როდესაც ქიმიკოსებმა უნდა იპოვონ ხსნარში გახსნილი ნივთიერების კონცენტრაცია, ისინი ხშირად იყენებენ ტექნიკას, სახელწოდებით ტიტრირება. ქიმიკატის დამატებით, რომელიც რეაგირებს ხსნადთან, სანამ ყველა ხსნადი ნივთიერება განეიტრალდება, ქიმიკოსს შეუძლია დაადგინოს რამდენი იყო თავდაპირველად - და შესაბამისად, ხსნარის კონცენტრაცია. მჟავებთან და ბაზებთან ტიტრაციის პრობლემები საშინაო დავალებების და ქიმიის კლასში ჩატარებული ტესტების საერთო დავალებებია.
დაადგინეთ, არის თუ არა ანალიტი (ხსნარში გახსნილი ქიმიური ნივთიერება) და ტიტრანტი (ხსნარის გასანეიტრალებლად დამატებული ქიმიური ნივთიერება) ძლიერი მჟავები ან ფუძეებია. მჟავა არის ნივთიერება, რომელიც იძლევა პროტონს, ხოლო ფუძე არის ნივთიერება, რომელიც იღებს პროტონს. თუ ხსნადი ნივთიერება არის ფუძე, ტიტრანტი იქნება მჟავა და პირიქით. მარილმჟავა, აზოტის მჟავა, გოგირდმჟავა, პერქლორინის მჟავა, ჰიდრობრომმჟავა და ჰიდროიოდული მჟავა გავრცელებულია ძლიერი მჟავები, ხოლო ლითიუმი, ნატრიუმი, კალიუმი, რუბიდიუმი, კალციუმი, სტრონციუმი და ბარიუმის ჰიდროქსიდები ძლიერი ფუძეებია. საერთო მჟავებისა და ბაზების ჩამონათვალისთვის იხილეთ რესურსების განყოფილების ბმული.
დაადგინეთ, ტიტრირების რეაქციის პროდუქტი იქნება ნეიტრალური მარილი ან ძირითადი / მჟავე მარილი. როდესაც ძლიერი ფუძე და ძლიერი მჟავა რეაგირებენ, პროდუქტი არის ნეიტრალური მარილი (მარილი pH 7); რეაქცია მარილმჟავას და ნატრიუმის ჰიდროქსიდს შორის, მაგალითად, იძლევა ნატრიუმის ქლორიდს, რომელიც არც ძირითადი და არც მჟავეა. ძლიერი მჟავა, რომელიც რეაგირებს სუსტ ფუძესთან, წარმოქმნის მჟავე მარილს, ხოლო ძლიერი ფუძე, რომელიც რეაგირებს სუსტ მჟავას, ქმნის ძირითად მარილს. ტიტრაცია ძნელად შესრულებულა სუსტი მჟავისა და სუსტი ფუძის კომბინაციით, რადგან ამ ტიპის ტიტრაციისთვის ექვივალენტურობის წერტილის პოვნა უფრო რთული იქნებოდა.
დაწერეთ რა იცით და გაერკვიეთ რას ითხოვს პრობლემა. ჩვეულებრივ, ამგვარი საშინაო დავალების ან ტესტის პრობლემა მოგცემთ ტიტრანტის და ანალიზატორის ვინაობას, ანალიზის მოცულობას და ტიტრანტის კონცენტრაციას. პრობლემამ შეიძლება მოგცეთ ტიტრანტის ოდენობა, რაც საჭიროა ექვივალენტურობის მისაღწევად (წერტილი, სადაც განხსნეს ყველა ხსნადი ნივთიერება) და მოგთხოვოთ იპოვოთ pH ექვივალენტურობა და ორიგინალური ხსნარის კონცენტრაცია, ან შესაძლოა მოგცეთ კონცენტრაცია როგორც ტიტრანში, ასევე ხსნარში, შემდეგ მოგთხოვთ pH რეაქცია. თითოეული ტიპის პრობლემა განსხვავებულ სტრატეგიას მოითხოვს.
დაწერეთ დაბალანსებული ქიმიური განტოლება მჟავას და ფუძეს შორის რეაქციისთვის (ეს ჩვეულებრივ მოგეცემათ პრობლემასაც). განსაზღვრეთ რეაქტივების თანაფარდობა ქიმიური განტოლების გამოყენებით, ანუ რამდენი ქიმიკატების რამდენი მოლეკულაა საჭირო მეორის ერთ მოლეკასთან რეაგირებისთვის.
გამოიყენეთ მონაცემები, რომლითაც გამოთვალეთ pH რეაქციის თითოეულ საფეხურზე, თუ პრობლემა მოგთხოვთ ამას (თუ არა, გამოტოვეთ ეს ნაბიჯი და გადადით მე -6 ეტაპზე). ანალიზატორისა და ტიტრანტის იდენტურობიდან გამომდინარე, არსებობს ოთხი შესაძლებლობა.
1) თუ ანალიტი ძლიერი მჟავაა და ტიტრანტი ძლიერი ფუძეა, pH მხოლოდ ანალიზის კონცენტრაციის უარყოფითი ჟურნალია. ანალიზის კონცენტრაციის მოსაძებნად, ამ ეტაპზე გამოკლება ტიტრანტის მოლების რაოდენობის გამოყოფა, შემდეგ გაყოფა მთლიანი მოცულობის მიხედვით (ანალიზის საწყისი მოცულობა + დამატებული ტიტანის მოცულობა).
2) თუ ანალიტი ძლიერი ფუძეა და ტიტრანტი ძლიერი მჟავაა, ნაბიჯები რომელსაც მიჰყვებით იგივეა როგორც (1) -ში, გარდა იმისა, რომ ანალიზის კონცენტრაციის უარყოფითი ჟურნალი მოგცემთ pOH- ს ნაცვლად pH POH- ის pH- ზე გადასაყვანად გამოაკელით იგი 14-დან.
3) თუ ანალიტი სუსტი მჟავაა და ტიტრანტი ძლიერი ფუძეა, გამოიყენეთ ჰენდერსონ-ჰასელბალკის განტოლება, pH = pKa + log ([კონიუგირებული ფუძის კონცენტრაცია] / დარჩენილი სუსტი მჟავის კონცენტრაცია). კონიუგირებული ფუძის ოდენობა უდრის ტირანტის რაოდენობას, რომელიც აქამდე დაამატეთ; დაყავით იგი მთლიანი მოცულობით, რომ იპოვოთ კონცენტრაცია. ბევრი სუსტი მჟავის pKa მნიშვნელობები ჩამოთვლილია ცხრილში, რომელსაც უკავშირდება რესურსების განყოფილება.
4) თუ ანალიტი არის სუსტი ფუძე და ტიტრანტი ძლიერი მჟავაა, გამოიყენეთ სხვა ფორმის ფორმა ჰენდერსონ-ჰასელბალკის განტოლება, pOH = pKb + log ([კონიუგირებული მჟავის კონცენტრაცია] / დარჩენილი სუსტი ფუძე კონცენტრაცია). შემდეგ pOH– დან გადაიყვანეთ pH– ზე 14 – ით გამოკლებით.
იპოვნეთ pH ეკვივალენტურობის დროს, თუ პრობლემა ამას მოგთხოვთ. ძლიერი მჟავისთვის, რომელიც ძლიერი ფუძესთან არის დაწყვილებული, pH ექვივალენტურობის დროს არის 7. ძლიერი მჟავას ტიტრანტის და სუსტი ფუძის ანალიზისთვის აიღეთ თავდაპირველად არსებული სუსტი ფუძის მოლების რაოდენობა და დაყავით ახალი მთლიანი მოცულობის მიხედვით (ანალიზის ორიგინალური მოცულობა + ტიტრანტის მოცულობა დაემატა ეკვივალენტურობის მისაღწევად) კონცენტრაციის მოსაძებნად, შემდეგ მიიღეთ უარყოფითი ჟურნალი კონცენტრაცია. ძლიერი ფუძის ტიტანის პროცედურა სუსტი მჟავას ანალიზით იგივეა, გარდა იმ შემთხვევისა, როდესაც ერთხელ მიიღებთ უარყოფითი ჟურნალი გექნებათ pOH ვიდრე pH, ასე რომ თქვენ უნდა გადააკეთოთ pH pH– ით გამოკლებით 14.
იპოვნეთ ანალიზის ორიგინალური კონცენტრაცია, თუ პრობლემა ამას მოგთხოვთ. ტიტრანტის მოცულობა დაემატა ეკვივალენტობის მისაღწევად გამრავლებული ტიტრანტის მოლარობაზე ან კონცენტრაციაზე მოგეცემათ დამატებული ტიტრანის მოლების რაოდენობა. დამატებული ტიტრანის მოლების რაოდენობა, გამრავლებული იმ რეაქციებს შორის თანაფარდობით, რომლებიც თქვენ იპოვნეთ მე -4 ეტაპზე, უდრის თავდაპირველად არსებული ანალიზის მოლების რაოდენობას. ანალტის მოლის რაოდენობის გაყოფა ანალიზის ორიგინალ მოცულობაზე, ანალიზის კონცენტრაციის დასადგენად.
Რჩევები
ეს პროცედურა ითვალისწინებს 1 – დან 1 – მდე თანაფარდობას მჟავას და ფუძეს შორის განეიტრალების რეაქციაში - რაც, როგორც წესი, არის ერთგვარი პრობლემა, რომელსაც დაინახავთ ზოგადი ქიმიის ვიქტორინაში.
გაფრთხილებები
ეკვივალენტურობამდე ან მის წინ კონცენტრაციების პოვნისას გაითვალისწინეთ თქვენ დამატებული ტიტრანტის მოცულობა.