Бақылау сұрақтары

1. Потенциометриялық анализ әдісінің негізі.

2. Потенциометриялық титрлеу әдісінің түрлері.

3. Ионселективті электродтар.

4. Металдық электродтар.

5. Хингинронды электрод.

6. Потенциометриялық титрлеуде қолданылатын реакциялар түрлері және оларға қойылатын талаптар.

7. Потенциометриялық анализ әдісінің артықшылықтары және кемшіліктері. Мысал келтіріңіз.

№ 4 Лабораториялық жұмыс

Тақырыбы: Тотығу- тотықсыздану титрлеу. Ерiтiндiдегi кобальтты (II) анықтау. Ерiтiндiдегi марганецтi (II) анықтау.

¤лшеу жұмыстарына қажетті құрал-жабдықтар мен реактивтер:

Калий (III) гексацианоферраты, 0,05 М стандарты ерiтiндiсi; аммоний хлоридi, 20 % -тiк ерiтiндiсi; аммиак, 25 % - тiк ерiтiндiсi; калий перманганаты немесе церий (IV) сульфаты, 0,02 М стандарты ерiтiндiлерi; натрий пирофосфаты, 50 % - тiк жаңа дайындалған ерiтiндiсi; иономер, потенциометр, индикаторлы электрод, платиналы; саластырмалы электрод, күмiсхлорлы.

Жұмыстың мақсаты: тотығу - тотықсыздану титрлеу әдісімен студенттерді таныстыру, титрлеу қисығын тұрғызып, эквивалент нүктесін анықтау және қоспадағы заттардың мөлшерін анықтау.

Зерттеу тақырыбының қажеттілігі: Қазіргі замандық инструменталды анализ әдістерінің ішінде кең қолданыс тапқан потенциометриялық тотығу – тотықсыздану титрлеу тәсілін студенттерге іс жүзінде көрсетіп, қондырғыда жұмыс істеу тәсілін меңгеруге, әртүрлі ерітінділер құрамындағы анықталатын заттар мөлшерін ионселективті электродтар көмегімен анықтауды үйрету болып табылады.

Пререквизиттер: аналитикалық химия, жалпы химия.

Постреквизиттер: физикалық химия, электрохимия т.б. пәндерді игеру қажет.

Студенттің алдын-ала меңгеріп келуге тиісті дағдылары:

1. Тотығу – тотықсыздану титрлеу әдістері тақырыбы бойынша орындалатын жұмыстың методикасы.

2. Анализ әдістерінің негізі.

Студенттің алдын-ала біліп келуге тиісті мәліметтері:

1. Потенциометриялық анализ әдістері. Олардың типтері.

2. Ерітіндінің электрөткізгіштігі. Меншікті және эквиваленттік электрөткізгіштік.

3. Индикаторлы электродтар.

4. Стандартты потенциал.

Жұмыстың орындалу реті

Тотығу -тотықсыздану титрлеуде индикаторлы электрод ретiнде, инерттi металдардан (платина, алтын) дайындалған электродтарды қолданады. Титрлеу қисығында анық байқалатын секiрiс алу үшiн, титрленетiн компонент пен титранттың тотығу - тотықсыздану жұптарының стандартты реалды потенциалдарының айырымы n₁=n₂=1 болғанда, барынша үлкен болуы тиiс: Е>0.36B, бұл кезде қателiк 0.1%.

Қоспадағы компоненттердi дифференциалды анықтағанда, екi шартты сақтау керек:

1. Титрленетiн компоненттер, қайтымды тотығу -тотықсыздану жүйесiне жатуы тиiс.

2. Титрленетiн компонентке сәйкес келетiн, тотығу -тотықсыздану жұбының стандартты потенциалдары, бiр бiрiне айтарлықтай дәрежеде өзгешеленуi тиiс, сондай-ақ, Е -ден титрант (Ет) потенциалы да әзгеше болуы керек:

Е(n-1).n> En.т>0.36B.

Тотығу -тотықсыздану титрлеудi, потенциометр немесе рН метр (потенциалды әлшеу режимiнде) қолданып жүргiзедi .

1-жұмыс . Ерiтiндiдегi кобальтты (II) анықтау.

Кобальтты потенциометрлік тотығу- тотықсыздану тәсілімен титрлеу, аммиакты ортада кобальттың(II) аммиакты комплекстi иондарын гексацианоферратпен тотықтыру реакциясына негiзделген

Co(NH₃)₆²⁺+Fe(CN)₆^3-=Co(NH₃)₆³⁺+Fe(CN)₆^4-

Кобальттың аммиакты комплексi ашық шие түске ие, оның интенсивтiлiгi эквивалент нүктесiне жақындаған сайын артады. Сондықтан да, осы әдiс, түстi индикаторлар қолданумен салыстырғанда, ТСН-iн потенциометрлiк индикациялаудың ерекшелiгiн кәрсететiн мысал бола алады. Эквивлент нүктесiне дейiн келесi электрохимиялық реакция жүредi:

Со(NH₃)₆³⁺+e=Co(NH₃)₆²⁺

ЭН-нен кейін

Fe(CN)₆^3-+e =Fe(CN)₆^4-

Бұл реакциялардың реалды (нақты) потенциалдары, потенциалдың үлкен секiрiсiмен бiрден әзгешеленедi.

Анықтаудың орындалуы.

Зерттелетiн ерiтiндi аликвота бөлiгiне, 10 мл NH₄Cl және 10 мл NH₃ ерiтiндiлерiн құяды. Алынған ерiтiндiнi 60-70 мл-ге дейiн сұйылтады.

Стаканды айналмалы үстелшеге бекiтiп, центрлейдi және оған электродтарды батырады және шамалап титрлеудi жүргiзедi.

Нақты титрлеудi жүргiзу үшiн, ерiтiндiнiң жаңа порциясын алып, оған ТСН облысында 2 тамшы титрант қосады.

Зерттелетiн ерiтiндiдегi кобальттың мәлшерiн (г) есептейдi .

Титрлеу нәтiжелерiн келесi формада толтырады:

1-Кесте.

Титрант ерiтiнiдiсi-нiң кәлемi, V (тамшы)	V	ЭІК,мВ (рН)	Е,мВ (рН)	Е/ V
V1 2т 4т … V2

Алынған мәлiметтер негiзiнде, V-E және V-Е/ V қисықтарын тұрғызады, қисық бойынша эквивалент нүктесiн анықтайды және кобальттың мөлшерiн есептейдi.

2-жұмыс. Ерiтiндiдегi марганецтi (II) анықтау.

Әдiстеме, марганецтiң (II) нейтрал ортада, пирофосфат -иондары қатысында күштi тотықтырғыштармен (калий пермаганаты, церий (IV) сульфаты) марганец (III) пирофосфатты комплексiне дейiн тотығуына негiзделген:

4Mn²⁺+MnO₄^-+15H₂P₂O₇^2-+8H⁺=5Mn(H₂P₂O₇)₃^3-.

Анықтаудың орындалуы.

Титрлеуге арналған стаканға 50 мл жаңа дайындалған натрий пирофосфатының жылы ерiтiндiсiн құяды. Араластыра отырып, стаканға баяу тамшылатып зерттелетiн ерiтiндiнің аликвотасын құяды. Ерiтiндi мөлдiр болып қалуы тиiс. Жоғалмайтын тұнба түзiлген жағдайда, ерiтiндi титрлеуге жарамсыз.

Нақты титрлеуде ТСН аумағында екi тамшыдан титрант қосады. Зерттелетiн ерiтiндiдегi марганец мәлшерiн (г) есептейдi .

Титрлеу нәтижелерiн келесi формада толтырады.

2-Кесте .

Титрант ерiтiнiдiсiнiң көлемi, V (тамшы)	V	ЭІК,мВ (рН)	Е,мВ (рН)	Е/ V
V1 2т 4т … V2

Алынған мәлiметтер негiзiнде V-E және Е/ V қисықтарын қисық бойынша эквивалент нүктесiн анықтайды және марганец мөлшерiн есептейдi.

Ескерту. Жұмыс жасардың алдында, индикаторлы платиналы электродтың беттiк қабаты таза болуы тиiс . Электродты ыстық HNO₃-пен (1:1) өңдейдi, салқындатады, ағын сумен, сосын дистильденген сумен жуады және жылы HCl (1:1) ерiтiндiсiне батырады, сосын мұкият дистильденген сумен шаяды. Бұл операцияларды лаборант орындайды.