Kimyoviy analiz metodlari ma’ruza matni

HNCl ning 100 ml 0,1 n eritmasini NaOH ning 0,1 n eritmasi bilan yoki (aksincha) titrlashda pH ning o‘zgarish tartibi

Qo‘shilgan NaOH ning miqdori, ml	Qolgan HCl miqdori, ml	[H^+]	pH	[OH^–]	pOH	ΔpH/ΔC
0	100	10–1	1	10–l3	1	–
50	50	3,3·10^–2	1,5	3,0·10^–13	12,5	0,5/50=0,01
90	10	5,3·10^–3	2,3	1,9·10^–12	11,7	0,8/40=0,02
99	1	5·10^–4	3,3	2,0·10^–11	10,7	1/9=0,11
99,9	0,1	5·10^–5	4,3	2,0·10^–10	9,7	1/0,9=1,1
100	0	10–7	7	1·10^–7	7	27/0,1=2,7
100,1	0,1 ortiqcha NaOH	5·10^–5	9,7	5,0·10^–5	4,3	2,7/0,1=2,7
101	1,0 ortiqcha NaOH	5·10^–4	10,7	5,0·10^–4	3,3	1/0,9=1,1
110	10 ortiqcha NaOH	4,8·10^–3	/11,7	4,8·10^–3	2,3	1/9=0,11

Titrlash egri chizig‘ini yasash uchun absissalar o‘qiga ishchi eritma NaOH ning qo‘shilgan ml hisobidagi miqdori, ordinatalar o‘qiga esa pH ning qiymatlari qo‘yiladi.
15-rasmdan ko‘rinib turibdiki, titrlashning boshida 90 ml NaOH eritmasi xlorid kislotaga qo‘shilganda pH qiymati juda kam o‘zgaradi; qolgan 10 ml NaOH eritmasi qo‘shilganda, ya’ni ekvivalentlik nuqtasiga yaqinlashgan sari pH qiymati keskinroq ortadi. Bu vaqtda egri chiziq keskin pasayadi, bu hol xlorid kislo-

taning hammasi neytrallanib bo‘lganini ko‘rsatadi. Shundan keyin NaOH eritmasi qo‘shilganda pH qiymati avval keskin, so‘ngra sekin o‘zgaradi.


15-rasm. HCl ning 100 ml 0,1 n eritmasini NaOH ning 9,1 n eritmasi bilan titrlash egri chizig‘i.
Rasmdan HCl va NaOH eritmalarining konsentratsiyasi 0,1 n bo‘lganda pH qiymati ekvivalentlik nuqtasida 4,6 dan 10,0 gacha o‘zgarishi ko‘rinib turibdi. Titrlash jarayonida pH qiymatining o‘zgarishiga ko‘ra rang o‘zgarish sohasida (pH 4,0 dan 10,0 ga- cha) metiloranj, metil qizil, lakmus va fenolftalein kabi indikator- lardan foydalanish mumkin. Ulardan foydalanilganda titrlashdagi xato 0,3% dan oshmaydi, ya’ni analizda yo‘l qo‘yiladigan xatolar uncha katta bo‘lmaydi.
Titrlashda pH ning qanday o‘zgarishini ko‘rsatadigan shunga o‘xshash egri chiziqlar titrlash egri chiziqlari deb ataladi.

4. Kislota-asosli titrlash uchun standart ishchi eritmalarni tayyorlash

Tekshiriladigan modda sifatida kimyoviy aniq tarkibdagi har xil birikmalar ishlatiladi. Kislota yoki asos bir-biri bilan aniq ste- xiometrik nisbatda reaksiyaga kirishadi. Turli kislotalar eritmala- rini aniqlash uchun kislota-asosli titrlashda asosiy eritmani, masa- lan, ishqorlarning titrlangan eritmasini tayyorlash kerak. Buning uchun standart ishchi eritma sifatida oksalat kislota H₂C₂O₄•2H₂O dan foydalaniladi. Bu kislota qattiq kristall modda bo‘lib, aniq
formulaga ega, suvdagi eritmasini uzoq saqlash mumkin. Kerakli normallikdagi eritma tayyorlashda qattiq kislota analitik tarozida tortib olinadi va o‘lchov kolbasida eritiladi.

5. Standart moddalar (ishchi eritmalar)ga qo‘yiladigan talablar

Bu talablar quyidagilardan iborat:

1. 
   Modda kimyoviy toza bo‘lishi, ya’ni tarkibida begona qo‘shimchalar (0,05–0,10% gacha) bo‘lmasligi kerak.
   
2. 
   Moddaning tarkibi uning formulasiga to‘la mos kelishi lozim. Masalan, kristall gidratlarning formulasida qancha suv ko‘rsatilgan bo‘lsa, ularning tarkibida ham shuncha suv bo‘lishi kerak.
   
3. 
   Modda quruq holda saqlanganda ham, eritma holida saqlan- ganda ham barqaror bo‘lishi zarur.
   
4. 
   Moddaning gramm-ekvivalent qiymati mumkin qadar katta bo‘lgani yaxshi, chunki bu eritmaning normalligini aniq topishga imkon beradi.
   

Ko‘rsatilgan talablarga javob beradigan moddalar boshlang‘ich (standart) moddalar deb ataladi.
Standart ishchi eritmani tayyorlashni oksalat kislota misolida ko‘rib chiqamiz.
Dastlab 250 ml hajmda oksalat kislotaning 0,1 n eritmasini tayyorlash uchun qancha miqdor kislota olinishi kerakligini aniq- laymiz:
m ₌ V ⋅N _{; m =} V ⋅N ⋅E
E 1000 1000
Bu yerda oksalat kislotaning gramm-ekvivalenti quyidagicha bo‘ladi:

^EH₂C₂O₄⋅2H₂O
^MH C O ⋅2H O
₌ 2 2 4 2
2
126, 07
= ₂ = 63, 04 g

_{m =} 250⋅0,1⋅63, 04 _{= 1,575 g}
1000
Shuncha miqdor kislota analitik tarozida aniq tortib olinadi va voronka orqali 250 ml hajmli o‘lchov kolbasiga solib, kolbaning yarmigacha distillangan suv qo‘shiladi va aylanma harakat bilan erib ketguncha chayqatiladi. So‘ngra kolba belgisini ko‘z bilan bir

xil balandlikda ushlab turib, suyuqlik meniskining pastki qismi kolbaning belgisiga tekkuncha suv tomchilatib qo‘shiladi. Kolba- ni chayqatish yo‘li bilan uning ichidagi suyuqlik aralashtiriladi. Shunday qilib, olingan tortimdan (1,5757 g) 250 ml hajmli o‘lchov kolbasida H₂S₂O₄ • 2H₂O eritmasi tayyorlanadi.
Tayyorlangan oksalat kislotaning titrini aniqlaymiz:

Bundan:
^TH C O ⋅2H O

2 2 4 2
N
^NH C O ⋅2H O ^⋅EH C O ⋅2H O
₌ 2 2 4 2 2 2 4 2
1000


^TH C O ⋅2H O ^⋅1000
₌ 2 2 4 2

H₂C₂O₄⋅2H₂O



2 2 4 2
^qH C O ⋅2H O
^EH C O ⋅2H O

2 2 4 2
^qH C O ⋅2H O
₌ 2 2 4 2

2 2 4 2
^VH C O ⋅2H O

2 2 4 2
^qH C O 2H O
– oksalat kislotaning olingan tortimi, g;

2
^V_{H O} – olingan tortim eritilgan suvning hajmi, ml.

6. O‘yuvchi natriyning (NaOH) titrlangan ishchi eritmasini tayyorlash

Turli eritmadagi kislotalarning miqdorini aniqlash maqsadida NaOH ning titrlangan ishchi eritmasi tayyorlanadi. Qattiq ishqor- lar gigroskopik moddalar bo‘lib, havodan o‘ziga namni tortadi. Bundan tashqari ular havodagi karbonat angidrid bilan ham reak- siyaga kirishib, o‘z kristallari sirtida metall karbonat hosil qiladi. Shu sababli natriy gidroksiddan olingan tortim bo‘yicha titrlangan eritmalar tayyorlab bo‘lmaydi. Avval taxminiy konsentratsiyadagi eritma tayyorlanadi, so‘ngra aniq konsentratsiyali dastlabki mod- da – fiksanaldan tayyorlangan aniq konsentratsiyali oksalat kislo- ta yoki xlorid (sulfat) kislota eritmasi bo‘yicha aniqlanadi.
NaOH ning taxminiy (0,1 n) konsentratsiyali eritmasini tayyor- lash. Eritmada karbonatli ishqorlarning ishtirok etishi, ayniqsa, indikator sifatida fenolftalein qo‘llanilganda titrlash natijalarining noto‘g‘ri bo‘lishiga olib keladi. Shunga ko‘ra ishqor eritmasini tayyorlash uchun ishlatiladigan distillangan suvni 30–40 minut davomida qaynatish yo‘li bilan undan CO₂ yo‘qotiladi, so‘ngra kolba og‘zi namlikni hamda CO₂ ni yutish uchun natron ohakli

naycha o‘rnatilgan tiqin bilan berkitiladi va xona haroratiga qadar sovitiladi.
NaOH bo‘laklari chinni hovonchada maydalanadi (bunda himoya ko‘zoynagini taqish kerak, u ishqorning ko‘zga sachrashidan muhofaza qiladi). Zich yopiladigan qopqoqli stakanda hisoblan- gan miqdordan 10% ko‘p ishqor tortib olinadi. Ishqor sirtidan natriy karbonatni yo‘qotish uchun ishqor bo‘lakchalari distillan- gan suv bilan yuviladi. Buning uchun massasi aniq ishqorni sta- kanchaga solib, unga ozroq iliq distillangan suv solinadi va tezda to‘kib tashlanadi. Bunda karbonatlar eriydi va ishqor ulardan to- zalanadi. So‘ngra ishqor kolbaga solinadi va karbonat angidriddan tozalangan distillangan suvda eritiladi.
Tayyorlangan eritma solingan idish og‘zi tiqin bilan mahkam berkitib qo‘yiladi. So‘ngra ishqor eritmasining aniq konsen- tratsiyasi dastlabki modda yoki titrlangan kislota eritmasi bo‘yicha titrlash yo‘li bilan topiladi.
Ishqorning ishchi eritmasini tayyorlashda ishqorning oldindan tayyorlangan yuqori konsentratsiyali eritmasidan ham foydalanish mumkin. Dastlab uning zichligi areometr yordamida aniqlanadi, bunda d = 1,39 g/sm³ chiqdi, deb faraz qilaylik. Spravochnik jad- valdan ushbu zichlikka to‘g‘ri keladigan foiz hisobidagi konsen- tratsiya topiladi, u 36% ga teng, ya’ni 100 ml eritmada 36 g erigan modda NaOH bor.
NaOH ning ekvivalenti 40,01 g, 250 ml 0,1 n eritma tayyor- lash uchun necha gramm NaOH olish kerak?

^qNaOH
₌ ^VNaOH ^⋅NNaOH ^⋅ENaOH
1000
₌ 250⋅0,1⋅40, 01 _{= 1, 0003 g}
1000

Endi 36% li eritmasi hisobga olinsa, 0,1 n eritma tayyorlash uchun shuncha foizli eritmadan necha ml kerakligini hisoblaymiz.
36 g NaOH 100 g ishqor eritmasida bo‘ladi. 1,0003 g NaOH x g ishqor eritmasida bo‘ladi.
_{x =} 1, 0003⋅100 _{= 2,78 ml}
36
Menzurka yordamida 2,78 ml eritma o‘lchab olinadi, 250 ml gacha distillangan suv bilan suyultiriladi va yaxshilab aralashti- riladi. Hosil qilingan eritma zich tiqinli shisha idishda saqlanadi.

7.