хүчил шүлтийн титрлэлт №1

Тооны анализ

Хүчил суурийн титрлэлт

2/2/2009 1Аналитик хими


• Үндсэн ойлголтууд

• Титрлэлтийн муруй, түүний мөн чанар

• Хүчтэй хүчлийг хүчтэй сууриар титрлэхэд

үүсэх муруй

• Нэг суурьт сул хүчлийг хүчтэй сууриар

титрлэхэд үүсэх муруй

• Нэг суурьт сул суурийг хүчтэй хүчлээр

титрлэхэд үүсэх муруй2/2/2009 2Аналитик хими

ҮНДСЭН ОЙЛГОЛТУУД



Титриметрийн арга• Титрлэлтийн урвалын тэгшитгэл

• Ажлын уусмалын шинж чанар

• Бэлтгэх арга

• Титрлэлтийн муруй, түүний хэлбэр

• Эквивалент цэг олох арга

• Тодорхойлолтын алдаа

• Хэрэглээ


ХҮЧИЛ ШҮЛТИЙН

ТИТРЛЭЛТИЙН МУРУЙ



Хүчил шүлтийн титрлэлтийн ангилал

• Хүчлийг сууриар титрлэх арга –

ацидиметр

• Суурийг хүчлээр титрлэх арга -

алкалиметр

2/2/2009 Аналитик хими 6

Титрлэлтийн муруй• Ажлын уусмалын эзлэхүүнээс рН-ын хамаарсан

хамаарлын муруй буюу урвалын явц дахь сигналын

өөрчлөлтийг харуулсан зураглалыг титрлэлтийн

муруй гэнэ.

• Ихэнх тохиолдолд ажлын уусмал нь бүрэн

диссоциацилагддаг хүчил юмуу суурь байдаг.

• Титрлэлтийн муруй нь урвалын дуусах цэгийг

тодорхойлох болон сул хүчил, суурийн диссоциацийн

тогтмолыг олоход чухал ач холбогдолтой.


Титрлэлтийн муруй• Эквивалент цэгийг олох

• Уусмалын рН огцом өсч байгаа муруйн хэсэг буюу үсрэлтийн цэг

• Зарцуулагдсан хүчил суурийн хэмжээг тодорхойлоход хэрэглэнэ

• Гол буюу дундаж цэгийг олох

• Буфер үйлчэлийн төвд нь оршдог.

• Эквивалент цэг ба титрлэлт эхлэх цэгийн хоорондын хагасаар илэрхийлэгдэнэ.

• Энэ нь зарим тохиолдолд тодорхойлоход хүндрэлтэй

• Энэ цэг нь хүчлийн pKa-г тодорхойлож өгдөг.2/2/2009 8Аналитик хими

Аргууд

• Эквивалент цэгийг тодорхойлох

• Геометр арга

• Шугам, харандаа тэгээд титрлэлтийн муруй байхад

хангалттай

• 1-р эрэмбийн уламжлалын арга

• Хэрэглээний программаар бодолт хийх ба зарим тоон

үйлдлүүд хэрэгтэй

• 1-р эрэмбийн уламжлалаар эквивалент цэгийг

тодорхойлоно.


Weak Acid Titration Curve

2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40 50

Buret Volume (mL)

pH

equivalence pointmid point

Титрлэлтийн муруй



2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40 50

Buret Volume (mL)

pH

Эквивалент цэг

Геометрийн аргаар эквивалент

цэгийг тодорхойлох

1) Шугам ашиглан олон

цэгийг дайрсан шулуун

татна

2) Үсрэлтийн цэгийг

хамгийн их дайрсан

шулуун татах



2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40 50

Buret Volume (mL)

pH


Геометрийн аргаар эквивалент цэгийг тодорхойлох

3) Шугамаар дээд доод

огтолцлын цэгийн

хоорондох зайг хэмжинэ.

4) Энэ хэрчмийн

төвийн цэг нь

эквивалент цэгт

харгалзана.



2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40 50

Buret Volume (mL)

pH


Геометрийн аргаар эквивалент цэгийг тодорхойлох

5) Эквивалент цэгээс х

тэнхлэг рүү босоо

шулуун татах

6) х тэнхлэгтэй огтолцсон

цэг нт эквивалент цэгт

харгалзах эзлэхүүн болно.

(28.7 мл)



2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40 50

Buret Volume (mL)

pH

Голын цэг

Геометрийн аргаар голын цэгийг тодорхойлох

1) Хэрэв графикийн эхэнд рН огцом өсч

байвал дараах маягаар шулуунууыг зурна.



2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40 50

Buret Volume (mL)

pH



2) Шугам ашиглан баруун зүүн талын

огтолцлын цэгийг холбосон хэрчмийн

уртыг хэмжинэ.

3) Геометр дунджаар голын

цэг нь илэрхийлэгдэнэ.

Голын цэг



2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40 50

Buret Volume (mL)

pH



4) Энэхүү голын цэгээс у тэнхлэгт хэвтээ

шулуун татна

5) у тэнхлэгтэй огтолцсон

цэг нь хүчлийн рК-г

тодорхойлно.

(pH = 7.2 )Голын цэг


Титрлэлтийн муруй• Эквивалент цэгийг олох

• Анхны бюретканий эзлэхүүнийг тооцох!

• Жишээ нь анхны бюретканы эзлэхүүн 1.07 мл байсан гэе.

• Эквивалент цэг дээрх эзлэхүүн = 28.7 мл - 1.07 мл = 27.63 мл

• Эквивалент массыг олох

• Экв.масс = (хүчлийн масс)/[(NaOH конц.)(V экв. цэг)]

• экв.масс = (430.2 мг)/[(0.1139 M)(27.63мл)]

• экв.масс = 136.699 = 137 гр/моль


Титрлэлтийн муруй

• Голын цэгийг олох

• Голын цэг= 7.2 = pKa хүчлийн

диссоциацийн тогтмол


Уламжлалын аргаар эквивалент цэгийг олох

• Эквивалент цэг

• 1-р эрэмбийн уламжлалыг олох d pH / d V

• Эквивалент цэгийг тодорхойлох

• Голын цэг

• Титрлэлтийн муруйн эсрэгээр тэнхлэгээ сонгох

• х тэнхлэг = pH утга; y-тэнхлэг = V эзлэхүүн

• 1-р эрэмбийн уламжлалаар тодорхойлох dV/dpH

• Оргил цэгээр гол цэг буюу рН-ийг тодорхойлох

• 1-р эрэмбийн уламжлал: (d pH/dV)=(pH2 - pH1)/(V2-V1)

• 1-р эрэмбийн уламжлал: (d V/d pH)=(V2-V1)/ (pH2-pH1)



2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40 50

Buret Volume (mL)

pH

0

1

2

3

4

5

6

7

1st

Deri

vati

ve (

mL

-1)

pH

1st deriv.

Эквивалент цэг олох уламжлалын арга

1) identify volume value

at the peak

1) Оргил цэг дээрх

эзлэхүүнийг тодорхойлох

(28.5 мл)



0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

2 4 6 8 10 12

pH

Bu

ret

Vo

lum

e (

mL

)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1st

Deri

vati

ve (

mL

)mL

1st deriv.

Голын цэгийг тодорхойлох уламжлалын арга

1) Оргил цэг дээрх рН-ийг тодорхойлох

(pH = 7.3)


Титрлэлтийн муруйн онцлог

1. Титрлэлтийн эхний цэг

2. Эквивалент цэг хүртэлх цэг

3. Титрлэлтийн эквивалент цэг

4. Титрлэлтийн төгсгөлийн цэг


0.10 M NaOH

1.титрлэлтийн эхлэх цэг

2

34


хүртэлх цэг

Эквивалент

цэг

титрлэлтийн

төгсгөлийн цэг


Хүчил-суурийн титрлэлтийн ангилал

• Хүчтэй хүчлийг хүчтэй сууриар титрлэх

• Сул хүчлийг хүчтэй сууриар титрлэх

• Сул суурийг хүчтэй хүчлээр титрлэх

• Сул суурийг сул хүчлээр титрлэх

• Гэх мэт


ХҮЧТЭЙ ХҮЧЛИЙГ ХҮЧТЭЙ

СУУРИАР ТИТРЛЭХ




Хүчтэй хүчил хүчтэй суурийн титрлэлтийн онцлог

1. pH нь маш багаас эхлэх ба суурийг нэмэхийн хэрээр рН

нь аажмаар ихэснэ.

2. Эквивалент цэгийн ойролцоо pH огцом өснө.

3. Үүний дараа шүлт нэмэхийн хирээр pH нь бага багаар

өснө.


Явагдах химийн урвал

• NaOH+HClNaCl+H2O

• H++OH-H2O

• Урвалын орчин нь саармаг байна рН=7,0.


Хүчтэй хүчлийг хүчтэй сууриар титрлэх1.) рН=f(V)

Хүчтэй хүчил суурь нь усан уусмалдаа бүрэн

иончлогдоно.

H+ нь ханш хэмжээгээр OH- ионыг саармагжуулна.

Урвал бүрэн явагдана.

Энд титрлэлтийн 3 муж ажиглагдана.

- Титрлэлт эхлэх цэг, pH нь уусмал дахь илүүдэл H+

ионы концентрациар тодорхойлогдоно.

- Эквивалент цэг дээр, ОH- нь усан уусмал дахь бүх

H+ ионтой харилцан үйлчилж ус үүсгэнэ.

- Эквивалент цэгээс хойш, pH нь уусмал дахь

илүүдэл ОH- ионы концентрациар

тодорхойлогдоно.

14

w10

K1K


Хүчтэй суурийг хүчтэй хүчлээр титрлэх

Бодлого 1. 40.0 мл 0.100 M HCl-ийн уусмалыг 0.100 M

NaOH-ын уусмалаар титрлэх.

Эквивалент цэг хүртэл: Титрлэлтийг 20.0 мл 0.100 M NaOH-

ыг нэмэх хүртэл явуулья.

n(H3O+ )- n(OH- )=


baseacid

улдсэнOH

VVOH

,

33][

n


Эквивалент цэг дээр: Эквивалент цэг дээр, 40.0 мл 0.100 M

NaOH уусмал нэмсний дараа

n(H3O+) = 0.0400 l x 0.100 M = 0.00400 M H3O

+

- n(OH-) = 0.0400 l x 0.100 M =0.00400 моль OH- нэмсэн.


baseacid

улдсэнOH

VVOH

,

33][

n Хүчил суурь тэнцвэрийн

байдалд байх ба

рН=1/2pKw =7,0


Эквивалент цэгээс хойш: Эквивалент цэгээс хойш, 50.0 мл

0.100 M NaOH нэмсний дараа. (илүүдэл OH- тооцогдож эхэлнэ)

ν(OH-) = 0.0500 l x 0.100 M = 0.00500 моль OH-

- ν(H3O+) зарцуулагдсан = 0.0400 л x 0.100 M =0.00400 моль


baseacid

улдсэнOH

VVOH

,][

n

]lg[1414 OHpOHpH

Титрлэлтийн зэргийг

илэрхийлэн бичвэл:


baseacid

acidbase

VC

VCf

base

acid

acidbase

V

Vf

CC

Титрлэлтийн зэрэг:


• Титрлэлтийн эхэнд: f=0

• Эквивалент цэг хүртэл: f<1

• Эквивалент цэг дээр: f=1

• Эквивалент цэгээс хойш: f>1

Дүгнэн хэлбэл:

• Үүссэн давс гидролизд орохгүй тул орчин

эквивалент цэг дээр саармаг байна.

• рН-ийн үсрэлт нь 4-10 хооронд байна.

• Энэ рН-ийн хязгаарт өнгөний өөрчлөлт

өгдөг индикаторууд бүгд боломжтой.


НЭГ СУУРЬТ СУЛ ХҮЧЛИЙГ

ХҮЧТЭЙ СУУРИАР ТИТРЛЭХ



жишээ

• CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O

• CH3COONa+HOH CH3COOH+NaOH

• CH3COO-+HOH CH3COOH+OH- pH>7.0

эндээс харахад үүссэн давс нь гидролизд орж

шүлтлэг орчин үүсгэж байгаа тул эквивалент

цэг нь шүлтлэг орчинд байна гэсэн үг.


1. Шүлт нэмэхээс өмнө

• Шүлт нэмэхээс өмнө сул хүчлийн хувьд бид

дараах тооцоог хийж болно.

• Сул хүчлийн рН-ийг тооцвол:

?logpH

?0200.0

1022

x

xx

x

xC

xK pK

a


Эквивалент цэгээс өмнө

• OH--ийг нэмж эхэлмэгц HA ба A- ионы холимог

үүснэ гэсэн үг. Өөрөөр хэлбэл, буфер уусмал

үүсэх тул Henderson-Hasselbalch-ийн

тэгшитгэлийг ашиглан pH-ыг олно.

baseacid

улдсэнOH

aaVV

pKK,3log

HA

AlogppH

n

2/2/2009 39

Эквивалент цэг дээр

• CH3COO-+HOH CH3COOH+OH-


давс

давс

Wa

давсa

Wг

a

Wг

CpKpH

C

KKH

C

OH

COOCH

OHCOOHCH

K

KK

K

KK

lg2

1

2

17

][

][

][

]][[ 2

3

3

Бүх хүчил

давсанд шилжих

тул үүссэн давс

усан уусмалдаа

гидролизд орж

рН-ыг тооцоолно.

Эквивалент цэгээс хойш


Эквивалент цэгээс хойш: Эквивалент цэгээс хойш,

илүүдэл NaOH буюу илүүдэл OH- тооцогдож эхэлнэ

baseacid

улдсэнOH

VVOH

,][

n

]lg[1414 OHpOHpH

HPr = Propionic Acid


Хүчтэй хүчлийг хүчтэй сууриар титрлэх, сул

хүчлийг хүчтэй сууриар титрлэх муруйн ялгаа:

1. Анхны pH өндөр байна.

2. Муруй аажмаар өгсөн, буфер мужийг

үүсгэх ба дараа нь эквивалент цэг

хүртэл огцом өснө.

3. Эквивалент цэг дээрх pH 7.00-оос их

буюу шүлтлэг орчинд илэрнэ.

4. Өсөлтийн ялгаа нь их.


Сул хүчлийг хүчтэй хүчлээр титрлэх

•Экв.цэг

[HA]

][A pKpH

regionBuffer

-

a log

:

VNaOH

pH

½ Vequiv Vequiv

7

pH

molmoladdedOHinitialHA

a

-

pKpH

A HA

][][

Хүчил шүлтийн титрлэлт

Их концентрацитай титрлэлтийн муруйн

налуун өөрчлөлт их

ЭКВИВАЛЕНТ ЦЭГИЙГ ТОДОРХОЙЛОХОД

ХЯЛБАР

Бага концентраци титрлэлтийн муруйн налуун

өөрчлөлт бага байна.

ӨӨРЧЛӨЛТИЙГ САЙТАР ХЯНАЖ ЧАДАХГҮЙ ТУЛ

ЭКВИВАЛЕНТ ЦЭГ ТОДОРХОЙЛОХОД

ХҮНДРЭЛТЭЙ


Сул хүчлийг хүчтэй хүчлээр

титрлэх

хүчил шүлтийн титрлэлт №1

Education