Ózbekistan respublikasi joqari ha’M Órta arnawli tálim ministirligi berdaq atindagi qaraqalpaq mámleketlik universiteti

Potensiometrik analiz sanaattıń túrli tarawların ximiyalıq -analitik baqlawda hám elementlerdıń muǵdarın anıqlawda keń qollanıladı.
Potensiometriya usılı ótken ásirden málim bolsa -de, ol Zyorensen pH haqqındaǵı túsinikti pánge kirgizgennen (1909 -y.) keyin tez rawajlanıp ketti. Potensiometrik analiz tikkeley hám tikkeley bolmaǵan usıllarǵa bólinedi. Tikkeley potensiometriya usılında potensialdı belgileytuǵın elementtıń aktivligi elektrod potensialın anıqlaw tiykarında tabıladı. Bul usıl ionlardıń aktivligin tuwrıdan-tuwrı anıqlawǵa múmkinshilik beretuǵın birden-bir usıl esaplanadı. Ol tómendegi túrlerge bólinedi: pH-metriya — eritpelerdiń pH ma`nisi, kislota hám tiykarlardıń (protolitlarning) kislota -tıyanaqlı konstantalari, protolitik ózgeshelikke iye bolǵan kompleks birikpelerdiń turaqlılıq konstantalari hám sol sıyaqlılardı anıqlawǵa múmkinshilik beredi. Ionometriya —pH-metriyaning rawajlanıwı nátiyjesinde ǵárezsiz usıl retinde qáliplesken zamanagóy usıllardan biri. Bul usılda indikator elektrodı wazıypasın hár qıylı ion selektiv elektrodlar atqaradı.
Oksredmetriya — oksidleniw-qaytarılıw reaksiyaları hám oksred jupning potensialların tekseriwge tiykarlanǵan usıl bolıp, onıń járdeminde oksred jupning standart hám real potensialları, olar járdeminde bolsa hár qıylı konstantalar hám de kinetik shamalar anıqlanadı. Tikkeley potensiometrik usıllar ximiyalıq hám elektr ximiyalıq reaksiyada qatnasuvshı elektronlar sanı, ximiyalıq reaksiyalardıń stexiometrik hám aktivlik koefficiyentleri sıyaqlılardı anıqlaw imkaniyatın beredi. Tikkeley bolmaǵan potensiometriya usılı qısqa tárzde potensiometrik titrlash dep yuritilsa-de, tiykarınan titrlashning aqırǵı noqatın potensiometrik anıqlaw dep qaralmog'i kerek. Potensiometrik titrlash usılları kislota -tıyanaqlı (protolitometrik), oksidleniw-qaytarılıw (oksredmetrik), kompleksleniw hám sho'ktiriw reaksiyaları tiykarında elementlardı anıqlaw hám tekseriw ushın keń qollanıladı. Sol negizde elementlardıń konsentraciyasigina emes, bálki olardıń hár qıylı konstantalarini da anıqlaw múmkin.
Potensiometriya usılı tekseriletuǵın eritpediń elektrod potensialın ólshewge tiykarlanǵan. Nernst teńlemesine


RT E=E+ Ín a nF


qaray elektrod potensialı potensialdı belgileytuǵın M elementtıń aktivligine baylanıslı bolǵanlıǵı ushın elektrod potensialın ólshew járdeminde M elementtıń aktivligi (konsentraciyası ) anıqlanıwı múmkin. Elektrod potensialı menen aktivlik arasındaǵı bul baylanıslılıq boyınsha túrli sistemalar daǵı teń salmaqlılıq processlerin anıqlaw múmkin. Eger ximiyalıq reaksiya dawamında elektrod potensialı ózgerse, bul ózgeris járdeminde eritpe degi element konsentraciyasınıń ózgeriwin hám titrlashning aqırǵı noqatın tabıw múmkin.
Potensiometrik hám basqa ásbaplı (instrumental) titrlash usıllarınıń vizual usıllarǵa kóre bir qatar abzallıqları ámeldegi: 1) titrlashning
subyektiv qáteler derlik joǵaladı ; 2) anıqlawdıń seziwsheńligi talay joqarı boladı ; 3) ılaylı hám reńli eritpeler de ańsatǵana titrlanadi; 4) arnawlı bir sharayat jaratılǵanda eritpede bolǵan bir neshe element qospası siyasiy gruppalap titrlanadi; 5) titrlash procesi ańsatǵana avtomatlastırıladı. Titrlashning aqırǵı noqatı qasında elektr ximiyalıq indikator reaksiyalarınıń biri ekinshisi menen almasinadi, bunıń nátiyjesinde sistemanıń potensialı keskin sekrew menen ózgeredi.


Elektrod processleriniń mexanizmi. Potensiometriyada. tekseriletuǵın eritpelerge túsirilgen elektrodlardıń potensialları olshenedi. 1889 -jılda v. Nernst elektrod potensialınıń eritpe degi elementlar konsentraciyasına baylanıslılıǵınıń termodinamik mánisin tastıyıqladı. Házirgi dáwirde elektrod potensialı degende, salıstırıwlaw (tiykarlanıp, vodorod ) elektrodı menen qálegen oksidleniw-qaytarılıw yamasa basqa reaksiyaǵa uyqas elektrod arasında júzege keletuǵın elektr jurgiziwshi kúsh (e. yu. k.) túsiniledi. Sol negizde elektrodlardıń tómendegi tiykarǵı túrleri haqqında sóylew múmkin: 1) elektron almasinuvchi elektrodlar ; 2) elektron -ion almasinuvchi elektrodlar : 3) ion almasinuvchi elektrodlar. Eger qandayda bir oksidleniw-qaytarılıw jupi ámeldegi bolǵan eritpege inert (indifferent) metall elektrodı túsirilgen bolsa, sol metall sırtında arnawlı bir tezlik menen sistema daǵı oksidlengen hám qaytarılǵan elementlar arasında elektronlar almasinuvi Ox+ne+→→Red


baqlanadı. Bul reaksiya nátiyjesinde qaytarıwshınıń bir bólegi metallǵa elektron berip oksidlenedi, oksidlovchining bir bólegi bolsa elektron qabıl etip qaytarıladı. Bul hár eki reaksiya metall - eritpe fazaları shegarasında bir waqıtta júz boladı. Barinen burın, elektronlardıń qaytaruvchidan elektrodqa yamasa elektroddan oksidlovchiga ótiwi ámeldegi Ox/Red jupindegi elementlardıń konsentraciyasına muwapıq túrde ol yamasa beri jónelgen boladı. Bul processler nátiyjesinde elektrod -eritpe shegarasında artıqsha teris yamasa oń zaryad baqlanadı. Bul zaryad oksred juftning teń muǵdardaǵı qarsı zaryadlanǵan bólimlerin ózine tartadı. Bul qos elektr qabattıń payda bolıwına alıp keledi. Elektronlardıń tasılıw tezlikleri teńlesgen waqıtta sistemada jıldam (dinamikalıq ) teń salmaqlılıq ornatıladı. Elektroddıń sol waqıttaǵı potensialı teń salmaqlılıqtaǵı elektrod potensialı (E) dep ataladı ; bul potensial sistema strukturalıq bólimleriniń elektrod aldı qabatlar daǵı aktivliklari (a, hám a,) qatnasına baylanıslı bolıp, Nernst teńlemesi járdeminde Red tómendegishe ańlatıladı :
Reaksiyada qatnasıw etiwshi elementlar retinde oksidleytuǵın, qaytarıwshı, vodorod hám basqa ionlar, erituvchi molekulaları, metall, metall oksidi, kem eriwsheń birikpe, gazlar hám basqalar bolıwı múmkin. Sonı da aytıw kerek, aktivligi turaqlı bolǵan qattı faza, gazlar hám erituvchi molekulaları Nernst teńlemesine kirmaydi. Elektroddıń elektron alıw hám beriw processleri tezlikleri óz-ara proporcional boladı. Elektronlardıń almasınıw tezligi qansha úlken bolsa, elektrodlarda turaqlı potensial sonsha tez qarar tabadı. Elektrod processleriniń tezligi úlken bolǵan oksred jup qaytar jup dep ataladı. Bunday jup ushın potensial teń salmaqlılıq jaǵdayıdagiga salıstırǵanda salgina ózgertirilse, elektrod procesiniń tezligi keskin ózgeredi. Elektrod processleriniń tezligi kishi bolǵan oksred jup qaytmas jup dep júritiledi. Qaytmas sistemalarda teń salmaqlılıq potensialı aste qarar tabadı hám ol basqa faktorlarǵa baylanıslı bolǵanlıǵı ushın turaqlı bolmaydı. Bunday sistemalarda reaksiyanıń tezligin asırıw ushın potensialdı teń salmaqlılıq jaǵdayıdagiga salıstırǵanda talay mániske kóteriw talap etiledi. Eritpede oksidleniw-qaytarılıwǵa beyim (elektr aktiv) bolǵan elementlar bolmasa da elektrod arnawlı bir potensialǵa ıntıladı. Mısalı, elektr aktiv bolmaǵan natriy perxlorat eritpesinde júzege keletuǵın potensial az muǵdardaǵı hár qıylı qosımshalar (erigen kislorod, erituvchi molekulalarınıń razryadı, basqa elementlar ) arasında almasinuvchi elektronlar sanına baylanıslı boladı. Bul faktorlar ózgeriwshen bolǵanlıǵı ushın elektroddıń potensialı da biyqarar boladı hám ol aste menen qarar tabadı. Bul potensialǵa eritpeni aralastırıw tezligi hám de elektroddıń materialı, sirt maydanınıń jaǵdayı hám úlkenligi, onıń eritpede jaylastırılıwı tásir kórsetedi. Sonday sharayatta júzege keletuǵın potensial aralas potensial dep ataladı. Qaytmas sistemalarda elektrod processleriniń tezligi kishi bolǵanlıǵı ushın bul faktorlar tez bilinedi. Aralas potensial eritpede qaytar oksred jup elementlarınan biri kóp, ekinshisi bolsa asa kem muǵdarda (mısalı, 10 M hám odan kem) bolǵanında da baqlanadı. Nernst teńlemesine kóre, eritpede oksred juftning strukturalıq hismlaridan qandayda-birı qatnasıw etpese, elektroddıń potensialı tap mániske ıyelewi kerek. Biraq ámelde potensialdıń qanday da anıq ma`nisi baqlanadıki, ol keltirilgen formulalar járdeminde anıqlama bernmaydi, onı tek tájiriybede anıqlaw múmkin. Eritpe degi elementlar arasında tiyisli reaksiyalar júz bolıp, nátiyjede eritpede kem muǵdarda bolsa -de, oksred jup payda boladı hám arnawlı bir teń salmaqlılıq qarar tabadı. Aqıbette potensialdıń sheklengen teń salmaqlılıqtaǵı ma`nisine jılısıwı baqlanadı. Júzege keletuǵın aralas potensialdıń bul túrine to'yingan potensial dep ataladı. To'yingan potensial potensiometrik titrlashda. ekvivalentlik noqatı qasında júzege keledi, onı ólshewge urınıw bolsa paydasız bolıp tabıladı.