Rang ko'rsatkichlari. Kislota-asos ko'rsatkichlari va titrlash. Eng ko'p ishlatiladigan pH ko'rsatkichlari
Kimyoda kislotalar va ishqorlar ishtirokida rangini o'zgartirish qobiliyatiga ega bo'lgan moddalar mavjud. Bu moddalar indikatorlar deb ataladi va reaksiya muhitini aniqlash uchun ishlatiladi. Atrof muhit kislotali, ishqoriy va neytral bo'lishi mumkin.
Filtr qog'ozi bu moddalar bilan singdirilgan. Turli xil ko'rsatkich qog'ozlarining ko'p turlari mavjud (maktabdan hamma bu iborani biladi« lakmus testi» ), aniqrog'i qog'oz singdirilgan ko'rsatkichlar ( lakmus, fenolftalein, metil apelsin va hokazo.). Ko'rsatkichlar, shuningdek, qizil karam, gilos va aronia sharbatini o'z ichiga oladi. Qog'oz indikatorlar aralashmasi eritmasi bilan singdirilgan va shuning uchun u turli muhitlarda turli xil ranglarga aylanadi. Muhitning kislotaliligi yoki ishqoriyligini aniqlash uchun siz har qanday indikatorning eritmasiga namlangan qog'ozdan foydalanishingiz mumkin.
Azot kislotasida qog'oz rangini to'q qizil rangga o'zgartirdi. Qog'oz rangini qizil rangga o'zgartiradigan boshqa kislotalar ham bor. Bu sulfat kislota, xlorid va hokazo.Bu kislotalar kuchli kislotalar deyiladi. Va kislotalar, masalan sirka, limon , sharob va boshqalar, asosan kimyoviy moddalarning katta sinfiga tegishli - organik, zaif deb ataladi. Bunday kislotalarda qog'oz pushti rangga aylanadi.
Bu shuni anglatadiki, indikator qog'ozi yordamida siz kuchli va kuchsiz kislotalarni aniqlashingiz mumkin, agar ularda taxminan bir xil konsentratsiyali eritma bo'lsa.
Ishqor eritmasida qog'oz rangini ko'k rangga o'zgartiradi. Ishqorlar bilan ishlaganda ehtiyot bo'ling. Ular kaustik (kaustik soda, kaustik kaliy(lar)) deb atalishi bejiz emas. Ishqorlar, shuningdek, ohak suvi va o'z ichiga oladinashatir spirti noto'g'ri nomlangan"alkogol" . Bu uning umumiy nomi. Ushbu modda to'g'ri ammoniy gidroksid deb ataladi.
Ko'zlaringizni va qo'llaringizni ishqorlardan himoya qilishingiz kerak, ular bo'yoqni buzadi va stolda o'chmas dog'larni qoldiradi.
Eritmalarning kislotaliligi va ishqoriyligi H ionlarining konsentratsiyasi orqali ifodalanadi + . Baholash qulayligi uchun pH ifodasi kimyoga kiritilgan (o'qing:"pH" ). pH vodorod indeksi deb ataladi. Ushbu kontseptsiyani daniyalik kimyogari Sorensen tomonidan kiritilgan 1909 yil: "r" harfi - Daniyacha so'zning bosh harfi potenz - matematika darajasi, xat"N" - vodorod belgisi.
Neytral eritmada 25 ° C pH = 7. Kislotali eritmalarda pH< 7, va qancha kam bo'lsa, eritma shunchalik kislotali bo'ladi; ishqoriy eritmalarda pH > 7, va qancha ko'p bo'lsa, eritmaning ishqoriyligi shunchalik yuqori bo'ladi; boshqacha qilib aytganda, pH qancha past bo'lsa, H ionlarining konsentratsiyasi shunchalik yuqori bo'ladi + , ya'ni muhitning kislotaliligi qanchalik yuqori bo'lsa va aksincha, pH qanchalik yuqori bo'lsa, H ionlarining konsentratsiyasi shunchalik past bo'ladi. + , ya'ni muhitning ishqoriyligi yuqoriroq.
Shunday qilib, masalan, at me'da shirasi pH 1, 7 (kuchli kislotali reaktsiya), yomg'ir suvi pH 6 (ozgina kislotali), musluk suvi pH 7, 5 (bir oz ishqoriy), qon pH 7, 4 (bir oz ishqoriy), tupurik pH 6, 9 (ozgina kislotali), ko'z yoshlari va distillangan suv pH ga ega 7 (neytral).
Universal indikator qog'ozi faqat bir pH birligining aniqligi bilan keng diapazondagi pH qiymatlarini taxminiy aniqlash uchun ishlatiladi.
Shuningdek qarang " Indikator qog'ozidan foydalanib, baliq va go'shtning yangiligini qanday tekshirish mumkin».
INDIKATORLAR(lotincha indikator - ko'rsatkich) - atrof-muhit tarkibini yoki kimyoviy reaktsiyaning borishini kuzatish imkonini beruvchi moddalar. Eng keng tarqalganlardan ba'zilari kislota-asos ko'rsatkichlari bo'lib, ular eritmaning kislotaligiga qarab rangini o'zgartiradi. Bu kislotali va gidroksidi muhitda indikator molekulalari turli tuzilishga ega bo'lganligi sababli sodir bo'ladi. Bunga misol fenolftaleinning umumiy indikatori bo'lib, u ilgari purgen nomi ostida laksatif sifatida ham ishlatilgan. Kislotali muhitda bu birikma ajralmagan molekulalar shaklida bo'lib, eritma rangsiz, ishqoriy muhitda esa bir zaryadlangan anionlar shaklida bo'ladi va eritma qip-qizil rangga ega ( sm. ELEKTROLITIK DISSOSIYAlanish. ELEKTROLITLAR). Biroq, yuqori ishqoriy muhitda fenolftalein yana rangsizlanadi! Bu indikatorning boshqa rangsiz shakli - uch marta zaryadlangan anion shaklida hosil bo'lishi tufayli yuzaga keladi. Nihoyat, konsentrlangan sulfat kislotada qizg'in bo'lmasa ham, yana qizil rang paydo bo'ladi. Uning aybdori fenolftalein kationidir. Bu kam ma'lum fakt muhitning reaktsiyasini aniqlashda xatolikka olib kelishi mumkin.
Kislota-baz ko'rsatkichlari juda xilma-xildir; ularning ko'pchiligiga osongina kirish mumkin va shuning uchun asrlar davomida ma'lum bo'lgan. Bu rangli gullar, rezavorlar va mevalarning damlamalari yoki ekstraktlari. Shunday qilib, iris, pansies, lolalar, ko'katlar, böğürtlen, malina, qora smorodina, qizil karam, lavlagi va boshqa o'simliklardan tayyorlangan bir qaynatma kislotali muhitda qizil, ishqoriy muhitda yashil-ko'k rangga aylanadi. Agar panani borsch qoldiqlari bilan sovunli (ya'ni gidroksidi) suv bilan yuvsangiz, buni sezish oson. Kislotali eritma (sirka) va gidroksidi eritma (pishirish soda yoki undan ham yaxshiroq, yuvish soda) yordamida siz qizil yoki ko'k rangdagi turli xil rangdagi gulbarglarga yozuvlar qo'yishingiz mumkin.
Muntazam choy ham ko'rsatkichdir. Agar siz bir stakan kuchli choyga bir tomchi tomizsangiz limon sharbati yoki limon kislotasining bir nechta kristallarini eritib yuboring, choy darhol engilroq bo'ladi. Agar siz choyda pishirish sodasini eritib yuborsangiz, eritma qorayadi (albatta, bunday choyni ichmaslik kerak). Gullardan tayyorlangan choy ("gibiskus") yanada yorqinroq ranglar hosil qiladi.
Ehtimol, eng qadimgi kislota-asos ko'rsatkichi lakmusdir. 1640 yilda botaniklar geliotropni (Heliotropium turnesole), to'q binafsha gullari bo'lgan xushbo'y o'simlikni tasvirlab berishgan, undan rang beruvchi modda ajratilgan. Bu bo'yoq binafsha sharbati bilan birga kimyogarlar tomonidan kislotali muhitda qizil, ishqoriy muhitda ko'k bo'lgan indikator sifatida keng qo'llanila boshlandi. Bu haqda XVII asrning mashhur fizigi va kimyogari Robert Boylning asarlarida o‘qishingiz mumkin. Birinchidan, yangi ko'rsatkichdan foydalanib, biz o'rganib chiqdik mineral suv, va taxminan 1670 yildan boshlab ular kimyoviy tajribalarda foydalana boshladilar. 1694 yilda frantsuz kimyogari Per Paume "Men ozgina miqdorda kislota qo'shsam, u qizil rangga aylanadi, shuning uchun agar biror narsa kislota borligini bilmoqchi bo'lsa, uni ishlatish mumkin" deb yozgan edi. 1704-yilda nemis olimi M.Valentin bu boʻyoqni lakmus deb atagan;bu soʻz fransuz tilidan tashqari barcha Yevropa tillarida saqlanib qolgan;fransuz tilida lakmus turnezol boʻlib, soʻzma-soʻz “quyosh ortidan burilish” degan maʼnoni bildiradi.Frantsuzlar kungaboqarni ham chaqirishadi; darvoqe. , "geliotrop" xuddi shu ma'noni anglatadi, faqat yunoncha.Tez orada lakmusni arzonroq xom ashyolardan, masalan, likenlarning ayrim turlaridan ham olish mumkinligi ma'lum bo'ldi.
Afsuski, deyarli barcha tabiiy ko'rsatkichlar jiddiy kamchilikka ega: ularning qaynatmalari juda tez yomonlashadi - ular nordon yoki mog'orga aylanadi (spirtli eritmalar barqarorroq). Yana bir kamchilik shundaki, rangni o'zgartirish oralig'i juda keng. Bunday holda, masalan, neytral muhitni zaif kislotali yoki zaif ishqoriyni kuchli ishqoriydan ajratish qiyin yoki imkonsizdir. Shuning uchun kimyoviy laboratoriyalar juda tor pH chegaralarida rangini keskin o'zgartiradigan sintetik ko'rsatkichlardan foydalanadilar. Bunday ko'rsatkichlar juda ko'p ma'lum va ularning har biri o'z qo'llanish sohasiga ega. Masalan, metil binafsha rangini 0,13 - 0,5 pH oralig'ida sariqdan yashil rangga o'zgartiradi; metil apelsin - qizildan (pH< 3,1) до оранжево-желтой (рН 4); бромтимоловый синий – от желтой (рН < 6,0) до сине-фиолетовой (рН 7,0); фенолфталеин – от бесцветной (рН < 8,2) до малиновой (рН 10); тринитробензол – от бесцветной (pH < 12,2) до оранжевой (рН 14,0).
Laboratoriyalar ko'pincha universal indikatorlardan foydalanadilar - eritmaning kislotaligi keng pH diapazonida (masalan, 1 dan 11 gacha) o'zgarganda, ularning eritmasi navbatma-navbat rangni o'zgartiradigan, kamalakning barcha ranglaridan o'tib, tanlangan bir nechta individual ko'rsatkichlarning aralashmasi. ). Qog'oz chiziqlari ko'pincha universal indikatorning eritmasi bilan singdiriladi, bu eritmada namlangan chiziq rangini mos rang bilan taqqoslash orqali tahlil qilinadigan eritmaning pH qiymatini tezda aniqlashga imkon beradi (juda yuqori aniqlik bilan bo'lmasa ham). masshtab.
Kislota-asos ko'rsatkichlaridan tashqari, boshqa turdagi ko'rsatkichlar ham qo'llaniladi. Shunday qilib, oksidlanish-qaytaruvchi indikatorlar eritmada oksidlovchi yoki qaytaruvchi moddalar mavjudligiga qarab rangini o'zgartiradi. Masalan, difenilaminning oksidlangan shakli binafsha, qaytarilgan shakli esa rangsizdir. Ba'zi oksidlovchi moddalarning o'zi indikator bo'lib xizmat qilishi mumkin. Masalan, reaksiya jarayonida temir (II) birikmalarini tahlil qilganda
10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4? 5Fe 2 (SO 4) 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O
qo'shilgan permanganat eritmasi eritmada Fe 2+ ionlari mavjud ekan, rangi o'zgaradi. Permanganatning ozgina ortiqcha paydo bo'lishi bilan eritma pushti rangga aylanadi. Iste'mol qilingan permanganat miqdoriga asoslanib, eritmadagi temir miqdorini hisoblash oson. Xuddi shunday, yodometriya usuli yordamida ko'plab tahlillarda yodning o'zi indikator bo'lib xizmat qiladi; Tahlilning sezgirligini oshirish uchun kraxmal qo'llaniladi, bu esa yodning ozgina ortiqcha miqdorini aniqlash imkonini beradi.
Kompleksometrik ko'rsatkichlar keng qo'llaniladi - metall ionlari bilan rangli kompleks birikmalar hosil qiluvchi moddalar (ularning ko'pchiligi rangsiz). Misol tariqasida erioxrom qora T; bu murakkab organik birikmaning eritmasi ko'k rangga ega bo'lib, magniy, kaltsiy va boshqa ba'zi ionlar ishtirokida intensiv sharob-qizil rangga ega bo'lgan komplekslar hosil bo'ladi. Tahlil quyidagicha amalga oshiriladi: tahlil qilinadigan kationlar va indikatorni o'z ichiga olgan eritmaga kompleks hosil qiluvchi vosita, ko'pincha indikatordan kuchliroq bo'lgan Trilon B tomchilab qo'shiladi.Trilon barcha metall kationlarini to'liq bog'lashi bilanoq, aniqlangan qizildan ko'k rangga o'tish sodir bo'ladi. Qo'shilgan trilon miqdoridan kelib chiqib, eritmadagi metall kationlarining tarkibini hisoblash oson.
Boshqa turdagi ko'rsatkichlar ham ma'lum. Masalan, ba'zi moddalar cho'kindi yuzasida adsorbsiyalanadi, uning rangi o'zgaradi; bunday ko'rsatkichlar adsorbsion ko'rsatkichlar deyiladi. An'anaviy kislota-asos ko'rsatkichlarining rangi o'zgarishini sezish deyarli mumkin bo'lmagan bulutli yoki rangli eritmalarni titrlashda lyuminestsent indikatorlar qo'llaniladi. Ular eritmaning pH qiymatiga qarab turli xil ranglarda porlaydi (floresan). Misol uchun, akridin floresansi pH = 4,5 da yashil rangdan pH = 5,5 da ko'k rangga o'zgaradi; Ko'rsatkichning porlashi eritmaning shaffofligi va ichki rangiga bog'liq emasligi muhimdir.
Ilya Leenson
INDIKATORLAR(kech lot. koʻrsatkich - koʻrsatkich), kimyoviy. modda oʻzgarganda rangini oʻzgartiruvchi yoki choʻkma hosil qiluvchi moddalar. eritma tarkibidagi komponent. Tizimning ma'lum bir holatini yoki bu holatga erishilgan vaqtni ko'rsating. Qaytariladigan va qaytarilmaydigan ko'rsatkichlar mavjud. Tizim holati o'zgarganda (masalan, muhitning pH qiymati o'zgarganda) birinchisining rangi o'zgarishi mumkin. ko'p marta takrorlangan. Qaytarib bo'lmaydigan ko'rsatkichlar qaytarilmas kimyoga bo'ysunadi. transformatsiyalar, masalan, BrO 3 bilan - vayron qilinadi. O'rganilayotgan eritmaga kiritilgan ko'rsatkichlar deyiladi. ichki, tashqi farqli o'laroq, protsedura tahlil qilingan aralashmaning tashqarisida amalga oshiriladi. Ikkinchi holda, bir yoki bir nechta. Tahlil qilinayotgan eritmaning tomchilari indikatorga namlangan qog'ozga solinadi yoki indikator tomchisi solingan oq chinni plastinkaga aralashtiriladi. VA Ko'rsatkichlar ko'pincha populyatsiyaning oxirini aniqlash uchun ishlatiladi. kimyo. tumanlar, ch. arr. oxirgi nuqta (t.t.t.). Titrimetrikga muvofiq usullari kislota-asos, adsorbsiya, oksidlanish-qaytarilish farqlanadi. va kompleksometrik. ko'rsatkichlar. r-rime org birikmalari bo'lib, rangini o'zgartiradi yoki H + (atrof-muhitning pH) ga qarab. Ilova. zanjirlar va (shu jumladan at) yoki boshqa sxemalar orasidagi kontaktlarning zanglashiga olib kelishini o'rnatish, agar ularda H + ishtirok etsa, shuningdek, kolorimetrik uchun. suv eritmalarining pH qiymatini aniqlash. Naib. muhimlari jadvalda keltirilgan. 1. Ko'rsatkichlar rangining o'zgarishining sababi shundaki, uning qo'shilishi yoki chiqarilishi ba'zi xromofor guruhlarini boshqalar bilan almashtirish yoki yangi xromofor guruhlari paydo bo'lishi bilan bog'liq. Agar indikator zaif HIn qiymatiga ega bo'lsa, suvli eritmada quyidagilar sodir bo'ladi: HIn + H 2 O D In - + H 3 O +. Agar indikator zaif In bo'lsa, unda: In + H 2 O D HIn + + OH - . IN umumiy ko'rinish yozilishi mumkin: a + H 2 O da D b + H 3 O + da, bu erda In a va In b - mos ravishda. turli rangda bo'lgan indikatorning kislotali va asosiy shakllari. bu jarayonning K ln = / deyiladi. indikator. Eritmaning rangi eritmaning pH bilan belgilanadigan nisbatiga bog'liq.Ko'rsatkichning bir shaklining rangi, agar u boshqa shakldan 10 baravar yuqori bo'lsa, sezilarli deb hisoblanadi, ya'ni. nisbati / = / K ln bo'lsa 0,1 yoki 10. Indikator rangining o'zgarishi mintaqada qayd etilgan pH = pK ln b 1, bu deyiladi. indikatorga o'tish oralig'i. Maksimal o'zgarish. aniq qachon = va K ln = [H 3 O] +, ya'ni. pH = pK ln da. Odatda tugaydigan pH qiymati deyiladi. pT ko'rsatkichi. Ko'rsatkichlar rang o'tish oralig'i eritmaning ekvivalent nuqtasida bo'lishi kerak bo'lgan pH qiymatini o'z ichiga oladigan tarzda tanlanadi. Ko'pincha bu pH qiymati ishlatiladigan indikatorning pH qiymatiga to'g'ri kelmaydi, bu esa deb ataladigan narsaga olib keladi. indikator xatosi. Agar k.t.da titrlanmagan zaif yoki birikmaning ortiqcha miqdori qolsa, xato deyiladi. javob. asosiy yoki kislotali.
Ko'rsatkich sezgirligi - (v/l) aniqlanadi (bu holda H + yoki OH -
) maksimal nuqtada. rangning keskin o'zgarishi. Quyidagilar mavjud: ishqoriy pH qiymatlari mintaqasida o'tish oralig'i bo'lgan kislotalarga sezgir ko'rsatkichlar (masalan, timolftalein); kislotali mintaqada o'tish oralig'i bilan sezgir ko'rsatkichlar (dimetil sariq va boshqalar kabi); neytral ko'rsatkichlar, ularning o'tish oralig'i taxminan. pH 7 (neytral qizil va boshqalar). VA Ko'rsatkichlar bir yoki ikkita rangli shaklda bo'ladi; bunday ko'rsatkichlar deyiladi javob. bitta rangli va ikki rangli. Naib. kislotali va asosiy shakllari bir-birini to'ldiruvchi rangli bo'lgan ko'rsatkichlarda rangning aniq o'zgarishi kuzatiladi. ranglar. Biroq, bunday ko'rsatkichlar mavjud emas. Shuning uchun, qo'shish orqali ikkala shaklning ranglari mos ravishda o'zgartiriladi. Shunday qilib, metil qizil uchun qizildan sariqqa o'tish 2 pH birligi oralig'ida sodir bo'ladi va agar siz eritmaga qo'shsangiz, u holda qizil-binafsha rangdan yashil rangga o'tish pH 5,3 da keskin va aniq kuzatiladi. Shunga o'xshash effektga erishish mumkin, agar siz ikkita ko'rsatkich aralashmasidan foydalansangiz, ularning ranglari boshqasini to'ldiradi. do'st. Bunday ko'rsatkichlar deyiladi aralash (2-jadval).
1 dan 14 gacha bo'lgan butun pH oralig'ida rangini doimiy ravishda o'zgartiradigan indikatorlarning aralashmalari deyiladi. universal. Ular taxminan uchun ishlatiladi. eritmalarning pH qiymatini baholash.
Ko'rsatkichning rangi o'zgarishi unga ta'sir qiladi. Ikki rangli ko'rsatkichlar uchun qanchalik baland bo'lsa, rang o'zgarishi shunchalik dramatik emas, chunki Ikkala shaklning yutilish spektrlari ko'proq darajada bir-biriga mos keladi va rang o'zgarishini aniqlash qiyinroq bo'ladi. Odatda bir xil minimal (bir necha tomchi eritma) indikator miqdori ishlatiladi.
Ko'pgina ko'rsatkichlarning o'tish oralig'i haroratga bog'liq. Shunday qilib, u xona haroratida pH 3,4-4,4 oralig'ida va 100 ° C da pH 2,5-3,3 oralig'ida rangni o'zgartiradi. Bu o'zgarish tufayli.
Eritmada mavjud bo'lgan kolloid zarralar indikatorlarni adsorbsiyalaydi, bu uning rangini to'liq o'zgarishiga olib keladi. Mavjudligidagi xatolarni bartaraf etish uchun. musbat zaryadlangan kolloid zarralar, tayanch ko'rsatkichlardan foydalanish kerak va agar mavjud bo'lsa. manfiy zaryadlangan - kislota ko'rsatkichlari.
Oddiy sharoitlarda erigan CO 2 ta'sirini hisobga olish kerak, ayniqsa pK ln> 4 (masalan, metil qizil) bo'lgan indikatorlardan foydalanilganda. Ba'zan CO 2 dastlab qaynatish orqali chiqariladi yoki eritma bilan aloqa qilmasdan titrlanadi.
Chetdan neytrallarning ta'siri (tuz effekti) ko'rsatkichlarning siljishida namoyon bo'ladi. Kislota ko'rsatkichlari bo'lsa, o'tish oralig'i ko'proq kislotali mintaqaga va asosiy ko'rsatkichlar bo'lsa, ko'proq ishqoriy mintaqaga o'tadi.
Erituvchining tabiatiga qarab indikatorlarning ranglari, ularning pK ln va sezgirligi o'zgaradi. Shunday qilib, metil qizil bromofenol ko'kdan yuqori H + qiymatlarida rang o'tishini beradi va etilen glikol eritmasida bu aksincha. Suv-metanol va suv-etanol eritmalarida suv muhitiga nisbatan o'zgarish ahamiyatsiz. Spirtli muhitda kislota ko'rsatkichlari H + ga asosiy ko'rsatkichlarga qaraganda ko'proq sezgir.
Tabiiy bo'lmagan muhitda odatda shisha indikator yordamida potentsiometrik tarzda o'rnatilsa-da, u ham qo'llaniladi (3-jadval).
Ko'pincha zaiflar uchun metil qizil rang suvsiz CH 3 COOH ichida yoki tarkibida ishlatiladi; da zaif- DMFda.
Suvsiz va suvli muhitda indikatorlarning harakati o'xshash. Masalan, SH eritmasida HIn zaif qiymatlari uchun siz quyidagilarni yozishingiz mumkin: HIn + SH D In - + SH 2 +. Ko'rsatkichlarning ta'sir qilish mexanizmi xuddi shunday, faqat suvsiz muhitda ular tegishli kislotalik shkalalaridan foydalanadilar (pH p, pA; qarang).
Ular, shuningdek, pH ga qarab rangi va intensivligini o'zgartiradigan va juda rangli va loyqa eritmalarni titrlash imkonini beruvchi mahsulotlar sifatida ishlatiladi.
Zaif bo'lganlar uchun, deb atalmish ishlatiladi. loyqalik ko'rsatkichlari, teskari hosil qiluvchi, juda tor pH diapazonida koagulyatsion (masalan, izonitroatsetil-n-aminobenzol pH 10,7-11,0 da loyqalik hosil qiladi). Siz bilan komplekslardan foydalanishingiz mumkin (pastga qarang); Ushbu komplekslar yo'q qilinganda, tor pH oralig'ida eritma rangini o'zgartiradi.
org aniqlash uchun. to-t va hozirda. U bilan aralashmaydigan hal qiluvchi deb ataladigan narsa ishlatiladi. amfibiya indikatorlari, ular indikator kislotalar (masalan, 00) bilan parchalanadi. org. (masalan, ). Bu ko'rsatkichlar yaxshi eriydi. org da. r-chakana sotuvchilar, yomon; juda sezgir.
Adsorbsion ko'rsatkichlar cho'kindi yuzasida so'rilishi mumkin bo'lgan va rangi yoki intensivligini o'zgartiradigan moddalardir.Bu ko'rsatkichlar odatda teskari bo'lib, cho'kishda ishlatiladi.Birinchi navbatda, ular cho'kindi tomonidan adsorbsiyalanadi, ular cho'kindining tarkibiga kiruvchi moddalar bilan bir xil. cho'kindining o'zi, indikator adsorbsiyalanganidan keyin. Ko'rsatkichlarning katta guruhi (4-jadval) cho'kindi tarkibidagi s hosil bo'lishi bilan cho'kindi yuzasi tomonidan adsorbsiyalanadi.
Masalan, pushti eritma rangi, AgNO 3 qo'shilganda o'zgarmaydi. Ammo KBr eritmasi bilan tushgan cho'kma o'ziga qo'shiladigan Ag + ni adsorbsiyalaydi. Cho'kma qizil-binafsha rangga aylanadi. K.t.da barcha Ag+ titrlanganda choʻkma rangi yoʻqoladi va eritma yana pushti rangga aylanadi.
Inorg. adsorbsiya qiladi. indikatorlar titrantdan rangli cho'kma yoki kompleks hosil qiladi (masalan, indikator sifatida ishlatiladigan CrO 4- va SCN - ichida). Adsorbsiya sifatida. Ayrim ko'rsatkichlar ham qo'llaniladi: kislota-asos, oksidlanish-qaytarilish. va kompleksometrik. indikatorlari, xossalari (kislota, oksidlanish-qaytarilish potentsiallari va bilan komplekslarning barqarorligi) adsorbirda. holati cho'kindining tabiati va yuzasiga bog'liq.
Oksidlanish-qaytarilish indikatorlar - oksidlanish-qaytarilishga qarab rangini o'zgartira oladigan moddalar. yechim salohiyati. Oksidlanish-qaytarilish haroratini o'rnatish uchun ishlatiladi. va kolorimetrik uchun oksidlanish-qaytarilishni aniqlash. potentsial (birinchi navbatda biologiyada). Bunday ko'rsatkichlar, qoida tariqasida, o'zlari yoki ta'sir qiladigan moddalar va oksidlangan (Oxda) va qaytarilgan (Qizilda) shakllari turli xil ranglarga ega.
Qaytariladigan oksidlanish-qaytarilish uchun. ko'rsatkichlar yozilishi mumkin: Ox + ne D Qizil rangda, bu erda n raqam. E potentsialida indikatorning ikkala shaklining nisbati quyidagicha aniqlanadi:
,
bu yerda E ln - real oksidlanish-qaytarilish. eritma tarkibiga qarab indikator potensiali. Rang o'tish oralig'i amalda / nisbati 0,1 dan 10 gacha o'zgarganda kuzatiladi, bu 25 ° C da mos keladi. D E (V da) = E ln b (0,059/n). Eng keskin rang o'zgarishiga mos keladigan potentsial Eln ga teng. Ko'rsatkichni tanlashda ch ni hisobga oling. arr. qiymatlari Eln, koeffitsient. indikatorning ikkala shaklining molyar so'nishi va ekvivalentlik nuqtasida eritmaning potentsiali. Qachon kuchli (K 2 Cr 2 O 7, KMnO 4 va boshqalar), ko'rsatkichlar nisbatan yuqori Eln, masalan, va uning hosilalari bo'lgan ishlatiladi; kuchli [Ti (III), V (II) va boshqalar] bilan, nisbatan past Elnga ega bo'lgan ko'rsatkichlar qo'llaniladi, masalan, (5-jadval).
Ba'zi moddalar rangini qaytarib bo'lmaydigan tarzda o'zgartiradi, masalan, rangsiz hosil bo'lishi bilan yo'q qilinganda. mahsulotlar, masalan, ta'sir ostida yoki BrO 3 ta'sirida naftol ko'k-qora.
Kompleksometrik ko'rsatkichlar (M) bilan rangli komplekslar hosil qiluvchi, ko'rsatkichlarning o'zidan rangi bilan farq qiladigan moddalardir.Ular indikatorning sifatini aniqlash uchun ishlatiladi. Indikatorli komplekslarning barqarorligi (In) mos keladigan kompleksonatlarga qaraganda kamroq;
shuning uchun K.T.T.da ular indikatorlarni komplekslardan siqib chiqaradi. Ekvivalent nuqtada rang o'zgarishi momentida = va shuning uchun rM = - log K Mln, bu erda rM = - log[M] deyiladi. indikatorning o'tish nuqtasi, K Mln - indikator bilan kompleksning barqarorligi. Xato ma'lum miqdorni titrantga emas, balki indikatorga yopishtirish mumkinligi bilan bog'liq. Naib. tez-tez deb atalmish foydalaning.
PH ga qarab indikatorlarning rangini o'zgartirish
Kislota-asos ko'rsatkichlari - bu muhitning kislotaligiga qarab rangi o'zgarib turadigan birikmalar.
Misol uchun, lakmus kislotali muhitda qizil, ishqoriy muhitda ko'k rangga ega. Bu xususiyat eritmalarning pH qiymatini tezda baholash uchun ishlatilishi mumkin.
Kislota-asos ko'rsatkichlari kimyoda keng qo'llaniladi. Ma'lumki, masalan, kislotali va ishqoriy muhitda ko'pgina reaksiyalar turlicha boradi. PH ni sozlash orqali siz reaktsiya yo'nalishini o'zgartirishingiz mumkin. Ko'rsatkichlar nafaqat sifat, balki eritmadagi kislota tarkibini miqdoriy baholash uchun ham qo'llanilishi mumkin (kislota-asos titrlash usuli).
Ko'rsatkichlardan foydalanish "sof" kimyo bilan chegaralanmaydi. Sifatni baholashda ko'plab ishlab chiqarish jarayonlarida atrof-muhitning kislotaliligi kuzatilishi kerak oziq-ovqat mahsulotlari, tibbiyotda va boshqalar.
IN jadval 1 eng "mashhur" ko'rsatkichlar ko'rsatilgan va ularning neytral, kislotali va ishqoriy muhitda rangi qayd etilgan.
1-jadval
Metil apelsin
Fenolftalein
Aslida, har bir indikator rang o'zgarishi sodir bo'lgan o'z pH oralig'i bilan tavsiflanadi (o'tish oralig'i). Rang o'zgarishi indikatorning bir shakli (molekulyar) boshqasiga (ionga) aylanishi tufayli sodir bo'ladi. Muhitning kislotaliligi pasayganda (pH ortishi bilan) ion shaklining konsentratsiyasi oshadi va molekulyar shakl kamayadi. 2-jadvalda ba'zi kislota-asos ko'rsatkichlari va ularga mos keladigan o'tish intervallari keltirilgan.
jadval 24-ma'ruza Kislota-asos ko'rsatkichlari. Suvsiz muhitda titrlash. Kislota asos nazariyasi.
1894 yilda Ostvald deb atalmishni yaratdi ion ko'rsatkichlari nazariyasi. Ushbu nazariyaga ko'ra, kislota-ishqor indikatorlari - bu eritmaning pH darajasiga qarab rangini o'zgartira oladigan murakkab organik moddalar (zaif organik kislotalar yoki asoslar: HInd yoki IndOH). Organik birikmalarning turli sinflariga mansub 200 ga yaqin kislota-asos ko'rsatkichlari ma'lum. Titrlash uchun individual indikatorlarga qo'shimcha ravishda aralash indikatorlar qo'llaniladi, ular 2, 3 yoki undan ortiq indikatorlarning aralashmalari bo'lib, eritmaning pH qiymati o'zgarganda aniqroq rang o'tishlarini beradi.
Eritmalarda indikatorlar molekulyar va ionli shakllarda bo'lishi mumkin. Ushbu shakllar turli xil rangga ega va muvozanat holatidadir, bu atrof-muhitning pH darajasiga bog'liq.
Masalan, kislotali indikator metil apelsin molekulyar shaklda qizil, neytral va ishqoriy muhitda sariq rangga ega. Eritmaning kislotaliligining o'zgarishi dissotsilanish muvozanatining o'ngga yoki chapga siljishiga olib keladi, bu eritma rangining o'zgarishi bilan birga keladi.
Keyinchalik taklif qilingan xromofor nazariyasi indikatorlar rangining o'zgarishini molekula ichidagi qayta joylashish natijasida ko'rsatkichlar strukturasining o'zgarishi bilan bog'laydi. Bu nazariya o'z nomini oldi, chunki organik birikmalarning rangi xromoforlar deb ataladigan maxsus guruhlar mavjudligi bilan bog'liq. Xromoforlar quyidagi guruhlarni o'z ichiga oladi: , azo guruhi –N=N-, =N-NH- guruhiga aylanadi, =C=0 guruhi. Xromoforlar keltirib chiqaradigan birikmaning rangi birikma molekulasida auksoxromlar deb ataladigan guruhlar mavjudligi bilan yaxshilanadi. Eng muhim auksoxromlar -OH va -NH 2 guruhlari, shuningdek ularning hosilalari, masalan -N(CH 3) 2, -N(C 2 H 5) 2 va boshqalar. Oksoxromlar o'z-o'zidan birikmaga rang berishga qodir emas, lekin xromoforlar mavjud bo'lganda, ular ikkinchisining ta'sirini kuchaytiradi. Agar molekula ichidagi qayta joylashish natijasida rangga ta'sir qiluvchi xromoforik yoki auksoxrom guruhlar indikatorda paydo bo'lsa yoki yo'qolsa, u holda rang o'zgaradi.Ion va xromofor nazariyalari bir-birini inkor etmaydi, balki bir-birini to'ldiradi. Indikator molekulalarining ionlanishi odatda molekula ichidagi qayta joylashish va rang o'zgarishiga olib keladi. Eritmaning pH qiymati o'zgarganda, barcha kislota-asos ko'rsatkichlari o'z rangini keskin emas, balki silliq o'zgartiradi, ya'ni. ma'lum bir pH oralig'ida. Bu interval indikatorga o'tish oralig'i deb ataladi. Har bir indikatorning o'ziga xos o'tish oralig'i bor, bu indikator strukturasining xususiyatlariga bog'liq. Ko'rsatkichning rang o'tish oralig'i titrlash indeksi pT bilan tavsiflanadi. Titrlash indeksi pH qiymati bo'lib, unda indikator rangining eng keskin o'zgarishi kuzatiladi.
Indikatorning rangi o'zgargan pH qiymatlari diapazoni quyidagilar bilan ko'rsatiladi:
Bu erda Kind - indikatorning dissotsiatsiya konstantasi
K qiymati, rangi va kimyoviy ma'lumotnomalarda berilgan.
1-jadval - Ko'rsatkich ranglari
Ko'rsatkichlar eritmalar shaklida yoki indikator qog'ozlar shaklida qo'llaniladi.
4. 2 Kislotalar va asoslar nazariyasi
"Kislotalar" va "asos" tushunchalarining mazmuni kimyo fanining rivojlanish jarayonida sezilarli darajada o'zgarib, kimyoning asosiy masalalaridan biri bo'lib qolmoqda. Kislotalar va asoslar haqidagi birinchi nazariyalardan biri Arrhenius nazariyasi. Arrenius-Ostvald ta'rifiga ko'ra, kislotalar suvda dissotsiatsiyalanib, vodorod ioni H + ni hosil qiluvchi moddalar, asoslar esa OH - gidroksil anionini hosil qiluvchi moddalardir. Ma'lumotlar to'planib, eritmalar nazariyasi ishlab chiqilgach, H + yoki OH ni o'z ichiga olmaydigan ko'plab moddalar kislotalar yoki asoslarning xususiyatlariga ega ekanligi ma'lum bo'ldi. H+ ning erkin holatda umuman mavjud emasligi isbotlangan. Suvli eritmalarda bu ionlar gidratlanadi, suvsiz eritmalarda esa eritiladi. Masalan:
Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, ba'zi tuzlar suvsiz erituvchilarda kislotalar yoki asoslar kabi ishlaydi. Masalan, ammiak eritmasidagi KNH 2 suvda KOH kabi harakat qiladi, ya'ni. kuchli tayanch hisoblanadi. U fenolftaleinni bo'yaydi, elektr o'tkazuvchan va kislotalarni neytrallaydi. Boshqa tuz NH 4 Cl HCl kabi quruq ammiakda o'zini tutadi, ya'ni. kuchli kislota hisoblanadi. Shunday qilib, asosiy va kislotali xususiyatlar nafaqat vodorod ionlari va gidroksil guruhlariga ega bo'lgan birikmalarga xosdir. Shuning uchun kislotalar va asoslarning keyingi nazariyasi nazariya edi solvotizim.
Ushbu nazariyaga ko'ra, kislotalar va asoslar kimyoviy birikmalar bo'lib, ular ma'lum bir erituvchining kationlari va anionlariga o'xshash kationlar va anionlarni hosil qiladi.
Masalan, suyuq ammiak ajraladi:
NH 4 Cl kislota ekanligini anglatadi (xuddi shu kation)
Baza (bir xil anion).
Bu nazariyaning kamchiligi shundaki, ayrim erituvchilarda ular na kationlarga, na anionlarga ajralmaydi, lekin ularda kislotalar va asoslar mavjud.
Bronsted-Lowrining protolitik nazariyasi.
Ushbu nazariyaga ko'ra, kislotalar protonlarni boshqa moddalarga berishi mumkin bo'lgan kimyoviy birikmalar, asoslar esa protonlarni biriktira oladigan moddalardir.
Kislotalar molekulalar, kationlar va anionlar bo'lishi mumkin. Masalan, suv:
Shunday qilib, har bir kislota konjugat asosga ega () va har bir asosda konjugat kislota mavjud.
Kislotalar va asoslarning kuchi erituvchining tabiatiga bog'liq. Demak, masalan, suyuq ammiak eritmasida barcha kislotalar butunlay dissotsiatsiyalanadi, chunki suyuq ammiak asos xossalarini namoyon qiladi. Zaifroq asos bo'lgan suvda barcha kislotalar ajralmaydi, faqat kuchli noorganiklar.
Bronsted-Lowri nazariyasining kamchiliklari shuki, bu nazariya tarkibida vodorod bo'lmagan moddalarning kislotali bo'lish imkoniyatini istisno qiladi. Shuning uchun bu nazariya bilan birga yana bir nazariya paydo bo'ldi - Lyuis elektron nazariyasi.
Ushbu nazariyaga ko'ra, asos bu bo'linmagan erkin juft elektronga ega bo'lgan moddadir. Masalan, ammiak asosdir, chunki uning molekulasi yolg'iz elektron juftiga ega.
Kislota - bu barqaror elektron guruhini hosil qilish uchun molekulasida bir juft elektron bo'lmagan modda. Masalan: BCl 3
Lyuis nazariyasiga ko'ra, moddaning kislotalilik xususiyatiga ega bo'lishi uchun H+ ga ega bo'lishi shart emas. Shunday qilib, NH 3 va BCl 3 tuz hosil qilish uchun o'zaro ta'sir qiladi:
yoki NH 3 + HClàNH 4 Cl
Elektron nazariya kislotalar va asoslar tushunchasini sezilarli darajada kengaytirdi. Bu nazariyaning kamchiligi shundaki, u bir xil moddaning erituvchining tabiatiga ko‘ra ham kislota, ham asos bo‘lishi mumkinligini tushuntirmaydi. Hozirgi vaqtda bir qator olimlarning tadqiqotlari asosida bir xil moddani erituvchiga qarab kislota yoki asos deb tasniflash mumkinligi isbotlangan.
Zamonaviy nazariya kislotalar va asoslar.
Ushbu nazariya kislotalar va asoslarga quyidagicha ta'rif beradi:
“Kislota - bu proton donori yoki elektron juft akseptor bo'lgan yoki eritilgan erituvchi bilan bir xil lioniy kationini ishlab chiqaradigan moddadir. Baza proton qabul qiluvchi yoki elektron juft donor bo'lgan yoki erigan erituvchi bilan bir xil liat anionini beradigan moddadir.
Masalan, CH 3 COONa tuzi quyidagi tenglama bo'yicha sirka kislotasida dissotsilanadi:
CH 3 COONa àCH 3 COO - +Na + (asosiy xususiyatlar)
Shuning uchun CH 3 COONa ni har qanday kuchli kislota bilan miqdoriy titrlash mumkin, masalan, perklorik:
HClO 4 +CH 3 COONaàNaClO 4 +CH 3 COOH.
4. 3 Suvsiz muhitda titrlash.
Eritmalarning kimyoviy nazariyasi D.I.Mendeleyev erituvchini nafaqat reaksiya sodir bo’ladigan muhit, balki kimyoviy jarayonning bevosita ishtirokchisi sifatida ham ko’radi. Olimlarimiz Izmailov va Kreshkov tomonidan ishlab chiqilgan suvsiz muhitlar nazariyasiga ko'ra, bir xil modda erituvchiga qarab boshqacha harakat qilishi mumkin, ya'ni. Kislotalar va asoslarning kuchi erituvchining tabiatiga bog'liq.
Donor-akseptor xususiyatlariga ko'ra tasniflanganda, ular odatda ajralib turadi protik va aprotik erituvchilar. Hangouts protonni berishi yoki qabul qilishi va shu bilan kislota-asos o'zaro ta'siri jarayonida ishtirok etishi mumkin. Aprotik erituvchilar kislota-asos xususiyatlarini ko'rsatmaydi va erigan modda bilan protolitik muvozanatga kirmaydi. Protik erituvchilar odatda quyidagilarga bo'linadi:
1. Amfoter erituvchilar.Bu kislotalarga nisbatan asos rolini va asoslarga nisbatan kislotalarning rolini bajaradigan erituvchilardir. Ushbu erituvchilar protonlarni berish va olish qobiliyati bilan farqlanadi. Bularga: H 2 O, CH 3 OH, C 2 H 3 OH va boshqalar kiradi.
2. Kislotali erituvchilar. Bu kislotali moddalar bo'lib, molekulalari faqat protonlarni berishi mumkin. HF, H 2 SO 4, CH 3 COOH va boshqalar.
3. Asosiy erituvchilar. Bular protonlar uchun aniq yaqinlikka ega bo'lgan moddalardir (NH 3, N 2 H 4).
Eriydigan moddaning kislota-asos xususiyatlariga ta'siriga ko'ra, erituvchilar odatda quyidagilarga bo'linadi tekislash Va farqlash.
Nivelirlash- bu erituvchilar bo'lib, ularda alohida tabiatdagi kislotalar va asoslar o'z kuchlari nisbatini o'zgartirmaydi (suv, sirka kislotasi va boshqalar).
Farqlash e - kislotalar va asoslar o'z kuchlari nisbatini sezilarli darajada o'zgartiradigan erituvchilar (DMF, aseton va boshqalar).
Nivelirlash erituvchilarga juda kuchli kislotalar yoki juda kuchli asoslar kiradi, masalan, CH 3 COOH - gidrazin. Bular kuchli kislotalar yoki asoslar bo'lganligi sababli, ularning muhitidagi barcha kislotalar teng kuchga ega bo'ladi va xuddi shu narsa asoslarga ham tegishli.
Differentsial eritmalarga kislotalar va asoslarning kuchida sezilarli farqlar paydo bo'ladigan eritmalar kiradi. Masalan, DMF, DMSO, piridin, aseton. Bu erituvchilar muhitida nafaqat 2, 3, balki hatto 5 va 6 komponentli aralashmalarni ham alohida titrlash mumkin.
Suvsiz erituvchilarning erigan elektrolitlar xossalariga ta'siridan foydalanib, suvda titrlash mumkin bo'lmagan moddalarni suvsiz muhitda kislota-asos titrlashini amalga oshirish mumkin. Masalan, suvdagi ko'plab tuzlar juda kuchsiz kislotalar yoki asoslar xossalarini namoyon qiladi va ularni to'g'ridan-to'g'ri asoslar yoki kislotalar bilan titrlash mumkin emas. Suvsiz muhitda ularning kislotaligi yoki asosliligi shunchalik ortadiki, ularni kislota yoki asos bilan miqdoriy titrlash mumkin.
Suvsiz muhitda titrlash analitik kimyoda keng qo'llaniladi. Bu quyidagi sabablarga bog'liq.
- Suvsiz muhitda suvda erimaydigan moddalarni titrlash mumkin.
- Suvsiz muhitda suvda keskin titrlash nuqtalarini bermaydigan moddalarni titrlash mumkin.
- Suvsiz muhitlarda nafaqat k/o, balki o/w, kompleksometrik va cho'kma titrlashlarini ham amalga oshirish mumkin.
5-ma'ruza Redoks usullari (redoksimetriya).
- 1 Redoksimetrik tahlil usulining mohiyati
Bu usul oksidlanish-qaytarilish reaksiyalaridan foydalanishga asoslangan. Oksidlovchi yoki qaytaruvchi moddalarning eritmalari titrant sifatida ishlatiladi. Qoida tariqasida oksidlanishi mumkin bo'lgan moddalar oksidlovchi sifatida titrlanadi, qaytarilishi mumkin bo'lgan moddalar esa qaytaruvchi sifatida titrlanadi. Ushbu usul yordamida oksidlanish yoki qaytarilishga qodir bo'lgan noorganik va organik moddalarni aniqlash mumkin.
Bir nechta titrlash usullari mavjud: to'g'ridan-to'g'ri va teskari.
Titrlash jarayonida eritmaning pH darajasi emas, balki uning oksidlanish-qaytarilish potentsiali o'zgaradi. Oksidlovchi va qaytaruvchi moddalar orasidagi reaksiya quyidagicha ifodalansa:
u holda muvozanat konstantasini quyidagicha ifodalash mumkin:
Nernst tenglamasidan foydalanib, oksidlovchi va qaytaruvchi moddalarning konsentrasiyalarini potentsiallarda ifodalashimiz mumkin. O'zgarishlardan so'ng biz muvozanat konstantasi uchun ifodani olamiz:
Shunday qilib, oksidlovchi va qaytaruvchining standart potentsiallari orasidagi farq qanchalik katta bo'lsa, muvozanat konstantasi shunchalik katta bo'ladi. Binobarin, reaksiyaning tugallanishi ehtimoli kattaroq.Shuning uchun titrlash uchun kuchli oksidlovchi va yuqori standart potentsialga ega kuchli qaytaruvchi moddalar tanlanadi. Tuzni oksidlovchi moddalarga quyidagilar kiradi: Kuchli qaytaruvchi moddalarga metall ionlarining eritmalari kiradi.
5. Redoksimetriyada 2 titrlash egri chiziqlari
Titrlash jarayonida eritmaning E si o'zgaradi, shuning uchun bu bog'liqlikni grafik tarzda ifodalash mumkin. Misol uchun, bu ionlar titrant bilan titrlanganda eritmaning potensiali qanday o'zgarishini ko'rib chiqing. Keling, reaktsiyani yozamiz:
Nernst tenglamasiga ko'ra, ekvivalentlik nuqtasiga qadar, eritmaning potentsiali quyidagi formula yordamida hisoblanadi:
ekvivalent nuqtadan keyin:
1-rasmda FeSO 4 eritmasining KMn0 4 eritmasi bilan titrlash egri chizig’ining titrlash egri chizig’i ko’rsatilgan.
Redoks titrlash egri chiziqlari umuman kislotalar va asoslar uchun titrlash egri chiziqlariga o'xshaydi. Ekvivalent nuqtaga yaqin joyda ular potentsialda keskin sakrashga ega. Shuning uchun, ekvivalentlik nuqtasini tuzatish uchun siz tizimning potentsialiga qarab rangini o'zgartiradigan ko'rsatkichlardan foydalanishingiz mumkin. Kislota-asos titrlash egri chizig'idan farqli o'laroq, sakrash suyultirishga bog'liq emas va hosil bo'lgan ionlardan biri komplekslangan bo'lsa, uni oshirish mumkin.
1-rasm-Titratsion egri chiziq 100,0 sm 3 0.lMFeSO 4 0,1 N. KMP0 4 yechim.
5. Redoksimetriyada ishlatiladigan 3 ko'rsatkich
Oksidlanish-qaytarilish titrlashlarida ekvivalentlik nuqtasini uchta usulda aniqlash mumkin:
1. Titrlashda siz ko'pincha indikatorlarsiz bajarishingiz mumkin. Agar titrant yoki aniqlanayotgan eritma yorqin rangga ega bo'lsa, masalan, kaliy permanganat titrlashda bo'lgani kabi, indikatorsiz titrlash mumkin. Ma'lumki, yechim yorqin malina-binafsha rangdir. Qaytarilish natijasida rangsiz ionlar hosil bo'ladi. Indikatorsiz, siz yod eritmasi bilan ham titrlashingiz mumkin, chunki u quyuq rangga ega va rangsiz.
2. Ko'rsatkichlardan foydalanish.
Redoksimetriyadagi ko'rsatkichlarni ikki guruhga bo'lish mumkin:
1) Oksidlovchi yoki qaytaruvchi moddalarning ko'pligi bilan o'ziga xos reaktsiyaga kirishadigan ko'rsatkichlar. Masalan, ionlar yorqin pushti kompleks hosil qiladi, shuning uchun eritmada kamida bitta tomchi paydo bo'lsa, butun eritma pushti rangga aylanadi.
2) Rangning o'zgarishi oksidlovchi yoki qaytaruvchining o'ziga xos xususiyatlariga bog'liq bo'lmagan, titrlangan eritmaning ma'lum bir potentsialga erishish bilan bog'liq bo'lgan ko'rsatkichlar. Bunday ko'rsatkichlar redoks ko'rsatkichlari deb ataladi. Oksidlangan va qaytarilgan shakllar turli xil ranglarga ega.
Ularning o'zgarishini quyidagicha ifodalash mumkin:
oksidlangan shakl qayerda;
- qayta tiklandi.
Bunday ko'rsatkichlarga Nernst tenglamasini qo'llash orqali biz quyidagilarni olamiz:
Shunday qilib, eritma potensiali o'zgarganda, oksidlangan va qaytarilgan shakllar orasidagi nisbat o'zgaradi. Oksidlanish-qaytarilish tizimiga 1-2 tomchi indikator qo'shilsa, tizimning potentsialiga mos keladigan indikatorning oksidlangan va qaytarilgan shakllari konsentratsiyasi o'rtasidagi nisbat o'rnatiladi. Bunday holda, eritma mos keladigan rangga ega bo'ladi. Har qanday tizim uchun indikatorning rangi o'zgarishi ekvivalentlik nuqtasi yaqinida sodir bo'ladigan indikatorni tanlash mumkin.
5. 4 Oksidlanish-qaytarilish titrlash usullariga misollar.
5. 4. 1 Permanganatometriya
Permanganatometriya - bu usul bo'lib, unda ishchi eritma, ya'ni. Titrant kaliy permanganat eritmasi hisoblanadi. Aniqlanayotgan moddalar oksidlanishga qodir bo'lgan metall kationlaridir.
Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyasi sodir bo'lgan sharoitga qarab, anion olishi mumkin turli miqdor elektronlar:
Kislotali muhitda tizimning oksidlanish-qaytarilish potentsiali eng katta, shuning uchun analitik maqsadlarda kaliy permanganat bilan oksidlanish kislotali muhitda amalga oshiriladi. Shu munosabat bilan permanganatometriyaning asosiy tenglamasi quyidagi shaklga ega:
Odatda 0,1 N tayyorlanadi. eritma yoki 0,05 N. . Ishchi eritmani tayyorlash uchun ishlatiladigan kaliy permanganat, qoida tariqasida, bir qator aralashmalarni o'z ichiga oladi, ularning eng muhimi . Bundan tashqari, permanganat konsentratsiyasi doimo o'zgarib turadi, chunki U doimo havodagi va distillangan suvdagi organik moddalarning aralashmalari bilan tiklanadi. Shuning uchun kontsentratsiya standart modda yordamida aniqlanadi, uning konsentratsiyasi aniq ma'lum va o'zgarmaydi. Permanganatometriyadagi asosiy standart ammoniy oksalat, natriy oksalat yoki oksalat kislotasi kabi moddalardir:
Oksalat kislotasining kaliy permanganat bilan o'zaro ta'siri tenglama bo'yicha davom etadi:
Redoks potentsial farqi:
Katta potentsial farq reaktsiyaning yakunlanishini ko'rsatadi. Biroq, to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya tezligi kichik va reaktsiya juda sekin davom etadi. To'g'ridan-to'g'ri reaktsiya tezligiga quyidagi omillar ta'sir qiladi: pH, harorat, katalizator. Shuning uchun reaktsiyani tezlashtirish uchun eritmaning pH qiymati oshiriladi (kislotali muhitda E0 maksimal qiymatga ega). Reaksiya qizdirish (70-80 0 S) orqali amalga oshiriladi. Bu reaksiyaning katalizatori ikki valentli marganets ionlaridir. Ular oksidlanish reaktsiyasi natijasida paydo bo'ladi va ular to'planishi bilan reaksiya bir lahzali o'zaro ta'sir qilish nuqtasiga qadar tezlashadi.
Permanganat bilan titrlash indikatorsiz amalga oshiriladi, chunki eritmaning o'zi qip-qizil rangga ega va ekvivalent nuqtada qo'shimcha titrant tomchisi eritmani pushti rangga aylantiradi.
Permanganatometriya qaytaruvchi va oksidlovchi moddalarning tarkibini aniqlash uchun ishlatiladi. Oksidlovchi moddalardan ikki valentli temir ionlari ko'pincha shu usul bilan aniqlanadi. Ikki valentli temir birikmalari kislotali muhitda osongina aniqlanadi:
Oksidlanish jarayonida ikki valentli temir ionlari temir ionlariga aylanadi, shuning uchun. Reaksiya qizdirmasdan ham tez davom etadi va temir ionlarining atmosfera kislorodi bilan oksidlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun uni sovutish va inert gaz muhiti bilan olib borish yaxshiroqdir.
Temir qotishmalari, temir rudalari va minerallarni tahlil qilganda, temir ikki va uch valentli shakllarda mavjud bo'lsa, temir temir avval ikki valentli holga keltiriladi va keyin permanganat bilan titrlanadi. Temir temirni kamaytirish amalga oshiriladi turli yo'llar bilan: rux, alyuminiy va boshqalar.
5. 4. 2 Yodometriya
Permanganatdan tashqari, yod oksidimetriyada oksidlovchi vosita sifatida keng qo'llaniladi:
Bu reaksiyada har bir yod atomi bitta elektron oladi va shuning uchun yodning ekvivalenti uning atom massasiga teng. Tizimning standart redoks potentsiali, ya'ni. tizimdan biroz kamroq.
Natijada, yod permanganat bilan solishtirganda ancha kam miqdorda qaytaruvchi moddalarni oksidlaydi. Yodning oksidlanish reaktsiyasi teskari bo'lib, uning yo'nalishi u sodir bo'lgan sharoitga qarab belgilanadi. Ushbu tizimning eng katta redoks salohiyati neytral muhitda o'zini namoyon qiladi. Ishqoriy va kislotali muhitda bu reaksiya boshqa mexanizm bilan boradi. Yodometriyaning o'ziga xos xususiyati shundaki, ishchi eritma sifatida, ya'ni. yod titrant eritmasi juda kam qo'llaniladi. Permangamatometriyada bo'lgani kabi, har qanday qaytaruvchi vositani eritma bilan bevosita titrlash mumkin emas. Bu byuretkadan tez bug'lanib ketadigan uchuvchi modda bo'lganligi bilan bog'liq, bundan tashqari u yorug'likda parchalanadi. Shuning uchun yodometriyada teskari titrlash usuli qo'llaniladi. Usulning mohiyati shundaki, titrant titrantning o'zi emas, balki birlamchi standartning eritmasi, masalan, Na tiosulfatdir.
Bu reaktsiya tenglama bo'yicha boradi:
bu holda ionlar oksidlanadi:
Titrlashda natriy tiosulfat eritmasi byuretkaga solinadi va aniq tortilgan qismdan tayyorlangan ma'lum hajmdagi eritma konussimon titrlash kolbalariga solinadi.
Tiosulfat kontsentratsiyasini boshqa oksidlovchi moddalar bilan ham aniqlash mumkin, masalan. Bu titrlashda indikator sifatida kraxmalning suvdagi eritmasi ishlatiladi. Uning ishlatilishi kraxmal eritmasining yod bilan quyuq ko'k rangga bo'yalganligiga asoslanadi. Ekvivalent nuqtada eritmaning ko'k rangi yo'qoladi va eritma rangsiz bo'ladi. Yodometrik titrlash oksidlovchi va qaytaruvchi moddalarning tarkibini aniqlash uchun ishlatiladi; to'g'ridan-to'g'ri va teskari yodometriyadan foydalanish mumkin.
5. 4. 3 Xromatometriya
Kaliy dixromat eritmasi oksidlovchi modda sifatida oksidlanish-qaytarilish usullarida keng qo'llaniladi. Ushbu oksidlovchi vositadan foydalanishga asoslangan usul xromatometriya deb ataladi. Kaliy bixromat boshqa oksidlovchi moddalardan juda yuqori barqarorligi bilan ajralib turadi, shuning uchun uning titri va normalligi bir necha oy davomida o'zgarmaydi. Kimyoviy toza preparatni o'lchov kolbasida aniq tortish orqali kaliy dixromat eritmasini tayyorlang, ya'ni. bu holda asosiy standart talab qilinmaydi. Xromatometriyadagi ekvivalentlik nuqtasi difenilamin indikatori yordamida aniqlanadi, u ekvivalent nuqtada rangini o'zgartiradi. Difenilamin - oksidlanish-qaytarilish ko'rsatkichlarining tipik vakili. Xromatometriya ko'pincha ionlarni aniqlash va uning qotishmalari, rudalari va minerallaridagi temirning umumiy miqdorini aniqlash uchun ishlatiladi. Xromatometriya qisqarishga qodir bo'lgan boshqa metall kationlarini aniqlash uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, orqa titrlash usulidan foydalanib, ushbu usul yordamida namunalardagi oksidlovchi moddalarning tarkibini aniqlash mumkin.
5. 4. 4 Bromatometriya va bromometriya.
Redoksimetriyada oksidlovchi moddalar sifatida ko'pincha kaliy bromat yoki bromat va bromid aralashmasi () ishlatiladi. Oksidlanish kislotali muhitda amalga oshiriladi, aniqlanayotgan ionlar esa eng yuqori oksidlanish darajasigacha oksidlanadi, bromat va bromid esa -gacha kamayadi. Chiqarilgan brom yoki eritmaning sariq rangi paydo bo'lishi yoki indikatorlar rangining o'zgarishi bilan aniqlanadi. Bromo- va bromatometriyadan foydalanib, mishyak, surma ionlari, shuningdek, fenol, anilin va oksidlanishga qodir bo'lgan turli xil benzol hosilalarining tarkibi aniqlanadi.
5. 5. 5 Tserimetri
Tuzlar oksidlovchi vosita sifatida ishlatilishi mumkin. Buning sababi, tetravalent seriy ionlarining osonlikcha kamayishi bilan bog'liq. Natijada, sariq tuz eritmasi rangsizlanadi, chunki sariq, rangsiz tuzlar. Bu titrlash, kaliy permanganatda bo'lgani kabi, indikatorsiz ham amalga oshirilishi mumkin. Serimetriyani permanganatometriya bilan bir xil holatlarda qo'llash mumkin, faqat bu seriy tuzlari barqarorroqdir.
6-ma'ruza Kompleksatsiya usuli (kompleksometriya)
6. 1 Usulning umumiy tavsifi
Kompleksometriya murakkab shakllanish reaktsiyalariga asoslanadi. Eng umumiy ma'noda, ostida murakkab (murakkab birikma) kimyodan iborat murakkab zarrachani tushunamiz komponentlar avtonom yashashga qodir. Murakkab birikmalarni maxsus sinfga ajratish imkonini beruvchi asosiy xususiyatlarni qayd etish mumkin kimyoviy birikmalar:
Alohida komponentlarning mustaqil ravishda mavjud bo'lish qobiliyati;
Kompozitsiyaning murakkabligi;
Geterolitik mexanizm bo'yicha eritmadagi tarkibiy qismlarga qisman ajralish;
Ijobiy zaryadlangan markaziy zarraning mavjudligi - murakkablashtiruvchi vosita(odatda metall ioni) ligandlar bilan bog'langan;
Muayyan barqaror fazoning mavjudligi geometriya ligandlarning kompleks hosil qiluvchi atrofida joylashishi. Misollar.