2. Amperоmetrik titrlash egri chiziqlari. Amperоmetrik titrlash turlari
Yüklə 0,5 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
Amperоmetrik titrlash. Reja: 1. Kirish. 2.Amperоmetrik titrlash egri chiziqlari. 3.Amperоmetrik titrlash turlari. 4.Amperоmetrik titrlashni amalga оshirish shartlari. 5.Amperоmetrik titrlashning avzalliklari. 6.Amperоmetrik titrlashning amalda qo’llanishi. 7.Tayanch ibоralar. 8.Nazоrat uchun savоllar. 9.Fоydalanilgan adabiyotlar. 1.Kirish: Amperometrik titrlash nima? Polyarografiya analiz qilinayotgan modda konsentrasiyasini bevosita aniqlashdan tashqari titrlash jarayonida ekvivalentlik nuqtasini topish uchun ham qo'llaniladi. Amperometrik titrlashning mohiyati aniqlanuvchi moddaning yoki titrant (ma'lum konsentrasiyali reagent) konsentrasiyasining o'zgarishi natijasida o'zgaruvchi diffuzion tok qiymatlarini o'lchashdan iborat. Aniqlanuvchi kattalik mikroamperlarda (mka) o'lchanuvchi tok bo'lgani sababli bu usulni amperometrik titrlash deyiladi. Amperometrik titrlashni o'tkazish uchun tekshiriluvchi polyarografik faol modda eritmasining bir qismi olinib, unga zaruriy reagentlar va fon qo'shiladi, so'ngra amperometrik (polyarografik) qurilmaga ulanadi. Yarim to'lqin potensialidan bir oz kattaroq potensial beriladi va yacheykadagi modda titrant yordamida titrlanadi. Amperometrik titrlash jarayonida reaktivdan oz-ozdan qo'shilgandan keyin chegara toki qiymatiga mos keluvchi kuchlanishdagi tok kuchi belgilanadi. Ushbu ma'lumotlar asosida tok kuchi - titrant hajmi koordinatalarida amperometrik titrlash egri chizig'i yasaladi va grafik usulida ekvivalentlik nuqtasi topiladi. Amperometrik titrlashda qanday elektrodlar ishlatiladi? Amperometrik titrlashda indikator elektrodlar sifatida aylanuvchi platina, grafit va boshqa qattiq elektrodlar ishlatiladi.Qattiq elektrodlar platina, oltin, tantal singari inert materiallardan yasaladi. Keyingi vaqtlarda grafitning_g'ovaksiz turlaridan o-pirografitdan (shisha- uglerod, ko'mir-sital) yasalgan elektrodlar keng qo'llanila boshlandi. Bunda ikkinchi elektrod sifatida o'tuvchi tok ta'sirida qutblanmaydigan, ancha katta yuzali har qanday taqqoslash elektrodidan foydalanish mumkin. Ko'pincha kumush xloridli yoki kalomel elektrodlar ishlatiladi. Indikator elektrodning potensiali titrlash davomida o'zgarmaydi. 2.Amperоmetrik titrlash egri chiziqlari qanday hosil qilinadi? Amperometrik titrlash egri chiziqlarining ko'rinishi elektrod reaksiyasida, titrlash reaksiyasining qaysi bir komponenti -aniqlanuvchi modda, titrant yoki reaksiya mahsuloti ishtirok etishiga qarab o’zgaradi. Amperometrik titrlash usulida kimyoviy reaksiyalarning uch turidan: 1) cho'ktirish reaksiyalari, 2)oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari va 3) kompleks hosil qilish reaksiyalaridan foydalanish mumkin. 3. Amperоmetrik titrlashning qanday turlari mavjud? 3.1. Titrant toki bo'yicha titrlash. Binda aniqlanuvchi ionlar elektrod- reaksiyasini sodir qilmaydi, indikator elektrodda esa reaktiv ionlari qaytariladi yoki oksidlanadi. Aniqlanuvchi modda eritmasiga, masalan, katodda qaytarilish xossasiga ega bo'lgan va aniqlanuvchi ion bilan cho'kma hosil qiluvchi ionlarning standart eritmasi qo'shiladi. Titrlanuvchi eritmada indikator mikroelektrodda ayni potensialda qaytariladigan (oksidlanadigan) ionlar bo'lmagani sababli qo'shilayotgan ionlar cho'kmaga o'tib bo'lgunicha tok kuchi o'zgarmaydi. Ammo tok kuchi nolga teng bo'lmaydi, chunki titrantning dastlabki tomchilari qo'shilgandayoq cho'kma hosil bo'ladi, uning ustidagi eritmada esa kichik, lekin muayyan konsentrasiyali (bu konsentrasiya cho'kmaning eruvchanlik kc'paytmasiga bog'liq, binar elektrolitda esa ga teng) elektrod reaksiyasini sodir etuvchi cho'ktiruvchi ionlar bo'ladi. Ekvivalentlik nuqtasidan keyin eritmada indikator elektrodda qaytarilishi yoki oksidlanishi mumkin bo'lgan titrant ionlarining ortiqchasi paydo bo'lganida tok kuchi qo'shilayotgan titrant hajmiga mutanosib ravishda ortib boradi (b egri chizig'i). Grafikda bukilish nuqtasi ekvivalentlik nuqtasiga mos keladi. Aniqlanuvchi ion (modda) va titrant toki bo'yicha titrlash. Aniqlanuvchi ion va reaktiv tanlangan potensialda indikator elektrodda qaytarilishi yoki oksidlanishi mumkin. Titrlash boshlanisida galvanometr aniqlanuvchi ionlarning chegara tokini ko'rsatadi, bu tok cho'ktiruvchi qo'shilishi bilan kamayib boradi. Ekvivalentlik nuqtasida tokning qiymati minimal va cho'kmaning eruvchanlik ko'paytmasiga bog'liq bo'ladi. So'ngra eritmada cho'ktiruvchining (cho'ktiruvchi .ionlarning) ortiqchasi paydo bo'ladi va tok kuchi yana orta boradi (1- rasm, v)egri chizig'i). 1. Расм. Амперометрик титрлаш эгри чизиqларининг турлари. Boshqa turdagi reaksiyalardan foydalanilganda ham shunga o'xshash hodisalar ro'y beredi. Barcha hollarda ham ekvivalentlik nuqtasida titrlash egri chizig'ida bukilish hosil bo'ladi, ekvivalentlik nuqtasi shunga qarab topiladi.Amperometrik titrlash usuli -ba'zi hollarda, aralashmadagi alohida komponentlarni aralashmaning tarkibiy qismlarini oldindan ajratmay bevosita aniqlash imkonini beredi. Cho'ktirish reaksiyasidan foydalanilganda ikkita shartga rioya qilish lozim: 1) Cho'ktiriluvchi birikmalarning eruvchanlik ko'paytmalari bir-biridan shu darajada farqlansinki, ularni qat'iy ketma-ketlikda cho'ktirish mumkin bo'lsin; 2) Reaksiyada ishtirok etuvchi komponentlarning elsktrokimyoviy xossalari titrlash egri chizig'ida-ekrivalentlik nuqtalariga mos keluvchn ikkita aniq ko'rinadigan bukilish (sinish) hosil bo'lishiga rioya qilish. Ikkita uindikator elektrodli amperometrik titrlash. Ikkita indikator elektrodidan foydalanib amperometrik titrlash keng tarqalgan bo'lib, u ba'zan bioamperometrik titrlash yoki so'nggi nuqta usuli ham deyiladi. Bitta indikator elektrod va taqqoslash elektrodidan foydalanib titrlashda taqqoslash elektrodining potensiali har qanday tok kuchida ham o'zgarmay qolaveredi. Bu elektrodlarga tashqaridan ma'lum kuchlanish berib, indikator elektrodning potensiali ham o'zgarmas holatda tutib turiladi. Ikkita indikator elektrod bilan titrlashda ikkalasi ham tekshiriluvchi eritmaga botirilgan bo'ladi va ular orasida ma'lum potensiallar ayirmasi paydo bo'ladi. Bunda elektrodlarda tegishli elektrkimyoviy jarayonlar sodir bo'la boshlaydi va natijada zanjirda tok paydo bo'ladi. Indikator elektrodlar bir xil yoki har turli bo'lishi mumkin, ammo har holda ulardan birining yuzasining kattaligi ikkinchisinikidan klassik amperometrik titrlash usulida bo'lganidek ancha katta bo'lmasligi kerak. Ko'pincha, ikkita teng o'lchamli platina elektrodlardan foydalaniladi. Ikki indikator elektrodli amperometrik titrlash qurilmasining sxemasi quyidagi 2- rasmda ko'rsatilgan. Agar titrlanuvchi sisterna elektrokimyoviy qaytar, titrant sistemasi esa qaytmas bo'lsa, titrlash egri chizig'i ekvivalentlik nuqtasigacha 3-rasmda keltirilgan egri chiziq singari boiadi.Ekvivalentlik nuqtasidan keyin tok ko'paymaydi, balki nolga tengligicha qoladi. (2 egri chiziq) Misol tarzida Fe +a ni kaliy permanganat bilan titrlashni keltirish mumkin: 5Fe +2 + MnO4 - + 8H + -------- 5Fe 3+ + Mn +2 + 4H 2 O Kuchlanish doimiy boiganida titrlashdan oldin zanjirda tok paydo bo'l- maydi, chunki Fe+ 2 ning anodda elektrkimyoviy oksidlanishi uchun anchagina katta kuchlanish (~ 1,0 V) talab etiladi. Titrlash davom etgan sari eritmada Fe (III) ionlari ko'payib boradi va Fe (III)/ Fe(II) jufti qaytar bo'lgani (Fe(II)ning anodda oksidlanish potentsiali bilan Fe(III)ning katodda qaytarilish potentsiali bir-biriga teng) tufayli katod va anodda elektrod jarayonlarini sodir bolishi uchun minimal kuchlanishning o'zi etarlidir: Fe +3 + e Fe +2 k a t o d d a Fe- 2 -- e Fe+ 3 a n o d d a Titrlashda tok ortib borib, temirning eritmadagi oksidlangan va qaytarilgan shakllarining kontsentratsiyalari (50% titrlab bo'linganida) maksimal qiymatiga etadi. Titrlash davom ettirilganida eritmadagi Fe +2 ning miqdori Fe +3 nikiga nisbatan kamayib boradi, zanjirdagi tok ham kamayib boradi va ekvivalentlik nuqtasida qiymati nolga tenglashadi. Titrant-qo'shish yana davom ettirilganda titrantni oksidlanish — qaytarilish jufti. MnO 4 /Mn +2 qaytmas bo'lgani sababli tok o'zgarmaydi, potentsiallar ayirmasining bu qiymatida Mn 2+ ano'd oksidlanmaydi. Ikkita indikator elektrod bilan titrlash usulidan, ko'pincha, oksidlanish — qaytarilish reaktsiyalariga asoslangan aniqlashlarda foydalaniladi. Lekin bu usulda cho'ktirish va neytrallash reaktsiyalaridan ham foydalanish mumkin. Bunga elektrometrik deb ataluvchi indikatorlarni joriy qilish tufayli erishildi. Masalan, kislota eritmasini ishqor eritmasi bilan titrlash uchun titrlanuvchi eritmaga yod eritmasidan bir necha tomchi qo'shiladi. Ekvivalentlik nuqtasigacha zanjirda tok deyarli bo'lmaydi. Ekvivalentlik nuqtasidan keyin eritmada ortiqcha ishqor paydo bo'lganida yodid ionlar hosil bo'ladi va I2/21" jufti vujudga kelib, u tok kuchining ortishiga sabab bo'ladi. Cho'ktirish reaktsiyasidan foydalanilganda eritmaga elektrometrik indikator ta’sirida, odatda, reaksiya komponentlaridan biri bilan juft hosil qiluvchi ion kiritiladi. Masalan, Zn(II), Ca(II) ionlari va ko'pgina boshqa kation» larni Sn ishtirokida kaliy geksatsianoferrat (II) bilan titrlash mumkin. Ikki indikator elektrod bilan titrlashning oddiy amperometrik titrlash usuliga nisbatan katta afzalligi shundaki, ekvivalentlik nuqtasida tok kuchi juda keskin o’zgaradi va titrlash egri chizig'ini chizishga ham hojat qolmaydi. Bu esa analizni ancha soddalashtiredi va tezlashtiredi. Ampermetrik titrlash qanday amalga oshiriladi? Buning uchun quyidagi ishlarni bajarish talab etiladi: 1.Elektrodlarni ishlashga tayy'rlash uchun ular HNO3 (1:1) eritmasi bilan yaxshilab yuviladi va distillangan suvda ko'p marta chayiladi; tomuvchi simob elektrod uchun simob tomishining zaruriy tezligi o'rnatiladi. 2.Amperometrik qurilmayig'iladi,yoki polyarografdan foydalanilga- nida elektrodlarni qutbiga rioya qilib tegishli klemmalarga ulanadi. 3.Byuretkaga titrant eritmasi to’ldiriladi. 4.Titrlash idishiga tekphiriluvchi eritma va fon elektrolit erit-masi solib,elektrodlar botiriladi. 5.Ishni bajarish uchun zarur bo'lgan potentsial potentsiometr y'ki reostat vositasida o'rnatiladi va indikator elektrodning aylanish chastotasi minutiga 200— 600 marta oralig'ida bo'ladigan qilinadi. Tomuvchi simob elektrod yo’ki ikkita indikator elektroddan foydalanilganida eritmani aralashtirish uchun magnitli aralashtirgich ishlatiladi. 6.Eritma titrantni 0,1 ml dan qo'shib titrlanadi va mikroampermetrning ko'rsatishlari keskin o'zgarishigacha qayd qilib boriladi. Titrlash ekvivalentlik nuqtasi yaqinida titrantni oz-ozdan qo'shish yoli bilan bir necha marta takrorlanadi. . 7.Titrlash natijalari bo'yicha I — V koordinatalarda titrlash egri chizig'i chizi- ladi va egri chiziqning sinishi (egilishi) bo'yicha ekvivalentlik nuqtasiga mos keluvchi titrant hajmi aniqlanadi. Shundan keyin eritmaning titrlashdan oldin suyultirilganligini e'tiborga olib, aniqlanuvchi modda miqdori hisoblab chiqiladi. Hisoblashda titrimetriyada foydalaniladigan formulalar qo'llaniladi. Titrlash tugagach, amperometrik qurilma qismlarga ajratiladi, tok manbaidan uziladi, elektrodlar va byuretka distillangan suv bilan yuviladi. Taqqoslash elekt- rodi KCl ning to'yingan eritmasiga (yo’ki elektrodga quyiladigan boshqa elek- trolitga botirib qo'yiladi;qattiq elektrodlar havoda saqlanadi, tomchilanuvchi simob elektrodning kapillyar naychasi esa distillangan suvda saqlanadi. Potentsialni tanlash uchun titrlash oldidan toki bo'yicha titrlash olib borila-digan elektrkimyoviy faol birikmaning voltamper egri chizig'i qayd etiladi. 5.Amperometrik titrlashirng qanday afzalliklari bor? Boshqa fizik-kimyoviy titrlash usullariga (potentsiometrik, konduktomet-rik), shuningdek, hajmiy indikatorli titrlashga nisbatan amperometrik titrlashning afzalligi shundaki, bu usulda titrlash egri chizig'ini tuzish uchun ekvivalentlik nuqtasidan uzoqroqda joylashgan bir necha nuqtani olishning o'zi kifoya va bu nuqtalar eritmada reaktsiyaga kirishuvchi moddalardan birining ortiqchasi mavjud-ligida olinadi. Amperometrik titrlashda cho'ktirish reaktsiyalaridan foydalanilganda titrlash egri chizig'i uchun nuqtalar cho'kmaniht eruvchanligi ekvivalentlik nuqtasidagidan kamroq bo'lgan sharoitda olinadi. Shu tufayli bu usuldan ancha yaxshi eruvchan cho'kmalar hosil qiladigan rroddalarni aniqlashda na potentsiometrik va na indi-kator usullar yaxshi natija bermaydigan hollarda foydalanish mumkin. Bundan tashqari, analizning boshqa elektrometrik usullaridan farqli ravishda bu usul moddaning juda suyultirilgan eritmalardagi (polyarografik usuldagidan ham ko'proq suyultirilgan) kam miqdorlarini aniqlashga imkon beredi. Polyarografiyada aniqlan ivchi rhodda kontsentratsiyasi 10 -4 mol/1 dan kam bo'lganida 'aniqlanuvchi ion to'Iqini juda kichik bo'ladi, galg'vano-metrning sezgirligini oshirish esa aniqlashni qiyinlashtiruvchi qoldiq tok ta'-sirining kuchayishiga olib keladi. Amperometrik titrlashni modda kontsen-tratsiyasi 10~ 6 mol/1 bo'lganida ham o'tkazish mumkin. Shu sababli ekvi-valentlik nuqtasidan keyin elektrodda titrant ionining oksidlanishi y'ki qayta-rilishiga muvofiq keladigan tok kuchi anchagina katta bo'lishi mumkin, bun-da ekvivalentlik nuqtasida titrlanuvchi ionning kontsentratsiyasi oz bo'lishiga qaramay titrlash egri chizig'idagi egilish keskin bo’ladi. Amperometrik titrlash usulida organik reaktivlardan keng foydalanish mumkin. Potentsiometrik titrlashda esa tegishli indikator elektrodlar yo'qligi tufayli ko'pincha bu reaktnvlarni ishlatish mumkin bo'lmaydi. Indifferent elektrolitning tabiati, kapillyar xarakteristikasi va simob bosimi aniqlash natijalariga polyarografik aniqlashlardagi kabi ta'sir ko'rsatmagani sababli amperometrik titrlash usulinnng aniqligi yuqoriroq bo'ladi. 6.Amperometrik titrlash amalda qaerlarda qo’llaniladi? Volg'tampermetriya usuli ko'pchilik metallarni aniqlash uchun qo'llaniladi.Kadmiy, kobalt, mis, qo'rg'oshin, marganets, nikel, qalay, rux, temir, vismut, uran, vanadiy va ko'pgina boshqa metallarni, rudalar, kontsen- tratlar, qotishmalar va boshqa tabiiy hamda texnik ob'ektlar tarkibidan aniqlash mumkin. Shuningdek, ko'pchilik organik birikmalarni ham aniq-lasa bo'ladi. Yarim toiqin potentsiallari bir-biridan anchagina farqlanadigan bo'l-ganda aralashmadagi bir necha komponentni bir-biridan ajratmay turib miqdoriy aniqlash mumkin. Polyarografik usuldan biologik muhim materiallar: qon, zardob va boshqalarni tekshirishda keng foydalaniladi. Amperometrik titrlashdan turli tabiiy va texnik(oqavo) suvlardagi, mineral xom ashy'dagi va uni qayta ishlash mahsulotlaridagi kation va anionlarni aniq-lash uchun foydalaniladi. Amperometrik titrlashga tezkorlik tanlovchanlik, sezgirlik xos bo'lib, uni 10~ 5 mol/1 va undan ham suyultirilgan eritmalarda, loyqa va rangli erit-malarda o'tkazish mumkin. Voltampermetriya usuli ancha ; universalroq bo'lgani uchun undan turli- tuman ob'ektlarni tekshirish uchun foydalanish mumkin. Polyarografik 'analizda xatolik odatdagi sharoitda 10~- 3 —10- 4 mol/1 kontsentratsiyali eritmalar uchun ±2% ni tashkil qiladi, yanada suyultirilgan ertmalar bilan nshlanganda esa xatolik ±5% gacha etadi. 7. Tayanch iboralar Amperometrik titrlash, titrant to’ki, tirirlash egri chiziqlari, elektrоd-lar, kumush xlоridli, kalоmenli,pirografit,shisha-uglerоd, ko’mir-sital, cho’k- trish,оksidimetriya,kоmlektsоnоmetriya,biamerоmetrik titrlash so’ngi nuqta. 8.Nazоrat uchun savоllar. 1.Amperоmetrik titrlash deb nimaga aytiladi? 2.Aperоmetrik titrlash egri chiziqlari qanday tоpiladi? 3.Aperоmetrik titrlashning qanday turlari mavjud? 4.Titrant to’qi bo’yicha titrlash nima? 5.Aniqlanadigan iоn va titrant to’ki bo’yicha titrlash nima? 6.Amperоmetrik titrlashda qanday reaktsiyalardan fоydalaniladi? 7.Ikkita elektrоtli titrlash qanday amalga оshiriladi? 8.Amperоmetrik tirlashda qanday shartlar bajarilishi lоzim? 9.Amperоmetrik titrlashning qanday avzalliklari bоr? 10.Amperоmetrik titrlash amalda qayerlarda qo’llaniladi 9.Fоydalanilagan adabiyotlar. 1.M.С.Mиркомилова. “Aналитик кимё” Tоshkent O’zbekistоn 1999 й. 2.Ю.A. Золотов и др. “Основы аналитической химии” 2- том. M.“Высщая школа ” 1999 г. 3.Ю.Н.Дорохова, Г.B. Прохорова “Aаналитическая химия.Физико- химические методы анализа“M. Высщая школа. 1991 г. Yüklə 0,5 Mb. Dostları ilə paylaş:
|