39 mavzu: Potensiometriya. Kuchli yoki kuchsiz kislotalarni va ishqorlar miqdorini aniqlash

1- ish. Eritmadagi vodorod ioni miqdori [H⁺]ni aniqlash
(pH-metriya )
Tajriba ishi eritmadagi vodorod ionlariga nisbatan qaytar ishlaydigan shisha elektrodi va kumush-hloridli elektrod yordamida tuzilgan galьvanik elementning elektr yurituvchi kuchini o’lchashga asoslangan. Buning uchun quyidagi tizimda galьvanik element tuziladi:

Shisha elektrod	Tekshirilayotgan eritma	Kumush hloridli elektrod
Indikator elektrod		Solishtirma elektrod

Ushbu galvanik elementda yuzaga keladigan potenciallar farqi E  (EYK) va pH o’rtasidagi bog’lanish:
ЭЮК = Е = Е_{solishtirma el-d} - Е_{shisha el-d}= - 0,059 lg [H⁺] = 0,059 pH ga teng (1)

Shisha elektrodni darajalash

Kerakli asbob – uskuna va reaktivlar:
1) рН – metr; 2) indikator elektrod (shisha elektrod); 3) solishtirma elektrod (kumush hloridli elektrod); 4) 6 dona 50 ml .li stakancha; 5) filьtr qog’oz; 6) yuvgich; 7) 1 dona 500 ml.li stakan;
8) standart bufer eritmalar (pH = 1,68; 3,56; 4,01; 6,86; 9,18; 12,34).

Ionometr
Ishni bajarish tartibi: Shisha elektrodni darajalash nima degani? Ma`lumki, elektrodlardagi yuzaga keladigan potenciallar farqi - EYuKning qiymati bilan eritmadagi vodorod ionlari konsentrasiya o’rtasida (1) formulaga muvofiq o’zaro bog’liqlik bor. Shu bog’liqlik (E – pH) ni amalda saqlanib qolganini tekshirish «elektrod (shisha)ni darajalash» deyiladi. Shisha elektrodni darajalash uchun pH qiymati doimiy va juda aniq bo’lgan bufer eritmalarda elektrodning potencial qiymati o’lchanadi. Bunda pH qiymati eng kichik bo’lgan eritmadan boshlab, avval eritmaning pH i, keyin esa shu pH ga to’g’ri kelgan potencial – E ning qiymati o’lchanib (qolgan eritmalarda ham huddi shunday) olingan natijalar quyidagi jadval ko’rinishida rasmiylashtiriladi.

рН – bufer eritma (naz)	1,68	3,56	4,01	6,86	9,18	12,34
рН – bufer eritma (o’lchangan)
Eх – buffer eritma potenciali (mV)

Jadvaldagi qiymatlardan foydalanib, «darajalash grafigi» chiziladi. Buning uchun koordinatalar sistemasining «u – ordinata o’qi» ga potencial (±E) qiymatlari, «х – abscissa o’qi»ning «0» nolь nuqtasidan boshlab pH qiymatlari qo’yiladi va rasmdagidek grafik chiziladi.

Grafikdan foydalanib, «shisha elektrodning funkciyasi» hisoblanadi. Eritmaning pH i 1 birlikka o’zgarganda elektrodning potenciali necha mV (`ki V) ga o’zgarishi elektrodning funkciyasi deyiladi va u quyidagicha hisoblanadi:

Agar elektrodning funkciyasi 59  1 mV qiymatga teng bo’lsa, bu elektrod to’g’ri ishlaydi, deb hisoblanadi.
Potenciometrik (kislota – asosli) titrlash.
Potenciometrik titrlash usuli bilan eritmadagi oksidlovchi, qaytaruvchi, asos va kislotalarning miqdori aniqlanadi. Ayniqsa, oziq-ovqat mahsulotlari ishlab chiqarishda foydalaniladigan ko’pchilik eritmalarda kislota va asos (ishqor) larning miqdorini aniqlashga to’g’ri keladi. Shu sababli dastlab eritmalardagi kislota yoki asos miqdorini aniqlash usuli bilan tanishib chiqamiz (5-chizma).

5-chizma. Potenciometrik titrlash uchun qurilma.

1-magnitli aralshtirgich; 2-yacheyka; 3-indikator elektrod;
4-byuretka; 5-kumush hloridli elektrodi; 6-pH-metr

Eritmadagi kuchsiz kislota va kuchsiz asos miqdorining potenciometrik titrlash usuli bilan aniqlash ham eritmadagi H⁺ va OH^- ionlari o’rtasida boradigan neytrallanish reaksiyasiga asoslangan:

Н⁺ + ОН^- = Н₂О
Н₃О⁺ + ОН^- = 2Н₂О
Reaksiya natijasida eritmadagi H⁺ (H₃O^-) ionlari miqdori o’zgaradi. H⁺ - ioni qiymatining o’zgarishi esa E = 0,059 lg [H⁺] formulaga muvofiq eritmaga tushirilgan shisha elektrodning potencial o’zgarishiga olib keladi. Eritmada [H⁺] = [OH^-] bo’lganda elektrodlar sistemasida yuzaga keladigan potenciallar ayirmasi keskin o’zgaradi, ya`ni potencial sakrash ro’y beradi. Shu holat titrlashning ekvivalent nuqtasi hisoblanadi.
Tajriba: NaOH ning titrini aniqlash.