Кейбір жиі пайдаланылатын тотыу-тотысыздану индикаторлары

 

Tотыу-тотысыздану индикаторлары ішінде зіні тсін потенциал згергенде айтымды згертетін индикаторлар жне айтымсыз тотыатын, не тотысызданатын индикаторлар да бар. Жиі пайдаланылатын айтымды индикаторларды бірі – дифениламин (ДФА). Дифениламин алашыда тотытырыш­тарды серінен айтымсыз тссіз дифенилбензидинге дейін тотыады:

2C₆H₅-NH- C₆H₅ C₆H₅-NH-C₆H₄- C₆H₄-NH- C₆H₅

дифениламин (тссіз) дифенилбензидин (тссіз)

 

Содан кейін айтымды тотыу-тотысыздану реакциясына атысып кк тсті дихинондиамин тзеді:

 

C₆H₅-NH-C₆H₄-C₆H₄-NH-C₆H₅ C₆H₅-N=C₆H₄=C₆H₄=N-C₆H₅

дифенилбензидин (тссіз) дихинондиамин (кк)

 

Бл реакция кшті ышыл ортада (pH O) айтымды, E⁰=+0.76 B.

Индикаторды тсін згерту аралыы:

 

E₁=0.76-0.059/2=0.73 B, E₂=0.76+0.059/2=0.79 B.

 

Титрлеуге 0,5 г дифениламинні 100 мл концентрлі ккірт ышылы мен 20 мл суды оспасында еріген ерітіндісі пайдаланылады.

Фенилантронил ышылы (ФА)–дифениламинні карбонилді туындысы, Е⁰=1,08 В. Индикаторды тсін згерту аралыы Е₁ Е₂=1,02 1,14 В.

 

C₆H₄СООН-NH- C₆H₄-Н⁺ C₆H₄СООН-N=С₆Н₅

Тссіз кк

 

Индикаторды 0,005 М натрийлі тзындаы сулы ерітіндісі пайдаланылады.

Tотыу-тотысыздану индикаторы ретінде темір (II)-ді орта-фенилантронилді комплексі (ферроин) де олданылады. Индикатор ретінде осы лигандты баса туындыларымен тзетін комплекстері де пайдаланылады.

Tотыу-тотысыздану титрлеуін жргізгенде тадап алан индикаторды тсін згерту аралыы титрлеу исыыны эквивалентті блігіне сйкес келуі керек.

 

Титрлеу исыы

Tотыу-тотысыздану титрлеу исыын (Е-V) кордина­тында рады, себебі тотыу-тотысыздану жйесіні потенциалы Нернст тедігі бойынша концентрацияларды атысыны логарифміне туелді. Титрлеу исыын (Е-V) координатында ру исыты эквивалентті бліміне сйкес потенциал аралыын табуа ммкіндік береді, осыан сйкес ажетті индкаторды тадап алу жеілденеді.

Титрлегенде титрант пен анытайтын затты тотыу-тотысыздану жбына сйкес потенциалдары згереді:

 

E=E⁰+(0.058/n) ·lg( / )

 

Мысалы, 25,00 мл 0,100М FeSO₄ ерітіндісін 0.100М Ce(SO₄)₂ ертіндісімен титрлеуін арастырайы. Тотыу-тотысыздану титрлеуінде титрлеу исыыны алашы нктесін есептемейді, оны себебі ерітіндіде анытайтын затты біра трі жреді (Fe²⁺), ал екінші тріні концентрациясы те аз жне белгісіз. Сондытан потенциалды титрантты йаннан кейін ана есептей бастайды.

Титрлегенде жретін реакция:

 

Fe²⁺+Ce⁴⁺ ® Fe³⁺+Ce³⁺

Эквивалентті нктеге дейін жйені потенциалы титрлейтін зат жбыны (Fe³⁺/ Fe²⁺) потенциалымен аныталады:

 

E=E⁰+(0.058/n)·lg( / )

 

Ерітіндіге титрантты 1,00 мл йса нтижесінде (эквивалентіні молярлы концентрациялары те боландытан) сонша мл Fe³⁺ пайда болады:

 

= V_Се⁴⁺ × С_Се⁴⁺ =1,00 мл × 0,100М;

= =25,00×0,100-1,00×0,100=24,00×0,100; / =1,0/24,0;

Е= 0,77+0,058×lg(1,0/24,0)=0,69 В.

 

Титрлеу нтижесі 10,2 кестеде келтірілген.

Эквивалентті нктеде жйені потенциалы ерітіндіде жрген екі тотыу-тотысыздану жбыны потенциалымен аныталады: Fe³⁺/Fe²⁺ жне Се⁴⁺/Се³⁺. Сондытан бл потенциал екі жпты потенциалдарыны осындысына сйкес болады:

Е(е³⁺/е²)⁺+Е(Се⁴⁺/Се³⁺)=Е⁰⁽е³⁺/е²⁺)+0,058 lg×( / )+

+Е⁰(Се⁴⁺/Се³⁺)+0,058 lg×( / )=

=Е⁰(е³⁺/е²⁺)+Е⁰(Се⁴⁺/Се³⁺)+0,058lg×( / )×( / ).

 

Титрлеуді кез-келген нктесінде = , ал эквивалентті нктеде = . Осыдан:

 

( / )*( / )=1,2Е= Е⁰(е³⁺/е²⁺)+ Е⁰(Се⁴⁺/Се³⁺), себебі lg1=0

Е_э.н.= [(Е0(е3⁺/е²⁺)+ Е0(Се4⁺/Се³⁺)]/2=(0,77+1,44)/2=1,105 В.

 

Крделі тотыу-тотысыздану жйесін алса, мысалы:

 

5е²⁺+МnО^-₄+8Н⁺ 5е³⁺+Мn²⁺+4Н₂О (10.5)

 

Е(е³⁺/е²⁺)= Е⁰+0,058lg( / )

E(MnO /Mn²⁺=E⁰+(0.058/5)lg( * ⁸/ )=E⁰-

-0.058/5×8pH+(0.058/5×)lg( / )=

=E⁰₁+(0.058/5)×lg( / );

E⁰₁= E⁰-(0.058/5)×8pH.

 

Екінші тедікті бір электрона келтірсек:

5E(MnO /Mn²⁺)=5Е +0,058 lg( / )

6Е=Е⁰(е³⁺/е²⁺)+5Е +0,058lg·( / )·( / ); Эквивалентті нктеде (10.5) реакциясы шін: [Fe²⁺]=5[MnO ], [Fe³⁺]=5[Mn²⁺], сондытан:

6Е= Е⁰(е³⁺/е²⁺)+5Е , Е= (Е⁰(е³⁺/е²⁺)+5Е )/6, не жалпы трде:

Е_э.н.= (n₁·E +n₂·E )/(n₁+n₂).

 

Эквивалентті нктеден кейін ерітіндіде титрантты тотыу-тотысыздану жбы пайда болады – Се⁴⁺/Се³⁺, жйені потен­циалы осы жпты потенциалымен аныталады:

 

Е =Е⁰+0,058 lg*( / ) (10.6)

 

Бл жпты тотысызданан тріні (Cе³⁺) концентрациясы згермей, ал тотыан тріні (Cе⁴⁺) концентрациясы титрантты клемі артан сайын седі. Ерітіндіге титрантты 26,0 мл йды дейік:

=25,00·0,100;

=C_Се⁴⁺·V_Се⁴⁺-C_е²⁺·V_е²⁺=(26,00·0,10-25,00·0,10)=1,00·0,100=0,100 М.

 

Табылан мндерді (10.6) тедікке ойса:

Е=1,44+0,058lg(1,00·0,100/25,00·0,100)=1,44+0,058lg(1,00/25,00)=1,36 В.

 

Тотыу-тотысыздану титрлеу исыыны бір ерекшелігі – эквивалентті блік кп жадайда ерітіндіні сйытылуына бай­ла­­ныс­ты емес. Нернст тедеуіне затты тотыан жне тоты­сыз­данан трлеріні концентрацияларыны атынасы кіреді.

 

 

10.2. – кесте

25,00 мл 0,100М FeSO₄ ерітіндісін 0.100М Ce(SO₄)₂ ерітіндісімен титрлеу нтижелері. Е⁰(е³⁺/е²⁺)=0,77В, Е⁰(Се⁴⁺/Се³⁺)=1,44В

Титрантты клемі, V мл	/	/	Е,В
1,00	4*10-2	---	0,69
20,00	4*00	---	0,80
24,00	2,4*10	---	0,85
24,90	2,49*102	---	0,91
24,99	2,50*103	---	0,97
25,00	---	---	1,10
25,01	---	4,0*10-4	1,24
25,10	---	4,0*10-3	1,30
26,00	---	3,84*10-2	1,36
30,00	---	1066*101	1,41

 

10.1 – суретте келтірілген титрлеу исыы индикаторды дрыс тадап алуа ммкіндік береді. 10.2 кесте мен 10.1 суреттен исыты эквивалентті блімі 0,97В 1,24В аралыында жатыр, сондытан индикатор ретінде фенилантронил жне 2,3-дифениламин-карбон (Е_т⁰=+1,12 В) ышылдарын алуа болады, ал дифениламин титрлеуге жарамайды.

10.1 – сурет. 25,00 мл 0,100 М FeSO₄ ерітіндісін 0.100 М Ce(SO₄)₂ ерітіндісімен титрлеу исыы.

 

Кей жадайда комплекс­тзетін реактивті пайдаланып титрлеу исыыны эквива­лент­ті блімін ажетті жаа ыыстыруа болады. Мысалы е²⁺ерітіндісін Cr₂O ерітіндісімен титрлегенде дифениламинді индикатор ретінде пайдалануа болмайды, себебі дифениламин зіні тсін эквивалентті блімге (0,95 1,30В) кірмейтін потенциалда згертеді. Егер ерітіндіге е³⁺ ионымен траты комплекс беретін фосфор ышылын осса (H₃ ) Fe³⁺/Fe²⁺ жбыны потенциалы 0,53В-а дейін тмендейді. Осыан сйкес титрлеу исыыны эквивалентті блімі кеейеді де (0,68-1,33В аралыына дейін), дифениламинні тсін згерту потенциалы (0,76В) исыты эквивалентті бліміне кіреді. Сондытан е²⁺-ті бихроматпен фосфор ышылы атысында титрлесе индикатор ретінде дифениламин алынады.