лек 9

1. ҚАРАҒАНДЫ МЕДИЦИНА УНИВЕРСИТЕТІ

ДӘРІС
Тақырыбы: Тотығу-тотықсыздану титрлеу.
Реакцияларға қойылатын талаптар.
Индикаторлар.
Дәріскер: х.ғ.к. Махмутова А.С.

2.

Мақсаты: Титриметрияда қолданылатын тотығутотықсыздану
реакцияларының
жіктелуімен,
индикаторлармен және оларға қойылатын талаптармен
танысу.
Дәріс жоспары:
1. Редокс әдістер
2. Редокс реакциялары индикаторлары
3. Титрлеу қисықтары
4. Редокс реакциялар бағыты

3.

Тотығу-тотықсыздану титрлеу әдістері
әрекеттесуші заттардың тотығу дәрежесінің
өзгеруімен байланысты реакцияларға немесе
тотығу-тотықсыздану
реакцияларына
редоксиметрия, оксидиметрияға негізделген.

4.

Қазіргі уақытқа тотығу-тотықсыздану титрлеу әдістерінің
жіктелуі тиісті титрантты қолдануға негізделген.
Оксидиметрия – тотықсыздандырғаштарды стандартты
тотықтырғыштырмен титрлеу барасында анықтау. Ең кең
тараған тотықтырғыштар перманганат, хромат (бихромат),
ванадат, церий (IV), бромат, иодат, иод, темір (III) және т.б.
болып табылады.
Редоксиметрия – тотықтырғыштырды стандартты
тотықсыздандырғаштармен титрлеу барасында анықтау.
Тотықсыздандырғыштан жие иод, тиосульфат, иодид,
сутек пероксиді, темір (II), аскарбин қышқылы және сирек
басқа да тотықсыздандырғыштар колданылады.

5.

Жүз мыңнан астам тотығу-тотықсыздану реакциялар
белгілі, бірақ осынша көптіктен төмендегі талапқа жауап
беретін реакциялар ғана пайдаланылады:
олар соңына дейін тез және стехиометриялық түрде өтуі
керек,
белгілі химиялық кұрамдағы (формулалар) өнімдер түзуі
кажет,
титрлеудің соңғы нүктесін дәл белгілеуге мүмкіндікті
туғызатын болуы кажет,
зерттелетін ерітіндідегі қосымша өнімдермен және басқа
заттармен титранттар реакцияға түспеуі керек.

6.

Тотығу-тотықсыздану титрлеу барасында тотығутотықсыздану потенциалы өзгереді. Потенциал тотығутотыксыздану қабілетінің өлшемі болып табылады және
Нернст теңдеуі бойынша есептеледі:
A
a
RT
E E0
ln Box
nF a red
Мұндағы: Е – нақты жүйенің редокс-потенциалы, В;
Е0 – стандартты редокс-потенциалы, В;
Т – абсолютты температурасы, К;
n – тотығу-тотықсыздану реакциядағы қатысатын электрондардың
саны;
R – әмбебап газ тұрақтысы, 8,312 Дж/(моль.К);
F – Фарадей тұрақтысы, 96500 Кл;
B- редокс жұптың тотыққан тотықсызданған түрлерінің
a oxA , a red
белсенділіктері, моль/дм3.

7.

Тотығу-тотықсыздану титрлеуде тура, кері және орын
басу әдістері қолданылады.
Тура титрлеу реакцияның жылдамдығы жоғары, ал
ЭҚК > 0,4В болған кезде қолданылады.
Егер реакция баяу жүрсе және оның аяқталуының
уақыт
қажет
болғанда,
сол
сияқты
титрантпен
әрекеттеспейтін ұшқыш заттарды анықтау үшін кері
титрлеуді
қолданады.
Мысалы,
сульфид-иондарын
йодометрия әдісімен анықтаған кезде ерітіндіге дәл
өлшеммен алынған стандартты йод ерітіндісінің артық
мөлшерін қосады да, оның қалдығын стандартты натрий
тиосульфаты ерітіндісімен титрлейді.
Егер реакция стехиометриялық емес немесе
анықтылатын зат титрантпен әрекеттеспейтін болса, титрлеу
орын басу әдісі бойынша жүргізіледі.

8.

Редоксиметриялық анықтауларда эквиваленттік нүктеде
әрекеттесетін компонент бояуының өзгеруінен немесе
редокси-индикаторлардың көмегімен анықтауға болады.

9.

Тотығу-тотықсыздану титрлеуде индикаторларды титрлеу
қисықтары бойынша таңдайды. Титрлеу қисықтары тотығутотықсыздану потенциалы Е – V (қосылған тирант ерітіндінің
көлемі) координаталармен құрылады.
Эквиваленттік нүктеге дейін анықталатын заттың
потенциалы Нернст теңдеуі бойынша есептейді.
Эквиваленттік
нүктедегі
жүйінің
потенциалы
анықталатын затпен бірге
титранттың қатысуымен
анықталады. Оны келесі теңдеу бойынша есептеуге болады:
E
z1 E
z2 Е
z1 z 2
0
Ox
0
Re d

10.

10,0 см3 0,1 н FeSO4 ерітіндісі 0,1 н Ce(SO4)2 ерітіндісімен
титрлеудің қисығын қарастырайық. Титрлеудің барасында
жүретін реакция:
Fe2+ + Ce4+ = Fe3+ + Ce3+
E Fe3 / Fe2 0.77 B;
ECe 4 / Ce 3 1.44 B
Эквиваленттік нүктеге дейінгі потенциал келесі теңдеу
бойынша есептейміз:
0.059 [ Fe3 ]
EFe3 / Fe2 0.77
ln
1
[ Fe2 ]
3
[ Fe ]
мұндағы
NCe ( SO4 )2 VCe ( SO4 )2
VFeSO4 VCe ( SO4 )2
2
[ Fe ]
N FeSO4 VFeSO4 NCe ( SO4 )2 VCe ( SO4 )2
VFeSO4 VCe ( SO4 )2

11.

Онда 0,1 см3 0,1 н Ce(SO4)2 ерітіндісін қосқан кезде
тотығу-тотықсыздану потенциалы
0.059
0,1 0,1
EFe3 / Fe2 0.77
lg
0,65 B
1
0,1 10,0 0,1 0,1
ал 5 см3 0,1 н Ce(SO4)2 ерітіндісін қосқан кезде
EFe3 / Fe2 0.77
және т.с.с.
0.059
0,1 5,0
lg
0,77 B
1
0,1 10,0 0,1 5,0

12.

Эквиваленттік нүктедегі, 10 см3 0,1 н FeSO4 ерітіндісіне
10,0 см3 0,1 н Ce(SO4)2 ерітіндісін қосқан кезде,
потенциалы
E
0
0
z1 ECe
z
Е
4
2
/ Ce 3
Fe3 / Fe2
z1 z 2
1 1,45 1 0,77
1,11 B
1 1
Эквиваленттік нүктеден кейін ерітіндіде артық мөлшерде
титрант болады, сондықтан потенциалы келесі теңдеуі
арқылы есептеледі:
0,059 [Ce4 ]
ECe 4 / Ce 3 1,44
ln
1
[Ce3 ]

13.

Олай болса10,01 см3 0,1 н Ce(SO4)2 ерітіндісін қосқан кезде
потенциалы
0,059 0,1 (10,01 10,00)
ECe 4 / Ce 3 1,44
ln
1,27 B
1
0,1 10,00
ал 10,10см3
потенциал
0,1 н Ce(SO4)2 ерітіндісі қосқан кезде
ECe 4 / Ce 3 1,44
0,059 0,1 (10,10 10,00)
ln
1,33 B
1
0,1 10,00

14.

Алынған нәтижелері бойынша
титрлеу қисығын құрастырып оның
секіруін анықтауға болады.
Потенциалдың кенеттен секіруі
эквиваленттік нүктені анықтау үшін
не потенциометриялық өлшеулерді
немесе потенциал өзгергенде түсі
өзгеретін индикаторларды қолдануға
мүмкіндік жасайды.

15.

Тотығу-тотықсыздану
реакцияларының
жүру
мүмкіндігін анықтау үшін реакцияның ЭҚК (Е) есептеу
керек.
ЭҚК (Е) ═ φ0Т-Ш – φ0Т-С-З
Егер реакцияның ЭҚК Е > 0 болса, реакция жүреді,
себебі осы жағдайда мына формула:
ΔG0 = - nFE
бойынша ΔG0 < 0 болады.

16.

НАЗАРЛАРЫҢЫЗҒА РАХМЕТ!