Аналитикалық химия

3.2.3 КОМплексонометрия

НООССН_{2 · · · ·} СН₂-СООNа

NаООССН₂ СН₂-СООН

Nа₂Н₂Y ↔ 2Nа⁺ + Н₂Y^2-

Са²⁺ + Н₂Y^{2- →} СаY^2- + 2Н⁺

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

Н₂Іnd^- НІnd^2- Іnd^3-

қызыл көк қызыл-сары
рН = 7 – 11 аралығында индикатор көк түске боялған. Көптеген металл катиондары сутектік көрсеткіштің осы аралығында хромоген қарамен қызыл түске боялған комплекс түзеді:
НІnd^2- + Ме²⁺ МеІnd^- + Н⁺

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.
СаІnd^- + Н₂Y^2- → СаY^2- + НІnd^2- + Н⁺

қызыл трилон Б түссіз көк

Комплексонометриялық титрлеу әдісін іске асырудың бірнеше тәсілдері бар: тура титрлеу, кері титрлеу, орнын басып титрлеу.

Ары қарай титрлеу барысында трилон-Б хромоген қараны МgІnd^- комплексінің құрамынан ығыстырып шығарады, нәтижесінді ертінде көк түске боялады:

Комплексонометриялық титрлеу әдісімен судың жалпы кермектігі анықталады. Жалпы кермектігі бойынша табиғи суларды бірнеше түрлерге бөледі (Кесте 3).

Кесте 3 - Табиғи сулардың жалпы кермектік деңгейі

50 мл 20% NН₄ОН + 50 мл 20% NН₄СІ қосып көлемін 500 мл дейін дистилденген сумен жеткізу.

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)

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.

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.

- Кальций хлориді (екінші тирант)

- Индикатор флуорексен
Сүттегі кальций ККФК құрамында болады. ККФК – казиен-кальций фосфатты комплекс. Казеин – сүттің негізгі ақуызы.

Әдістің мәні. Ақуызбен және фосфор қышқылымен байланысқан кальцийдің трилон Б-мен комплекс түзу реакциясына түсуі кальцийді комплексонометриялық титрлеу әдісімен анықтаудың негізі болып табылады. Анализ кері титрлеу тәсілімен орындалады. Алдымен сүтке концентрациясы белгілі трилон Б ертіндісінің артық мөлшері құйылады. Кальциймен реакцияға түскеннен қалған трилон Б кальций хлоридінің титрантымен титрленеді.

Анализді жүргізу жолы

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 (V_о).

Сүт құрамындағы кальцийдің массалық үлесін есептеу

Кальцийдің концентрациясын С_Са (%·10^-3) мына формула бойынша есептеледі:

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.

Индикатор дайындау

Индикаторлық қоспа дайындау үшін 0,1 г флуорексен және 10 натрий хлоридін үккіште ұсата отырып жақсылап араластырады.

Анализ кері тирлеу тәсілімен орындалатындықтан іске асыру үшін екі титрант қажет: трилон Б мен кальций хлоридінің ертінділері.

Кальций хлоридінің титрантын дайындау. 1 л 0,1 н кальций хлоридінің ертіндісі келесі жолмен дайындалады: кальций карбонатын СаСО₃ кептіргіш шкафка 110^оС-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. .

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 ?

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.

Қосымшалар

Қосымша 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: 10^0,6990 = 5
2. Бір, он, жүз, мың, он мың сандарының ондық логарифмдері тең болады:

Сан	Ондық логарифмі
1	0
10	1
100	2
1000	3

жүктеу/скачать 3,5 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: