Титрлеудің индикаторлық қателіктері

Индикаторды таң дап алу ү шін титрлеудің қ исық тар ә дісінен басқ а титрлеудің индикаторлық қ ателіктер ә дісін пайдалануғ а болады.

Пайдаланылатын индикатордың титрлеу кө рсеткішінің эквивалент нү ктесіндегі, рН шамасына дә л келмейтіндігі, титрлеудің индикаторлық қ ателігі деп аталады.

Осы қ ателіктің себебінен титрлеу барысында анализденетін ерітінді толық титрленбей немесе артық титрленіп қ алады, сондық тан титрлеудің соң ында ерітіндінің қ ұ рамында немесе иондары болады.Индикаторлық қ ателіктердің бірнеше тү рлері бар:

сутектік қ ателік сутек иондарының артық мө лшерінің себебінен орын табады.Бұ л жағ дай кү шті қ ышқ ылды кү шті негізбен титрлеу барысында кү шті қ ышқ ыл толық титрленбей қ алғ анның нә тижесң нде пайда болады

( толық титрл-н қ ателік), немесе кү шті негізді кү шті қ ышқ ылмен артық титрленген нә тижесінде( артық титрл-н қ ателік); гидроксильдік қ ателік екі тү рге бө лінеді.ОН^- толық тирл-н қ ателік жә не артық тирт-н қ ателік; қ ышқ ылдық қ ателік ерітіндіде ә лсіз қ ышқ ылдың бейтарап молекулаларының болу себебінен пайда болады; негіздік қ ателік ерітіндіде ә лсіз негіздің бейтарап молекулаларының болу себебінен пайда болады.

1)Титрлеудің сутектік қ ателігі.

Титрлеудің сутектік қ ателігін есептейміз, егер индикатордың титрлеу кө рсеткіштері рТ, нормальдік концентрациясы, оның кө лемі V'(мл) жә не титрлеудің соң ында қ оспаның жалпы кө лемі V''(мл).Есептеу формуласын қ орытып шығ арамыз.Бір нормальді ерітіндінің ә рбір миллилитірінің қ ұ рамында г-экв қ ышқ ыл бар, ал титрлеу ү шін г-экв қ ышқ ыл алынады, сондық тан иондардың концентрациясы да грамм-ионғ а тең болады. -тың қ анша грамм-иондары байланыспағ ан тү рінде қ алады, егер титрлеуді рН=рТ-ғ а тең болғ анда аяқ таса? Толық титрленбеген иондардың мө лшері [ ]= г-ион/л

Титрлеу процесінен кейін ерітіндінің V'' кө лемінде -тың грамм-иондардың мө лшері тең болады:

Бұ л шама -қ ателік болып табылады.Егер процентпен ө лшенетін болса, онда

Сонымен индикаторлық қ ателікті есептеп, берілген индикаторды пайдалануғ а болады ма, болмайды ма деген сұ рақ қ а жауа береді.Егер индикатор берілмесе, онда эквиваленттік нү ктедегі рН шамасы рТ-ғ а жақ ын индикаторды таң дап алады(индикаторлық қ ателік аспау керек)

Мысалы: Индикаторлық қ ателікті есептеу керек, егер 0, 12 н.тұ з қ ышқ ыл ерітіндісін 0, 12 н натрий гидроксидімен метил оранж индикаторын пайдаланып титрлесе

Шығ ару:

1)Эквивалент нү ктесінде рН=7 болғ анда жетеді, ал титрлеу рН=4 кезінде аяқ талады.Сондық тан титрлеу аяқ талғ анда ерітіндіде иондары бос кү йінде болады(артық қ ышқ ылдық), соның нә тижесінде толық титрлейтін қ ателік туады.

2)Екі ерітінділердің де нормальдігі бірдей болады, сондық тан реакцияғ а жұ мсалатын қ ышқ ылдың жә не сілтінің кө лемдері ө зара тең.Сондық тан титрлеудің соң ында кө лем екі есе артып, 2V' тең болады, яғ ни V''=2V'.

-қ ателік=

,, -'' таң басы HCL ерітіндісі толық титрленбеген екендігін кө рсетеді. 0, 2% шамасы шекті шамадан аспайды, сондық тан бұ л жағ дайда метил оранж индикаторын пайдалануғ а болады.

2)Титрлеудің гидроксильдік қ ателігі -қ ателігін есептеу керек, егер V' мл болса.

Бірінші жағ дайдағ ыдай титрлеу ү шін -г-ион ОН^- -алынады.Титрлеу рН=рТ-ғ а тең болғ анда аяқ талады, яғ ни берілген жағ дайда

рН=14 pT.Сондық тан титрлеудің соң ында [ОН^- ]=10^-(14-pT)

Осыдан V'' мл кө лемінде грамм-ион ОН^- қ ателігін кө рсетеді.

Мысал, HCl ерітіндісін 0, 1н NaOH ерітіндімен титрлегенде жә не индикатор ретінде фенолфталеин пайдаланылса, яғ ни (сілтілік ортада).Осыдан титрлеу барысында сілтінің артық мө лшері пайда болып, қ ателікке ә келеді.

Шешуі:

Келесі формуланы пайдаланып, табамыз:

қ ателік

Сондық тан фенолфталеинді индикатор ретінде пайдаланіғ а болады.

3)Титрлеудің соң ғ ы жағ ында ә лсіз қ ышқ ылдың молекулалар болғ андық тан, титрлеудің қ ышқ ылдық қ ателігі пайда болады:

-ә лсіз қ ышқ ыл, сондық тан шамасы ерітіндідегі бос қ ышқ ылдың жалпы қ онцентрациясына тең болады.

1 моль қ ышқ ылдан бейтараптану нә тижесінде 1 моль тұ з тү зіледі, сондық тан қ атынасын қ ышқ ылдық титрленбеген бө лігі концентрациясына тең деп алуғ а болады.

, ал

-қ ателік=

Осыдан

-қ ателік=

Мысал 0, 1н натрий гидроксидімен 0, 1н сірке қ ышқ ылын титреудің қ ателігін есептеу керек, егер индикатор ретінде метил оранж пайдаланылса.

Шешуі:

Қ ателіктің тү рін анық тау ү шін эквивалент нү ктедегі ерітіндінің рН-н есептеу керек.

pH-8, 73

есептелгенде титрлеудің барысында ерітінді кө лемінің екі есе артуын есепке алу қ ажет.Сондық тан

Индикатор метил оранж болса, титрлеу pH 4 аяқ талады, онда титрлеу аяқ талғ анда ерітіндіде сірке қ ышқ ылдығ артық мө лшері болады(титрленбеген).Сірке қ ышқ ылы -ә лсіз, сондық тан -қ ателікті туғ ызады.

Мына тең деуді пайдаланып, -қ ателігін есептейміз:

-қ ателігін=

lg HAn-қ ателігік=

Осыдан -қ ателік 5, 75-ке тең, яғ ни сірке қ ышқ ылдың титрленбеген бө лігінің оның титрленген бө лігіне қ атынасы тең 5, 75: 1.Қ ателікті процентпен ө лшесек, онда:

5, 75+1 - 100%

5, 75 - х%

Сондық тан метил оранж индикаторды пайдаланып, сірке қ ышқ ылды титрлеуге болмайды, себебі қ ателіктің шамасы шекті шамадан кө п есе асады.

Ә лсіз қ ышқ ылды кү шті негізбен титрлеу ү шін индикаторды таң дап алғ анда келесі ережеге сә йкес таң дап алу керек: титрлеудің индикаторлық қ ателігі 0, 1% аспау ү шін, индикатордың рТ-сының рК-мен айырмасы ү штен аз болмауы керек: рТ< pK+3, немесе

Бұ л ережені пайдаланып келесі қ орытынды жасауғ а болады: сірке қ ышқ ылды титрлегенде рТ-сы< 7.73 индикаторларды қ олдану керек.Мұ ндай индикаторларғ а фенолфталеин (рТ9) жатады.

4)Титрлеудің сілтілік қ ателігі

Титрлеудің сілтілік қ ателігі қ ышқ ылдық қ ателік сияқ ты есептелінеді.Ол ү шін негіздің ионцациялану константасының формуласы жазылады:

, немесе -қ ателік

Титрлеудің соң ында рН-рТ, ал рОН=14-рТ,

MeOH-қ ателік=

Сондық тан титрлеу нақ ты болады, егер -қ ателігі тең немесе кем болса, яғ ни pk+pT-14< -3 немесе pT< II-pk

Осыдан аммиактың сулы ерітіндісін титрлегенде (рК=4, 75) метил қ ызыл

(рТ 5, 5) жә не метил оранж (рТ 4) индикаторларды пайдалануғ а болады.