14.Потенциометрлік титрлеу әдісі.Сілтіні тұз қышқылымен потенциометрлік әдіспен анықтау.

Потенциометрлік титрлеу әдісі (жанама потенциометрия) аналитикалық химияда кең қолданылады. Ол потенциал анықтаушы компонент пен титрант арасындағы химиялық реакция нәтижесінде электродтың тепе-теңдік потенциалының өзгерісін тіркеп, график бойынша эквивалентті нүктені анықтауға негізделген. Индикатор қолданып химиялық әдістермен титрлеуден артықшылықтары: жоғары сезгіштік және дәлдік, нәтижелердің жоғары қайталанылымдылығы және дұрыстығы, лай немесе боялған ерітінділерді титрлеуге мүмкіндік беретіні, қоспадан жеке компоненттерді дифференциалды және сатылы анықтауға мүмкіндік беретіні, титрлеу процесін автоматтандыруға болатындығы.

Потенциометрлік титрлеуді барлық титрлеу типтерінде қолдануға болады: қышқылды-негіздік, комплексонометрлік, тотығу-тотықсыздану және тұндыру титрлеудің эквиваленттік нүктелерін анықтау үшін.Потенциометрлік титрлеу әдісі электр қозғаушы күшті өлшеуге негізделген: E=E₁-E₂

Мұндағы,Е-электр қозғаушы күш; E₁,E₂-зерттелетін тізбек электродтарының потенциалдары.

Индикаторлы және салыстырмалы электродтар.

Сілтіні тұз қышқылымен потенциометрлік әдіспен анықтау кезінде индикаторлы электрод ретінде шыны электрод қолданылады,ол мембраналы ионселективті электрод қатарына жатады.Салыстырмалы электрод ретінде күмісхлоридті электрод пайдаланылады.Салыстырмалы электродтар деп белгілі жағдайда потенциалы белгілі, тұрақты және ерітінді құрамына тәуелсіз (қайтымды) эектродтарды айтады.

Индикаторлық электродтың потенциалы жүйедегі потенциал анықтаушы иондардың концентрациясына тәуелді болады.

Индикаторлық электродтар

Потенциометрия мен потенциометрлік титрлеуде екі түрлі индикаторлық электродтар пайдаланылады:

1.Металдық және басқа ток өткізгіш индикаторлық электродтар.

2.Мембраналық ионселективті электродтар-сенсорлар.

Индикаторлық электродтар ток өткізетін болуы керек және жүйе компоненттерімен әрекеттеспеуі керек.Асыл метадар (платина, күміс, алтын – индеферентті электродтар)-инертті металдық электродтар деп аталады. Мұндай электродтардың потенциалдары тотыққан және тотықсызданған заттың түрлерінің жартылай реакцияларына тәуелді.Сонымен қатар индикаторлық электродтар ретінде қайтымды жартылай реакцияларға қатысатын басқа да металдар (Сu, Hg, Pb, Cd, Ni) пайдаланылады. Оларды активті металдық электродтар деп атайды. Оларды аттас иондарды және осы иондармен қатты фаза түзетін аниондарды анықтауға пайдаланылады.

Потенциометрлік титрлеуді барлық титрлеу типтерінде қолдануға болады: қышқылды-негіздік, комплексонометрлік, тотығу-тотықсыздану және тұндыру титрлеудің эквиваленттік нүктелерін анықтау үшін.

Эквивалентті нүктені анықтау үшін әр-түрлі графикалық тәуелділіктерді қолданады: интегралды, дифференциалды, дифференциалдың екінші туындысы бойынша, Гран әдісі.

Эквиваленттік нүктені анықтау үшін жиі

координаттарда дифференциалды график тұрғызады.

Алынған қисықтың максимумы эквиваленттік нүктенің максимумын көрсетеді,ал бұл максимумға сәйкес келетін абцисса осінің бөлігі эквиваленттік нүктеге дейін титрлеуге кеткен титранттың көлемін береді. Эквиваленттік нүктені дифференциалды қисық бойынша анықтау E-V қатынасына қарағанда нақты болып табылады.

Графиктен алынған мәліметті пайдаланып сілтінің массасын мына өрнек арқылы таптық:

m(NaOH)=

15.Сілті мен соданы тұз қышқылымен потенциометрлік әдіспен анықтау.Натрий гидроксиді мен натрий карбонатының қоспасын анализдеуге ионометрлік (потенциометрлік) титрлеу әдісін қолдану.Натрий гидроксиді ауадағы көмірқышқыл газын сіңіріп алу салдарынан карбонатқа айналуға бейім зат:

NaOH + CO₂ ® Na₂CO₃ + H₂O

Сондықтан натрий гидроксидінің өзінің де (қатты) және оның

ерітіндісінің де құрамында әрқашан карбонат болады.

Нарий гидроксиді мен натрий карбонатының бірге жүргендегі қопасын анықтау Na₂CO₃ титрлеу қисығындағы екі эквивалентті нүктені табу арқылы өрнектеледі. Бірінші эквивалентті нүктедегі рH мәні 8,35-ке тең,сол себепті бірінші эквивалентті нүктеге жету үшін ең қолайлы индикатор- фенолфталеин. Екінші эквивалентті нүктедегі рH мәні- ≈3,85. Ең ыңғайлы индикатор-метилоранж. Қолданылған индикаторға байланыссыз NaOH толығымен титрленеді.

NaOH мен Na₂CO₃ қоспа ерітіндісін тұз қышқылының

ерітіндісімен титрлеу кезінде келесі реакциялар жүзеге асады: NaOH + Na₂CO₃ + 2HCl ® 2NaCl + NaHCO₃ + H₂O (рН₁=8,34) NaHCO₃ +HCl ® NaCl + H₂O + СО₂ (рН₂=3,85)

Титрлеу барысында индикатор ретінде фенолфталейннің

қатысында NaOH-нің қоспадағы бар мөлшері және Na₂CO₃ ның қоспадағы жарты мөлшері NaHCO₃-на дейін, ал метилоранжбен NaHCO₃ көмірқышқылын дейін жүреді (H₂O + СО₂).

m (Na₂CO₃) = C _(HCI) ^. V_(HCI) ^{(Na2CO3) .} M _экв (Na₂CO₃) ^. Vө.к. _. 1000 ^. V_alik

m (NaOH) = C _(HCI) ^. V_(HCI) ^(NaOH). M_экв (NaOH) ^. V ө.к.