Аналитикалық химия
жүктеу/скачать 3,5 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Қосымшалар
3.2.3 КОМплексонометрияКомплексонометрия – металл катиондары мен комплексондардың комплекс түзу реакциясына түсуіне негізделген титриметриялық анализ түрі. К о м п л е к с о н д а р – құрамында бірнеше карбоксил топтарымен қатар донорлы-акцепторлы байланыс түзуге бейім бөлінбеген электрон жұптары бар аминді азот атомдары бар аминполикарбонқышқылдары. Комплексондар металл катиондарымен тұрақтылығы жоғары хелатты комплекстер түзеді. Комплексонометрия әдісі 40 астам металл катиондарының (сілтілік металдардан басқаларының) мөлшерін анықтау үшін қолданылады. Комплексонометрияда титрант ретінде Трилон Б (комплексон ІІІ, этилендиаминтетрасірке қышқылының динатрий тұзы) кең қолданылады: НООССН2 · · · · СН2-СООNаN -СН2-СН2-N NаООССН2 СН2-СООН Трилон Б (Nа2Н2Y - қысқаша жалпы формуласы) суда ерігенде диссоциацияланады: Nа2Н2Y ↔ 2Nа+ + Н2Y2- Металл катиондарымен хелатты комплексті Трилон Б-ның анионы (Н2Y2-) түзеді: Са2+ + Н2Y2- → СаY2- + 2Н+ Эквиваленттік нүктені анықтау үшін металл катиондарымен түрлі-түсті комлексті қосылыстар түзетін органикалық бояғыш заттар (металл-индикаторлар) пайдаланады. Индикатор ретінде көбінесе хромоген қара мен мурексид қолданылады. Бұл заттар – көп негізді органикалық әлсіз қышқылдар болып табылады, қайтымды диссоциацияланады. Комплексонометрияда кең қолданылатын индикаторлардың бірі хромоген қара (ЕТ-ОО). Сілтілік ортада (рН = 8-11) хромоген қара көк түсті, ал металл катиондарымен түзген комплекстері қызыл түсті. Титрлеу барысында хромоген қараның осылайша түсінің өзгеруі эквиваленттік нүктені анықтауға мүмкіндік береді. Хромоген қараның қысқаша формуласы Н2Іnd-. Хромоген қара қышқылдық-негіздік индикаторларға ұқсас қайтымды диссоциацияланады: рН > 6 рН > 11,5
көк қызыл Мысалы, кальций тұзының ерітіндісіне хромоген қара қосылса, ерітінді қызыл түске боялады. Осыдан кейін трилон Б-мен титрлейтін болсақ, Са2+-иондары трилон Б-мен түссіз комплекс түзе бастайды. Реакцияның эквиваленттік нүктесіне жеткенде барлық Са2+- иондары титрантпен реакцияға түседі, сондықтан хромоген қара көк түске боялған бос күйіне көшеді.
қызыл трилон Б түссіз көк Ерітінді түсінің өзгерісі рН = 8 – 10 аралығында анық байқалады. Титрлеу барысында ортаның рН-ын осы көрсетілген аралықта тұрақты ұстап тұру үшін аммонийлі буферлік қоспа (NН4ОН + NН4СІ) қолданылады Комплексонометриялық титрлеу әдісін іске асырудың бірнеше тәсілдері бар: тура титрлеу, кері титрлеу, орнын басып титрлеу. Тура титрлеу. Өлшеуіш колбада анализденетін ерітіндіні шектеулі белгіге дейін дистилденген сумен сұйылтады. Титрлеу үшін осы ерітіндінің дәл көлем бөлігін (аликвотасын) пипеткамен алады. Титрлеу сілтілік ортада жүргізіледі. Ортаның рН-ын аммонийлы буферлік қоспамен тұрақтандырады. Индикатор ретінде хромоген қараны немесе мурексидті қолданады. Эквиваленттік нүктеде ерітіндінің түсі қызылдан көк түске аумасады. Тура титрлеу тәсілімен Мg2+, Са2+, Sr2+, Ва2+, Zn2+, Со2+, Ni2+, Сu2+, Fе3+ және т.б. металл катиондары анықталады. Кері титрлеу. Бұл әдісті тура титрлеу арқылы металл катионын анықтауға мүмкіндік болмаған жағдайда (сәйкес индикатор жоқ болғанда; комплекс түзу реакциясы өте баяу жүргенде) қолданады. Анализденетін ерітіндіге трилон Б-ның моль-эквиваленттік концентрациясы белгілі ерітіндісінің реакцияға қажет мөлшерден артық алынған дәл көлемін құяды. Реакцияны аяғына дейін жүргізу үшін ерітіндіні қыздырады, содан кейін суытады. Анықталатын затпен реакцияға түспеген трилон Б-ның артық мөлшерін концентрациясы белгілі магний сульфатының ерітіндісімен титрлейді. Индикатор ретінде хромоген қара немесе мурексид қолданады. Ерітіндінің түсі эквиваленттік нүктеде көк түстен қызылға аумасады. Орнын басып титрлеу. Титрлеу тәсілі трилон Б-ның магний иондарымен түзген комплексінің басқа металл катиондарымен түзген комплекстерімен салыстырғанда тұрақтылығының төмен болуына негізделген. Сондықтан басқа металдар магнийді оның трилон Б-мен түзген комплексінен ығыстырып шығарады. Мысалы, магнийдің трилон Б-мен түзген комплексінің үстіне кальций катиондары бар ерітінді қосылса мына реакция жүреді: МgY2- + Са2+ СаY2- + Мg2+ Комплекс құрамынан ығыстырылып шығарылған магний катиондары хромоген қарамен қызыл түсті комплекс түзеді: Мg2+ + НІnd2- МgІnd- + Н+ Ары қарай титрлеу барысында трилон-Б хромоген қараны МgІnd- комплексінің құрамынан ығыстырып шығарады, нәтижесінді ертінде көк түске боялады: МgІnd + Н2Y2- МgY2- + НІnd2- + Н+ Сонымен эквиваленттік нүктеде ерітінді түсі қызылдан көкке аумасады. Комплексонометриялық титрлеу әдісімен судың жалпы кермектігі анықталады. Жалпы кермектігі бойынша табиғи суларды бірнеше түрлерге бөледі (Кесте 3). Кесте 3 - Табиғи сулардың жалпы кермектік деңгейі
Зертханалық жұмыс № 10. Судың жалпы кермектігін анықтау Мақсат: Судың жалпы кермектілігін комплексонометрия әдісінің тура титрлеу тәсілімен анықтауды меңгеру. Судың жалпы кермектілігі - 1 л суда еріген Са2+ мен Мg2+ иондарының ммоль санының көрсеткіші. Мысалы, егер ЖК = 5 ммоль/л болса, 1 л суда 100 г Са2+ иондары еріген, егер есептеу тек кальций иондары бойынша жүргізілсе; 60 мг Мg2+ иондары еріген, егер есептеу тек магний иондары бойынша жүргізілсе. Себебі: Са2+ иондарының эквиваленттік массасы 20 г/моль, ал Мg2+ иондарының эквиваленттік массасы 12 г/моль. Жұмысты орындау реті: 1 Аммонийлі буферлік қоспаны дайындау 50 мл 20% NН4ОН + 50 мл 20% NН4СІ қосып көлемін 500 мл дейін дистилденген сумен жеткізу. 2 Титрант трилон Б-ның 0,05 н ерітіндісін дайындау Трилон Б ұзақ сақталғанда құрамын онша өзгертпейді, сондықтан Трилон Б-ның титрантын оның дәл массасын өлшеуіш колбада судың белгілі көлемінде еріту арқылы дайындауға болады Трилон Б-ның эквиваленттік массасы 186,25 г/моль. Титрант дайындау үшін қажет трилон Б-ның массасы мына формула бойынша есептеледі: m = Сн · Мэ · V (л) 3 Индикатор дайындау Индикатор – хромоген қара. Хромоген қара ұзақ сақталу үшін оның ұнтағын “химиялық таза” маркалы натрий хлоридімен келесі массалық қатынаста араластырады - хромоген қара : NаСІ = 1 : 100, яғни 1 грамм хромоген қараны 100 г натрий хлоридімен (немесе 0,5 г хромоген қараны 50 г натрий хлоридімен) араластырады. Титрлеу алдында колбадағы су ашық қызыл түске боялғанға дейін осы қоспаның 20-30 мг-ын қосады. 4 Суды титрлеу және кермектікті есептеу Анализ тура титрлеу әдісімен жүргізіледі. Конусты колбаға пипеткамен немесе өлшеуіш колбамен 100 мл анализденетін кран суы (дистилденген су, фильтрленген су, қар суы, т.б. су) құйылады, үстіне 5 мл аммонийлы буферлік қоспа қосылады. Осыдан кейін ерітінді ашық қызыл (қоңыр қызыл емес) түске боялғанша хромоген қараның ерітіндісі немесе ұнтағы қосылады. Әрі қарай суды 0,05 н трилон Б ерітіндісімен қызыл түс көк түске аумасқанша титрлеу керек. Титрлеуді қатарлас үш рет жүргізу арқылы титрлеуге кеткен трилон Б-ның орташа көлемі анықталады. Судың жалпы кермектілігі (ЖК) мына формула бойынша есептеледі: ЖК =  , ммоль/л
Қорытындыда анализденген судың кермектік деңгейі (жұмсақ, орташа, жоғары) жазылады. Зертханалық жұмыс № 11. Сүт құрамындығы кальцийдің массалық үлесін анықтау Мақсат: Сүт құрамындағы кальцийдің массалық үлесін комплексонометрия әдісінің кері титрлеу тәсілімен анықтауды меңгеру. - Трилон Б (бірінші титрант) - Кальций хлориді (екінші тирант) - Индикатор флуорексен
Сыйымдылығы 200-250 мл болатын конусты колбаға 90 мл дистилденген су, 5 мл сілті ертіндісі, 5 мл сүт құйылады және 0,05 г индикатор қоспасы қосылады. Үнемі араластыра отырып колбаға 3,5 мл трилон Б ертіндісі құйылады. Колбадағы тұнба еріп кетуі керек және ертінді қызыл-сары түске боялуы керек. Осыдан кейін колбадағы сұйықтық жасыл түс пайда болғанға дейін кальций хлоридінің ертіндісімен титрленеді. Титрлеу барысында эквиваленттік нүктеге жеткенде титрант - кальций хлоридінің артық бір тамшысы қосылған кезде ертіндінің түсі қызыл-сарыдан жасылға күрт өзгеруі керек. Колба астына қара қағаз салып ертіндіге жарықты қырынан түсірсе ертіндінің түс өзгерісі анық көрінеді. Титрлеуге жұмсалған екінші титрант СаСІ2 ертіндісінің көлемі жазылып алынады (V). Қатарлас бақылау ертіндісі (сүтсіз ертінді) титрленеді. Титрлеуге жұмсалған екінші титрант СаСІ2 ертіндісінің көлемі жазылып алынады (Vо).
Кальцийдің концентрациясын ССа (%·10-3) мына формула бойынша есептеледі: ССа =  ,
осындағы: V – сүтті титрлеуге жұмсалған кальций хлоридінің ертіндісінің көлемі, мл; Vо – бақылау ертіндісін титрлеуге жұмсалған кальций хлоридінің ертіндісінің көлемі, мл; ρ – сүттің тығыздығы, г/см3.
Индикаторлық қоспа дайындау үшін 0,1 г флуорексен және 10 натрий хлоридін үккіште ұсата отырып жақсылап араластырады. Титрант ертінділерін дайындау Анализ кері тирлеу тәсілімен орындалатындықтан іске асыру үшін екі титрант қажет: трилон Б мен кальций хлоридінің ертінділері. Трилон Б титрантын дайындау. Көлемі 1 л болатын 0,1 н трилон Б ертіндісін дайындау үшін 18,6 г трилон Б-ны өлшеуіш колбаға көшіреді, үстіне 700 мл дистилденген су құйып ерігенше шайқап араластырады. Ерігесін ертінді көлемін шекті белгіге жеткізеді. Кальций хлоридінің титрантын дайындау. 1 л 0,1 н кальций хлоридінің ертіндісі келесі жолмен дайындалады: кальций карбонатын СаСО3 кептіргіш шкафка 110оС-та 1,5-2 сағат кептіреді, содан кейін эксикаторда суытады. Осыдан 5,005 г өлшенді алып химиялық стаканға көшіреді, үстіне тамшылап 10 мл концентрлі НСl құйады. Осыдан кейін 100-150 мл дистилденген су қосып қайнағанша қыздырады. Суығаннан кейін ертіндіні сыйымдылығы 1 л болатын өлшеуіш колбаға көшіріп көлемін шекті белгіге дейін жеткізеді. . Әдебиет: 1 - Б. 246-257; 3 – 79-85; 4 – 71-73; 6 - Б. 291-299; 7 - Б. 242-251. Бақылау тапсырмалары: 1.Қандай химиялық қосылыстарды комплексті қосылыстар деп атайды ? 2.Хелатты комплекс деп қандай комплекстерді айтады ? 3. Комплексондар не себептен металл катиондарымен хелатты комплекс түзеді? 4. Металл-индикаторлар деп қандай заттарды атайды ? 5. Металл-индикатор қатысында титрлеу барысында ерітіндінің түсінің өзгеруінің себебі неде ? 6. Комплексонометрия әдісінде не себептен ортаның рН-ы тұрақты болуы керек? 7. Судың уақытша кермектілігі қандай жағдайда жойылады ? 8. Судың тұрақты кермектілігін жоюдың қандай химиялық әдістеріне мысал келтіріңіздер. 9. Ионалмастырғыш смолалар дегеніміз не ? Олар қандай түрлерге бөлінеді ? Олар суды не себептен жұмсартады ? 10. Суды еріген минералды заттардан толық тазарту үшін қандай әдістер қолданылады ? 11. Дистилляция (перегонка - айдау) деген не ? Дистилденген су деп қандай суды айтады ? Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 1 Құлажанов Қ.С. Аналитикалық химия. І том. – Алматы: Алматы технологиялық университеті, 2004. – 356 б. 2 Шоқыбаев Ж.Ә. Анорганикалық және аналитикалық химия. - Алматы: Қайнар, 1992. – 232 б. 3 Шоқыбаев Ж.Ә., Ахатова З.С. Аналитикалық химия практикумы. – Алматы: Агроуниверситет, 1997. – 110 б. 4 Охрименко О.В., Горбатова К.К., Охрименко А.В. Лабораторный практикум по химии и физике молока. – СПб: ГИОРД, 2005. - 256 с. 5 Хомченко Г.П. Практикум по общей и неорганической химии с применением полумикрометода. – М.: Высшая школа, 1979. - 333 с. 6 Цитович И.К. Курс аналитической химии. – М.: Высшая школа, 1994. – 495 с. 7. Основы аналитической химии. Практическое руководство. / Под ред. Золотова Ю.А. - М.: Высшая школа, 2001. – 463 с. 8 Основы аналитической химии. В 2-х кн./ Под ред. Золотова Ю.А. - М.: Высшая школа, 2002. – Кн.1 - 351 с. 9 Васильев В.П. Аналитическая химия в 2-х ч./ Физико-химические методы анализа. – М.: Высшая школа, 1989. – 384 с. 10 Васильев В.П. Аналитическая химия. В 2 Кн.- М.: Дрофа, 2005. – 366 с. 11 Васильев В.П. Аналитическая химия. Лабораторный практикум. - М.: Дрофа, 2006 – 414 с. 12 Коренман Я.И. Практикум по аналитической химии./ Оптические методы анализа. – Воронеж: Изд-во Воронежского университета, 1989. – 232 с. 13 Практикум по физико-химическим методам анализа /Под ред. О.М.Петрухина. М.: Химия, 1987. – 248 с. 14 Толстоусов В.Н., Эфрос С.М., Задачник по количественному анализу. - Л.: Химия. 1986. – 160 с. 15 Воскресенский А.Г. и др., Сборник задач и упражнений по аналитической химии. – М: Просвещение, 1986. – 80 с. 16 Ярославцев А.А., Сборник задач и упражнений по аналитической химии. - М.: Высшая школа, 1979. – 224 с. ҚосымшаларҚосымша А Ондық логарифмдерді есептеу жолы 1. Ондық логарифм - он санының дәреже көрсеткіші болып табылады. Мысалы, lg 1000 = 3, себебі: 103 = 1000. lg 5 = 0,6990, себебі: 100,6990 = 5 2. Бір, он, жүз, мың, он мың сандарының ондық логарифмдері тең болады:
Каталог: files -> book files -> Қазақстан тарихы 5 сынып. 2013-2014 оқу жылы files -> Расул гамзатов files -> Жамбыл атындағы республикалық жасөспірімдер кітапханасы Қазақстан ақын – жазушылары ХХ ғасырда files -> «№ мектеп-лицей» мемлекеттік мекемесі Күнтізбелік- тақырыптық жоспар files -> Ермұхан Бекмахановқа Сыздайды жаным, мұздайды қаным, жан аға! files -> Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі, жергілікті атқарушы органдар көрсететін білім және ғылым саласындағы мемлекеттік қызмет стандарттарын бекіту туралы book -> Макс Лукадо сенің Қолыңнан келеді book -> Игілігіміз үшін болатын азаптар Құдай неге қиындыққа жол береді? жүктеу/скачать 3,5 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|