روش خنثی سازی بر اساس واکنش است. روش های فیزیکی و شیمیایی تجزیه و تحلیل "روش های خنثی سازی" در کتاب ها
وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه
آژانس فدرال آموزش
دانشگاه فنی دولتی ساراتوف
روش خنثی سازی
در شیمی تجزیه برای دانش آموزان گرایش 550800
همه اشکال آموزش
ساراتوف 2009
مقدمه
تجزیه و تحلیل شیمیایی ترکیب یک ماده به تجزیه و تحلیل کیفی و کمی تقسیم می شود. یک وظیفه تحلیل کیفی تعیین کنید که ماده مورد مطالعه از چه اتم ها یا یون هایی تشکیل شده است. یک وظیفه تجزیه و تحلیل کمی تعیین تعداد اتم ها یا یون ها در یک ماده. روش های تحلیل کمی به سه گروه بزرگ تقسیم می شوند.
تجزیه و تحلیل کمی
وزن سنجی (وزن)
تیتریمتری (حجمی)
روش های فیزیکی و شیمیایی تجزیه و تحلیل
وزن سنجیاین تجزیه و تحلیل بر اساس توزین دقیق محصول واکنش است و امکان تعیین محتوای یک ماده را با دقت تا. با این حال، این روش تجزیه و تحلیل زمان بر است (تحلیل می تواند چندین روز طول بکشد) و بنابراین برای استفاده در شرایط صنعتی مناسب نیست.
در تیترومتریتجزیه و تحلیل حجم معرف صرف شده برای واکنش با ماده آزمایش را اندازه گیری می کند. تکنیک تجربی مدرن اندازه گیری حجم معرف را با دقت 10-2 میلی لیتر امکان پذیر می کند. بنابراین، تجزیه و تحلیل تیتریمتری از نظر دقت به طور قابل توجهی پایین تر از تجزیه و تحلیل وزنی است، اما به فرد اجازه می دهد زمان صرف شده برای تجزیه و تحلیل را به چند دقیقه کاهش دهد. این روش تجزیه و تحلیل به طور گسترده در عمل کارخانه استفاده می شود.
روشهای فیزیکی و شیمیاییتجزیه و تحلیل بر اساس مطالعه وابستگی یک پارامتر خاص از یک محلول به ترکیب آن است. آنها با دقت بالا (10 گرم) و سرعت آزمایش متمایز می شوند. با این حال، تجزیه و تحلیل معمولاً به تجهیزات خاصی نیاز دارد. بنابراین تحلیل تیتریمتری (حجمی) بیشترین توزیع را در شرایط تولید دریافت کرده است.
ویژگی های آنالیز تیترومتری و شرایط تیتراسیون با استفاده از مثال تیتراسیون با روش خنثی سازی به تفصیل در این دستورالعمل ها مورد بحث قرار گرفته است.
تجزیه و تحلیل حجم
در طول تجزیه و تحلیل، معرف به صورت قطره ای به ماده آزمایش اضافه می شود. چنین عملیاتی تیتراسیون نامیده می شود و روش آنالیز تیتریمتری است.
تیتراسیون تا زمانی انجام می شود نقطه معادل نقطه معادلاین حالت محلولی است که در آن مقدار کاملاً معادل معرف به ماده مورد مطالعه اضافه می شود. نقطه پایان تیتراسیون را می توان با استفاده از یک واکنش شیمیایی یا با تغییر مقداری تنظیم کرد دارایی فیزیکی. به عنوان مثال، هنگام واکنش NaOH و HCl، زمانی که 36.5 گرم HCl با 40 گرم NaOH یا 3.65 گرم HCl با 4 گرم NaOH واکنش می دهد، به نقطه معادل می رسد:
NaOH + HCl = NaCl + H2O
M (NaOH) = 40 گرم بر مول
M (HCl) = 36.5 گرم بر مول
https://pandia.ru/text/78/523/images/image002_1.gif" width="13" height="47 src=">
واحد اصلی حجم در سیستم بین المللی واحدها (SI) m3 است. یک هزارم متر مکعب سانتی متر مکعب است (همچنین یک میلی لیتر، میلی لیتر). محتوای یک ماده در یک میلی لیتر از محلول نامیده می شود تیتر، T (g/ml) نشان داده شده است.
محلول هایی با تیتر مشخص نامیده می شوند کالیبره شدهیا کارگرانبا دانستن تیتر و حجم محلول کاری که برای تیتراسیون استفاده می شود، مقدار معرف واکنش دهنده با ماده آزمایش را محاسبه کنید:
آ (G)= T (g/ml) V (ml). (یک)
برای تهیه محلول های کاری از مواد خاصی استفاده می شود که انتخاب آنها با توجه به نوع واکنشی که در طی تیتراسیون انجام می شود تعیین می شود.
بسته به نوع واکنش، وجود دارد روش های زیرتعاریف عمده: روش خنثی سازی،مواد و روش ها کاهش اکسیداسیون،مواد و روش ها بارش و کمپلکس.
برای تعیین نقطه هم ارزی در آنالیز حجمی از مواد خاصی استفاده می شود شاخص ها(گاهی اوقات خود معرف نشانگر است). برای اندازه گیری دقیق حجم ماده آزمایشی و معرف در طول تجزیه و تحلیل، از ظروف حجمی خاصی استفاده می شود: فلاسک های حجمی، پیپت ها، بورت ها و غیره.
محاسبه غلظت محلول آزمایشی مطابق با قانون معادل ها طبق فرمول (2) انجام می شود. حاصلضرب حجم و نرمال بودن ماده آزمایشی و معرف مقدار ثابتی است
С1∙V1= С2∙V2=const، (2)
که در آن С1 و С2 غلظت‌های مولی معادل‌ها (طبیعی) ماده آزمایش و تیتر به‌ترتیب معادل مول در لیتر هستند.
V1، حجم ماده آزمایش، l.
حجم V2 تیترانت مورد استفاده برای تیتراسیون، l.
روش خنثی سازی
هنگام تعیین غلظت اسیدها و بازها، از روش تیتراسیون اسید-باز استفاده می شود که بر اساس واکنش خنثی سازی است:
H+ + OH- ↔ H2O
با استفاده از این روشمی توان غلظت اسیدها، قلیایی ها و همچنین نمک هایی را که دارای واکنش اسیدی یا قلیایی محیط هستند در نتیجه هیدرولیز تعیین کرد. اگر از اسید به عنوان محلول کار استفاده شود، روش نامیده می شود اسید سنجی:اگر محلول کار قلیایی باشد قلیایی سنجینقطه هم ارزی با استفاده از شاخص هایی تعیین می شود که با تغییر واکنش محیط، رنگ خود را تغییر می دهند.
برای انجام تجزیه و تحلیل، تهیه محلول های کاری استاندارد، محلول های کاری تیتر شده و همچنین انتخاب شاخص مناسب ضروری است. راه حل های کاری استاندارددر اسیدمتری محلول های بوراکس Na2B407∙10H20 یا سودا Na2CO3 ∙5H2O هستند. راه حل های کاری تیتر شدهمحلول های اسید هیدروکلریک، کمتر اسیدهای دیگر. در قلیایی سنجی راه حل های کاری استانداردمحلول های اسید اگزالیک H2C2O4 2H2O یا اگزالات سدیم Na2C2O4 2H2O هستند.
روش خنثی سازی به عنوان یک روش تجزیه و تحلیل کمی گسترده شده است، زیرا واکنش محیط (pH محیط) جهت تعدادی از فرآیندهای فیزیکوشیمیایی و واکنش های شیمیایی را تعیین می کند. به عنوان مثال، فرآیندهای کاهش اکسیداسیون، تشکیل و انحلال رسوبات، خوردگی فلزات، دباغی چرم و غیره به واکنش محیط بستگی دارد. بنابراین در شرایط تولید، کنترل واکنش محیط به طور مداوم ضروری است.
آزمایشگاه های موجود در داده ها دستورالعمل ها، به شما امکان می دهد تا مهارت های عملی لازم را برای کنترل واکنش محیط کسب کنید و توسط هر دانش آموز به طور مستقل انجام می شود.
اهداف و اهداف کلی کارگاه آزمایشگاهی در شیمی تجزیه
1. آشنایی با تکنیک ها و روش های آنالیز شیمیایی.
2. بررسی ویژگی های تحلیل حجمی.
3. آشنایی با روش های تهیه محلول های کاری، محلول های کاری استاندارد و مواد جانبی.
4. کسب مهارت عملی در استانداردسازی مواد و تعیین غلظت محلول های مورد مطالعه.
5. کسب مهارت های عملی تیتراژ مستقیم، معکوس و جایگزین.
6. آشنایی با ویژگی های محاسبات.
درباره آزمایشگاه ها 1-5
دانش آموز گزارشی از کار انجام شده در دفترچه ای برای کلاس های آزمایشگاهی می نویسد. این گزارش باید حاوی موارد زیر باشد:
1) شماره و نام کار آزمایشگاهی.
2) تدوین هدف کار؛
3) مفاد نظری اساسی.
4) روش انجام کار؛
5) داده های تجربی؛
6) محاسبات و نتیجه گیری در مورد کار.
تکنیک تجربی
2. ظروف (فلاسک و بطری) را از دستیار آزمایشگاه دریافت کنید.
3. ظرف ها را بشویید، خشک کنید و امضا کنید.
4. بطری را وزن کنید.
5. حجم یک قطره آب مقطر جاری شده از بورت را تعیین کنید.
6. شروع به انجام کارهای آزمایشگاهی کنید.
الزامات ایمنی
1. تمام عملیات با اسیدهای غلیظ و قلیاها باید فقط تحت کشش انجام شود.
2. محلول ها باید فقط در ظروف نسوز مخصوص و در زیر آب گرم شوند.
3. هنگام اندازه گیری اسیدها و قلیاها از پیپت ها و سیلندرهای اندازه گیری شده و اندازه گیری شده استفاده کنید.
4. مایع را فقط با گلابی داخل پیپت بکشید.
آزمایشگاه 1
تهیه محلول استاندارد کاری بورات ها
هدف، واقعگرایانه: 200 میلی لیتر محلول بوراکس 0.1N تهیه کنید.
راه حل های کاری به دو دسته تقسیم می شوند راه حل های استاندارد و تثبیت شده
استانداردمحلول هایی نامیده می شوند که با حل کردن یک نمونه دقیق از یک ماده در حجم کاملاً مشخصی از مایع به دست می آیند. تیتر چنین محلول هایی با فرمول تعیین می شود:
T = ; (گرم در میلی لیتر)، (3)
که در آن a وزن ماده است، g؛ حجم فلاسک V، میلی لیتر.
برای تهیه محلول های کاری استاندارد، موادی مناسب هستند که شرایط زیر را برآورده کنند:
1) ماده باید به شکل شیمیایی خالص بدست آید.
2) ترکیب ماده باید کاملاً با فرمول مطابقت داشته باشد.
3) ترکیب ماده در طول ذخیره سازی نباید تغییر کند.
4) ماده باید دارای جرم معادل به اندازه کافی بالا باشد که به شما امکان می دهد درصد خطا در وزن را کاهش دهید.
1. محاسبه وزن:
a = Сн Me V /1000، (4)
که در آن a وزن ماده است، g؛
نرمال بودن CH محلول.
من معادل جرم ماده، g/mol;
حجم V محلول، میلی لیتر.
Me \u003d (Na2B407 10H2O) \u003d M (Na2B4O7 10H2O) / 2 \u003d 2 22.9897 + 4 10.8100 + 7 15.994 + 7 15.994 + 20 1.0014 + 20 1.0019 + 20 1.0010 + 20 1.0010 + 20 1.0014 + 20 1.0079 d.
2. وزن بوراکس:
a \u003d 0.1 ∙ 190.6836 200 / 1000 \u003d 3.8137 (g)
وزن یک بطری خالی در ترازوی فنی a1.
وزن یک بطری خالی روی ترازوی تحلیلی a2.
وزن نظری بطری با نمونه a3 = (a2 + 3.8137).
وزن بطری با یک نمونه در ترازوی فنی a4.
وزن بطری با یک نمونه بر روی ترازوی تحلیلی a5.
لولای عملی:
apr= a5-a2 (5)
3. حل کردن بوراکس.
یک نمونه وزن شده از بوراکس از یک بطری به طور کمی از طریق یک قیف به یک فلاسک حجمی 200 میلی لیتری منتقل می شود. تمام کریستال های بوراکس روی دیواره بطری و روی قیف به طور کامل در فلاسک شسته می شوند. بوراکس در آب کمی حل می شود، بنابراین برای حل کردن آن، مقدار کمی آب مقطر گرم (150 میلی لیتر) در فلاسک ریخته می شود. محتویات فلاسک به آرامی مخلوط می شوند. پس از حل شدن بوراکس در آب، فلاسک تا دمای اتاق خنک می شود و حجم داخل فلاسک با آب مقطر در دمای اتاق به علامت تنظیم می شود. در بالن محکم بسته شده و محلول کاملاً مخلوط می شود. محلول آماده شده در یک فلاسک با کف صاف ریخته می شود.
4. محاسبه نرمال بودن و تیتر بوراکس.
Cn (عملی) \u003d K Cn (نظریه) \u003d K 0.1. (7)
T \u003d Sn (تمرین) Me (بوراکس) / 1000؛ (هشت)
T \u003d apr / V، جایی که V حجم فلاسک است. (9)
آزمایشگاه 2
تهیه محلول کاری هیدروژن کلریداسید نوح
هدف، واقعگرایانه: 500 میلی لیتر هیدروکلریک اسید هیدروکلریک 0.1 نیوتن را تهیه کنید.
اسید کلریدریک صنعتی مایعی حاوی ناخالصی است و برای تهیه محلول های استاندارد مناسب نیست. بنابراین، محلولی با نرمالیت تقریباً داده شده از HCl تهیه می شود و نرمال بودن دقیق با استفاده از محلول کاری استاندارد یا محلول تیتر شده ایجاد می شود. برای تهیه محلول‌هایی از اسید فنی با درصد نامشخص، باید چگالی اسید را با استفاده از چگالی‌سنج اندازه‌گیری کرد، سپس درصد غلظت اسید را در کتاب مرجع پیدا کرد و سپس اقدام به تهیه اسید کرد.
1. تعیین چگالی و درصد غلظت اسید HCl.
اسید را در یک سیلندر 1 لیتری قرار دهید و چگالی سنج را پایین بیاورید. برای مثال ρ(HCl) = 1.09 g/ml. در کتابچه راهنمای شیمی تجزیه، کسر جرمی (درصد غلظت) اسید شروع را پیدا می کنیم. در مثال ما -18% HCl.
2. محاسبه وزن:
a=Sn Me V/I000، (10)
که در آن، a وزن ماده است، g؛
نرمال بودن CH محلول.
من معادل جرم ماده، g/mol ;
حجم V محلول، میلی لیتر.
3. محاسبه جرم 18 درصد اسید مورد نیاز برای تهیه محلول:
ω = , (11)
جایی که ω = 0,18.
با دانستن m (HCl) (نمونه ای از مورد 2)، m (محلول HCl) را پیدا می کنیم.
4. محاسبه حجم 18% HCl مورد نیاز برای تهیه اسید:
V(محلول HCl) = m(محلول HCl) ∙ρ . (12)
5. تهیه 500 میلی لیتر HCl 0.1 N.
حجم اسید مورد نیاز برای آماده سازی که طبق بند 4 محاسبه می شود با استوانه اندازه گیری شده و به فلاسک حجمی 500 میلی لیتری منتقل می شود. حجم داخل بالن را با آب مقطر به علامت برسانید، آن را در قسمت های کوچک اضافه کنید و محتویات فلاسک را کاملاً مخلوط کنید. محلول آماده شده را به یک فلاسک ته صاف یا مخروطی انتقال دهید.
آزمایشگاه 3
تعیین نرمال بودن و عیار اسید هیدروژنیک
هدف، واقعگرایانه:نرمال بودن محلول HCl آماده شده را با توجه به محلول استاندارد بوراکس تعیین کنید.
برای تعیین نرمال بودن و تیتر اسید، لازم است اسید را با محلول بوراکس تیتر کنیم. برای تعیین نقطه هم ارزی استفاده از اندیکاتورها در زمان تیتراسیون ضروری است. اندیکاتورها موادی هستند که با تغییر واکنش محیط، رنگ خود را تغییر می دهند. شاخص ها در بیشتر موارد اسیدهای آلی یا بازهای ضعیف هستند. AT نمای کلیفرمول اسید یا باز را می توان به صورت زیر نشان داد:
HInd یا KtOH،
که در آن Ind آنیون اسید است. Kt+ کاتیون پایه است.
نشانگر تغییر رنگ می دهد، زیرا مولکول ها و یون های آن در رنگ های مختلف رنگ می شوند. اگر محلول تحت سلطه مولکول ها باشد، محلول رنگ مولکول ها را دارد و بالعکس. با تغییر واکنش محیط می توان تعادل بین مولکول های شاخص و یون ها را تغییر داد. به عنوان مثال، یک اسید ضعیف تا حدی مطابق با معادله تفکیک می شود:
HInd ↔ H+ + Ind-.
وقتی H+ اضافه می شود، تعادل تفکیک به سمت مولکول های اسید تفکیک نشده تغییر می کند. یک محیط اسیدی از تفکیک جلوگیری می کند، محلول رنگ مولکول ها را دارد. در یک محیط قلیایی، H+ و OH- برهم کنش می‌کنند و تعادل تفکیک به سمت تشکیل یون‌ها تغییر می‌کند. محیط قلیایی باعث تجزیه می شود، محلول رنگ یون ها را به دست می آورد. تغییر رنگ نشانگر در محدوده pH خاصی رخ می دهد که به آن فاصله انتقال رنگ نشانگر می گویند. نقطه مرکزی این بازه را شاخص تیتراسیون می نامند که با pT نشان داده می شود (جدول 1).
میز 1
فواصل انتقال رنگ برای برخی از نشانگرها
شاخص | فاصله انتقال pH | مقدار pT | رنگ آمیزی در محیط اسیدی | رنگ آمیزی در محیط قلیایی |
تیمول آبی | ||||
متیل اورنج | ||||
متیل | ||||
فنل قرمز | ||||
تیمول آبی (انتقال دوم) | ||||
فنل فتالئین | بی رنگ | زرشکی |
||
تیمولفتالئین | بی رنگ | |||
آلیزارین زرد | بنفشه |
|||
تروپئولین | رنگ قهوه ای |
1. 10 میلی لیتر بوراکس را با یک پیپت مدرج اندازه گیری کنید و به یک فلاسک تیتراسیون منتقل کنید. 1-2 قطره متیل اورنج اضافه کنید.
2. بورت را با محلول اسید هیدروکلریک پر کنید.
3. بوراکس را با محلول اسید کلریدریک تیتر کنید تا رنگ آن از زرد به زرد مایل به صورتی تغییر کند. حجم HCl مورد استفاده برای تیتراسیون را در جدول 2 ثبت کنید.
تعریف را 5 بار تکرار کنید.
جدول 2
داده هایی برای محاسبه نرمال بودن و تیتر اسید هیدروکلریک
حجم بوراکس، میلی لیتر | حجم HCl، میلی لیتر | حجم متوسط HCl، میلی لیتر |
CH بوراکس. Vborax \u003d CH (HCl) V (HCl)، (13)
THCI \u003d CH (HCl) Me (HCl) / 10
آزمایشگاه 4
کار آشپزیPACتلویزیونOPAپتاسیم هیدروکسید
هدف، واقعگرایانه: 200 میلی لیتر محلول KOH 0.1 N تهیه کنید.
هیدروکسید پتاسیم یک ماده جاذب رطوبت است که به طور فعال آب را جذب می کند دی اکسید کربناز هوا ترکیب یک ماده دائما در حال تغییر است، بنابراین نمی توان از چنین ماده ای یک محلول کاری استاندارد تهیه کرد. با داشتن هیدروکسید پتاسیم، محلولی با نرمال تقریباً داده شده تهیه می شود و غلظت دقیق آن توسط اسید اگزالیک یا محلول تیتر شده اسید دیگر تعیین می شود.
1. محاسبه وزن:
a = Cn Me V / 1000، (15)
که در آن a وزن ماده است، g؛
CH نرمال بودن محلول است.
من جرم معادل یک ماده، g/mol;
حجم V محلول، میلی لیتر.
2. توزین KOH:
وزن حجیم در ترازوهای فنی - a1
وزن نظری بطری با لولا - a2
a2 = (a1 + a + 0.4)،
که در آن a وزن نظری است. 0.4 - اصلاح کربنات ها.
جرم بطری با یک نمونه در مقیاس های فنی - a3
اتصال عملی: apr = a3-a1.
3. انحلال KOH.
مقداری از KOH را به یک بالن حجمی 200 میلی لیتری منتقل کنید، مقدار کمی آب مقطر به آن اضافه کنید، KOH را در آب حل کنید و حجم داخل بالن را به نقطه مشخصی برسانید. محتویات فلاسک را کاملاً مخلوط کنید. محلول به دست آمده را در یک فلاسک ته صاف بریزید.
آزمایشگاه 5
تعیین نرمال بودن و تیتر KOH
با راه حل کارHCl
هدف، واقعگرایانه:نرمال بودن و تیتر KOH را تنظیم کنید.
1. 10 میلی لیتر HCl را با پیپت اندازه گیری کنید و به یک بالن تیتراسیون منتقل کنید، نشانگر فنل فتالئین را اضافه کنید.
2. بوته را با محلول KOH آماده شده پر کنید.
3. با محلول HCl KOH تیتر کنید تا رنگ زرشکی کمرنگ ظاهر شود. حجم KOH مورد استفاده برای تیتراسیون را ثبت کنید.
4. تعریف را 5 بار تکرار کنید. یک جدول بسازید (نگاه کنید به آزمایشگاه. کار. 3، بند 3).
آزمایشگاه 6
تجزیه و تحلیل کنترل
هدف، واقعگرایانه:تعیین نرمال بودن و تیتر اسید سولفوریک H2SO4.
1. فلاسک حجمی 100 میلی لیتری تهیه کنید و محلولی برای تحقیق در آن بگیرید.
2. حجم داخل فلاسک را با آب مقطر به علامت برسانید و محتویات فلاسک را کاملاً مخلوط کنید.
3. بورت را با محلول آزمایش (اسید H2SO4) پر کنید.
4. 10 میلی لیتر از محلول تیتر شده KOH را به یک فلاسک تیتراسیون منتقل کنید، یک نشانگر (متیل اورنج) اضافه کنید.
5. KOH را با محلول H2SO4 تیتر کنید تا رنگ زرد به زرد مایل به صورتی تغییر کند. تعریف را 5 بار تکرار کنید.
اگر خطای تعیین بیشتر از 5%, تحلیل نیاز به تکرار دارد
سوالات مربوط به گزارش در مورد موضوع
« روش خنثی سازی»
1. یونیزاسیون آب. شاخص هیدروژن
2. محلول های بافر. ماهیت عمل بافر. ظرفیت بافر
3. محاسبه pH در محلولهای اسیدها و بازهای قوی و ضعیف. قانون استوالد
4. الکترولیت های قوی. ضریب فعالیت. قدرت یونی
5. تحلیل حجمی. ماهیت تجزیه و تحلیل حجمی. الزامات واکنش های مورد استفاده در آنالیز حجمی. طبقه بندی روش های تحلیل حجمی.
6. روش های بیان غلظت محلول ها. مولاریته، نرمال (غلظت مولی معادل ها)، درصد غلظت (کسر جرمی).
7. روش خنثی سازی. شاخص های روش خنثی سازی تئوری شاخص های روش خنثی سازی.
8. حوزه انتقال شاخص ها. نشانگر تیتراسیون نشانگر
9. منحنی تیتراسیون.
10. تیتراسیون اسیدهای قوی با بازهای قوی. تیتراسیون اسیدهای ضعیف با بازهای قوی.
11. تیتراسیون بازهای ضعیف با اسیدهای قوی.
12. تیتراسیون اسیدهای پلی بازیک.
13. تیتراسیون محلول های نمکی.
14. خطای تیتراسیون نشانگر. محاسبه خطای تیتراسیون نشانگر. تأثیر عوامل مختلف بر خوانش شاخص ها.
نمونه هایی از حل مشکلات
1. تهیه راه حل های کاری
مثال 1 . برای تهیه 1.5 لیتر محلول 0.02 نیوتن چند گرم KOH باید مصرف کرد؟
ارائه شده: راه حل:
مثال 2 . چند میلی لیتر از محلول HC1 با چگالی 1.15 گرم بر سانتی متر مکعب برای تهیه 1.5 لیتر محلول 0.2 n لازم است؟
ارائه شده: راه حل:
ρ(HC1)= 1.15 g/cm3 | m (HCl) = CH Me∙V (V بر حسب لیتر) |
V (HCl) \u003d 1.5 لیتر | من (HCl) \u003d M / 1 \u003d 36.46 گرم / مول |
CH(HCl) = 0.2 n | 1. m (HC1) \u003d 0.2 36.46 / 1.5 \u003d 10.94 (g). |
2. طبق کتاب مرجع، متوجه می شویم که ρ = 1.15 گرم در سانتی متر مکعب با 30٪ HCl مطابقت دارد. جرم محلول 30٪ لازم برای تهیه اسید را پیدا می کنیم: ω \u003d (mv-va / mr-ra) 100 => mr-ra = 10.94/0.30 = 36.46 (g). |
|
3. Vp-ra \u003d mr-ra / ρ \u003d 36.46 / 1.15 \u003d 31.71 (ml). |
مثال 3 برای تهیه 2 لیتر محلول 10 درصد چند گرم قلیایی حاوی 92 درصد NaOH باید مصرف کرد؟
ارائه شده: راه حل:
ρ (NaOH) = 0.92 | ω = (mv-va / mr-ra) 100% |
یک). با توجه به کتاب مرجع، چگالی محلول قلیایی 10٪ را پیدا می کنیم که برابر با 1.11 گرم بر سانتی متر مکعب است، سپس 2 لیتر از محلول 10٪ دارای جرم خواهد بود: mr-ra \u003d 1.11 2000 \u003d 2220 (g). |
|
ω(NaOH) = 0.1 | 2). مقدار NaOH خالص مورد نیاز برای تهیه 2 لیتر محلول 10٪ با استفاده از فرمول بدست می آید: ω = (mv-va / mr-ra) => mv-va \u003d 2220 0.10 \u003d 222 (g). |
3). مقدار 92% NaOH مورد نیاز برای تهیه 2 لیتر محلول 10% با فرمول تعیین می شود: ρ = mv-va / m NaOH => m NaOH = 241 (g). |
مثال 4 . برای تهیه 1 لیتر محلول 0.25 نیوتن چند میلی لیتر محلول NaOH 8 N باید مصرف کرد؟
ارائه شده: راه حل:
Cn(NaOH) ∙V(NaOH)= V"(NaOH) ∙Cn"(NaOH) |
|
Cn(NaOH)=0.25 n | V (NaOH) \u003d Cn "(NaOH) ∙ V" (NaOH) / Cn (NaOH) |
V (NaOH) \u003d 0.25 1 / 8 \u003d 0.31 (l). |
|
2. تعیین غلظت محلول کار
مثال 1 . برای تیتراسیون محلولی حاوی 0.2584 گرم سودای بی آب، 21.35 میلی لیتر از محلول H2SO4 مصرف می شود. تیتر محلول H2SO4 را تعیین کنید.
ارائه شده: راه حل:
m(Na2COZ) = 0.2584 گرم | Na2SOZ + H2SO4 = Na2SO4 + CO2 + H2O |
V(H2SO4) = 21.35 میلی لیتر | n (Na2SOZ) \u003d n (H2SO4)، n مقدار ماده معادل |
n (Na2SOZ) \u003d m (Na2CO3) / من (Na2SOZ) |
|
n (H2SO4) \u003d T (H2SO4) V (H2SO4) / Me (H2SO4) Me(H2SO4) = 49 گرم در مول m(Na2CO3)/Me(Na2CO3)=T(H2SO4) V(H2SO4)/Me(H2SO4) بنابراین، تیتر است T(H2SO4) = 0.2584 ∙49 / 53 ∙21.35 = 0.0442 (g/ml) |
مثال 2 برای تنظیم تیتر محلول HCl، 206/5 گرم سودای بی آب در یک فلاسک حجمی 500 میلی لیتری حل شد. تیتراسیون 25 میلی لیتر محلول، 18/26 میلی لیتر اسید کلریدریک مصرف می کند. نرمال بودن HCl، تیتر HCl، تیتر HCl را با NaOH تعیین کنید.
ارائه شده: راه حل:
m(Na2CO3) = 5.2068 گرم | Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2 |
V(Na2CO3) = 500 میلی لیتر | 1) n (Na2CO3) \u003d n (HCl) |
V1 (Na2CO3) = 25 میلی لیتر | n (Na2CO3) \u003d m (Na2CO3) ∙ V1 (Na2CO3) / Me (Na2CO3) V (Na2CO3) |
V(HCl) = 26.18 میلی لیتر | 2) n(HCl)=Cn(HCl) V(HCl)/1000 |
3) / [Me(Na2CO3) V(Na2CO3)] = /1000 |
|
Cn(HCl)=/= 0.1876 g/ml |
|
T(HCl/NaOH)-؟ | 4) Т(НCl)=Сн(HCl)∙Me ( HCl)/1000 (g/ml) 5) T (HCl / NaOH) \u003d Cn (HCl) Me ( NaOH)/1000 (g/ml) |
3. محاسبه نتایج تحلیل در روش خنثی سازی
مثال 1 برای تیتراسیون با 20 میلی لیتر NaOH، 22.4 میلی لیتر HCl 0.0532 نیوتن استفاده شد. در 1 لیتر محلول چند گرم NaOH وجود دارد؟
ارائه شده: راه حل:
NaOH + HCl = NaCl + H2O |
|
V(HCl) = 22.4 میلی لیتر | n(NaOH)=n(HCl) |
CH(HCl)=0.0532 n | n(NaOH)=V(NaOH)∙CH(NaOH) n(HCl)=V(HCl) CH((HCl) |
V(NaOH) CH(NaOH)=V(HCl) CH((HCl) m (NaOH) \u003d CH (NaOH) Me (NaOH) \u003d 22.4 0.0532 40 / 20 \u003d |
مثال 2 . در صورتی که 20.4 میلی لیتر محلول HCl 0.212 نیوتن برای نمونه 0.875 r در طول تیتراسیون استفاده شود، درصد بوراکس (تتربورات سدیم) را در نمونه آلوده محاسبه کنید.
ارائه شده: راه حل:
m(نمونه بوراکس)=0.8750 گرم | Na2B4O7 +2НCl+H2O→2NаСl+HBO3 |
V(HCl) = 20.4 میلی لیتر | n(Na2B4O7)=n(HCl) |
CH(HCl)=0.212 n | n(Na2B4O7)=m(Na2B4O7)/Me(Na2B4O7) |
% بوراکس در نمونه -؟ | n(HCl)=V(HCl) CH(HCl)/1000 |
1) m(Na2B4O7) = 190.7 20.40 0.212/1000 = 0.824 گرم |
|
2) %(Na2B4O7)=0.824/0.875=94.2% |
وظایف برای راه حل مستقل
1. برای تهیه 2.5 لیتر محلول 0.1 نیوتن چند میلی لیتر اسید سولفوریک با چگالی 1.07 گرم بر سانتی متر مکعب لازم است؟
2- چه وزنی از معرف NaOH حاوی 93 درصد ماده اصلی را باید به 10 لیتر محلول NaOH 0.1945 مولار اضافه کرد تا محلول 0.2 مولار بدست آید؟
3- چند میلی لیتر اسید سولفوریک با چگالی 07/1 گرم بر سانتی متر مکعب با کسر جرمی H2SO4 10 درصد باید برای آنالیز گرفته شود تا از 20 میلی لیتر محلول NaOH 2 مولار برای تیتراسیون آن استفاده شود؟
4. اگر برای تیتراسیون آن از 23.5 میلی لیتر محلول NaOH با عیار 0.005764 g/ml استفاده شود، جرم اسید سولفوریک موجود در محلول چقدر است؟
5. اگر 18.43 میلی لیتر از محلول HCl 0.2135 مولار برای تیتراسیون محلول آن استفاده شده باشد، جرم اکسید کلسیم را محاسبه کنید.
6. جرم نمک را محاسبه کنید که تیتراسیون آن در برابر متیل اورانژ به 25 میلی لیتر محلول اسید کلریدریک 0.2 مولار نیاز دارد.
8. اگر 20 میلی لیتر از این محلول با 25 میلی لیتر محلول هیدروکسید سدیم 1/0 نیتروژن تیتر شود، مولاریته، نرمال بودن و تیتر محلول اسید سولفوریک چقدر است؟
9. نرمال بودن و تیتر محلول HCI را در صورتی که 10 میلی لیتر از محلول HCl برای تیتراسیون 0.1907 گرم تترابورات سدیم استفاده شود، محاسبه کنید.
10- چند میلی لیتر HNO3 با چگالی 1.4 g/cm3 باید مصرف کرد تا 5 لیتر محلول 0.1 نیوتن بدست آید؟
11. نرمال بودن و تیتر محلول KOH را تعیین کنید، اگر 25.20 میلی لیتر قلیایی برای تیتراسیون نمونه 0.1495 N H2C4H4O4 محلول در حجم دلخواه آب استفاده شده باشد.
12. عیار محلول 0.1205 N H2SO4 چقدر است؟
13. نرمال بودن محلول های موجود در 1 لیتر چقدر است:
الف) 4.0106 گرم HCl. ب) 4.8059 گرم H2SO4؟
14- چند میلی لیتر از محلول 10 درصد با چگالی 1.047 گرم بر سانتی متر مکعب باید به 50 میلی لیتر محلول 37.23 درصد با چگالی 1.19 گرم بر سانتی متر مکعب اضافه کرد تا محلول HCl 25 درصد به دست آید؟
ادبیات
1. شیمی تجزیه / M.: دانشکده تحصیلات تکمیلی، 2003 t.s.
2. مبانی شیمی تجزیه / م.: دبیرستان، 2004 ج.1، 503 ص.
3. تکالیف و سؤالات شیمی تجزیه /، م.: میر، 2ص.
روش خنثی سازی
رهنمودها
به کار آزمایشگاهیدر شیمی تجزیه
تالیف شد.
روش خنثی سازی(Syn. تیترومتری اسید و باز) - یک روش تیترومتری برای تعیین غلظت اسیدها (اسیدیمتری) و قلیایی ها (قلیایی سنجی) در محلول ها، بر اساس واکنش خنثی سازی، یعنی واکنش برهمکنش یک اسید با یک باز، با تشکیل آب و نمک. .
N. m در klinikobiokhimicheskikh و یک وقار استفاده می شود - یک گیگابایت. آزمایشگاه ها و همچنین در آزمایشگاه های داروسازی کنترل و تحلیلی. این روش در آزمایشگاه‌های بالینی و بیوشیمیایی، اسیدیته کل محتویات معده را تعیین می‌کند، یعنی اسید کلریدریک آزاد و متصل، اسیدهای آلی و فسفات‌های واکنش‌گر اسید، تیتر کردن مواد آزمایش تازه با 0.1 نیوتن. محلول سود سوزآور (نگاه کنید به شیره معده). N.m همچنین برای تعیین اسیدیته تیتراسیون و قلیایی بودن ادرار، مقدار pH آب روده، خون و برخی غذاها استفاده می شود.
AT محلول های آبواکنش خنثی سازی به ترکیب یون های هیدروژن (H +)، که توسط یک، با یون های هیدروکسیل (OH -) تشکیل شده توسط قلیایی، به مولکول های آب کاهش می یابد: H + + OH - -> H 2 O.
هنگام تعیین غلظت به - شما به تدریج از بورت به حجم دقیق اندازه گیری شده محلول آنالیز شده ریخته می شوید. راه حل کارقلیایی (مثلاً محلول سود سوزآور) با غلظت مشخص تا زمانی که به نقطه هم ارزی برسد، یعنی تا زمانی که چنین حجمی از محلول کاری (تیترانت) اضافه شود که حاوی مقدار قلیایی معادل مقدار to-you باشد. در حجم مورد بررسی محلول گرفته شده برای تیتراسیون. تعیین غلظت قلیایی تولید شده به روش مشابه. در این حالت از کارگر به عنوان تیترانت استفاده می شود. محلول اسیدبه عنوان مثال، اسید هیدروکلریک، غلظت شناخته شده.
غلظت to-you یا قلیایی در محلول های تجزیه و تحلیل شده با معادله محاسبه می شود:
H = (H 0 V 0)/V،
که در آن V و V 0 حجم های متناظر محلول و تیترانت آنالیز شده و H و H 0 غلظت های نرمال محلول و تیترانت آنالیز شده هستند.
پس از تعیین غلظت نرمال (H) محلول آنالیز شده، در صورت لزوم، تیتر محلول (T)، یعنی محتوای to-you یا قلیایی را بر حسب گرم در 1 میلی لیتر از محلول، با توجه به معادله محاسبه کنید:
T = (N*E)/1000
که در آن E معادل شما یا قلیایی است.
برای تعیین پایان تیتراسیون، از شاخص های اسید-باز استفاده می شود (نگاه کنید به). نشانگر R-r(1-2 قطره) ابتدا به محلول آنالیز شده اضافه می شود و در لحظه تغییر شدید رنگ نشانگر، تیتراسیون کامل می شود. به عنوان اندیکاتور در N.m، معمولاً از اندیکاتورهایی استفاده می شود که رنگ آنها در محیط اسیدی و قلیایی متفاوت است، به عنوان مثال، آبی برومتیمول، منطقه تغییر رنگ به روگو از زرد به آبی در محدوده pH 6.0- است. 7.6; فنل قرمز، تغییر رنگ از زرد به قرمز در pH 6.8-8.4. فنل فتالئین با منطقه تغییر رنگ از بی رنگ به بنفش تمشک در pH 8.3-10.0 و غیره. همچنین روش های غیر شاخصی برای تعیین نقطه معادل وجود دارد (نگاه کنید به.
روش خنثی سازی مبتنی بر واکنش خنثی سازی است:
n+ + he- ->- n 2 o.
روش خنثی سازی برای تعیین کمی اسیدها و قلیاها استفاده می شود. با استفاده از این روش، تعدادی از تعیین های حجمی دیگر مرتبط با واکنش خنثی سازی نیز انجام می شود، به عنوان مثال، تعیین نمک های خاصی که توسط بازهای قوی و اسیدهای ضعیف (Na 2 C0 3 , Na 2 B 4 07 ) یا آمونیوم تشکیل شده اند. نمک ها
در تعیین کمی اسیدها - قلیایی سنجی- محلول کار محلولی از NaOH قلیایی یا KOH است. تهیه یک محلول تیتر شده از قلیایی با توجه به نمونه غیرممکن است، زیرا قلیایی الزامات موادی را که می توان از آنها محلولی با غلظت دقیق مطابق با نمونه دقیق گرفته شده تهیه کرد، برآورده نمی کند. علاوه بر این، با نگهداری دقیق، محلول های قلیایی به سرعت تیتر خود را تغییر می دهند، بنابراین تیتر این محلول های کاری تعیین می شود. اسید اگزالیک H 2 C 2 0 4 - 2H 2 0 یا اسید سوکسینیک H2C4H4O4 می تواند به عنوان ماده اولیه برای تعیین تیتر محلول کاری قلیایی عمل کند. اغلب در عمل آزمایشگاهی به عنوان نقطه شروع
محلول استفاده 0.1 n. محلول اسید تهیه شده از فیکسانال.
در تعیین کمی قلیایی - اسید سنجی- محلول کار محلولی از یک اسید قوی است (معمولا HC1 یا H 2 S0 4 J. تهیه محلول اسید تیتر شده بر اساس اسید غلیظ غیرممکن است. مهم نیست که با چه دقتی از اسید غلیظ نمونه برداریم، نخواهیم گرفت. مقدار واقعی آن را بدانید زیرا اسید سولفوریک رطوبت سنجی است و اسید کلریدریک غلیظ کلرید هیدروژن آزاد می کند بنابراین تیتر محلول های اسیدی تنظیم می شود. ماده اولیه برای تنظیم تیتر محلول اسید بوراکس Na 2 B 4 0r-10H است. 2 O یا سود شیمیایی خالص Na 2 C0 3. در برخی موارد، محلول اسید کاری از فیکسانال تهیه می شود. تیتر محلول اسید برای مدت طولانی تغییر نمی کند.
روش خنثی سازی در. آزمایشگاه های بالینی برای تعیین اسیدیته شیره معده. در آزمایشگاه های بهداشتی از روش خنثی سازی به طور گسترده استفاده می شود. با استفاده از این روش سختی کربنات آب، اسیدیته لبنیات، کلم ترش و نوشابه مشخص می شود.
اگر محلول هر اسید را با محلول قلیایی تیتر کنید، یون های H + اسید توسط یون های OH متصل می شوند - و غلظت یون های H + به تدریج کاهش می یابد و pH محلول افزایش می یابد (به § 18 مراجعه کنید). در یک مقدار pH معین، به نقطه هم ارزی رسیده و تیتراسیون باید کامل شود. هنگامی که محلول قلیایی با محلول اسید تیتر می شود، یون های OH~ متصل می شوند، غلظت آنها در محلول کاهش می یابد و غلظت یون های H+ افزایش می یابد و pH محلول کاهش می یابد. با این حال، مقدار pH در نقطه هم ارزی همیشه مقدار یکسانی ندارد، این به ماهیت اسید و باز واکنش دهنده بستگی دارد.
هنگامی که یک اسید قوی با یک باز قوی خنثی می شود
HC1+ NaOH \u003d NaCl + H 2 0
فقط یک الکترولیت ضعیف تشکیل می شود - آب. واکنش تقریباً کامل است. نمک تشکیل شده در طول واکنش تحت هیدرولیز قرار نمی گیرد و محلول
واکنش خنثی دارد (pH 7.0). بنابراین، هنگامی که یک اسید قوی با یک قلیایی قوی تیتر می شود و بالعکس، در نقطه هم ارزی، محیط محلول خنثی است، pH محلول 7.0 است.
اگر یک اسید ضعیف مانند اسید استیک را با یک قلیایی قوی تیتر کنید
CH 3 COOH + NaOH \u003d s \u003d fc CH 3 COONa-f H 2 0،
در نقطه هم ارزی یک نمک CH 3 COONa وجود خواهد داشت که تحت هیدرولیز قرار می گیرد:
CH 3 COONa + H 2 0 ? -f CH 3 COOH + NaOH.
در نتیجه، واکنشی که در این حالت در طول تیتراسیون انجام می شود، برگشت پذیر است و به پایان نمی رسد. در نقطه هم ارزی، محلول حاوی CH3COOH و NaOH آزاد است. اسید استیک ضعیف عمدتاً به شکل مولکول های تفکیک نشده در محلول خواهد بود و سود سوزآور تقریباً به طور کامل تجزیه می شود. غلظت یون های OH - از غلظت یون های H + بیشتر خواهد شد و تیتراسیون در pH> 7.0 به پایان می رسد. به عنوان مثال، هنگام تیتراسیون بازهای ضعیف با اسیدهای قوی
NH4OH + HC1 t- *■ NH4CI + n 2 o،
نمک حاصل تحت هیدرولیز قرار می گیرد. واکنش خنثی سازی برگشت پذیر است و در نقطه هم ارزی غلظت یون های H+ از غلظت یون های OH~ بیشتر خواهد شد. تیتراسیون در pH به پایان می رسد<7,0.
بنابراین، در روش خنثی سازی، نقطه هم ارزی تنها زمانی با نقطه خنثی منطبق می شود که یک اسید قوی با یک باز قوی تعامل داشته باشد. هنگام تیتر کردن، لازم است که نقطه هم ارزی تعیین شود، نه خنثی، و بنابراین، تیتراسیون در موارد مختلف باید در مقادیر مختلف pH تکمیل شود.
علم شیمی. اولویانیکووا آر.یا.
دستورالعمل روش شناسی درس آزمایشگاه شماره 2
برای کارهای فوق برنامه دانش آموزان
روش خنثی سازی
روش خنثی سازی یکی از انواع آنالیز تیتریمتری است که به طور گسترده در آزمایشگاه های پروفایل های مختلف پزشکی و زیست محیطی استفاده می شود: بالینی، تشخیصی، بهداشتی و بهداشتی، پزشکی قانونی، نظارت بر محیط زیست، استانداردسازی و کنترل فرم های دارویی.
روش خنثی سازی بر اساس واکنش خنثی سازی . این واکنش بین اسید و باز است که یکی از اجزای آن (یا هر دو) است قوی ، مثلا،
اچ 2 بنابراین 4 +2 NaOH → 2H 2 O + Na 2 SO 4 (1)
اچ + +اوه − → H 2 O (به شکل یونی کوتاه که منعکس کننده ماهیت فرآیند است)
H 2 C 2 O 4 + 2 NaOH → 2H 2 O + Na 2 C 2 O 4 (2)
H 2 C 2 O 4 + 2 اوه − → 2H 2 O+ (به شکل کوتاه یونی)
HCl +NH 3 ∙H 2 O→ H 2 O + NH 4 Cl(3)
اچ + + NH 3 → + NH 4 (به شکل کوتاه یونی)
HCl + NaHCO 3 → H 2 CO 3 + NaCl (4)
اچ + + ← H 2 CO 3 (به شکل کوتاه یونی)
NH4Cl+ NaOH → NH 3 ∙ H 2 O + NaCl (5)
NH4+ − اوه → NH 3 ∙H 2 O (به شکل کوتاه یونی)
# در اجرای فنی روش، محلولی از یک جزء قوی (اسید یا باز) در بورت ریخته می شود و تیتر کننده است.
از مثال های 1 تا 5 که به صورت مولکولی و مختصر یونی نشان داده شده است، می توان دریافت که همیشه واکنش های خنثی سازی منجر به تشکیل آب نمی شود. خنثی سازی همچنین می تواند به سادگی شامل اتصال یک اسید قوی به یک اسید ضعیف (مثال 4) یا یک باز قوی به یک اسید ضعیف (مثال 5) باشد.
مثال های 1-5 نیز این را نشان می دهد روش خنثی سازی را می توان تعیین کرد هم اسیدها و بازهای قوی و ضعیف و هم نمک ها که از دیدگاه نظریه برونستد به عنوان اسید یا باز عمل می کنند.
به این ترتیب، راه حل های کاری در روش خنثی سازی اسیدهای قوی یا بازهای قوی که به عنوان تیترانت استفاده می شوند و همچنین محلول های نمک استاندارد هستند که غلظت دقیق تیترانت ها را تعیین می کنند. راه حل های استاندارد محلول هایی با غلظت شناخته شده هستند. تیترهایی که غلظت آنها با استفاده از محلول های استاندارد تعیین می شود نامیده می شوند محلول های تیتر شده .
تیتراسیون - این فرآیند اضافه کردن یک تیترانت (محلول تیتر شده) قطره قطره به نقطه هم ارزی (پایان واکنش) است.
نقطه هم ارزی - این لحظه ای از واکنش است که مواد در مقادیر معادل با یکدیگر واکنش می دهند. فقط در این مورد، پارامترهای آنالیت (جرم، غلظت، کمیت یا حجم آن) را می توان بر اساس قانون معادل ها محاسبه کرد. نقطه هم ارزی با استفاده از شاخص های نوع اسید-باز تنظیم می شود.
شاخص در روش خنثی سازی یک اسید ضعیف یا یک باز ضعیف با ماهیت آلی است که شکل مولکولی و یونی آن از نظر رنگ متفاوت است. از نقطه نظر نظریه پروتولیتیک برونستد، نشانگر یک جفت اسید-باز مزدوج است که اجزای آن از نظر رنگ متفاوت هستند:
HInd ⇄ H + +Ind −
رنگمن رنگII
بنابراین، هر شاخص با یک مقدار مشخص pK a یا به اصطلاح شاخص تیتراسیون pT=pK a =- مشخص می شود. به یاد بیاورید که pKa مقدار pH محیطی است که در آن محتوای شکل های بازی اسیدی و مزدوج یکسان است. و این بدان معنی است که در نقطه pT رنگ محلول نشانگر مخلوط می شود. اما چشم انسان حتی زمانی که هر 10 بار یکی از شکل های نشانگر بر دیگری غلبه داشته باشد، متوجه رنگ مخلوط می شود. RT ± 1 . برای ارزش ها pH < RT ± 1 (یعنی در سمت چپ منطقه انتقال رنگ) نشانگر عمدتاً به شکل اسیدی خود خواهد بود هند . و برای ارزش ها pH > RT ± 1 (یعنی در سمت راست منطقه انتقال رنگ) شکل اصلی مزدوج آن به طور قابل توجهی غالب خواهد بود. من nd − . جدول 1 نمونه هایی از شاخص ها و ویژگی های آنها را نشان می دهد.
جدول 1. شاخص ها
|
شاخص |
pKa (pT Ind) |
محدوده pH تغییر رنگ |
||
|
به شکل اسیدی |
زمینه |
|||
|
تیمول آبی (اولین تغییر) | ||||
|
متیل اورنج | ||||
|
بروموکرزول سبز | ||||
|
متیل رد | ||||
|
تورنسل (آزولیتین) | ||||
|
بروموتیمول آبی | ||||
|
فنل قرمز | ||||
|
تیمول آبی (تغییر دوم) | ||||
|
فنل فتالئین |
بی رنگ |
تمشک | ||
|
تیمولفتالئین | ||||
هنگام انتخاب یک نشانگر توسط این قانون هدایت می شوند: مقدار pH در نقطه هم ارزی (pH e) باید در منطقه انتقال رنگ نشانگر قرار گیرد (یعنی pH e ∋рТ±1). مقدار pH e توسط محصولات واکنش تعیین می شود، زمانی که ماده اولیه قبلاً در فلاسک تیتراسیون مصرف شده باشد، اما هنوز مقدار بیشتری از تیتر وجود ندارد (و فقط محصولات واکنش وجود دارد).
# در روش خنثی سازی نه تنها از تیتراسیون مستقیم، بلکه از تیتراسیون معکوس (یا بیش از حد) نیز می توان استفاده کرد. ماهیت آن: مقدار اضافی ثابتی از یک محلول کمکی استاندارد به ماده تعیین شده اضافه می شود، که سپس با محلول دیگری که به عنوان یک تیتر کننده عمل می کند، تیتر می شود. برای مثال زمانی که شاخص لازم برای تیتراسیون مستقیم در دسترس نباشد یا ماده ای که باید تعیین شود بسیار فرار باشد به تیتراسیون برگشتی متوسل می شود.
استفاده از روش خنثی سازی (تیتراسیون اسید-باز) برای تعیین اسیدیته شیره معده.
مقدمه. آب معده در مجرای معده دارای PH اسیدی است: با معده خالی، pH طبیعی ~ 1.5-2 در بزرگسالان و pH ~ 3-4 در نوزادان تازه متولد شده است. بعد از غذا، pH حتی کمتر است. جزء معدنی اصلی شیره معده- اسید کلریدریک که توسط سلول های جداری (والد) معده تولید می شود و در مجرای معده در حالت آزاد و متصل (عمدتاً با پروتئین ها) قرار دارد. با این حال، علاوه بر پروتئین، اسیدهای ضعیف دیگری نیز در شیره معده وجود دارد: بی کربنات ها، هیدروسولفات ها، دی هیدرو و هیدرو فسفات ها، خود اسید فسفریک، استیک، لاکتیک، پیروویک، بوتیریک، مالیک و برخی دیگر. بنابراین، آنها را تشخیص می دهند سه نوع اسیدیته: مجموع، آزاد (به دلیل غلظت H + آزاد) و محدود (به دلیل وجود اسیدهای ضعیف تفکیک نشده).
تعیین اسیدیته شیره معده.در آزمایشگاه، اسیدیته شیره معده با تیتر کردن آن با محلول کاری تیتر شده از NaOH در حضور اندیکاتورها تعیین می شود. نتایج بر حسب واحد تیترومتری (یعنی).
یک واحد تیترومتری - این حجم محلول 0.1 e NaOH است که باید برای تیتراسیون 100 میلی لیتر شیره معده صرف شود.
از آنجایی که نه 100 میلی لیتر شیره معده برای تحقیق گرفته می شود، بلکه 5-10 میلی لیتر، و نه 0.1e NaOH، بلکه معمولاً با غلظت کمتری از آن (مثلا 0.089e) در هنگام محاسبه اسیدیته شیره معده تیتر می شود. واحدهای تیترومتری، دو اصلاح باید انجام شود: در حجم شیره معده و در غلظت محلول ایده آل (0.1 e) NaOH. با در نظر گرفتن این اصلاحات، استخراج یک فرمول کلی برای محاسبه اسیدیته شیره معده (به واحد تیتر) دشوار نیست:
که در آن - اینها پارامترهای NaOH با توجه به تعریف واحد تیتریمتری هستند؛ - حجم NaOH صرف شده برای تیتراسیون نمونه شیره معده گرفته شده برای مطالعه (به عنوان مثال 5 - 10 میلی لیتر)؛ - غلظت محلول کاری تیتر شده NaOH.
# اگر محلول کار NaOH ایده آل باشد - C e (NaOH) \u003d 0.1 مول در لیتر و حجم آب معده گرفته شده برای تحقیق V (l. آبمیوه) \u003d 5 میلی لیتر ، فرمول محاسبه اسیدیته ساده شده است:
اسیدیته آب میوه
=
,
تیتر .
واحدها
از این فرمول ها برای تعیین هر نوع اسیدیته شیره معده استفاده می شود: اسیدیته آزاد (در حضور نشانگر متیل اورنج؛ با نام مستعار سدیم 4-(4-دیملامینوفنیلازو)بنزن سولفونات) یا اسیدیته عمومی (در حضور فنل فتالئین). در این مورد اسیدیته مرتبط با تفاوت بین اسیدیته کل و آزاد تعیین می شود.
دلیل انتخاب شاخص ها. همانطور که قبلا ذکر شد، برای تعیین دو بخش اسیدیته (آزاد و محدود) در شیره معده، لازم است تیتراسیون در حضور دو شاخص انجام شود. اولین نشانگر نقطه هم ارزی اولین واکنش را هنگامی که اسید هیدروکلریک آزاد تیتر می شود را تعیین می کند:
HCl + NaOH \u003d H 2 O + NaCl یا به طور خلاصه یونی H + + OH - \u003d H 2 O
اگر آب معده تیتر نشده باشد، بلکه محلول آبی HCl باشد، pH e1 = 7 است. در شیره معده اسیدهای ضعیفی نیز وجود دارد که در واکنش اول نباید در طی تیتراسیون تحت تأثیر قرار گیرند. از همین رو پایان تیتراسیون برای اولین واکنش (زمانی که همهHClقبلاً تیتراژ خواهد شد)نه توسط محصول واکنش، بلکه توسط مقدار pH که توسط محلول های رقیق اسیدهای ضعیف ایجاد می شود (به عنوان مثال، اسید استیک pH ~ 3.5 می دهد). بنابراین، pH e1 = 3,5 . شاخصی که ناحیه انتقال رنگ آن شامل یک نقطه pH e1 برابر با 3.5 است، متیل اورنج (4-(4-دیملامینوفنیلازو) سدیم بنزن سولفونات است.
# از اینجا مرحله اول تیتراسیون: مقداری از شیره معده را تیتر کنید تا رنگ قرمز محلول به نارنجی تغییر کند (متیل اورنج موثر خواهد بود) و مقدار قلیایی مورد استفاده برای تیتراسیون را یادداشت کنید. و اگر آن را در فرمول محاسبه اسیدیته وارد کنیم، به دست می آید اسیدیته آزاد شیره معده در واحد تیترومتری.
به دنبال اسید هیدروکلریک آزاد، اسیدهای ضعیف (آلی و معدنی) تیتر می شوند. واکنش با استفاده از مثال اسید استیک:
CH 3 COOH + NaOH \u003d H 2 O + CH 3 COONa
CH 3 COOH + OH - \u003d H 2 O + CH 3 COO -
pH در نقطه هم ارزی برای واکنش دوم، مقدار pH است که به دلیل محصول واکنش، نمک، تحت هیدرولیز آنیون است. می توان آن را با استفاده از فرمول در نظر گرفته شده محاسبه کرد (pH e2 ~ را دریافت می کنیم 8,7 ). شاخصی که منطقه انتقال رنگ آن شامل pH e2 نقطه 8.7 است، فنل فتالئین است.
# از این رو، مرحله دوم تیتراسیون: تیتر کردن را تا زمانی ادامه دهید که رنگ نارنجی محلول به زرشکی روشن تغییر کند (فنل فتالئین موثر خواهد بود). به مقدار قلیایی که برای تیتراسیون در مرحله دوم استفاده می شود توجه کنید. و اگر آن را در فرمول محاسبه اسیدیته وارد کنیم، به دست می آید اسیدیته مرتبط شیره معده در واحد تیترومتری. در این مورد اسیدیته کل به عنوان مجموع آزاد و مقید حساب کنید.
وظایف موقعیتی و آموزشی-شناختی.
13.4 میلی لیتر از محلول اسید سولفوریک 0.15 مولار برای تیتراسیون 15 میلی لیتر محلول کربنات سدیم استفاده شد. درصد غلظت کربنات سدیم را در صورتی که چگالی آن 15/1 گرم در میلی لیتر باشد محاسبه کنید. با چه شاخصی باید تیتر شود؟
خلاصه ای از کار:
V(Na 2 CO 3) = 15 میلی لیتر
V (H 2 SO 4) \u003d 13.4 میلی لیتر
نشانگر -؟
راه حل:
نشانگر با شرایط pH e =pT±1 انتخاب می شود. بنابراین، ما به محصولات واکنش توجه می کنیم:
Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 ⇄ H 2 CO 3 + Na 2 SO 4 pH e<7
نمک Na 2 SO 4 تحت هیدرولیز قرار نمی گیرد و اسیدیته محیط در نقطه هم ارزی فقط به دلیل اسید کربنیک است:
=
مقدار پیدا شده pH e 3.8 در منطقه انتقال رنگ نشانگر متیل نارنجی قرار می گیرد (جدول 1 را ببینید).
پاسخ: 
; نشانگر متیل اورنج است.
بازهای ضعیف NH 3 ∙H 2 O
اسیدهای ضعیف CH3COOH، H2CO3
پایه های قویNaOH، KOH
Na 2 CO 3 ، نا 2 ب 4 O 7 ∙10 ساعت 2 O
H 2 C 2 O 4 ∙2H 2 O
Na 2 CO 3، Na 2 B 4 O 7 ∙10H 2 O
اچ 2 سی 2 O 4 ∙2 ساعت 2 O
7 - تورنسل، برومتیمول آبی
7 - تیمول آبی
<7– лакмус, метиловый красный, метилоранж
>7 - تیمولفتالئین، فنل فتالئین
7 - تیمولفتالئین، فنل فتالئین
<7 – متیل نارنجی، متیل قرمز
>7 - متیل نارنجی، متیل قرمز
7 - تورنسل، فنل قرمز
>7 – تیمولفتالئین، فنل فتالئین
>7- متیل نارنجی، متیل قرمز
<7– метилоранж, метиловый красный
اسید اگزالیک
هیدروکسید سدیم
آمونیاک آبی
اسید سولفوریک
0.06 مول در لیتر؛ 2.82∙10 -3 گرم در میلی لیتر
0.06 گرم در میلی لیتر؛ 2.82∙10 -3 mol/l
0.15 مول در لیتر؛ 1.41∙10 -3 گرم در میلی لیتر
0.06 مول در لیتر؛ 2.82∙10 -3 گرم در لیتر
85∙10 -3 گرم در لیتر
1.7∙10 -3 گرم در لیتر
3,4∙10 -3 g/l
34∙10 -3 گرم در لیتر
اسید
پایه
اکسید کننده
عامل کاهنده
عوامل کمپلکس
اسیدهای آلی یا بازهای ضعیف
راه حل های کاری خود به عنوان القاگر
مشکی اریوکروم
واکنش های تشکیل رسوب
محلول هایی که در نقطه هم ارزی تغییر رنگ می دهند
شاخص های اسید و باز
غلظت اندیکاتور و pT آن
غلظت تیترانت و pH متوسط
pH محیط در نقطه هم ارزی
رسوب PR و pH متوسط
اریوکروم
فنل فتالئین
هنگام تعیین اسیدیته آزاد (فعال) آب معده با روش خنثی سازی، از یک شاخص استفاده می شود.
فنل فتالئین
متیل اورنج
فنل روت (فنول قرمز)
متیل روت
فنل فتالئین
متیل اورنج
فنل روت (فنول قرمز)
متیل روت
هنگام تیتراسیون شیره معده با محلول کاری NaOH، آن را تا اولین نقطه هم ارزی تیتر می کنند.
اسیدیته عمومی
اسیدیته آزاد (در حقیقتHCl)
اسیدیته مرتبط
اسید لاکتیک
هنگام تیتراسیون شیره معده با محلول کاری NaOH، از نقطه هم ارزی اول تا دوم تیتر می شود.
اسیدیته عمومی
اسیدیته آزاد (در واقع HCl)
اسیدیته مرتبط
فقط اسید استیک
اسیدیته کل
اسیدیته مرتبط
فقط اسید هیدروکلریک
فقط اسید استیک
اسیدیته کل
اسیدیته مرتبط
فقط اسید هیدروکلریک
فقط اسید استیک
20 – 40
40 – 60
برای تیتراسیون 10 میلی لیتر شیره معده با متیل زرد (دی متیل آمینوآزوبنزن)، 3.1 میلی لیتر از محلول 0.098 e NaOH و با فنل فتالئین - 6.0 میلی لیتر NaOH استفاده شد. محتوای اسید کلریدریک و اسیدیته کل (یعنی)
30.4 و 58.8
محلول های کاری مورد استفاده در روش خنثی سازی به عنوان تیترانت
برای تنظیم تیتر اسید، استفاده کنید
برای تعیین تیتر قلیاها از آن استفاده می شود
با اسید کلریدریک KOH تیتر کنید. مقدار pH در نقطه هم ارزی و بر این اساس، شاخص مورد استفاده خواهد بود
محلول آبی آمونیاک را با اسید هیدروکلریک تیتر کنید. مقدار pH در نقطه هم ارزی و بر این اساس، شاخص مورد استفاده خواهد بود
اسید بوریک H 3 BO 3 را با محلول KOH تیتر کنید. مقدار pH در نقطه هم ارزی و بر این اساس، شاخص مورد استفاده خواهد بود
برای تعیین اسید نیتروژن با روش خنثی سازی، می توانید از معرف کار استفاده کنید
برای تیتراسیون 2 میلی لیتر از محلول اسید نیتروژن، 4 میلی لیتر از محلول تیتر کننده با غلظت معادل 0.03 مول در لیتر استفاده شد. غلظت معادل اسید نیتروژن و تیتر آن در این مورد برابر بود
نمونه 25 میلی لیتری محلول پاک کننده آمونیاک خانگی با آب تا 250 میلی لیتر در یک فلاسک حجمی رقیق شد. برای تیتراسیون 5 میلی لیتر محلول رقیق، 4 میلی لیتر محلول 0.025M HCl مورد نیاز است. با فرض اینکه قلیائیت نمونه فقط با آمونیاک تعیین می شود، جرم آمونیاک در هر لیتر محلول را محاسبه کرده و مقدار آن را به دست می آوریم.
در واکنش NH 3 + H 2 PO 4 - → NH 4 + + HPO 4 2 دی هیدروژن فسفات مانند
شاخص ها در روش خنثی سازی هستند
برای تعیین نقطه هم ارزی در روش خنثی سازی استفاده کنید
برای انتخاب یک نشانگر در روش خنثی سازی، باید بدانید
شاخص برای شفاف سازی غلظت NAOH برای اسید اگزالیک است
اسیدیته فعال در محلول 1/0 متری HC1 (بر حسب واحد pH) برابر است
هنگام تعیین اسیدیته آب معده با روش خنثی سازی، از یک شاخص استفاده می شود
هنگام تیتراسیون شیره معده با محلول کاری NaOH، اولین نقطه هم ارزی با مقدار pH مطابقت دارد.
هنگام تیتراسیون شیره معده با محلول کاری NaOH، دومین نقطه هم ارزی با مقدار pH مطابقت دارد.
اگر آب معده را با محلول کار NaOH در حضور تنها یک شاخص - فنل فتالئین تیتر کنید، می توانید تعیین کنید
اگر آب معده را با محلول کار NaOH در حضور تنها یک نشانگر - متیل اورانژ تیتر کنید، می توانید تعیین کنید
در یک بزرگسال سالم، اسیدیته آزاد شیره معده (یعنی) است.
در یک فرد بالغ سالم، کل اسیدیته شیره معده (یعنی) است.
تیتراسیون 5 میلی لیتر شیره معده صاف شده در حضور فنل فتالئین به 2.8 میلی لیتر محلول 0.095 e NaOH نیاز دارد. اسیدیته کل شیره معده است (یعنی)
فصل 3. تیترسنجی
(تحلیل تیتریمتری)
مفاهیم اساسی
محتوای مواد محلول در آب یا حلال های دیگر را می توان با تیتراسیون تعیین کرد. تیتراسیون- فرآیند افزودن بخش‌های کوچکی از محلول ماده دیگر با غلظت کاملاً مشخص به محلول یک ماده معین. آنالیز تیتریمتری بر اساس اندازه گیری دقیق مقدار ماده مصرف شده در واکنش با آنالیت است. مطابق با قانون معادل ها، مواد در مقادیر معادل با یکدیگر واکنش می دهند: n E(A) = n E (B)، جایی که n E تعداد مول های معادل شیمیایی مواد A و B است. معادل شیمیایی(E) - یک ذره واقعی یا شرطی که می تواند یک یون H + را در یک واکنش اسید-باز اضافه، جایگزین، آزاد کند یا در یک واکنش ردوکس معادل یک الکترون باشد.
AT تجزیه و تحلیل تیترومتری حجمیحجم محلول های دو واکنش دهنده را به دقت اندازه گیری کنید. برای دو ماده شرکت کننده در یک واکنش استوکیومتری در محلول
محصولات A + B®،
قانون معادل ها این عبارت را دارد:
سی E (A) V(الف)= سی E (B) V(ب)، (4)
جایی که از جانب E - غلظت مولی معادل (یا غلظت طبیعی - n.)، Vحجم محلول است. غلظت مولی معادل با تعداد مول های معادل در واحد حجم محلول به دست می آید. از جانب E = n E / V) و از این رو بر حسب mol/l اندازه گیری می شود n E = سی E · V. دانستن از جانب E (B) و حجم محلولهای مواد واکنش داده شده، غلظت مجهول را محاسبه کنید از جانب E و جرم مترماده دیگری در هر حجمی از محلول آنالیز شده:
از جانب E (A) = (5)
متر(الف)= سی E (A) V(آ) م E(A)، (6)
جایی که م E جرم مولی معادل یک ماده یا یون است.
برای تجزیه و تحلیل تیتریمتری لازم است:
1) غلظت دقیق یکی از محلول ها را بدانید. محلولی با غلظت دقیقا مشخص نامیده می شود تیتراتورمقدار عددی غلظت دقیق (معمولاً معادل غلظت مولی) دارای چهار رقم قابل توجه است، به عنوان مثال: 1.524; 0.01265; 0.2000 n.
2) حجم واکنش دهنده ها را به دقت اندازه گیری کنید. برای اندازه گیری حجم مایعات با دقت 0.1 ... 0.05 میلی لیتر (یا بیشتر)، از ظروف حجمی مخصوص استفاده می شود: پیپت، بورت، فلاسک های حجمی.
3) واکنش را به درستی انتخاب کنید تا لحظه پایان واکنش - نقطه هم ارزی - را به طور قابل اعتماد تعیین کنید. نقطه هم ارزی(TE) - لحظه تیتراسیون که در آن مقدار تیتر اضافه شده معادل مقدار ماده تیتر شده (تعیین شده) است: n E(A) = n E (B).
در تیترومتری، از واکنش هایی استفاده می شود که شرایط زیر را برآورده می کنند:
1. واکنش باید عملا غیر قابل برگشت باشد، یعنی. ثابت تعادل ک³ 10 8; در این مورد، در نظر گرفته می شود که واکنش در 99.99٪ پیش می رود.
2. واکنش باید کاملاً مطابق با معادله واکنش شیمیایی، بدون تشکیل محصولات جانبی انجام شود.
3. واکنش باید به سرعت انجام شود. واکنش های سریع شامل واکنش هایی با نیمه عمر t 1/2 است< 10 с.
4. باید راهی برای تعیین پایان واکنش وجود داشته باشد، یعنی. رفع TE. به عنوان مثال، ظهور یا از بین رفتن رنگ، توقف بارش و غیره.
مشکل انتخاب روش تثبیت پیل سوختی در رابطه با یک کار خاص حل می شود. منحنی تیتراسیون برای یافتن TE ها استفاده می شود. منحنی تیتراسیون- وابستگی گرافیکی تغییر در تمرکز از جانب E از جزء در حال تعیین (یا هر خاصیت مربوط به غلظت محلول) بر روی حجم تیترانت اضافه شده. مقدار غلظت در طول تیتراسیون چندین مرتبه تغییر می کند، بنابراین منحنی تیتراسیون اغلب در مختصات lg رسم می شود. سی E - V. واکنشی که حداقل یکی از الزامات را برآورده نمی کند در تیترومتری استفاده نمی شود.
سه نوع تیتراسیون وجود دارد: جلو، معکوس و جایگزین. تیتراژ مستقیم– افزودن تدریجی تیترانت B به طور مستقیم به محلول آنالیت A تا رسیدن به TE. در تیتراژ برگشتیمقدار مازاد تیترانت B به ماده ای که باید تعیین شود اضافه می شود، واکنش به پایان می رسد و سپس با تیتر کردن آن با محلول دیگری از معرف N با غلظت مشخص، مقدار تیتران واکنش نداده به دست می آید. در تیتراسیون جایگزینیآنالیت با معرف کمکی D واکنش داده می شود و محصول M تشکیل شده به مقدار معادل با تیترانت مناسب B تیتر می شود (جدول 3). تیتراسیون معمولاً با پیپت کردن انجام می شود. در لوله گذاریمحلول آزمایش را به صورت کمی در یک فلاسک حجمی منتقل کرده، با آب تا نقطه رقیق کرده و مخلوط کنید. چند نمونه از محلول با پیپت برای تیتراسیون موازی از فلاسک گرفته می شود. سپس نتایج سه یا چهار تیتراسیون همگرا به طور میانگین محاسبه می شود.
جدول 3
روش های تیتراسیون
روش های تیترومتری آنالیز بر اساس نوع واکنش اصلی که در طی تیتراسیون رخ می دهد یا با نام تیترانت طبقه بندی می شوند. در طبقه بندی برحسب نوع واکنش عبارتند از: 1) تیتراسیون اسید-باز یا روش خنثی سازی; 2) تیتراسیون ردوکس، یا روش ردوکس; 3) تیتراسیون بارش، یا روش بارش; 4) تیتراسیون کمپلکس سنجی، یا روش کمپلکس سنجی. با توجه به روش تثبیت TE، تیتراسیون با نشانه بصری و نشانه ابزاری متمایز می شود. در حالت اول، اغلب از موادی استفاده می شود که تغییرات قابل مشاهده ای را در FC یا نزدیک آن نشان می دهند و نامیده می شوند شاخص ها. با نشانگر ابزاری (تیتراسیون فوتومتری، پتانسیومتری، هدایت سنجی)، TE به صورت گرافیکی از منحنی تیتراسیون تعیین می شود.
روش خنثی سازی
روش خنثی سازی بر اساس واکنش های مرتبط با انتقال یون H + است، به عنوان مثال:
H 3 O + + OH - ® 2 H 2 O (یا به سادگی H + + OH - ® H 2 O)
CH 3 COOH + OH - ® CH 3 COO - + H 2 O
CO 3 2- + H + ® HCO 3 -
روش خنثی سازی برای تعیین محتوای اسیدها و بازهای معدنی و آلی، مخلوطی از اسیدها، نمک هایی که تحت هیدرولیز قرار می گیرند یا با اسیدها و بازها واکنش می دهند، نیتروژن و گوگرد در ترکیبات آلی و غیره استفاده می شود. این روش به طور گسترده برای تجزیه و تحلیل استفاده می شود. کیفیت آب طبیعی و پساب (تعیین قلیائیت و اسیدیته کل و آزاد، سختی کربنات، CO 2 محلول و غیره)، سیالات بیولوژیکی، محصولات غذایی.
تیترانتهای روش عبارتند از محلولهای 0.01 … 0.1 M اسیدهای قوی ( تیتراسیون اسیدمتری) یا 0.01…0.1 محلول مولی قلیایی ( تیتراسیون قلیایی). غلظت مولی از جانببه عنوان تعداد مول های یک املاح در 1.0 لیتر محلول (به عنوان مثال 0.1 mol / L º 0.1M) بیان می شود. از جانبتوسط رابطه به غلظت مولی معادل مربوط می شود از جانب E = zC، جایی که zعدد معادل است برای برهمکنش اسید و باز zبرابر است با تعداد یون های H + یا OH - اهدا شده یا اضافه شده توسط ذره در این واکنش.
اجازه دهید انطباق برهمکنش اسید-باز را با الزامات واکنش‌ها در تیترومتری، با استفاده از مثالی از واکنش خنثی‌سازی که در محلولهای آبی رخ می‌دهد، در نظر بگیریم:
H + + OH - ® H 2 O
1. واکنش عملا برگشت ناپذیر است، زیرا ثابت تعادل است ک= 1/کتفکیک (H 2 O) \u003d 1 / (1.8 10 -16) \u003d 5.6 10 15 در T = 298 هزار
2. واکنش به صورت استوکیومتری، بدون تشکیل محصولات جانبی پیش می رود.
3. به طور تجربی ثابت شده است که واکنش به سرعت انجام می شود.
4. نقطه هم ارزی EC به راحتی با استفاده از شاخص های اسید-باز یا با روش های فیزیکوشیمیایی به صورت بصری ثابت می شود.
در طی تیتراسیون اسید-باز، مقدار pH محیط تغییر می کند و در TE محیط می تواند خنثی، اسیدی یا بازی باشد. بنابراین، هنگامی که یک اسید قوی با یک باز قوی خنثی می شود (و بالعکس)، به عنوان مثال:
HCl + NaOH ® NaCl + H 2 O
H + + OH - ® H 2 O
نمک NaCl حاصل هیدرولیز نمی شود، بنابراین، محلول موجود در پیل سوختی واکنش خنثی محیط را دارد (PH TE = 7). مثلاً وقتی یک اسید ضعیف با یک باز قوی خنثی می شود :
CH 3 COOH + KOH Û CH 3 COOK + H 2 O
CH 3 COOH + OH - Û CH 3 COO - + H 2 O
واکنش برگشت پذیر است از آنجایی که محصول برهمکنش - نمک CH 3 COOK (یا یون CH 3 COO -) - توسط آنیون هیدرولیز می شود (واکنش معکوس)، در TE pH> 7. هنگام خنثی کردن یک باز ضعیف با اسید قوی:
NH 4 OH + HCl Û NH 4 Cl + H 2 O
NH 4 OH + H + Û NH 4 + + H 2 O
در مقدار pH TE< 7 из-за гидролиза продукта взаимодействия NH 4 Cl (NH 4 +).
مطابق با نظریه پیش سنگیبه عنوان شاخص در روش از اسیدهای آلی ضعیف HInd یا بازهای Ind - موجود در محلول به صورت یونیزه و غیریونیزه استفاده می شود. فرم ها بسته به pH محیط، رنگ های مختلفی دارند و در حالت تعادل هستند:
HInd H + + Ind –
رنگ آمیزی 1 رنگ آمیزی 2
تغییر pH محلول منجر به تغییر در تعادل می شود، یعنی. برای تغییر رنگ اندیکاتورها در محدوده خاصی از مقادیر pH تغییر رنگ می دهند که به آن می گویند فاصله انتقال رنگ نشانگر DpH این به ساختار مولکول نشانگر و توانایی آن در یونیزاسیون بستگی دارد. همچنین برای مشخص کردن شاخص استفاده می شود شاخص تیتراسیونآر تی- مقدار pH در انتقال رنگ، که در آن چشمگیرترین تغییر در رنگ نشانگر مشاهده می شود (جدول 4).