO 4 katika ufumbuzi wa kukabiliana, mol / l;

V (NaOH) na ) - kiasi cha ufumbuzi wa kukabiliana na alkali na asidi, ml.

Mifano ya kutatua matatizo.

1. Ili kupunguza 0.05 l ya ufumbuzi wa asidi, 20 cm 3 ya 0.5 N ufumbuzi wa alkali ilitumiwa. Ni nini kawaida ya asidi?

2. Ni kiasi gani na dutu gani itabaki kwa ziada ikiwa 120 cm 3 ya 0.3 N ufumbuzi wa hidroksidi ya potasiamu huongezwa kwa 60 cm 3 ya 0.4 N ufumbuzi wa sulfuriki?

Suluhisho la shida za kuamua pH ya suluhisho na viwango vya aina anuwai huwasilishwa mwongozo wa mbinu.

MAJARIBIO

Pokea chupa yenye ufumbuzi wa alkali wa mkusanyiko usiojulikana kutoka kwa msaidizi wa maabara. Pima sampuli za mililita 10 za suluhisho lililochambuliwa kwenye chupa tatu za titration kwa kutumia silinda iliyohitimu. Ongeza matone 2-3 ya kiashiria cha machungwa cha methyl kwa kila mmoja wao. Suluhisho litageuka njano (machungwa ya methyl ni ya njano katika mazingira ya alkali na nyekundu ya machungwa katika mazingira ya tindikali).

Andaa ufungaji wa titration kwa kazi (Mchoro 3 Suuza burette na maji yaliyotengenezwa, na kisha uijaze na suluhisho la asidi ya sulfuriki ya mkusanyiko unaojulikana kwa usahihi (mkusanyiko wa molar wa sawa na H 2 SO 4 unaonyeshwa kwenye chupa) juu ya mgawanyiko wa sifuri. Pindisha bomba la mpira na ncha ya glasi juu na, ukivuta mpira kutoka kwa mizeituni ya glasi ambayo inashughulikia kutoka kwa burette, toa polepole kioevu ili baada ya kujaza ncha hakuna Bubbles za hewa zilizobaki ndani yake. Toa ufumbuzi wa asidi ya ziada kutoka kwa burette kwenye kioo mbadala, wakati meniscus ya chini ya kioevu katika burette inapaswa kuweka sifuri.

Weka chupa moja ya suluhisho la alkali chini ya ncha ya burette kwenye karatasi nyeupe na uendelee moja kwa moja kwenye titration: kwa mkono mmoja, polepole kulisha asidi kutoka kwa burette, na kwa nyingine, kuendelea kuchochea suluhisho. mwendo wa mviringo wa chupa katika ndege ya usawa. Mwishoni mwa titration, ufumbuzi wa asidi unapaswa kulishwa dropwise kutoka burette mpaka tone moja kugeuka ufumbuzi katika kudumu rangi ya machungwa.

Kuamua kiasi cha asidi kutumika kwa titration, sahihi hadi 0.01 ml. Hesabu mgawanyiko wa burette kando ya meniscus ya chini, wakati jicho linapaswa kuwa katika kiwango cha meniscus.

Rudia titration mara 2 zaidi, kila wakati kuanzia mgawanyiko sifuri wa burette. Rekodi matokeo ya alama katika Jedwali 1.

Kuhesabu mkusanyiko wa suluhisho la alkali kwa kutumia formula:

Jedwali 1

Matokeo ya titration ya suluhisho la hidroksidi ya sodiamu

Fanya usindikaji wa takwimu wa matokeo ya titration kulingana na njia iliyoelezwa katika kiambatisho. Toa muhtasari wa matokeo ya uchakataji wa takwimu za data ya majaribio katika Jedwali 2.

Jedwali 2

Matokeo ya usindikaji wa takwimu wa data ya majaribio kutoka kwa titration ya suluhisho la hidroksidi ya sodiamu. Uwezekano wa kujiamini α = 0.95.

n			S x

Andika matokeo ya kubainisha ukolezi wa molar ya NaOH sawa katika suluhu iliyochanganuliwa kama muda wa kujiamini.

MASWALI YA KUJIDHIBITI

1. Suluhisho la hidroksidi ya potasiamu lina pH = 12. Mkusanyiko wa msingi katika suluhisho kwa kutengana kwa 100% ni ... mol / l.

1) 0.005; 2) 0.01; 3) 0.001; 4) 1 · 10 -12; 5) 0.05.

2. Ili kupunguza 0.05 l ya ufumbuzi wa asidi, 20 cm3 ya 0.5 N ufumbuzi wa alkali ilitumiwa. Ni nini kawaida ya asidi?

1) 0.2 n; 2) 0.5 n; 3) 1.0 n; 4) 0.02 n; 5) 1.25 n.

3. Ni kiasi gani na dutu gani itabaki kwa ziada ikiwa 125 cm 3 ya 0.2 N ufumbuzi wa hidroksidi ya potasiamu huongezwa kwa 75 cm 3 ya 0.3 N ufumbuzi wa asidi ya sulfuriki?

1) 0.0025 g ya alkali; 2) 0.0025 g asidi; 3) 0.28 g ya alkali; 4) 0.14 g ya alkali; 5) 0.28 g ya asidi.

4. Njia ya uchambuzi kulingana na kuamua ongezeko la kiwango cha kuchemsha inaitwa ...

1) spectrophotometric; 2) potentiometric; 3) ebullioscopic; 4) radiometric; 5) conductometric.

5. Tambua mkusanyiko wa asilimia, molarity na kawaida ya suluhisho la asidi ya sulfuriki iliyopatikana kwa kufuta 36 g ya asidi katika 114 g ya maji, ikiwa wiani wa suluhisho ni 1.031 g/cm 3.

1) 31,6 ; 3,77; 7,54 ; 2) 31,6; 0,00377; 0,00377 ;

3) 24,0 ; 2,87; 2,87 ; 4) 24,0 ; 0,00287; 0,00287;

5) 24,0; 2,87; 5,74.

Uainishaji wa mbinu za uchambuzi wa titrimetric

Kemia ya Uchambuzi

Mbinu za uchambuzi wa titrimetric zinaweza kuainishwa kulingana na asili ya mmenyuko wa kemikali unaotokana na uamuzi wa dutu na njia ya titration.

Kwa asili yao, athari zinazotumiwa katika uchambuzi wa titrimetric ni za aina mbalimbali- athari za mchanganyiko wa ioni na athari za kupunguza oxidation. Kwa mujibu wa hili, maamuzi ya titrimetric yanaweza kugawanywa katika mbinu kuu zifuatazo: njia ya titration ya asidi-msingi (neutralization), njia za mvua na ugumu, njia ya kupunguza oxidation.

Mbinu ya kuweka titration ya msingi wa asidi (neutralization). Hii inajumuisha ufafanuzi kulingana na mwingiliano wa asidi na besi, i.e. kwa athari za neutralization:

Njia ya titration ya asidi-msingi (neutralization) hutumiwa kuamua kiasi cha asidi (alkalimetry) au besi (acidimetry) katika suluhisho fulani, kiasi cha chumvi za asidi dhaifu na besi dhaifu, pamoja na vitu vinavyoathiriwa na chumvi hizi. . Matumizi ya vimumunyisho visivyo na maji (pombe, asetoni, nk) imefanya iwezekanavyo kupanua aina mbalimbali za dutu ambazo zinaweza kuamua kwa njia hii.

Mbinu za mvua na ugumu. Hii ni pamoja na uamuzi wa titrimetri kulingana na unyevu wa ioni fulani katika mfumo wa kiwanja kisichoweza kuyeyuka au kuunganishwa kwake katika changamano kilichotenganishwa kidogo.

Njia za oxidation - kupunguza (redoximetry). Njia hizi zinategemea oxidation na athari za kupunguza. Kawaida hupewa jina na suluhisho la kitendanishi la titrated linalotumiwa, kwa mfano:

permanganatometry, ambayo hutumia athari za oxidation na permanganate ya potasiamu KMnO4;

iodometry, ambayo hutumia athari za oxidation na iodini au kupunguza na I-ions;

bichromatometry, ambayo hutumia athari za oxidation na dichromate ya potasiamu K2Cr2O7;

bromatometry, ambayo hutumia athari za oxidation na bromate ya potasiamu KBrO3.

Mbinu za kupunguza oxidation pia ni pamoja na cerimetry (oxidation na Ce4+ ions), vanadatometry (oxidation na ioni VO3), titanometry (kupunguza kwa T13+ ions). Kulingana na njia ya titration, njia zifuatazo zinajulikana.

Njia ya titration ya moja kwa moja. Katika kesi hii, ioni inayoamuliwa inabadilishwa na suluhisho la reagent (au kinyume chake).

Mbinu ya uingizwaji. Njia hii hutumiwa wakati, kwa sababu moja au nyingine, ni vigumu kuamua hatua ya usawa, kwa mfano, wakati wa kufanya kazi na vitu visivyo na utulivu, nk.

Njia ya uwekaji alama nyuma (mabaki ya titration). Njia hii hutumiwa wakati hakuna kiashiria kinachofaa au wakati mmenyuko kuu haufanyi haraka sana. Kwa mfano, kuamua CaCO3, sampuli ya dutu inatibiwa na ziada ya suluhisho la titrated la asidi hidrokloric:

Njia yoyote inayotumiwa kuamua, inachukuliwa kila wakati:

1) kipimo sahihi cha idadi ya suluhisho moja au zote mbili za majibu;

2) uwepo wa suluhisho la titrated ambayo titration inafanywa;

3) hesabu ya matokeo ya uchambuzi.

Kwa mujibu wa hili, kabla ya kuendelea na kuzingatia mbinu za kibinafsi za uchambuzi wa titrimetric, tutazingatia kupima kiasi, kuhesabu viwango na kuandaa ufumbuzi wa titrated, pamoja na mahesabu ya maamuzi ya titrimetric.

Pointi ya usawa

Sehemu ya usawa (katika uchanganuzi wa titrimetric) ni hatua ya titration wakati idadi ya usawa wa titranti iliyoongezwa ni sawa au sawa na idadi ya sawa na mchanganuzi katika sampuli. Katika baadhi ya matukio, pointi kadhaa za usawa huzingatiwa, moja baada ya nyingine, kwa mfano, wakati wa kutengeneza asidi ya polybasic au wakati wa kutengeneza suluhisho ambalo ioni kadhaa za kuamua zipo.

Grafu ya curve ya titration ina nukta moja au zaidi ya inflection inayolingana na alama za usawa.

Hatua ya mwisho ya titration (sawa na hatua ya usawa, lakini si sawa) inazingatiwa wakati ambapo kiashiria kinabadilisha rangi wakati wa titration ya rangi.

Njia za kuamua kiwango cha usawa

Kwa kutumia viashiria

Hizi ni vitu vinavyobadilisha rangi yao kutokana na michakato ya kemikali. Viashiria vya msingi wa asidi, kama vile phenolphthalein, hubadilisha rangi kulingana na pH ya suluhisho ambalo hupatikana. Viashiria vya Redox hubadilisha rangi yao kufuatia mabadiliko katika uwezo wa mfumo, na hivyo hutumiwa katika titrations redox. Kabla ya kuanza kwa titration, ongeza matone machache ya kiashiria kwenye suluhisho la mtihani na uanze kuongeza tone la titrant kwa tone. Mara tu suluhisho linapobadilisha rangi kufuatia kiashiria, titration imesimamishwa wakati huu ni takriban hatua ya usawa.

Sheria ya kuchagua kiashiria ni kwamba wakati wa kuashiria, kiashiria kinatumiwa ambacho kinabadilisha rangi yake karibu na hatua ya usawa, i.e. Muda wa mpito wa rangi ya kiashiria unapaswa, ikiwezekana, sanjari na kuruka kwa titration.

Potentiometry

Katika kesi hii, kifaa hutumiwa kupima uwezekano wa electrode ya suluhisho. Wakati hatua ya usawa inafikiwa, uwezekano wa electrode ya kazi hubadilika kwa kasi.

Kutumia mita za pH

Mita ya pH pia kimsingi ni potentimeter, ambayo hutumia electrode ambayo uwezo wake unategemea maudhui ya ions H + katika suluhisho; Kwa njia hii, mabadiliko katika pH yanaweza kufuatiliwa katika mchakato wa titration. Wakati kiwango cha usawa kinafikiwa, pH inabadilika sana. Mbinu hii sahihi zaidi kuliko titrations kwa kutumia viashirio vya msingi wa asidi na inaweza kujiendesha kwa urahisi.

Uendeshaji

Conductivity ya suluhisho la electrolyte inategemea ions zilizopo ndani yake. Wakati wa titration, conductivity mara nyingi hubadilika kwa kiasi kikubwa (Kwa mfano, katika titration ya asidi-msingi, H+ na OH-ions huguswa na kuunda molekuli ya neutral H2O, ambayo husababisha mabadiliko katika conductivity ya suluhisho). Conductivity ya jumla ya suluhisho pia inategemea ions nyingine zilizopo (kwa mfano, counterions), ambayo hutoa michango tofauti kwake. Ni, kwa upande wake, inategemea uhamaji wa kila ioni na kwa mkusanyiko wa jumla wa ions (nguvu ya ionic). Katika suala hili, kutabiri mabadiliko katika conductivity ni vigumu zaidi kuliko kupima.

Mabadiliko ya rangi

Wakati athari fulani hutokea, mabadiliko ya rangi hutokea hata bila kuongeza kiashiria. Hii mara nyingi huzingatiwa wakati wa redox titrations, wakati vifaa vya kuanzia na bidhaa za majibu zina rangi tofauti katika hali tofauti za oxidation.

Mvua

Iwapo dutu ngumu isiyoyeyuka itaundwa wakati wa mmenyuko, mvua itatokea mwishoni mwa titration. Mfano mzuri wa majibu kama haya ni uundaji wa kloridi ya fedha isiyoyeyuka AgCl kutoka kwa Ag+ na ioni za Cl. Kwa kushangaza, hii hairuhusu mtu kubainisha kwa usahihi sehemu ya mwisho ya mtiririko, kwa hivyo, kiwango cha mvua mara nyingi hutumiwa kama alama ya nyuma.

Titration ya kalori ya isothermal

Calorimeter ya titration ya isothermal hutumiwa, ambayo, kulingana na kiasi cha joto iliyotolewa au kufyonzwa na mfumo wa kukabiliana, huamua uhakika wa usawa. Njia hii ni muhimu katika titrations ya biochemical, kwa mfano kuamua jinsi substrate ya enzyme inafunga kwa enzyme.

Titrimetry ya thermometric

Titrimetry ya thermometric ni mbinu rahisi sana. Inatofautiana na titrimetry ya calorimetric kwa kuwa joto la mmenyuko, linaloonyeshwa na kushuka au kupanda kwa joto, haitumiwi kuamua kiasi cha dutu iliyo katika sampuli ya ufumbuzi inayojifunza. Kwa kulinganisha, hatua ya usawa imedhamiriwa kulingana na eneo ambalo mabadiliko ya joto hutokea. Kulingana na ikiwa majibu kati ya kiigizo na dutu ya majaribio ni ya nje ya joto au ya mwisho, halijoto itapanda au kushuka ipasavyo wakati wa mchakato wa titration. Wakati dutu yote ya majaribio imeguswa na titrant, kubadilisha eneo ambalo halijoto hupanda au kushuka huturuhusu kubainisha uhakika wa usawa na bend katika curve ya joto. Hatua halisi ya usawa inaweza kuamua kwa kuchukua derivative ya pili ya curve ya joto: kilele kilicho wazi kitaonyesha uhakika wa usawa.

Spectroscopy

Sehemu ya usawa inaweza kubainishwa kwa kupima ufyonzaji mwanga wa suluhu wakati wa kuweka alama sawa ikiwa wigo wa bidhaa, titranti, au dutu ya majaribio inajulikana. Maudhui ya jamaa ya bidhaa ya majibu na dutu ya majaribio huturuhusu kubainisha uhakika wa usawa. Katika kesi hii, uwepo wa titrant ya bure (kuonyesha kukamilika kwa majibu) inaweza kugunduliwa kwa maadili madogo sana.

Amperometry

Njia inayokuruhusu kuamua kiwango cha usawa kulingana na thamani ya sasa kwa uwezo fulani. Ukubwa wa sasa kutokana na mmenyuko wa oxidation / kupunguza ya dutu ya mtihani au bidhaa kwenye electrode ya kazi inategemea mkusanyiko wao katika suluhisho. Sehemu ya usawa inalingana na mabadiliko katika thamani ya sasa. Mbinu hii muhimu zaidi wakati ni muhimu kupunguza matumizi ya titrant, kwa mfano, wakati wa kuimarisha halidi na Ag + ion.

Sambaza na ubadilishe titration.

Katika toleo rahisi la titration, mchambuzi huingiliana moja kwa moja na titrant. Kiasi cha analyte kinahesabiwa kulingana na mkusanyiko wa molar ya titrant, kiasi kinachohitajika kufikia kiwango cha usawa, na stoichiometry ya mmenyuko kati ya analyte na titrant.

Katika titration nyuma, analyte haina kuguswa na titrant, lakini kwa reagent mwingine sasa katika ziada. Kisha ziada imedhamiriwa na titration. Ikiwa kiasi cha awali cha reagent kinajulikana na ziada yake imedhamiriwa, basi tofauti kati yao ni kiasi cha reagent ambayo iliingia kwenye majibu na dutu iliyopangwa.

Titration ya nyuma hutumiwa, kwa mfano, wakati usawa wa mara kwa mara wa majibu ya mbele ni ndogo sana. Sababu zingine za kutumia alama ya nyuma ni pamoja na ukosefu wa njia inayofaa ya kuonyesha au kiwango cha majibu cha kutosha cha alama ya moja kwa moja.

Titration badala.

Mchanganyiko wa magnesiamu MgY2- huongezwa kwa suluhu iliyochambuliwa iliyo na ioni za chuma zinazoamuliwa. Kwa sababu ni chini ya utulivu kuliko tata ya ioni ya chuma inayotambuliwa na complexone, basi mmenyuko wa uingizwaji hutokea na ioni ya Mg2 + inatolewa.

Ayoni ya Mg2+ kisha inatiwa alama na complexone III mbele ya eriochrome nyeusi T.

Kulingana na kiasi cha EDTA kilichotumiwa kwenye titration, wingi wa ioni ya chuma inayotambuliwa huhesabiwa. Njia hii ya titration inawezekana tu ikiwa misombo changamano ya metali inayoamuliwa ni thabiti zaidi kuliko changamano ya magnesiamu.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Njia za uchambuzi wa titrimetric zimegawanywa kulingana na chaguo la titration na kulingana na athari za kemikali ambazo huchaguliwa kuamua dutu (sehemu). Katika kemia ya kisasa kuna kiasi na

Aina za uainishaji

Mbinu za uchambuzi wa titrimetric huchaguliwa kwa mmenyuko maalum wa kemikali. Kulingana na aina ya mwingiliano, kuna mgawanyiko wa uamuzi wa titrimetric katika aina tofauti.

Mbinu za uchambuzi:

Redox titration; Njia hiyo inategemea kubadilisha hali ya oxidation ya vipengele katika dutu.
Ugumu ni mmenyuko wa kemikali tata.
Titration ya msingi wa asidi inahusisha ugeuzaji kamili wa dutu inayojibu.

Kuweka upande wowote

Titration ya asidi-msingi inakuwezesha kuamua kiasi cha asidi ya isokaboni (alkalimetry), na pia kuhesabu besi (acidimetry) katika suluhisho linalohitajika. Kutumia njia hii, vitu vinavyoathiriwa na chumvi vinatambuliwa. Wakati wa kutumia vimumunyisho vya kikaboni (acetone, pombe), ikawa inawezekana kuamua idadi kubwa ya vitu.

Utata

Ni nini kiini cha njia ya uchambuzi wa titrimetric? Inachukuliwa kuwa dutu huamuliwa kwa kunyesha kwa ioni inayohitajika kama kiwanja kisichoweza kuyeyuka au kuunganishwa kwake katika changamano kilichotenganishwa kidogo.

Redoximetry

Titration ya redox inategemea kupunguza na athari za oxidation. Kulingana na suluhisho la kitendanishi chenye titrated kutumika katika kemia ya uchambuzi, zifuatazo zinajulikana:

permanganatometry, ambayo inategemea matumizi ya permanganate ya potasiamu;
iodometry, ambayo inategemea oxidation na iodini, pamoja na kupunguzwa na ions iodidi;
bichromatometry, ambayo hutumia oxidation na bichromate ya potasiamu;
bromatometry kulingana na oxidation ya bromate ya potasiamu.

Mbinu za Redox za uchanganuzi wa titrimetri pia hujumuisha michakato kama vile cerimetry, titanometry, na vanadometry. Wanahusisha oxidation au kupunguzwa kwa ions ya chuma sambamba.

Kwa njia ya titration

Kuna uainishaji wa mbinu za uchanganuzi wa titrimetri kulingana na njia ya uwekaji alama. Katika toleo la moja kwa moja, ioni inayoamuliwa inabadilishwa na suluhisho la reagent iliyochaguliwa. Mchakato wa uwekaji alama katika njia ya ubadilishaji unategemea kuamua kiwango cha usawa katika uwepo wa kutokuwa thabiti. misombo ya kemikali. Titration kwa mabaki (njia ya reverse) hutumiwa wakati ni vigumu kuchagua kiashiria, pamoja na wakati mmenyuko wa kemikali unaendelea polepole. Kwa mfano, wakati wa kuamua kalsiamu carbonate, sampuli ya dutu inatibiwa na kiasi cha ziada cha titrated

Thamani ya uchambuzi

Njia zote za uchambuzi wa titrimetric zinadhani:

uamuzi sahihi wa kiasi cha kemikali moja au kila moja ya majibu;
uwepo wa suluhisho la titrated, shukrani ambayo utaratibu wa titration unafanywa;
utambulisho wa matokeo ya uchambuzi.

Titration ya ufumbuzi ni msingi wa kemia ya uchambuzi, kwa hiyo ni muhimu kuzingatia shughuli za msingi zilizofanywa wakati wa kufanya majaribio. Sehemu hii inahusiana kwa karibu na mazoezi ya kila siku. Kutokuwa na wazo juu ya uwepo wa vifaa kuu na uchafu katika malighafi au bidhaa, ni ngumu kupanga mnyororo wa kiteknolojia katika dawa, kemikali, sekta ya metallurgiska. Misingi ya kemia ya uchanganuzi inatumika kwa maswala magumu ya kiuchumi.

Mbinu za utafiti katika kemia ya uchambuzi

Tawi hili la kemia ni sayansi ya kuamua sehemu au dutu. Misingi ya uchambuzi wa titrimetric - njia zinazotumiwa kutekeleza jaribio. Kwa msaada wao, mtafiti anatoa hitimisho kuhusu utungaji wa dutu, maudhui ya kiasi ndani yake sehemu za mtu binafsi. Inawezekana pia wakati wa uchambuzi wa uchambuzi ili kuamua hali ya oxidation ambayo iko. sehemu dutu inayochunguzwa. Wakati wa kuainisha kemia, wanazingatia hasa ni hatua gani inapaswa kufanywa. Ili kupima wingi wa sediment inayosababisha, njia ya utafiti wa gravimetric hutumiwa. Wakati wa kuchambua ukubwa wa suluhisho, uchambuzi wa picha ni muhimu. Kulingana na thamani ya EMF, vipengele vilivyomo vya dawa ya mtihani vinatambuliwa na potentiometry. Mikondo ya mwendo inaonyesha wazi jaribio linalotekelezwa.

Kitengo cha Mbinu za Uchambuzi

Ikiwa ni lazima, kemia ya uchambuzi hutumia mbinu za physicochemical, classical (kemikali), na kimwili. Mbinu za kemikali kwa kawaida hueleweka kama uchanganuzi wa titrimetric na gravimetric. Njia zote mbili ni za kitambo, zimethibitishwa, na hutumiwa sana katika kemia ya uchanganuzi. inahusisha kuamua wingi wa dutu inayotakiwa au vipengele vyake vinavyohusika, ambavyo vimetengwa katika hali safi, na pia kwa namna ya misombo isiyoweza kuingizwa. Njia ya uchambuzi wa volumetric (titrimetric) inategemea kuamua kiasi cha reagent inayotumiwa katika mmenyuko wa kemikali, kuchukuliwa katika mkusanyiko unaojulikana. Kuna mgawanyiko wa mbinu za kemikali na kimwili katika vikundi tofauti:

macho (spectral);
kemikali ya umeme;
radiometric;
kromatografia;
spectrometric ya wingi.

Maalum ya utafiti wa titrimetric

Tawi hili la kemia ya uchanganuzi linahusisha kupima kiasi cha kitendanishi kinachohitajika kutekeleza majibu kamili ya kemikali kwa kiasi kinachojulikana cha dutu inayotakiwa. Kiini cha mbinu ni kwamba reagent yenye mkusanyiko unaojulikana huongezwa kwa njia ya kushuka kwa ufumbuzi wa dutu ya mtihani. Ongezeko lake linaendelea hadi kiasi chake kiwe sawa na kiasi cha mchanganuzi anayeguswa nayo. Njia hii inaruhusu mahesabu ya kiasi cha kasi katika kemia ya uchambuzi.

Mwanasayansi wa Ufaransa Gay-Lusac anachukuliwa kuwa mwanzilishi wa mbinu hiyo. Dutu au kipengele kilichoamuliwa katika sampuli hii kinaitwa dutu inayoamuliwa. Hizi zinaweza kujumuisha ioni, atomi, vikundi vya utendaji, na viini huru vilivyofungwa. Vitendanishi ni vitu vya gesi au kioevu ambavyo huguswa na dutu maalum ya kemikali. Mchakato wa titration unahusisha kuongeza ufumbuzi mmoja kwa mwingine na kuchanganya mara kwa mara. Sharti la utekelezaji mzuri wa mchakato wa titration ni matumizi ya suluhisho na mkusanyiko maalum (titrant). Ili kufanya mahesabu, hutumia idadi ya gramu ya dutu iliyomo katika lita 1 ya suluhisho. Mikondo ya titration hujengwa baada ya mahesabu.

Michanganyiko ya kemikali au vipengee huingiliana kwa wingi uliobainishwa wazi wa uzito unaolingana na viwango vyake vya gramu.

Chaguzi za kuandaa suluhisho la tit kwa kutumia sehemu iliyopimwa ya dutu ya kuanzia

Kama njia ya kwanza ya kuandaa suluhisho na mkusanyiko uliopewa (titer fulani), unaweza kufikiria kufuta sampuli ya misa halisi katika maji au kutengenezea nyingine, na pia kuongeza suluhisho lililoandaliwa kwa kiasi kinachohitajika. Titer ya reagent inayosababisha inaweza kuamua na molekuli inayojulikana ya kiwanja safi na kiasi cha suluhisho la kumaliza. Mbinu hii hutumiwa kuandaa ufumbuzi wa titrated wa dutu hizo za kemikali ambazo zinaweza kupatikana kwa fomu safi, muundo ambao haubadilika wakati wa kuhifadhi muda mrefu. Ili kupima vitu vilivyotumiwa, chupa zilizo na vifuniko vilivyofungwa hutumiwa. Njia hii ya kuandaa suluhu haifai kwa vitu ambavyo ni vya RISHAI, na vile vile kwa misombo ambayo huathiri kemikali na monoksidi kaboni (4).

Teknolojia ya pili ya kuandaa ufumbuzi wa titrated hutumiwa katika mimea maalum ya kemikali na katika maabara maalum. Inategemea matumizi ya misombo safi imara iliyopimwa kwa kiasi sahihi, na pia juu ya matumizi ya ufumbuzi na kawaida fulani. Dutu hizo zimewekwa kwenye ampoules za kioo na kisha zimefungwa. Dutu hizo ambazo ziko ndani ya ampoules za kioo huitwa fixans. Wakati wa majaribio halisi, ampoule yenye reagent imevunjwa juu ya funnel ambayo ina kifaa cha kupiga. Ifuatayo, sehemu nzima huhamishiwa kwenye chupa ya volumetric, basi kiasi kinachohitajika cha suluhisho la kufanya kazi kinapatikana kwa kuongeza maji.

Algorithm fulani ya vitendo pia hutumiwa kwa titration. Burette imejazwa na ufumbuzi ulioandaliwa wa kufanya kazi kwa alama ya sifuri ili hakuna Bubbles za hewa katika sehemu yake ya chini. Ifuatayo, suluhisho la kuchambuliwa hupimwa na pipette, kisha huwekwa kwenye chupa ya conical. Ongeza matone machache ya kiashiria kwake. Hatua kwa hatua ongeza suluhisho la kufanya kazi kwa tone kutoka kwa burette hadi suluhisho lililoandaliwa na ufuatilie mabadiliko ya rangi. Wakati rangi imara inaonekana ambayo haina kutoweka baada ya sekunde 5-10, mchakato wa titration unahukumiwa kuwa kamili. Ifuatayo, wanaanza mahesabu, kuhesabu kiasi cha suluhisho kinachotumiwa na mkusanyiko fulani, na kufikia hitimisho kulingana na jaribio lililofanywa.

Hitimisho

Uchambuzi wa Titrimetric utapata kuamua utungaji wa kiasi na ubora wa dutu iliyochambuliwa. Njia hii ya kemia ya uchambuzi ni muhimu kwa tasnia mbalimbali; Wakati wa kuchagua suluhisho la kufanya kazi, hakikisha kuzingatia kemikali mali, pamoja na uwezo wa kutengeneza misombo isiyoyeyuka na dutu inayochunguzwa.