mani24 29665 اشتراک گذاری ارسال شده در 19 آذر، ۱۳۹۱ مقدمه تیتر کردن از روشهای تجزیه حجمی است. در تجزیه حجمی ابتدا جسم را حل کرده و حجم معینی از محلول آن را با محلول دیگری که غلظت آن مشخص است که همان محلول استاندارد نامیده میشود، میسنجند. در تیتراسیون محلول استاندارد بهطور آهسته از یک بورت به محلول حاوی حجم مشخص یا وزن مشخص از ماده حل شده اضافه میشود. افزایش محلول استاندارد ، آنقدر ادامه مییابد تا مقدار آن از نظر اکیوالان برابر مقدار جسم حل شده شود. نقطه اکیوالان نقطه ای است که در آن ، مقدار محلول استاندارد افزوده شده از نظر شیمیایی برابر با مقدار حجم مورد نظر در محلول مجهول است. این نقطه را نقطه پایان عمل از نظر تئوری یا نقطه هم ارزی نیز میگویند. روش تیتر کردن در عمل تیتر کردن ، محلول استاندارد را از یک بورت به محلولی که باید غلظت آن اندازه گرفته میشود، میافزایند و این عمل تا وقتی ادامه دارد تا واکنش شیمیایی بین محلول استاندارد و تیتر شونده کامل شود. سپس با استفاده از حجم و غلظت محلول استاندارد و حجم محلول تیتر شونده ، غلظت محلول تیتر شونده را حساب میکنند. یک مثال نقطه اکیوالان در عمل تیتر کردن NaCl با نقره تیترات وقتی مشخص میشود که برای هر وزن فرمولی -Cl در محیط یک وزن فرمول +Ag وارد محیط عمل شده باشد و یا در تیتر کردن ، سولفوریک اسید (H2SO4 ) با سدیم هیدروکسید ( NaOH ) نقطه اکیوالان وقتی پدید میآید که دو وزن فرمولی اسید و دو وزن فرمولی باز وارد محیط عمل شوند. تشخیص نقطه اکیوالان نقطه اکیوالان در عمل بوسیله تغییر فیزیکی ( مثلا تغییر رنگ ) شناخته میشود. نقطه ای که این تغییر رنگ در آن روی میدهد، نقطه پایان تیتر کردن است. در تیتراسیون اسید و باز شناساگرها برای تعیین زمان حصول نقطه اکیوالان بکار میروند. تغییر رنگ معرف ، نشانگر نقطه پایانی تیتراسیون میباشد. بر حسب واکنشهایی که بین محلول تیتر شونده و استاندارد صورت میگیرد، تجزیههای حجمی (تیتراسیون) به دو دسته تقسیم میشوند: انواع تیتر کردن ا• روشهایی که بر اساس ترکیب یونها هستند. یعنی تغییر ظرفیت در فعل و انفعالات مربوط به آن صورت نمیگیرد. این روشها عبارت اند از: 1. واکنشهای خنثی شدن یا واکنشهای اسید و باز 2. واکنشهای رسوبی 3. واکنشهایی که تولید ترکیبات کمپلکس میکنند. • روشهایی که بر اساس انتقال الکترون هستند؛ مانند واکنشهای اکسایش و کاهش تیتر کردن واکنش های اسید و باز یا خنثی شدن تیتر کردن ، عبارت است از تعیین مقدار اسید یا باز موجود در یک محلول که با افزایش تدریجی یک باز به غلظت مشخص یا بر عکس انجام میگیرد. موقعی که محلول یک باز دارای یونهای -OH است به محلول اسید اضافه کنیم، واکنش خنثی شدن انجام میشود OH- + H3O+ -----> 2H2O محاسبات معمولا حجم مشخص (V) از محلول اسید با نرمالیته مجهول (N) انتخاب کرده ، بهکمک یک بورت مدرج بهتدریج محلو ل یک باز به نرمالیته مشخص (N) به آن اضافه میکنند. عمل خنثی شدن وقتی کامل است که مقدار اکیوالان گرم های باز مصرفی برابر مقدار اکیوالان گرم های اسید موجود در محلول شود. برای این که عمل تیتراسیون بدقت انجام شود، باید عمل افزایش محلول باز درست موقعی متوقف گردد که تساوی فوق برقرار شود. روش معمول و همگانی برای تعیین پایان تیتراسیون استفاده از شناساگرهاست. دستگاه PH متر نیز برای محاسبات دقیق در تعیین نقطه اکی والان کاربرد دارد. واکنش خنثی شدن دید کلی تیتراسیونهای خنثیشدن بطور گسترده در تعیین غلظت آنالیتهایی کاربرد دارند که یا اسید و یا باز هستند، یا با استفاده از روشهای مناسب به چنین گونههایی تبدیل میشوند. آب ، حلال معمول برای تیتراسیون خنثیشدن است، زیرا بسادگی در دسترس و ارزان و غیرسمی است. پایین بودن ضریب انبساط دمایی آن یک خاصیت اضافی دیگر است. ولی بعضی از آنالیتها در محیط آبی قابل تیتر کردن نیستند، زیرا انحلالپذیری آنها بسیار پایین است، یا چون قدرتهای اسیدی یا بازی آن چندان زیاد نیست که نقاط پایان رضایت بخشی را فراهم کنند. غلظت چنین موادی را اغلب میتوان با تیتر کردن آنها در حلال دیگر به غیر از آب تعیین کرد. نظریه تیتراسیونهای خنثیکردن محلولهای استاندارد اسیدها و بازهای قوی را بطور گستردهای برای تعیین آنالیتهایی بکار میبرند که خود اسید یا بازند یا میتوانند با اعمال شیمیایی به چنین گونههایی تبدیل شوند. واکنشگرها برای واکنشهای خنثیشدن محلولهای استاندارد برای تیتراسیونهای خنثی شدن همواره از اسیدها یا بازهای قوی تهیه میشوند، زیرا این نوع واکنشگرها تیزترین نقطه پایانی را ارائه میکنند. محلولهای استاندارد محلولهای استاندارد بکار گرفته شده در تیتراسیونهای خنثی شده ، اسیدهای قوی یا بازهای قوی هستند. زیرا این اجسام در مقایسه با اسیدهای ضعیف و بازهای ضعیف بطور کاملتر با آنالیت واکنش میدهند. اسیدهای استاندارد از اسید هیدرو کلرویک ، اسید پرکلریک و اسید سولفوریک تهیه میشوند. اسید نیتریک بندرت بکار برده میشود، زیرا خاصیت آن بعنوان یک اکسنده ، عامل بالقوهای برای واکنشهای جانبی ناخواسته است. باید بخاطر داشت که محلولهای گرم و غلیظ اسید سولفوریک و اسید پرکلریک نیز عوامل اکسنده مستعدی هستند و بنابراین پرخطرند. بنابرین ، خوشبختانه ، محلولهای رقیق این واکنشگرها نسبتا بیخطرند و میتوانند بدون احتیاطهای خاص بجز محافظت چشم ، در آزمایشهای شیمی تجزیهای بکار برده شوند. محلولهای استاندارد بازی معمولا از هیدروکسید سدیم ، هیدروکسید پتاسیم و گهگاه از هیدروکسید باریم تهیه میشوند. مجددا ، هنگام کار با این واکنشگرها و محلولهای آنها باید همیشه چشمها محافظت شوند. نظریه رفتار شناساگر بسیاری از اجسام طبیعی و سنتزی ، رنگهایی از خود نشان میدهند که به PH محلولی که این اجسام در آن حل شدهاند، بستگی دارند. برخی از این اجسام که طی قرنها برای نشان دادن خاصیت قلیایی یا اسیدی آب بکار برده شدهاند، در سالهای اخیر بعنوان شناساگر اسید و باز بکار گرفته میشوند. بطور کلی ، شناساگرهای اسید و باز ، اسیدها و بازهای ضعیف آلی هستند که بسته به تفکیک یا تجمع ، متحمل تغییرات ساختاری درونی میشوند که به تغییر در رنگ منجر میشود. کاربردهای نوعی تیتراسیونهای خنثیشدن تیتراسیونهای خنثیشدن در اندازه گیری آن دسته از گونههای بیشمار معدنی ، آلی و زیستی که خواص اسیدی یا بازی ذاتی دارند بکار برده میشوند. ولی کاربردهای بسیاری به همان اندازه اهمیت وجود دارند که در آنها ترکیب مورد تجزیه با یک واکنشگر مناسب به یک اسید یا باز تبدیل و سپس با یک باز یا اسید قوی استاندارد تیتر میشود. دو نوع عمده از نقاط پایانی بطور گسترده در تیتراسیونهای خنثیشدن بکار برده میشود. نوع اول یک نقطه پایانی بصری است و بر پایه تغییر رنگ شناساگر قرار دارد. نوع دوم یک نقطه پایانی پتانسیومتری است که در آن پتانسیل یک سیستم الکترود شیشه - کامومل با یک وسیله اندازه گیری ولتاژ تعیین میشود. پتانسیل اندازه گیری شده مستقیما متناسب با PH است. 3 لینک به دیدگاه
mani24 29665 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 19 آذر، ۱۳۹۱ تجزیه عنصری تعدادی از عناصر مهم را که در سیستمهای آلی و زیستی دخالت میکنند، میتوان به سهولت با روشهایی که در مرحله پایانی به یک تیتراسیون اسید و باز ختم میشوند، اندازه گیری کرد. عموما عناصری که قابلیت این نوع تجزیه را دارند، غیر فلزند و شامل کربن ، نیتروژن ، گوگرد ، کلر ، برم ، فلوئور و چند گونه نامتداول دیگرند. در هر مورد ، عنصر به یک اسید یا باز معدنی تبدیل و متعاقبا تیتر می شود. بعنوان مثال ، نیتروژن در بسیاری از مواد با اهمیت در پژوهش ، صنعت ، کشاورزی یافت میشود. مثلا نیتروژن در اسیدهای آمینه ، پروتئینها ، داروهای سنتزی ، کودهای شیمیایی ، مواد منفجره ، خاک ، آبهای آشامیدنی و رنگها وجود دارد. پس روشهای تجزیهای برای تعیین نیتروژن بویژه در مواد آلی از اهمیت بسیاری برخوردارند. اندازه گیری مواد معدنی تعداد زیادی از گونههای معدنی را میتوان توسط تیتراسیون با اسیدها یا بازهای قوی اندازه گیری کرد. بعنوان مثال ، نمکهای آمونیوم را میتوان بسادگی با تبدیل به آمونیاک توسط باز قوی و سپس تقطیر در دستگاه کلدال اندازه گیری کرد. آمونیاک طبق روش کلدال جمع آوری و تیتر میشود. روشی را که برای نمکهای آمونیوم بیان شد، میتوان برای اندازه گیری نیترات و نیتریت معدنی تعمیم داد. تعیین گروههای عاملی آلی تیتراسیونهای خنثیشدن برای سنجش مستقیم و غیر مستقیم انواع گروههای عاملی آلی روشهای سادهای را فراهم میکنند. کاربرد واکنشهای خنثی شدن در محیط غیر آبی دو نوع از ترکیباتی را که در محیط آبی قابل تیتر کردن نیستند، میتوان با تیتراسیون خنثیشدن در حلالهای غیر آبی مناسب اندازه گیری کرد. دسته اول ، اسیدها و بازهای آلی با وزن مولکولی زیادند که انحلالپذیری محدودی در آب دارند. نوع دوم ترکیبات معدنی یا آلی هستند که از نظر اسید و باز آنقدر ضعیف هستند ( یا کوچکتر از ) که نقاط پایانی رضایتبخشی در محیط آبی ارائه نمیدهند. مثالهایی از این دسته عبارتند از آمینهای آروماتیک ، فنلها و نمکهای مختلفی از اسیدهای معدنی و کربوکسیلیک. اغلب ترکیباتی که نقاط پایانی رضایت بخشی در آب ندارند، در حلالهایی که خاصیت اسیدی یا بازی آنها را افزایش میدهند نقاط پایانی تیزی را ارائه میدهند. هر چند تیتراسیونهای غیر آبی ، اندازه گیری گونهای را که در آب قابل تیتراسیون نیست، امکان پذیر میسازند، معایب چندی نیز در استفاده از آنها وجود دارد. معمولا حلالها ، گران و اغلب فرار و سمیاند. همچنین اکثر آنها ضرایب انبساط کاملا بزرگی دارند و کنترل بیشتری دمای واکنشگر برای جلوگیری از بروز خطاهای نامعین در اندازه گیری حجم لازم است. معرفهای PH یا شناساگرهای شیمیایی اسید و باز ، ترکیبات رنگی یا غیر رنگی آلی با وزن مولکولی بالا هستند که در آب یا حلالهای دیگر به دو صورت اسیدی و بازی وجود دارند. نگاه اجمالی بهترین شناساگرهای اسید - باز ، اسیدهای آلی ضعیف میباشند. شکل اسیدی شناساگر رنگ مشخصی دارد و در صورت از دست دادن پروتون ، به ترکیب بازی که دارای رنگ دیگری میباشد، تبدیل میشود. یعنی تغییر رنگ اغلب شناساگرها از محلول بستگی به تغییر شکل آنها دارد. با استفاده از شناساگرها میتوان PH یک محلول را تعین کرد شناساگرهای مختلفی برای تعیین PH شناخته شدهاند که هر یک در محدوده خاصی از PH تغییر رنگ میدهند. چگونگی تغییر رنگ یک شناساگر شناساگرها ، اسیدها یا بازهای ضعیفی هستند و چون اکثر آنها شدیدا رنگی هستند، در هر اندازه گیری PH چند قطره از محلول رقیق شناساگر کافی میباشد. شناساگرهای اسید - باز را معمولا به صورت HIn نشان میدهند. فرم اسیدی HIn ↔ H+ + -In فرم بازی (Ka = (H+)x(In-)/(HIn) اگر محلولی شامل دو جزء رنگی A و B باشد، معمولا رنگ A در مخلوط وقتی توسط چشم انسان تشخیص داده میشود که شدت آن ، ده برابر بیشتر از شدت رنگ B باشد، چون شدت آن تابع غلظت است. بنابراین رنگ ترکیب اسیدی شناساگر زمانی قابل رویت است که : (10In-) = (HIn) و رنگ و ترکیب بازی شناساگر زمانی قابل مشاهده است که: (In-) = 10(HIn) انتظار میرود وقتی که (In-) = (HIn) میباشد، رنگ شناساگر حد واسط بین دو رنگ باشد. در آن نقطه ویژه : Ka شناساگر برابر غلظت +H و PKa = PH است. در نتیجه PH ای که در آن یک شناساگر که PKa آن نزدیک PH نقطه همارزی تیتراسیون است، تغییر رنگ شناساگر در نزدیک نقطه تعادل ، امکانپذیر میباشد. اهمیت استفاده از شناساگر مناسب در تیتراسیون با استفاده از انواع شناساگر ، میتوان PH یک محلول را تعیین کرد. برای این کار لازم است محدوده PH تغییر رنگ شناساگر را بدانیم. در تیتراسیونهای اسید و باز هم لازم است که PKa شناساگر مورد استفاده به PH محلول مورد نظر نزدیک باشد، در غیر اینصورت آزمایش همراه با خطا خواهد بود. اگر شناساگر قبل از نقطه همارزی تغییر رنگ دهد، حجم نقطه پایان کمتر از نقطه همارزی (خنثی شدن اسید یا باز) است و اگر شناساگر بعد از نقطه هم ارزی تغییر رنگ دهد، حجم نقطه پایان بیشتر از نقطه هم ارزی است. در برخی از موارد مخلوطی از دو یا چند شناساگر در یک تیتراسیون مصرف میشود تا تغییر رنگ مشخصی در نقطه پایان رخ دهد. بعنوان مثال میتوان متیلن آبی را با متیلن قرمز مخلوط کرده و یک شناساگر مخلوط بوجود آورد که در PH حدود 5.4 از بنفش به سبز تغییر رنگ میدهد. در این مورد ، متیلن آبی حین تیتراسیون بدون تغییر رنگ میماند. اما متیلن قرمز در PHهای کمتر از حدود 5.4 قرمز و در PHهای بیشتر از حدود 5.4 زرد میباشد. در PHهای کمتر ، قرمز و آبی ترکیب شده و رنگ بنفش ایجاد میکنند و در PHهای بیشتر ، زرد و آبی ترکیب شده و رنگ سبز ایجاد میکنند. دیدن تغییر رنگ بنفش به سبز ، آسانتر از تشخیص تغییر رنگ قرمز به زرد در شناساگر متیلن سرخ تنهاشت. معرفهای معروف PH شناساگر رنگ اسیدی دامنه PH برای تغییر رنگ رنگ قلیایی آبی تیمول قرمز 1.2 - 2.8 زرد متیل اورانژ قرمز 3.1 - 4.5 زرد سبز برموکروزول زرد 3.8 - 5.5 آبی سرخ متیل قرمز 4.2 - 6.3 زرد لیتموس قرمز 5 - 8 آبی آبی برمتیمول زرد 6 - 7.6 آبی آبی تیمول زرد 8 9.6 آبی فنل فتالین بیرنگ 8.3 - 10 قرمز زرد آلیزارین زرد 10 - 12.1 ارغوانی کم رنگ تیمول فتالئین بیرنگ 9.3 - 10.5 آبی ایندوفنول قرمز 7.1 - 9.1 آبی برموفنول آبی زرد 3 - 4.6 ارغوانی آزو بنفش زرد 13 – 11 بنفش متیل بنفش زرد 0.15 - 3.2 بنفش 3 لینک به دیدگاه
mani24 29665 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 19 آذر، ۱۳۹۱ تیتراسیون اسید و باز این فایل به صورت فلش می باشد و در این فایل فلش می توانید با انتخاب اسید مورد نظر و با اضافه کردن تیترانت به صورت قطره قطره نمودار PH ان را بر حسب حجم مصرفی مشاهده کنید. برای مشاهده فایل فلش بر روی عکس کلیک کنید. برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام 2 لینک به دیدگاه
mani24 29665 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 19 آذر، ۱۳۹۱ نام فایل : Conductometric Titrations نوع فایل : PDF تعداد صفحه : ۲۰ صفحه فایل : ۴۲۱ کیلوبایت برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام 3 لینک به دیدگاه
mani24 29665 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 19 آذر، ۱۳۹۱ در اين روش حجم محلول استاندارد ( تيترانت ) مصرفي، جهت واكنش كامل با ماده مجهول (آناليت) اندازه گيري مي شود كه اين حجم مبين مقدار ماده مجهول مي باشد. از آن زمان كه لوشميت و آووگادرو فهميدند كه يك گرم مولكول از ماده حاوي مقدار مشخصي ذره است محلول استاندارد ( تيترانت ) از حل كردن وزن مشخصي از ماده بدست آمد . اين بدان معني است كه اندازه گيري حجم مشخصي از تيترانت در طي تيتراسيون ميتواند شمارش تعداد مشخصي ذره از ماده مجهول ( آناليت ) باشد. بدين ترتيب تيتراسيون همان شمارش است . با وجود روشهاي دستگاهي و غير دستگاهي فيزيكي و شيميايي جديد امروزه هنوز تيتراسيون به عنوان يكي از روشهاي تجزيه اي كمي، در استانداردها جاي دارد كه اين حفظ موقعيت را مي توان به دلايل زير دانست: · سادگي انجام تيتراسيون : دستگاهها و روشها ساده بوده و به راحتي مهيا ميگردند . اساس تيتراسيون شناخته شده و به راحتي قابل يادگيري است. · تيتراسيون يكي از روشهاي قاطع براي اندازه گيري آناليت است و نتايج آزمايشات به صورت مستقيم ميتواند مقدار كمي ماده مجهول مورد اندازه گيري را تعيين كند اين روش به مانند روشهاي اسپكتروسكوپي يا فتومتري نياز به كاليبراسيون ندارد. · تيتراسيون به سرعت انجام مي پذيرد : زماني كه نتيجه گيري سريع براي شما مهم باشد اين روش مي تواند در وقت شما نسبت به روشهاي ديگر آناليز كمي، صرفه جويي قابل ملاحظه اي را انجام دهد. · تيتراسيون متضمن نتايج با صحت و دقت بالا مي باشد. معمولا" تكرار پذيري اكثر تيتراسيون ها كه با واحد انحراف استاندارد نسبي اندازه گيري مي شوند زير يك درصد مي باشند. · تيتراسيون قابليت اتوماسيون نيز دارد: تيتراسيون در حد بالايي قابليت اتوماسيون دارد اين بدان معناست كه در آناليز نمونه هاي روتين بسيار مناسب است · تيتراسيون خيلي مقرون بالصرفه است : در قياس با ساير روشهاي آناليز كمي، اين روش هزينه كم و كارايي بالايي دارد . دسته بندي واكنشهاي تيتراسيون الف ) تيتراسيون هاي اسيد باز شامل : 1- اسيد و باز قوي 2- اسيد ضعيف با باز قوي 3- باز ضعيف با اسيد قوي 4- اسيد و باز ضعيف ب ) تيتراسيون هاي رسوبي شامل : 1- تيتراسيون با تيترانت هاي غير آلي 2- تيتراسيون هاي سورفكتنتها ج ) تيتراسيونهاي اكسيداسيون و احيا ( ردكس ) د ) تيتراسيون هاي كمپلكسومتري / كيليتومتري روشهاي تشخيص نقطه اكي والان اصولا" نقطه اكي والان زماني بدست مي آيد كه آناليت با تيترانت با نسبت استكيومتري مربوطه به طور كامل واكنش دهند. اگر تيتراسيون را به عنوان " شمارش يونها يا مولكولها " بدانيم، بدست آوردن نقطه اكي والان بايد خيلي مهم باشد. انجام اين كار مي تواند با استفاده از خواص بعضي محلولها به عنوان شناساگر رنگي كه در بهترين حالت در نقطه اكي والان تغيير رنگ مي دهند، انجام شود. اما اين تغييررنگ در نقطه پايان اتفاق مي افتد نه در نقطه اكي والان با اينكه نقطه پايان بسيار نزديك به نقطه اكي والان است.اما همواره در اين روش انتشار خطا خواهيم داشت از آن گذشته تشخيص افراد مختلف در تشخيص رنگ بسيار متفاوت است. اصولا" تشخيص نقطه اكي والان به سه روش مرسوم انجام مي پذيرد : - روش چشمي يا فتومتري - روش پتانسيومتري - روش بي ولتامتري/بي آمپرومتري در اين مبحث به روش پتانسيومتري كه روش مرسوم در اغلب استانداردها ميباشد ميپردازيم: اساس روش پتانسيوتري : روش پتانسيومتري يكي از متداول ترين روشهاي تشخيص نقطه اكي والان است اين روش تشخيص، كل تيتراسيونهاي آبي، غير آبي اسيد و باز، اكسيداسيون احياء، رسوبي و كمپلكسومتري را پوشش مي دهد . اساس تشخيص نقطه اكي والان به اين روش مبتني بر دو الكترود مي باشد ، يكي الكترود شناساگر و ديگري الكترود مرجع و چيزي كه در اينجا اندازه گيري ميشود پتانسيل الكترود ها نيست بلكه تفاضل پتانسيل بين الكترود شناساگر و الكترود كار در هر لحظه مي باشد. درواقع الكترود شناساگر پتانسيلي را تامين مينمايد كه وابسته به وضعيت محلول داخل ظرف تيتراسيون مي باشد. و الكترود مرجع عهده دار تامين پتانسيلي ست كه كاملا" مستقل از وضعيت محلول داخل ظرف تيتراسيون است . اين اختلاف پتانسيل بين دو الكترود توسط يك ولتامتر اندازه گيري مي شود كه مقاومت داخلي بسيار بالايي دارد. رابطه تئوري اندازه گيري اين اختلاف پتانسيل به قرار زير مي باشد: U = Uo + 2.303×RT ×Logai Zi × F R= ثابت گازها ( 8.314 J/K/mol ) U= اختلاف پتانسيل بين دو الكترود Uo= پتانسيل الكترود شناساگر Zi= بار يوني F= عدد فارادي ( 96484.56 C/mol ) ai= فعاليت يوني 3 لینک به دیدگاه
ارسال های توصیه شده