Kimyoviy analiz metodlari ma’ruza matni

Kuchli kislotalarni kuchli ishqor bilan titrlash egri chiziqlari

Titrlash chizig‘ini tuzish usulini kuchli kislotalarni kuchli ishqorlar bilan titrlash misolida ko‘rib chiqamiz. Masalan, HCl ning 100 ml 0,1 n eritmasi NaOH ning 0,1 n eritmasi bilan titr- lanadi, deylik. Avvalo, titrlashning turli paytidagi eritmaning pH ini hisoblab topamiz. Kuchli kislota yoki ishqorlar eritmasining pH ini hisoblashda (ular hozirgi tushunchalarga binoan eritmada amalda to‘la dissotsilangan bo‘ladi) H⁺ yoki OH^– ionlarining konsentratsiyasini kislotaning (yoki ishqorning) umumiy konsen- tratsiyasiga tenglash mumkin.
Titrlashdan oldin HCl ning 0,1 n eritmasi berilgan bo‘lib, uning pH i 1 ga teng:

HCl
pH =−lg[H ⁺] =−lgC =−lg⋅10⁻¹ = 1
Endi HCl ning 100 ml 0,1 n eritmasiga NaOH ning 0,1 n eritmasidan 50, 90,09, 99,1 ml qo‘shamiz. 50 ml 0,1 n NaOH eritmasidan qo‘shilganda neytrallanmagan 50% HCl qoladi; 90 ml NaOH qo‘shilganda – 10% HCl; 99 ml NaOH qo‘shilganda 0,1% HCl qoladi. Titrlash uchun olingan 100 ml HCl ning hajmi qo‘shilgan NaOH eritmasi hisobiga o‘zgaradi: 50 ml NaOH qo‘shilganda 150 ml gacha, 90 ml NaOH qo‘shilganda 190 ml ga- cha, 99 ml NaOH qo‘shilganda 199 ml gacha, 99,9 ml NaOH qo‘shilganda 199,9 ml gacha ortadi. Hosil bo‘lgan eritmaning H⁺ ionlari konsentratsiyasi va pH i ham o‘zgaradi.
Aniqlanadigan moddaning konsentratsiyasi C_HCl ni titrlash ja- rayonida aniqlash uchun quyidagi formuladan foydalanamiz:
_{C =} ^VHCl ^−VNaOH _⋅N

HCl
^VHCl ^+VNaOH
HCl

Bu yerda V_HCl titrlanadigan moddaning hajmi, ml; N_HCl – uning normalligi; N_NaOH – titrlangan (standart) eritmaning aniq- lanadigan eritmaga qo‘shilgan hajmi, ml.

HCl ning yarmini neytrallashda xlorid kislotaning konsen- tratsiyasi 50 bilan 150 orasidagi nisbatga teng miqdorda o‘zgaradi, ya’ni:

^CHCl
= [H ⁺] =
⁵⁰ ⋅0,1 = 3,3⋅10⁻²
100
mol / l

pH =−lgC_HCl =−lg[H ⁺] = 2 − lg 3,3 = 1,5
pH ekvivalentlik nuqtasidan biroz oldingi, boshqa holatlar uchun quyidagicha ifodalanadi:

^CHCl
= [H ⁺] =
¹⁰ ⋅0,1 = 5,3⋅10⁻³
190
mol / l

pH =−lgC_HCl =−lg[H ⁺] = 3 − lg 5,3 = 2,3

^CHCl
= [H ⁺] =
1

199
⋅0,1 = 5, 0⋅10⁻⁴

mol / l

pH =−lgC_HCl =−lg[H ⁺] = 4 − lg 5 = 3,3

^CHCl
= [H ⁺] =
^0,1 ⋅0,1 = 5, 0⋅10⁻⁵
199,9


mol / l

pH =−lgC_HCl =−lg[H ⁺] = 5 − lg 5 = 4,3
Titrlashga olingan 100 ml HCl ga shu normallikdagi NaOH eritmasidan 100 ml qo‘shilganda eritmadagi kislotaga ekvivalent miqdorda ishqor qo‘shilgan bo‘ladi, ya’ni ekvivalentlik nuqtasiga erishiladi. Bu paytda eritmada faqat reaksiya natijasida hosil bo‘lgan tuz NaCl bo‘ladi. Bu tuz gidrolizlanmagani uchun eritma- ning pH i 7 ga teng bo‘ladi. Xuddi shu paytda titrlashni tamom- lash lozim. Lekin kislotani ishqor bilan titrlashda pH ning o‘zgarishini kuzatib borish uchun hisoblashni ortiqcha NaOH qo‘shilguncha davom ettiramiz.
Ishqor ekvivalentlik nuqtasidan keyin 0,1 ml ortiqcha, ya’ni 100,1 ml qo‘shilgan bo‘lsin; NaOH ning konsentratsiyasi HCl ni- ki kabi bo‘lgani uchun ortiqcha qo‘shilgan (0,1 ml) ishqor OH^– ionlarini hosil qiladi.
Unda:

^CNaOH
= [OH ⁻] =
^0,1 ⋅0,1 = 5, 0⋅10⁻⁵
200,1


mol / l

pOH = 5 − lg 5 = 4, 3 pH = 14 − pOH = 14 − 4,3 = 9,7

101 va 110 ml NaOH eritmasidan qo‘shilganda:

^CNaOH
= [OH ⁻] = ^0,1

⋅
201
0,1 = 5, 0⋅10⁻⁴


mol / l

pOH = 4 − lg 5 = 3, 3
pH = 14 − 3,3 = 10,7

^CNaOH
= [OH ⁻] =
10

210
⋅0,1 = 4,8⋅10⁻³

mol / l

pOH = 3 − lg 4,8 = 2, 3 pH = 14 − 2,3 = 11,7
Olingan natijalar 1-jadvalda taqqoslangan hamda 2.15-rasmda egri chiziq shaklida ifodalangan.
1-jadval