Kimyoviy analiz metodlari ma’ruza matni

Titrimetrik analizda hisoblashlar

Hajmiy analizda titrlangan ish eritmalarining konsentratsiyalari ko‘pincha titr bilan ifodalanadi, lekin ularni normallik bilan ifoda- lash yana ham qulayroq.
Ma’lumki, 1 l eritmada necha gramm-ekvivalent erigan modda borligini ko‘rsatadigan son normallik deb ataladi. Moddalar doimo bir-biri bilan ekvivalent miqdorida ta’sirlashadi. Hamma hisoblash- larning asosida ana shu qonuniyat yotadi. Titrlash paytida ekviva- lentlik nuqtasiga qadar doimo bir xil – ekvivalent miqdorida kislo- ta va asos sarflanadi. O‘zaro ta’sirlashuvchi moddalar eritmalarining normalligi bir xil bo‘lsa, tabiiyki, sarflangan eritmalarning hajmlari ham o‘zaro teng bo‘ladi. Masalan, 10 ml 0,1 n konsentratsiyali har qanday kislota eritmasini titrlash uchun 0,1 n konsentratsiyali biror ishqor eritmasidan ham o‘shancha, ya’ni 10 ml sarflanadi. Shuning uchun titrimetrik analizda normal konsentratsiyali eritmadan foy- dalangan ma’qul, chunki normal konsentratsiyasi bir-biriga teng bo‘lgan eritmalar o‘zaro qoldiqsiz reaksiyaga kirishadi.
Moddaning ayni reaksiyada bir gramm-atom (yoki gramm- ion) vodorodga kimyoviy jihatdan teng (ekvivalent) keladigan va grammlarda ifodalangan miqdori shu moddaning gramm-ekviva- lenti deb ataladi. Gramm-ekvivalentni topish uchun reaksiya tenglamasi yoziladi va moddaning bir gramm-atom yoki bir gramm-ion vodorodga to‘g‘ri keladigan miqdori hisoblab chiqila- di. Masalan:
HCl+KOH=KCl+H₂O CH₃COOH+NaOH=CH₃COONa+H₂O
Tenglamada gramm-ekvivalent HCl ning bir gramm moleku- lasi (36,46 g)ga teng, chunki ko‘rsatilgan kislotalarning miqdori reaksiyada bir gramm-iondan vodorod hosil qiladi va u ishqorning gidroksil ionlari bilan reaksiyaga kirishadi:
1 g-ekv HCl = 1 mol yoki 36,5 g HCl
Shunga o‘xshash:
H₂SO₄+2NaOH =Na₂SO₄+2H₂O H₃PO₄+3NaOH =Na₃PO₄+3H₂O
Reaksiyalarda H₂SO₄ va H₃PO₄ ning bir gramm-molekulalari vodorodning ikki (H₂SO₄) va uch (H₃PO₄) gramm-ioniga to‘g‘ri keladi. Demak:
1 g-ekv H₂SO₄ = 1/2 mol yoki 49,0 g
1 g-ekv H₃PO₄ = 1/3 mol yoki 32,67 g H₃PO₄
Ma’lumki, ikki va ko‘p negizli kislotalarning molekulalari reak- siyalarida ion holiga o‘ta oladigan vodorod atomlarining hammasi bilan emas, ularning bir qismi bilan qatnashadi. Binobarin, ular- ning gramm-ekvivalentlari ham bu holda boshqacha bo‘lishi ke- rak. Masalan:
H₃PO₄+2NaOH =Na₂HPO₄+2H₂O
Reaksiyada H₃PO₄ ning har bir molekulasi faqat 2 vodorod io- ni bergani uchun uning gramm-ekvivalenti 1/2 gramm-molekula (49,0 g)ga teng. Shunga o‘xshash reaksiyada H₃PO₄ ning gramm- ekvivalenti uning gramm-molekulasiga (98,0 g) teng:
H₃PO₄+NaOH=NaH₂PO₄+H₂O
Shunday qilib, gramm-ekvivalent gramm-molekuladan farqli ravishda, doimiy son bo‘lmasdan, modda qatnashayotgan reaksi- yaga qarab o‘zgarib turadi. Shuning uchun gramm-ekvivalentning yuqorida keltirilgan ta’rifidagi ayni reaksiyada degan so‘zga alohi- da e’tibor berish kerak.
Asoslarning gramm-ekvivalentini topish uchun ularning gramm- molekulasi reaksiyada ishtirok etgan OH^– ionlari soniga bo‘linadi.
KOH+CH₃COOH =CH₃COOK+H₂O 3Ba(OH)₂+2H₃PO₄=Ba₃(PO₄)₂+6H₂O
2A1(OH)₃+3H₂SO₄=A1₂(SO₄)₃+6H₂O
Bu reaksiyalarda asoslarning gramm-ekvivalentlari tegishli- cha KOH ning bir gramm-molekulasiga, Ba(OH)₂ ning 1/2 gramm-molekulasiga, A1(OH)₃ ning 1/3 gramm-molekulasiga teng.
Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida gramm-ekvivalent miq- dori oksidlovchi yoki qaytaruvchi molekular massasining shu reaksiyada qaytaruvchi bergan yoki oksidlovchi olgan elektronlari soniga bo‘lish yo‘li bilan topiladi.

1. 
   misol. Kaliy permanganat va kaliy sulfatning gramm-ek- vivalent miqdorlari quyidagi reaksiya bo‘yicha aniqlansin:
   

2KMnO₄+5K₂SO₃+3H₂SO₄=5K₂SO₄+2MnSO₄+3H₂O
Yechish. Gramm-ekvivalentni topish uchun ionli elektron tenglama tuziladi:
2⋅ MnO⁻ + 8H ⁺ − 5e = Mn²⁺ + 4H O
4 2

5⋅ SO ²⁻ + H O + 2e = SO ²⁻ + 2H ⁺

3 2 4
Reaksiyadan ko‘rinib turibdiki, MnO₄ beshta elektron qabul qiladi, kaliy sulfit esa ikkita elektron beradi. Demak:
^M KMnO ¹⁵⁸
E = 4 = = 31,60 g

KMnO₄
5
^MK SO
5
158,26

E = 2 3 = = 79,13 g ga teng.
K₂SO_{3 2 2}
Har qanday moddaning bir gramm-ekvivalenti boshqa mod- daning faqat bir gramm-ekvivalenti bilan reaksiyaga to‘la kiri- shadi. Shunday qilib, kimyoviy reaksiyaning ekvivalentlik nuq- tasida bitta reaksiyaga kirishayotgan moddaning gramm-ekvivalent soni (n_A) har doim boshqa moddaning gramm-ekvivalent soniga (n_B) ga teng bo‘ladi. Bunga, asosan, quyidagicha yozish mumkin:
n_A=n_B
Agar bitta moddaning gramm-ekvivalent sonini bilsak, bosh- lang‘ich modda bilan reaksiyaga kirishgan boshqa moddaning grammlar sonini osonlik bilan aniqlash mumkin.

2. 
   misol. 0,2000 g CaCO₃ bilan reaksiyaga kiritish uchun HCl dan qancha gramm kerak bo‘ladi?
   

Yechish. Reaksiya tenglamasini yozamiz:
CaCO₃+2HCl = CaCl₂+H₂O+CO₂↑
Bu reaksiyadan CaCO₃ ning gramm-ekvivalent sonini hisob- laymiz:
^M_CaCO 100, 09
E = 3 = = 50, 04 g
CaCO_{3 2 2}
E_CaCO3 – kalsiy karbonatining gramm-ekvivalenti, g.

^mCaCO
0, 20

n = 3 = = 0, 003968 g ⋅ekv

CaCO₃
^- CaCO₃
50, 0450

Bu yerda m – kalsiy karbonat namunasining miqdori, g; Reaksiya uchun shuncha gramm-ekvivalent HCl kerak bo‘ladi.
HCl ning gramm sonini hisoblash uchun topilgan gramm-ekviva- lent soni HCl ning gramm-ekvivalentiga ko‘paytiriladi:

3
q_HCl = n_CaCO ⋅E_HCl = 0, 003968⋅36, 461 = 0,1447 g
Ekvivalentlik qoidasi va gramm-ekvivalent tushunchasi kim- yoviy analizda katta ahamiyatga ega bo‘lib, gramm-ekvivalent asosiy son hisoblanadi va ulardan titrimetrik analiz natijasini hisoblashda, normal konsentratsiyali eritmalar tayyorlashda va sifat analizining optimal sharoitlarini tanlashda foydalaniladi.