Жексенбай н

Эквивалент нүктесіндегі потенциалды есептеу

жүктеу/скачать 1,47 Mb.

бет	129/135
Дата	11.01.2022
өлшемі	1,47 Mb.
	#111125
түрі	Оқулық

1 ... 125 126 127 128 129 130 131 132 ... 135

Байланысты:
АНАЛИТИКАЛЫҚ ХИМИЯНЫҢ ҚЫСҚАША КУРСЫ

3.2. Физика-химиялық талдау әдістері

3.1.14. Эквивалент нүктесіндегі потенциалды есептеу

Бейтараптау әдісіндегідей индикатор таңдауда титрлеу қисығын есептеу және тұрғызу "Е - V" координатында жүргізіледі.

Толық есептеудің, қиындығын ескере отырып, кейде тек эквивалент нүктесіндегі потенциалды анықтайды.

Е= (50)

мұндағы а – тотықтырғыштың қосып алған электрон саны

в - тотықтырғыштың беріп жіберген электрон саны

Мысалы:

болғанда, қышқыл ортадағы калий перманганаты мен темір (II) тұзын титрлеу үшін эквивалент нуктесіндегі потенциалын есептеңдер.
Шешуі: Ионды - электронды балланс кұрамыз:

5	ТС.	Fe²⁺-  Fe³⁺
I	ТТ.	MnO  Mn²⁺+ 4H₂O

Тотықтырғыш Мnо₄ 5 (а) қосып алады тотықсыздандырғыш І береді.
Е = (51,51+10,77)/571  1,387 В

Егер индикатор түсінің ауысу интервалы эквивалент нүктесінің иитервалына жақын болса, онда бұл индикаторды эквнвалент нүктесін белгілеу үшін қолдануға болады.

15,16 кестелерде өздігінен орындауға тапсырмалар берілген.
Кесте 15 - Ионды - электронды балланс күрыңдар, химиялық реакцияның толық теңдеуін жазыңдар және оның жүру бағытын анықтаңдар. Тотықсыздану процессінің реалды потенциалын анықтаңдар. С (Н⁺) = 1 моль/л болғанда, эквивалент нүктесінің потенциалын анықтаңдар

№

Процесс

Е ,В

Е ,В

с(ТТ. Ф),

моль/л

с(ТС. Ф),
моль/л

С(Н°), моль/л

1

Fe²⁺+СrO  Fe³⁺ +Сг³⁺

+ 1,477

+0,77

1,0

110^-2

110^-2

2

С₂О +МnО Мn²⁺ +СО

+ 1,507

-0,386

110^-3

110^-1

110^-1

3

NO + МnО  NO + Мn²⁺

+1,507

+0934

110^-1

110^-4

110^-2

4

NО +I^-  NO+I

+ 1,004

+0,536

110^-4

110^-1

110^-2

5

ІО +І^-  І

+ 1,190

+0,536

110^-2

110^-6

10

6

МnО +I^-Мn²⁺ + І

+ 1,507

+0,536

1,0

110^-4

110^-1

7

SО + I^-  I +S₂О

+0, 705

+0,536

110^-3

110^-6

100

8

ВrO +I^-  Вг^-+І

+ 1,490

+0,536

110^-2

110^-4

100

9

МnО +H₂О₂ О +Мn²⁺

+ 1,507

+0,682

110^-1

110^-5

110^-2

10

AsO +МnО AsO +Mn²⁺

+ 1,507

+0,560

1,0

110^-8

10

11

NО +Fe²⁺  NO⁰ + Fe³⁺

+0,957

+0,77

110^-3

110^-5

1,0

12

СІO^-+ I^-  І +СI^-

+ 1,494

+0,536

110^-1

110^-4

100

13

VO + Fе²⁺ VO²⁺ + Fе³⁺

+ 1,314

+0,77

110^-2

110^-5

10

14

Сг₂О +S^2-  Сг³⁺ +SО

+ 1,333

+0,149

10

110^-8

110^-1

15

MnO +SO  Mn²⁺+SO₄^2-

+1,507

+0,170

1,0

110^-3

10

16

MnO +CI^-  MnO +CI

+2,257

+1,395

110^-1

110^-5

110^-1

17

SО + I^- SO₄^2- + I₂⁰

+2,010

+0,536

10

110^-4

1,0

18

Cr₂O₇^2-+I^- I + Cr³⁺

+1,333

+0,536

1,0

110^-3

100

19

CIO +I^- I + Cl^-

+1,570

+,536

110^-2

110^-6

10

20

H₂O +I^- I + H₂O

+1,776

+0,536

110^-1

110^-4

110^-1

21

I^-+ NO  I + NO

+0,835

+0,536

10

110^-6

10

22

BrO + Cu⁺ Br^-+ Cu²⁺

+1,440

+0,153

1,0

110^-4

10

23

CrO + Br^- Br + Cr³⁺

+1,477

+1,087

110^-3

110^-5

110^-1

24

CIO + S^2- CI^-+ S₂O

+1,389

-0,006

1,0

110^-6

110^-2

25

Cr³⁺+ BrO  CrO + Br

+1,520

+1,477

110^-2

110^-10

110^-2

Кесте 16 - 15 кестенің тапсырмасы бойынша тотықтырғыштың ерітіндісін дайындау керек, егер өлшенді сол көлемде ерітілсе тотықсыздандырғыш ерітіндісінің концентрациясын анықтау керек.

№

Өлшеу колбасының көлемі, мл

С,(ТТ) моль. л

m(ТС), r

1

250

0,01

0,1 275

2

1000

0,5

0,1546

3

500

0,02

0,2417

4

100

0,1

0,4276

5

200

0,02

0,1451

6

250

0,5

0,1346

7

100

0,25

0,5346

8

200

0,1

0,1128

9

100

0,01

0,1462

10

500

0,5

0,2836

11

1000

0,01

0,1684

12

200

0,5

0,1564

13

250

0,04

0,4832

14

100

0,02

0,1855

15

2000

0,25

0,4432

16

200

0,04

0,5618

17

250

0,02

0,1665

18

100

0,5

0,3685

19

500

0,1

0,6152

20

1000

0,02

0,1526

21

200

0,1

0,2884

22

250

0,5

0,1594

23

100

0,5

0,8612

24

500

0,01

0,5492

25

200

0,25

0,2246

3.2. Физика-химиялық талдау әдістері

3.2.1. Физика-химиялық талдау әдістерінде қолданылатын негізгі тәсілдер

Физико - химиялық анализде концентрацияны табу үшін аналитикалық сигналды тура өлшеу тәсілі және титрлеу тәсілі колданылады.

Тура өлшеу тәсілінде аналитикалық сигналдың анықталатын кұраушылардан (ионнан, молекуладан, заттардан т. б. ) тәуелділігі тура пропорционал болу керек.

I = k  c (51)
мұндағы, I - аналитикалық сигналдың концентрациясы

c - анықталатын заттың концентрациясы

k - константа, қолданып отырған тәсіл және анализдің нақты шарттары үшін тұрақты өлшем.

Анықталатын заттың концентрациясын табу үшін төмендегідей әдістер қолданылады.

а) Градуирлеу график әдісі.

Бұл әдісте стандартты ерітінділер (5-7 ерітінді) үшін аналитикалық сигналдың шамасын өлшейді. Алынған нәтижелер бойынша І=f(с) координатасында градуирлеу графигін тұрғызады. Содан сон сол жағдайларда анализденетін ерітіндінің аналитикалық сигналды өлшейді және 53 суретте көрсетілгендей градирлеу графигі бойынша оның концентрациясын табады.

Сурет 53 - градирлеу графигі

б) Мольдік қасиет әдісі.

Бұл әдіс бойынша бірнеше ерітінді (3 ерітінді жеткілікті) үшін аналитикалық сигналдың шамасын өлшеп, константаның орта мәнін табады.

Содан соң сол жағдайларда анализденетін заттың аналитикалық сигнал шамасын өлшеп, константаның орта мәнін қолдана отырып концентрациясын табады:

в) Қосу әдісі.

Бұл әдіс бойынша анализденетін ерітіндінің аналитикалық сигналын есептейді. Содан соң, сондай ерітіндіге стандартты ерітіндінің (қосымша) белгілі көлемі қосылады да, қайтадан аналитикалық сигналын өлшейді. Анализденетін заттың концентрациясын төмендегі теңдеулер арқылы есептейді.

І(х) = кc(х); І(х+ст) = k[c(x)+c(ст)]

Анықталатын компоненттің массалық үлесін табу үшін анализ кезінде анализденетін ерітіндінің сұйылуын есептеу қажет.
m(x) = c_Э(x)  M_Э(x)  V(өлш. )

мұндағы v(өлш) - аналитакалық сигнал өлшенген өлшеуіш колба көлемі.

мұндағы V (жалпы) - анализденетін ерітіндісі (жалпы) бар колбаның көлемі.

V (аликв. ) - анализденетін ерітіндінің аликватты көлемі.

градуирлеу графигі бойынша С₁(х) үшін ₁(х)-ті мольдік қасиет әдісі бойынша табылған с₂ (х) үшін ы, ₂(х)-ті әдісі бойынша табылған с₃(х) үшін ₃(х)-ті табу керек. Соңғы нәтиже ретінде үшеуіне ортақ мәнді аламыз.

Титрлеу әдістерінде кезектен қосылған титранттың өлшемі бойынша аналитикалық сигналды өлшейді, І=f(х) координаттарына графикалық тәуелділікті құрады, қисықтың сынығы бойынша эквивален нүктесіндегі көлемін анықтайды да, титриметрияның формулалары арқылы анализденетін ерітіндінің концентрациясын есептейді.
Кесте 17 - Талданатын ерітіндінің құрамындағы металдың концентрациясын С(Х) есептеңіз:

а) градуирленген қисықты тұрғызыңыз

б) тәжірибенің мәні бойынша колориметрияны анықтыңыз

№	Меⁿ⁺	с (ст. р), моль/л	I сигн.	I(х)	I (х+ст. )	с(ст. ) қоспа	V, алик.	V, мл өлш. .	m, г өлш-ді	V, мл жалп.
1.	Fe³⁺	0,210^-4	0,20	0,43	0,63	0,210^-4	5,0	50	0,5	250
		0,410^-4	0,40
		0,610^-4	0,59
		0,810^-4	0,78
2.	Zn²⁺	110^-5	0,10	0,09	0,195	110^-5	10	100	0,1	200
		210^-5	0,20
		310^-5	0,30
		410^-5	0,40
3.	Mn²⁺	0,410^-4	0,30	0,47	0,62	0,210^-4	2,0	50	1,0	100
		0,610^-4	0,45
		0,810^-4	0,60
		110^-3	0,75
4.	Cu²⁺	0,510^-5	0,15	0,28	0,43	0,510^-5	5,0	100	0,2	250
		110^-5	0,30
		1,510^-5	0,45
		210^-5	0,60
5.	Co²⁺	0,410^-5	0,47	0,81	1,04	0,210^-5	10	100	0,05	50
		0,610^-5	0,69
		0,810^-5	0,93
		110^-4	1,16

17 кестенің жалғасы

№	Меn+	с (ст. р), моль/л	I сигн.	I(х)	I (х+ст. )	с(ст. ) қоспа	V, алик.	V, мл өлш. .	m, г өлш-ді	V, мл жалп.
6.	Ni²⁺	0,510^-4	0,12	0,45	0,68	110^-4	1,0	50	2,0	100
		110^-4	0,23
		210^-4	0,46
		410^-4	0,93
7.	Cr³⁺	0,210^-5	0,23	0,55	0,78	0,210^-5	2,0	100	0,5	200
		0,410^-5	0,47
		0,610^-5	0,69
		0,810^-5	0,92
8.	Mo⁶⁺	0,510^-4	0,17	0,35	0,52	0,510^-4	5,0	50	5,0	100
		110^-4	0,33
		1,510^-4	0,50
		210^-4	0,67
9.	V⁵⁺	0,110^-3	0,34	0,92	1,26	0,110^-3	10	100	1,0	250
		0,210^-3	0,68
		0,310^-3	1,0
		0,510^-3	1,66
10	W⁶⁺	0,210^-4	0,11	0,09	0,32	0,410^-4	5,0	100	2,0	50
		0,410^-4	0,23
		0,610^-4	0,34
		0,810^-4	0,46
11	Cd²⁺	0,110^-4	0,45	0,82	1,74	0,210^-4	15	50	0,4	200
		0,210^-4	0,92
		0,310^-4	1,36
		0,410^-3	1,84
12	Fe²⁺	0,510^-4	0,23	0,46	0,69	0,510^-4	2,0	25	0,5	100
		110^-4	0,46
		1,510^-4	0,68
		210^-4	0,92
13	Cr⁶⁺	110^-5	0,14	0,29	0,43	110^-5	10	50	0,3	250
		210^-5	0,28
		310^-5	0,42
		410^-5	0,56
14	Ni²⁺	0,210^-4	0,075	0,15	0,225	0,210^-4	5,0	100	0,4	200
		0,410^-4	0,14
		0,610^-4	0,21
		0,810^-4	0,28
15	Cu²⁺	210^-5	0,36	0,32	1,04	410^-5	2,0	50	0,8	250
		410^-5	0,72
		610^-5	1,05
		810^-5	1,42

17 кестенің жалғасы

16	Co²⁺	110^-4	0,18	0,24	0,42	110^-4	1,0	25	1,2	100
		210^-4	0,35
		310^-4	0,53
		410^-4	0,71
17	Mo⁴⁺	0,110^-3	0,36	0,58	0,94	0,110^-3	10	100	1,5	50
		0,210^-3	0,72
		0,310^-3	1,05
		0,410^-3	1,42
18	Ti⁴⁺	0,210^-4	0,18	0,28	0,46	0,210^-4	2,0	100	2,5	250
		0,410^-4	0,36
		0,610^-4	0,53
		0,810^-4	0,71
19	Pt⁴⁺	0,110^-4	0,09	0,41	0,59	0,210^-4	10	50	5,0	200
		0,310^-4	0,27
		0,510^-4	0,44
		0,710^-4	0,62
20	Ce³⁺	0,410^-4	0,36	0,62	0,98	0,410^-4	5,0	100	1,0	50
		0,810^-4	0,72
		1,210^-4	1,05
		1,610^-4	1,42
21	Eu²⁺	0,110^-4	0,25	0,54	0,79	0,110^-4	2,0	50	0,5	100
		0,210^-4	0,5
		0,310^-4	0,75
		0,410^-4	1,0
22	Zn²⁺	110^-4	0,5	0,88	1,88	210^-4	5,0	25	2,0	250
		210^-4	1,0
		310^-4	1,5
		410^-4	2,0
23	La³⁺	0,310^-4	0,23	0,44	0,67	0,310^-4	15	100	0,2	50
		0,610^-4	0,45
		0,910^-4	0,68
		1,210^-4	0,9
24	Y³⁺	210^-5	0,075	0,17	0,32	410^-5	1,0	50	0,6	200
		410^-5	0,15
		610^-5	0,225
		810^-5	0,30
25	Cd²⁺	0,410^-4	0,5	0,8	1,8	0,810^-4	5,0	50	1,0	250
		0,810^-4	1,0
		1,210^-4	1,5
		1,610^-4	2,0

жүктеу/скачать 1,47 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 125 126 127 128 129 130 131 132 ... 135