Потенциометрия - теңгерілген электродты потенциал мен қатысушы қоспалардың термодинамикалық активтілігі арасындағы тәуелділікті анықтауға негізделген электрохимиялық зерттеудің тәсілі.
Потенциометрлік әдіс қайтымды немесе қайтымсыз гальваникалық элеменггердегі электродта пайда болатын электр потенциалдарының айырымын өлшеуге негізделген. Мұны ерітіндідегі заттың мөлшері мен физикалық-химиялық сипаттамасын анықтау үшін қолданады.
Бұл әдісте қолданылатын гальваникалық элемент индикаторлық, салыстырмалық деп аталатын екі электродтан тұрады. Бұларды тасымалсыз элемент болатындай бір ерітіндіге немесе аралары сұйық қосқыш арқылы жалғасқан тасымалды тізбек құратын әр түрлі ерітіндіге енгізуте болады. Индикаторлық электродтың потенциалы ерітіндідегі анықталатын иондардың активтігіне, яғни концентрациясына тәуелді. Ал оның мәнін өзге иондарға тәуелсіз тұрақты потенциалы бар салыстырмалы, яғни қалыпты электрод көмегімен анықтайды. Талдауда қолданатын потенциометрлік әдістің басты артықшылығы - оның аса дәлдігі, сенімділігі, сезімталдығы, оңай қайталампаздығы, сұйытылған, боялған әрі лайлы ерітінділерге қолдану мүмкіндігі. Сондай-ақ, бұл әдіспен алдын ала жеке бөліп алмай-ақ, екі не одан да көп заттан тұратын құрамдас бөліктерді де анықтай береді. Бұл оның талдау мүмкіндігінің шеңберін кеңейте түседі. Мұндағы титрлеуді сулы, сусыз не аралас ортада да жүргізуге болады, яғни суда бөлініп, жеке титрлене бермейтін бірнеше құрамдас бөліктері бар қоспалардың құрамын анықтайды. Мұнымен қатар суда ерімейтін немесе суда ыдырайтын біраз өнімдерді де талдауға болады. Бұл әдістің тағы да бір артықшылығы сигналдарды, сенсорларды пайдаланып, титрлеу ісін автоматты жүргізуге, тіпті едәуір қашықтықтан (не көрші бөлмеден де) басқаруға болады.
Әдістің жіктелінуі
Қазіргі кезде потенциометрлік талдау әдістері әр түрлі физикалық-химиялық шамаларды өлшеу үшін редоксиометрияда сан алуан технологиялық процестердегі заттың ерітінді ішінде таралымын, оның концентрациясын ағымды не автоматты түрде анықтайды.
Тура потенциометрия. Бұл әдіс бойынша ерітіндідегі талданатын заттың концентрациясын немесе активтілігін табу үшін тәжірибе кезінде өлшенген тізбектің ЭҚ күшін немесе салыстыру электроды арқылы анықталған индикаторлық электрод потенциалының мәнін Нернст теңдеуіне қояды. Тура потенциометрияда рН-метрия және дейтін екі түрлі тәсіл бар. Ионометрияны ионның құрамына енетін катион және анионға сәйкес катионометрия және аниомегрия деп екі түрге жіктейді. Мұндағы рН-метрия әдісі өз алдына үлкен бір топ құрайды, өйткені бұл сутек иондарына өте сезімтал шыны (рН) электродының ертерек пайда болған, өзінін қарапайымдылығымен тез және кең таралған түрі. Ал ионометрия әдісі ионды таңдап, талғап, оларды бөле алатын электродтар мен сенсорлардың жасалуына байланысты дамыды.
рН-метрия әдістері биологиялық, дәрі-дәрмектік, химиялық, ауылшаруашылық, түрлі технологиялық құбылыстар мен мұнай, тамақ, қағаз, т. б. салаларда тікелей қолданатын және үлкен моні бар әр түрлі орталардағы сутек иондарының концентрациясын және активтігін анықтайды.
Ионометрия әдістері сулы және сусыз ерітінділердегі газдар мен әр түрлі иондарды анықтауда аса маңызды рөл атқарады. Оны да медицина саласында дәрі-дәрмек үшін биологиялық, химиялық зерттеулерде айнала коршаған ортаны, технологиялық процестерді талдау кезінде қолданады. Бұл әдіс өте қарапайым да, орнықты болғандықтан, онын қолдану аясы кеңеюде.
Ион таңдаушы электродтарды (ИТЭ) пайдалануға негізделген талдау әдістері көп қоспа арасынан керекті бір, не екі катион мен анионды жеке бөліп алып, жүйелі түрде анықтауға мүмкіндік береді. Бұл әдіске қосалқы тәсілді қолдану арқылы талданатын, құрамдас бөліктер мөлшерін едәуір арттыруға болады.
Тура потенциометрия әдісінің басты артықшылығы - оның қарапайымдылығы, өлшегіш прибор құнының арзандығы, жеңіл құрастырылатындығы, талдауды жүргізу жылдамдығы (оны бірнеше минутте әзірлеп, 1-2 минутте аяқтайды). Ондағы иономер мен ИТЭ жеке қорапта оңай тасымалданатындықтан, кез келген жағдайда да талдау жұмысын жүргізуге болады. Сондай-ақ ондағы ион таңдаушы электродпен жоғары сезімталдығына орай құрамындағы қоспа концентрациясы 1 мг/мл болатын өте төменгі мөлшерді де аныктайды. Демек, бұл әдіспен берілген көлемнің мөлшеріне қарамай талдай береді. Мұнда негізгі анықталатын бөлікке кедергі келтіретін косалқыларды бөліп жіберуге, не оны жасыра тұруга болады. ИТ электродын оңай әзірлеп, жеңіл тұтынуға болады және оларды сақтау үшін арнайы жағдайдың қажеті жок.
Потенциометрлік титрлеуді бақылау арқылы да, жартылай не толық автоматты түрде де жүргізеді, нәтижесінде титрленуші бөліктің концентрациясы анықталады. Бұл әдіс индикатормен де, индикаторсыз да қолданылады. Тіпті өзінің аса сезімталдығы мен дәлдігі нәтижесінде басқалардан ерекшелене түседі.
Мұнымен қатар кейде бір рет өлшегенде ерітіндідегі бірнеше құрамдас бөлікті анықтауға болады.
Потенциометрлік титрлеу кезінде бейтараптау, кешенді қосылыс түзу, орын басу, тұнбаға түсіру, тотығу-тотықсыздану реакциялары қолданылады. Бұрын айтылғандай, потенциометрлік титрлеуді тура, дифференциалды және екінші туынды бойынша жүргізуге болады, бұл соңғы титрлеу нүктесін табудағы дәлдікті арттырады.
Потенциометрлік титрлеу әдісі потенциометрлік өлшеу нәтижесі бойынша эквиваленттік нүктені табуға негізделген.
Индикаторлық электродтың потенциалы (секіруі) осы нүктенің маңында күрт өзгереді. Барлық титрлеу әдістеріндегідей, потенциометрлік титрлеу реакциясы да тез, соңына дейін және бүкіл көлемдік өлшемде жүруі керек. Мұнда әуелі электрохимиялық тізбекті құрастырып алып, содан кейін титрлеуді жүргізе отырып, қосылатын титрант мөлшеріне тәуелді өзгеретін ЭҚК мәнін жазады. Алынған мәлімет бойынша тиісті координаттағы титрлеу қисығын қолдан сызуға, не өзі жазатын қондырғымен сызуға болады.
Кейбір жағдайларда потенциометрлік титрлеудің дәстүрлі әдістерімен қатар жаңа үлгідегі, айталық, өтеусіз және ток қосулы тұрған кездегі титрлеу сияқты әдістері де жиі қолданылады. Мұндағы өтеусіз әдіс бойынша ЭҚК емес, керісінше, гальваникалық элементте пайда болатын токты өлшейді. Титрлеудің алдында элеменгтегі ЭҚК сыртқы күшпен теңестіріліп, тізбектегі ток жойылады, яғни өтеу арқылы нөлге теңестіріледі. Сосын титрлеген кезде өтеу бұзылып, тізбекте пайда болатын қосымша ток эквивалентті нүктеде күрт жоғарылап, одан кейін кемиді.
Сондай өтеусіз әдіске құрамында бейметалды электрод жұбы болатын потенциометрлік титрлеуді де жатқызады. Бұл әдістің негізгі мәні бойынша бір ерітіндіге енгізілген әр түрлі инертті металдардың потенциалдары да өзгеше болады және осыған орай олар ерітіндіде болып жатқан өзгеріске түрліше әсер етеді. Мысалы, платина ерітіндідегі заттың тотыққан және тотықсызданған түрлері концентрациясының қатынасы өзгерісіне өте тез, сезімталдықпен әсер етсе, ал вольфрам оны өте баяу сезінеді. Сондықтан да титрленетін ерітіндіге платина мен вольфрам электродтарын енгізсе, осы кездегі өлшенген потенциал айырымы эквивалент нүктеге дейін нөлге жуық, ал осы нүктенің өзінде бірден өсіп кетеді, өйткені бұл кезде ерітіндіде тотығу да, тотықсыздану да реакциялары қатар жүріп жатады.
Потенциометрлік титрлеу әдістерінің кемшілігі - титрантты қоскан соң потенциал тез тұрақтай қоймайды, сондықтан титрлеу кезінде бірнеше өлшеулер жүргізуге тура келеді.
Редоксиметрия әр түрлі жүйедегі тотығу-тотықсыздану потенциалын өлшеуге негізделген бірнеше әдістердің басын біріктіреді. Бұл әдісте протолиттік процестер мен кешенді қосылыс түзілуі қолданылады, зерттеу, дәрі-дәрмек, текстиль, цеялюлозақағаз, гидрометаллургия, шарап, тамақ, тазалық процестеріндегі технологияны бақылау үшін ғылыми-зерттеу жұмыстарында кеңінен қолданылады. Оның негізін 1923 жылы В.Кларк салған. Кейін Б.Н.Никольский шәкірттерімен бірге дамытқан.
Потенциометрияның теориялық негіздері
Әдістің мәні. Талдаудың потенциометрлік әдістері, электрохимиялық ұяшықта пайда болатын электр қозғаушы күштің талданатын ерітіндідегі анықталатын құрамдас бөлік таралымына тәуелділігін пайдалануға негізделген. Екі электрод потенциалының айырымы ЭҚК болады, яғни
ЭҚК = Е1-E2
Электрод потенциалын Нернст теңдеуімен өрнектесек,
немесе
мұндағы E - әрбір электродтың потенциалы; E0 - белгілі редоксжұптағы электродтың стандартты потенциалы: R - газ тұрақтысы - 8.312 Дж (моль*К); Т - абсолюттік температура; F - Фарадей тұрақтысы (96500 Кл/моль); n - электродты реакцияға қатынасын электрон мөлшері, әдетте, ол бір молекула (ион) қабылдаса - оң, берсе - теріс таңбаланады; α0x, αRed, [0X], [Red] - анықталатын заттың тотыққан және тотықсызданған түрлерінің активтігі мен концентрациясы; u=2.3 RT/Ғ немесе қалыпты жағдайдағы u=0,059 шама.
Қарапайым электролиттік ұяшықта екі электрод болады, олардың бірін индикаторлық электрод дейді. Оның потенцалы анықталынатын ион концентрациясына тікелей тәуелді болады, екіншісін - салыстыру электроды дейді, оның потенциалымен салыстыра отырып, индикаторлық электродтағы потенциалды өлшейді.
Берілген электрод үшін концентрацияға тәуелді болатын иондарды потенциалды анықтаушылар деп атайды. Егер екі электрод үшін потенциал анықтаушы иондар өзара үйлесімді болса, олардың концентрациясы электродтардың екеуін де талданатын ерітіндіге тікелей енгізуге болады. Ұяшықтың ЭҚК салыстыру электродына қатынасты өлшенген индикаторлық электрод потенциалына сәйкес болады.
Диффузиялық потенциал
Іс жүзінде екі электродты екі ыдысқа енгізіп, оларды электролиттік кілт деп аталатын, яғни ішінде электролит ерітіндісі бар қосқыш түтікше арқылы жалғастырады. Мұндайда көбінесе салыстыру электродын басқа ыдысқа салады. Тізбек құрамындағы екі ыдыс және жалғастырушыдағы ерітінділердің концентрациясы түрліше болғандыктан, иондардың қозғалуы мен жылдамдығы тең болмайды. Бір фазадан екіншіге өткендегі жанасу шекте диффузиялық потенциал деп аталатын қосымша потенциал пайда болады.
Бұл сұйық фазадағы иондардың диффузиясымен байланысты. Бір фазадан екіншіге өтетін катиондар мен аниондардың мөлшері бірдей емес. Олай болса, екі фазадағы ион мөлшері, оған орайлас заряд мөлшері бірдей емес (екі фазадағы ион саны). Оның тұрақтылығы екі фаза арасындағы жанасу шегіне, олардын табиғатына байланысты. Әйтсе де оның мәнін дәл өлшеу мумкін емес.
Диффузиялық потенциалды барынша азайтып, оны тұрақтандыру үшін салыстыру электродын катионы мен анионынын қозғалғыштығы біріне-бірі тең болатын электролит ерітіндісімен толтырады. Ондай электролит КСІ, KNO3 NH4NO3, RbCl және басқалардың қаныққан ерітінділері болуы мүмкін.
Сұйык фазалар арасындағы әрбір потенциалдың өзгеруі гальваникалық элементтің өлшенетін потенциалына әсер етеді, ол жай тура потенциометрияның талдау химиясына кеңінен таралуын шектейді. Талдау әдісіндегі кең таралған рН-метриянын өзі қалыптаушы қисықты салумен шектеледі, бұл қателік мәнін барынша азайтады.
Қайтымды электрохимиялық тізбектер
Ерітіндіге енгізілген екі электродтан тұратын жүйе гальваникалық элемент болады. Егер электродтар А және В металынан болса, онда оларға сәйкес ерітіндідегі осы металдардың тиісті иондары болады және мұндай элемент былай жазылады:
А | Аn+ | | Вn+ | В
Е1Е3Е2
мұнда тік бір сызық металл-ерітінді фазааралық шекараны және ол осында Е1 мен Е2 потенциал айырымын көрсетеді. Егер екі фазаның жанасу шегінде потенциал айырымы болмаса, оны жай үтірмен ғана бөледі, мысалы, сутек электродын алса, ол:
PtH2(1атм)|H+(1M)
Әдетте газдың қысымын немесе тиісті иондардың концентрациясын қосымша мәлімет ретінде жақша ішіне алады. Екі сұйық фазаның түйіскен жерін тік сызықпен белгілейді және онда диффузиялық потенциал Е3 туындайды. Бұл потенциалдың мөлшері аса үлкен емес, сондықтан да көбінесе оны ескермейді.
Мысал ретінде талдауда жиі кездесетін кейбір гальваникалық элементтердің жазылу ретін келтірейік:
Гальваникалық элементтің ЭҚК-і өзін құрайтын екі электрод потенциалдарының алгебралық айырымына тең. Электродтың потенциалында оң не теріс белгі болады, ал ЭҚК абсолюттік мәнімен беріледі. Мысалы элементтің жарты реакциясын алса:
Элементтің ЭҚК-і электродта жүретін реакцияны тепе-теңдікке дейін апаратын жұмысқа тең. Егер электродтарды өткізгішпен қосса, онда реакция өздігінен гальваникалық элемент толық зарядсыздалғанға дейін жүреді:
Cu2+ + Zn -> Cu + Zn2+
Ал бұл реакция кері жүруі үшін сыртқы ток көзінен кері бағыттағы энергия берілуі керек. Электролиз құбылысы осыған негізделген. Күміс, сынап, мыс, , мырыш және баска да металдар мен олардың иондары қатынасқан кездегі реакциялар едәуір тез және қайтымды жүреді. Ал натрий, кадмий, висмут, теллур сияқты кейбір металдардан жинақталған жүйелердегі электрохимиялық реакциялар қайтымды жүруі үшін оларды сынаппен әрекеттестіріп, амальгам түзу қажет. Бұл жағдайда электродта жүретін көптеген реакциялар механизмінің өте күрделі процесс екенін, кейде өте баяу, кейде мүлдем жүрмей қалатынын да айта кеткен жөн. Мұндай жағдайда Нернст теңдеуінін шарты орындалмайды.
Потенциометрлік әдістердің бәрінде де үлгі қалып ретінде Вестонның қалыпты элементін қолданады, өйткені онын ЭҚК тұрақты, дәлдік дәрежесі, оның қайталампаздығы жоғары және олар ерітіндіні әзірлегенде кездесетін кейбір қателіктерге тәуелді емес.
Сынап кадмийдің электролиттік күйіне ықпал етпейді. Амальгамның беткі қабатында орныққан кадмий мен кадмий катионының арасындағы тепе-теңдік басқа электродтағы сынап пен оның катионынын арасындағы тепе-теңдікке ешбір әсер етпейді, яғни олар өзара тәуелсіз, өйткені кадмий иондары сынап металын тотықтыра алмайды.
Элементтің жұмысы кезіндегі электрохимиялық реакция теңдеуі:
Cd + Hg22+ = 2Hg + Cd2+; E = 1.0183B (20°C)
ЭҚК-тің температураға тәуелділігі, E=1.0183-4.06*10−2 (t-20)-9,5-10−2(t-20)2.
Талдау кезіндегі есептеулерге қарағанда, бұл теңдеудің квадрат дәрежедегі мүшесі ескеріле бермейді.
ВҚЭ диффузия жылдамдығы өте баяу болғандықтан, амальгама ұзақ мерзімге жетіп, элемент көптеген жылдар бойы тұрақты жұмыс істейді. Әйтсе де үлкен топқа қосуға болмайды. Ал лабораториялық жағдайда қолданатын қанықпаған ВҚЭ температуралық коэффициенті өте аз және оның тұрақты ЭҚК-і 1,0186 В-ға тең.
Электрод типтері
Потенциометриялық талдау әдістерінде қолданатын электродтар екі топқа бөлінеді: салыстыру электроды және индикаторлық электродтар.
Салыстыру электроды
Бұл типтегі электродтар ток күші әлсіз болғанда да, потенциалдың тұрақты түрде болуын қамтамасыз етеді, өйткені электродтардың потенциалын өлшегенде оларды үлгі ретінде қолданады. Жалпы оларға қойылатын негізгі талаптар: потенциалды анықтаушы электродты реакциялар термодинамикалық тұрғыдан алғанда қайтымды болуы керек; электродтар әлсіз поляризациялана алуы қажет, яғни одан ток өткенде өз потенциалын өте шамалы ғана өзгертуі керек; олар ұзак мерзім сақталып, әр түрлі жағдайларда жұмыс істегенде, потенциал тұрақтылығын сақтап және жоғарғы қайтымдылық көрсетуі керек. Бұл шартты көптеген электродтар орындай бермейді, олардың арасынан кеңінен қолданылатындары: катион арқылы қайтымды сутекті, анион арқылы қайтымды, екінші текті сынапты электродтар: каломельді сульфатты, оксидті, хингидронды және екінші текті электрод-анион арқылы қайтымды хлорлы-күмісті. Сондай-ақ ерітіндімен түйісетін металды электродтар да қолданылады.
Сутек электродының потенциалын кез келген температура мен ерітіндіде шартты түрде нөлге тең деп қабылдайды. Жалпы сутекті электродтың потенциалы мына теңдеуге бағынады:
мұндағы аH+ сутек иондарының активтігі, РH2 сутек газының қысымы.
Онда электрод ретінде қолданылатын платина, палладий, никель сияқты металдардың беткі қабатына жұка активті ұнтақ жалатылады, мұнда адсорбцияланған, сутекпен иондалған сутек арасында тепе-тендік орнайды:
Н2 -> 2Hagc -> 2Н+ + 2е.
Қалыпты сутек электродының электрохимиялық тізбегі теңдеу бойынша жазылады, ал ондағы сутек иондарынын активтігі 1 моль/л-ге тең, сутектің үлесті қысымы 1 атм. болғандықтан, оларды теңдеуге қойса, оның логарифмі бірге, ал Е-нөлге теңеледі.
Сутек электроды ерітіндідегі тотықтырғышқа, мышьяктың, күкірттің, темірдің, қорғасынның және т. б. қосылыстарына, әр түрлі қоспаларга аса сезімтал. Әсіресе газ күйіндегі сутек құрамында болатын оттек зиянды. Осыншама кемшіліктері бола тұра, сутек құрамында болатын сутек электродтары өз мәнін әлі жоғалтқан жоқ.
Іс жүзінде каломельді электродтың үш түрі пайдаланылады: қаныққан каломельді электрод-калий хлоридінің каныққан ерітіндісімен толтырылады. Қайталампаздығы мен электродтық потенциалдың температуралық коэффициенті өте жоғары және ол мына теңдеу бойынша өрнектеледі:
Е = 0.2438 - 6.5*10−4 (t°- 25)
келесісі - қалыпты каломельді электрод-калий хлоридінің 1 моль/л ерітіндісімен толтырылады, потенциалдық температуралық тәуелділігі:
Е = 0.2801 - 2,7*10−4 (t - 25) - 2,50*10−6 (t - 252) - 4*10−9 (t - 25)3
Соңғысы децинормалды каломельді электрод - калий хлоридінің 0,1 моль/л ерітіндісімен толтырылған. Температуралық тәуелділігі:
Е = 0.3337 - 8.75 - 10−5 (t - 25) - 3*106 (t - 25)2
Каломельді электродтардың потенциалын есептеу үшін талдау химиясындағы тиісті анықтамалық кестелердегі деректерді пайдаланған тиімді.
Егер талдау реакциялары қышқылды ортада өтетін болса, онда каломельді жарты элементтегі калий хлоридін тұз қышқылының ерітіндісімен алмастыруға болады: Hg| Hg2CI2| КСІ белгілеуге болатын каломельді электродтармен қатар, сульфатты Hg | HgSO4| H2SO4, оксидсынапты сілтілік Hg | HgO| КОН және басқа да құрамында сынап болатын жарты элементтерді пайдаланады.
Талдау химиясында кең таралғаны - хлорлы-күміс электроды. Мұндай электродтардың баска артықшылығы - олардың аса жоғарғы қайталампаздығы, керекті өлшем-шама бойынша әзірленуі, сулы, сусыз, ерітінділі, ерітіндісіз, яғни кез келген ортада қолданылуы. Оларды көбінесе күміс не платина сымының сыртына ерімейтін күміс хлоридін электролиттік тәсіл бойынша шөгінділеп, қаптау арқылы әзірлейді. Жиі зерттелінген тізбек:
Pt, Н2| HCl, МеСl | AgCl, Ag.
Электродтардағы потенциал беретін реакциялар:
Н2 —> 2Н+ + 2e; AgCl —> Ag+ + Сl
Мұндай электродтардағы қалыпты потенциал шамасы су ерітінділеріне арналған кестелерде не олардың өзіне арналған құжаттарда болады.
Хингидронды электрод. Бұл құрамында хинон, гидрохинон және олардың хингидрон сияқты органикалық қосылыстары болатын қайтымды тотығу-тотықсыздану электроды.
Олар 298 К Е° = + 0.6990 В болатын сутекті электрод қатарына енеді. Олардың потенциалы рН шамасына түзу сызықты тәуелділікте. Бұл - оның кемшілігі. Ал олардың басты артықшылығы - жеңіл әзірленуі, зерттелінетін ерітінді тазалығына тәуелсіздігі, сусыз ерітінділердегі рН-ты анықтау мүмкіндігі. Хингидронды электродтың көрсеткіші болмашы ғана ауытқиды, тіпті 30°С-ға өзгеріссіз қалады. Ал ондағы еріген өзге тұздар әсерінен рН мәні жүздің бір бөлігіне ғана ауытқиды.
Металл электродтары сыртқы қышқыл мен суда нашар еритін тотықты қабықшамен қапталған металдардан тұрады. Мұндай металл электродтардың 25°С потенциалы Нернст теңдеуімен өрнектеледі:
Е + Е° + 0,029 lg [Me2+]
немесе
Е = Е° +0,029 lg K [H+]2
мұндағы К - электродта жүретін реакцияның тепе-теңдік константасы:
MeO + 2H+ -> Me2+ + H2O
Сонымен, нашар еритін тотықпен қапталған металл электродында сутектік сипат пайда болады, яғни ерітіндідегі сутек ионымен әсерлеседі. Мұндай металл қатарына: сурьма, қорғасын және басқалар жатады. Бұлардың арасынан сурьма электроды кеңірек таралған және онын потенциалы электродтың беткі қабат күйіне тәуелді. Демек, оны буферлі ерітіндіде қалыптастыру қажет. Оған ерітіндіде еріген оттек, мыс иондары, оксиқышқыл аниондары, әр түрлі тотықтырғыштар кері әсер етеді. Оны рН=0-11 арасында қолдануға болады. бүл - оның кемшілігі. Өйткені сутекті электрод үшін мұндай шектелу жоқ.
Росстың рН - электроды. Бұл электродты кейде ішкі тотығу-тотықсыздану электроды не салыстыру электроды дейді, оның температуралық коэффициенті нөлге тең. Осы ерекшелік нәтижесінде ішкі салыстыру элементі мен тіпті әр түрлі температурадағы шыны электродтарының арасындағы потенциал айырымы нөлге тең. Ендеше, температура айырмасы айтарлықтай болса да (~ 50°С) оны қосымша қалыптастырмай-ақ пайдаланады. Оның тәулік арасындағы потенциал ауытқуы 0.002 рН бірлігінен аспайды.
Индикатор электроды
Талданатын құрамдық заттың концентрациясы Нернст теңдеуімен байланысқан кезде индикаторлы электродтың потенциалы салыстыру электродына қатысты анықталады. Олар мына шарттарға сәйкес болуы керек: электрод потенциалы тез қайталанып, оңай қалыптасуы; кейбір жағдайларда электрод қайтымды болуы; электрод ерітіндідегі заттармен әрекеттеспеуі керек. Талдаудың потенциометрлік әдістерінде индикаторлы электрод ретінде металл және жарғақты электродтар қолданылады.
Бірінші текті металл электроды - жақсы еритін ас тұзы ерітіндісіне батырылған металл жолақшасы, металл торы не сымы. Күмістен, сынаптан, кадмийден және баска металдардан әзірленген электродтар қайтымды. Ал, хром, кобальт сияқты кейбір металдар үшін мұндай қайтымдылық байқалмайды. Олардын арасындағы кейбіреуін сынаппен әрекеттестіріп, амальгамдаса, ондай электродтың қайталанушылығы жақсарады. Индикатор электродының қатарында талданылатын жүйенің редокс-потенциалын өлшеуде пайдаланылатын электродтың мәні ерекше. Бұл мақсат үшін асыл металдарды жиі қолданады, мысалы, платина, алтын, иридий, сондай-ақ көмір не графит.
Екінші текті электрод сырты нашар еритін қосылыспен қапталған бірдей анионды, жақсы еритін ерітіндіге енгізілген металдан тұрады. Бұларға жоғарыда қарастырылған хлорлы-күмісті, каломельді сияқты салыстыру электродтары жатады.
Жарғақты электродпен фаза аралық шекте, сондай-ақ жарғақ пен ерітінді арасында ион алмасу тепе-теңдігі болғанда потенциалдар айырымын өлшейді.
Ион таңдаушы электродтар (ИТЭ) - қолданылмалық мәні зор болатын индикаторлы электродтардың құрылымы. Мұнда электрод пен ішкі ерігіндіні бөліп тұратын жұқа жарғақ болады, ол бір мезгілде талданылатын сыртқы ерітіндіні қосатын электролиттік кілт міндетін де атқарады. Мұндай электродтардағы жарғақтың ион алмастырғыш қасиеті болады.
ИТЭ бірнеше топқа бөлінеді: сұйык ионитті жарғағы бар электродтар; сутек ионың да бір зарядты катиондардың басым көпшілігін таңдайтын шыны электродтары; гомогенді және гетрогенді жарғағы бар қатты ионитті жарғақты электродтар. Олардың басым көпшілігінін құрылымы мен қолданылуы ұқсас. Ондағы кейбір жекеленген бөліктер өзгеше болса да, жарғақ арқылы ионның өтуі, бағыты мен қозғалуы бір текті болып келеді.
Шыны электрод. Бұл электрод рН ерітінділерін өлшеу кезінде ерітіндідегі кез келген рН өзгеруіне өте тез және дәл әсерлеседі, нәтижесінде сутек ионының концентрациясын ІМ мен 10−14М (рН=14) аралығьтнда өлшеуге мүмкіндік береді. рН электродтар күшті қышқылды ерітінділерді өлшегенде, қышқылдық қателік деп аталатын оң, ал сілтілікте рН=9 сілтілік қателік делінетін теріс ауытқушылық береді. Соңғысы шыны электродтың натрий мен калий және басқа да иондардың өзгеруіне сезімталдығымен байланысты.
Жалпы бұл электродтарды әуелі арнайы әзірленген стандартты буферлі ерітінді көмегімен реттеп алады. Электродтардың сипаттамасы шыны табиғатына тәуелді анықталады. Шыны электродының жарғағы сұйық және қатты болып келетін екі түрлі электродтың арасында болады. Ондағы шыны түрлі силикаттардың кеңістікте аса салқындатылған сұйық ерітінді түріндегі сілтілік металдар молекуласының тізбегі сияқты құрылым. Мұнда оның кеңістіктегі үш өлшемді қаңқасында сілтілік металл катионы болады. Олар көршілес оттек иондарының эластростатикалық өрісінде тұтылып тұрады және тор құрылымын өзгертпей-ақ қайтымды орын баса алады. Бұл кезде сілтілік металл иондары ішінара сутек катионымен алмасады.
Шыны электродты рН өлшеу үшін жарты ғасырдан артық мерзім бойына қолдануда, әйтсе де соңғы кезде ондағы шыны құрамын өзгерту арқылы басқа иондарды таңдап, талғап өлшейтін электрод жасау мүмкіндігі пайда болды. Мысалы, шыны құрамындағы алюминий тотығын арттыру арқылы ерітіндідегі натрий катионының активтігін өлшейді. Келесі құрамдағы шыныны әзірлеп, ерітіндідегі калий не күміс ионын анықтайды. Әрине, бұл иондарды анықтауды буферлі ерітінділердің белгілі бір рН мәнінде жүргізеді, ал натрий мен калий иондарын анықтайтын электродта олардың мәні аса үлкен емес. Бұлар таңдайтын шыны электродқа, басқа да бір зарядты катиондарға тән.
Қатты жарғақ-кристалды заттан монокристалл түйіршік түрінде сығымдалып жасалған ток өткізетін қасиеті бар қатты зат. Әдетте нашар еріп, ион өткізу сипатында болатын заттан ион сезгіш элемент әзірленеді. ИТЭ салыстыру ерітіндісімен не онсыз да болуы мүмкін. Мұндай жарғақтағы ионның тасымалы кристалл торының есебінен жүзеге асады. Ондағы бос орынды тек белгілі бір өлшемдегі және зарядтағы ион ғана толтырып, сапалы таңдауды жүргізуге ықпал етеді. Қиыршықты қатты жарғақта электр тоғының пайда болуы кристалл торындағы ең кіші радиусы мен заряды болатын сипаттағы иондарға тікелей байланысты. Атап айтқанда, лантан фторидіндегі қиыршықта өткізгіш. Бос орынның өлшемі мен заряд шамасына деген талабы соншалықты, ол орынға тек қозғалғыш және жалғыз ғана ион барады. Ион таңдаушыны анықтаған кезде кристалды қатты жарғақтың бетінде жүретін химиялық реакцияларға байланысты қосымша кедергілер туындауы мүмкін.
Жалпы фторид иондарының жұмысшы сипаты ИТЭ ретінде қолданылады: егер лантан фторидінің монокристалына европий фторидін қосса, онда оның электрлік өткізгіштігі артады. Мұндай ИТЭ сезімталдығы артып, фторидтің концентрациясы 10−6-дан 1 моль/л-ге дейінгі аралықтағы мөлшерді талдап, анықтауға мүмкіндік береді. Ал мөлшері мұнан аз, яғни 10−6 болса, ондайда талданатын ерітіндідегі лантан фторидінің ерігіштігі нашарлап, электродтын сезімталдығы төмендейді. Ерітіндіде кездесетін галогенид, нитрат, сульфат сияқтылар мыңдаған есе артық болса да, фторид нақтылы өлшенеді. Әйтсе де сілтілі ортада оның таңдаушы сипаты азаяды. Бұл жай кешенді қосылыс түзетін лигандаларда да байқалады.
Талданатын ортадағы күміс катионы мен күкірт анионын анықтау үшін қатты жарғақты күміс сульфидінің ұнтағын қосып, кәдімгі ИК-спектрдегідей түйме дақ әзірлейді. Мұндай жарғақтағы күміс ионы қозғалғыш келеді және осындай ИТЭ ерітіндідегі күмістің 10−7 тіпті 10−12 моль/л-ге дейінгі мөлшерін анықтайды, әрине, осы кезде күміске сәйкес күкірт анионы да тіркеледі.
Егер ерітіндіде қосымша қосылыстар болса, керісінше, электрод сезімталдығы артып, күміс пен күкірт ионын анықтау шегі 10−19 - 10−20 моль/л-ге дейін жетеді. Ал күміс сульфидіне оның галогенидін, мыс, кадмий, қорғасын сульфидтерін косу арқылы бұл электрод көмегімен тиісті иондарды анықтайды.
Гетерогенді жарғақты электродтар. Мұнда полимерлі жарғак ұясына ион алмасушы бекітіледі, айталық, хлор ионын таңдаушы электродтағы күміс хлориді парафинде немесе силиконды каучукте таралады. Бұл электродтың қолданылуы соңғы кезде сиректеп барады. Ал ионды сезгіш активті зат ретінде барий сульфаты, кальций оксалаты сияқты әр түрлі нашар еритін қосылыстар ондағы енжар ұя ретінде эпоксидті шайырлар, поливинилхлоридтер, силиконды каучуктер және т. б. пайдаланылады. Мұндай ИТЭ потенциалы аса тұрақты, бірақ талғампаздығы жоғары емес.
Фермент-субстратты электрод ферментті субстраттың концентрациясын анықтауға мүмкіндік береді. Уреаза негізіндегі электрод несеп нәріне сезімтал және ол ерітіндідегі несеп нәрінің концентрациясының тез анықталуын қамтамасыз етеді. Мұндай электрод құрамында уреаза ферменті бар гельдің жұқа қабатымен катионға сезімтал шыны электродының беткі қабатын қаптау арқылы әзірленеді. Гель берік болу үшін оны найлон торымен бекітеді. Осындай электродты талданатын ерітіндіге енгізгенде, несеп нәрі гельге сініп, оны уреаза катализдеп реакция жүреді:
Бұл реакция буферлі ерітіндіде, яғни рН = 7 жүреді және осы жүйеде тепе-теңдік 30-60 секундта орнап, электродтын потенциалы өлшенеді.
Онда түзілетін аммоний ионымен электрод әрекеттесіп, үлгідегі несептің таралым логарифміне оның потенциалы түзу сызықты функция түрінде болады. Ал гель құрамында L- аминқышкылының (L - АОО) оксидазасы болатын фермент-субстратты электрод - аминқышқылының конценграциясындағы аммоний ионымен әрекеттеседі.
Сондай-ақ газды таңдағыш электрод та шығарылады. Мұндай аммиакты электродты аммиак ерітіндісіне енгізгенде, жарғақ арқы- лы аммиак диффузияланып өтеді. Берілген үлгідегі аммиак кон- центрациясының деңгейі мен ерітінді ішіндегі тепе-теңдік бір минутта орналасады. Аммиак ішкі ерітіндімен эрекеттесіп. сезімтал ішкі элемент арқылы анықталынатын гидроксид-ион түзеді:
NH3+H2O→NH4++OH-
Аммиак концентрациясының 0,1 -ден 10~6 моль/л-re дейінгі аралықтағы, электрод потенциалының аммиак концентрациясынын логарифміне тәуелділігі түзу сызықты. Анықтау кезінде тек жеңіл ұшатын аминдер ғана кедергі болады.
Сұйық жарғақты электродтар. Мұндай жарғақты сумен араласпайтын органикалык еріткіштен оны екі су ерітіндісінің арасына орналастырып жасауға болады. Катиондар жарғақ ерітінді шекарасынан еркін өтеді де, органикалық иондар жарғакта қалып қояды. ал аниондар шекарадан өтпейді.
Демек, осылайша сұйық жарғағы болатын электродтағы ерітінді талданатыннан органикалық сұйықтың (сұйық органикалық ионит) жұқа қабаты арқылы бөлінген. Осы бөліп тұрған органикалық сұйық сумен араласпаса да. анықталатын ионды таңдап. онымен әрекет- теседі. Органикалық ионит кеуекті жарғаққа тарап. оған қышқыл- дық, негіздік немесе хелат түзетін сипат береді.
Сұйықты ионалмастырғыш жарғағы бар электродқа ішкі салыстыру электродын енгізуге болады. Мысалы, кальций - таңцаушы электрод сұйык ионит сіңген поливинилхлоридпен қапталған платина сымынан тұрады. Мұндағы жарғақ пен ерітінді жанасу шегінде химиялык тепе-тендік орнауы нәтижесінде потенциал айырымы туындайды. Ондағы ішкі сұйықтың құрамы гұракты болғандықтан, жарғақ потенциалы тек талданатын ерітінді құрамына сэйкес өзгереді. Құрамында өзге А ионы болатын ерітіндідегі жарғак потенциалы тек В ионына гана байланысты таңдау сипатында болса. онда оны Нернст теңдеуімен өрнектеуге болады:
Мұндағы UB және UA - жарғақтағы B және А иондарының қозғалғыштығы, DB және DA - сулы ерітінді мен жарғақ арасындағы В мен А иондарының тиісті таралу коэффициенті.
Жарғақты электродтың берілген ионға деген талғамы сұйық ионитпен анықталады және ол басқа иондармен салыстырғанда осы ионға деген интенсивтігі артқан сайын өседі. Сондай-ақ ион алмастырғыштағы органикалық еріткіш те анықталатын ионның таралу коэффициентіне және талғамына ықпал етеді.
рН-метрия
рН-метрия 1909 жылы Зеренст гальваникалық элементтің электр қозғаушы күшін өлшеу кезінде сутек иондарының концентрациясын потенциометрлік апықтауды жүзеге асырады:
Pt, Н2| НСІ (х) | | КСІ (0,1 М) | Hg2,Cl2,Hg
Мұндай элементтің ЭҚК-ін есептеуге арналған Нернст теңдеуін былай жазады:
мұндағы Е°c-шамасы тәжірибе кезінде анықталады. қалыпты ерітіндідегі сутек иондарынын концентрациясын (Н+) формуласы бойынша есептейді. ал осындағы тұз қышқылының диссоциясы дорежесі ток өткізгіштік бойынша өлшенеді, С - тұз қышқылының ерітіндідегі мольдік концентрациясы. 25°С-та Е°c = 0.3376 В, рН = (Е - 0,3376)/0,0592;
рН таңбасы Зеренст көрсеткіші сутек иондарының концентрациясын, активтілігін нақты көрсете алмайды. өйткені сұйытылған қышқыл ерітіндісі толық диссоциаланады.
Зеренст элементінің ЭҚК-ін өрнектесе, онда:
мұндағы ЕД - диффузиялық потенцпал.
Шын мәніндегі рН сутек иондарының концентрациясын емес, активті сипаттамасын көрсетеді, сондықтан да теңдеу бойынша мынадай өрнек алынады:
Бұл теңдеу құрамында 0,1 М хлорид-ионның активтілігін де, диффузиялық потенциалын да асқан дэлдікпен бере алмайды, сондықтан олармен тікелей тәуелділікте болатын рН мәнін де дәл өлшеу мүмкін емес. Мұны әр түрлі еріткіштердің мәні көрсетілген кестеден қарастыруға болады. Мұндай мәліметтер мысалы. Олар едәуір аралықтағы температураны қамтиды да, рН көрсеткішіне әсер етпейді, рН көрсеткішінің мұндай қалыпты жиынтығы біраз елдерде де бар, ал қалыпты ерітінділердегі рН мәнін, Pt(H2) (буфферлі ерітінді), KC1/AgCl, Ag тектегі тізбекті пайдаланып, тасымалсыз тізбектің ЭҚК өлшеу кезінде анықтайды. Мұндайда диффузиялық потенциалдың мәні өзінен-өзі жоғалады.
Егер рНX пен рНK арқылы талданатын және қалыпты ерітінділердің рН мәні, ал ЕX пен ЕK арқылы оларға сәйкес элементтердің ЭҚК-і белгіленсе, онда:
Бірінші теңдеуден екіншісін шегеріп мынаны аламыз:
Ерітіндінің рН өлшегенде индикаторлық Электрод ретінде сутекті, хингидронды, шыны электродтарын пайдалануға болады. Бұлардың арасында шыны электроды жиі қолданылады, өйткені оны тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш болса да, кең температуралық арада да пайдалануға болады.
Жұмысқа қосардың алдында оны 0,1 М тұз кышқылының ерітіндісінде біршама уақыт ұстайды. Осы кезде ерітіндідегі сутек ионы шыны жарғақтағы натрий ионымен алмасып, осы жүйеде тиісті тепе-теңдік орнайды. Кемшілігі - құрылымының әлсіз әрі нәзік болуы, күшті сілтілік не қышқылдық ортаға ауысқанда кейбір жайсыздықтар кездесуі мүмкін.
рН Көрсеткіштері
Потенциометрлік титрлеу
Потенциометрлік титрлеу Эквиваленттік нүктені табуға негізделген титрлеу реакциясына қатынасқан қосылыстың тек біреуі ғана электродты құбылысқа араласатын болғанда, эквиваленттік нүктенің маңында индикаторлы электродтың потенциалы өзгереді. Айталық қышқылды - негізді әдіс бойынша титрлегенде, шыны электродын хлоридті хлор-күміс арқылы жүзеге асырады. Мұндағы реакциялар тез өтіп, соңына дейін толық жүреді. Жалпы потенциометрлік титрлеуді жүргізу үшін талданатын ерітіндідегі индикаторлы электрод пен салыстыру электродынан тұратын тізбекті жинақтайды.
Соңғы нүктені анықтау. Суретте титрлеу қисықтары мысал ретінде келтірілген.
Осы суретте (а) тұз қышқылын калий гидроксидімен, яғни күшті қышқылды күшті негізбен титрлеудің кисығын теориялық тұрғыдан кескінделген. Мұндағы эквивалент нүкте индикаторлы электрод потенциалының кенеттен секіруіне байланысты. Бұл секіру эквивалент нүктені анықтайды, осыған қарап талданатын ерітінді құрамындағы қышқыл концентрациясы есептелінеді.
Екінші (б) суретте эквивалентті нүктені табу үшін AE/Av - V координатында дифференциалды қисық сызылады, ал абсцисса өсіндегі есептеу титрант көлемін көрсетеді. Дифференциалды қисық көмегімен эквивалент нүктені нақтылы тауып, дәл есептеуге болады.
Бірінші теңдеуден екіншісін шегеріп мынаны аламыз:
Ерітіндінің рН өлшегенде индикаторлық электрод ретінде сутекті, хингидронды, шыны электродтарын пайдалануға болады. Бұлардың арасында шыны электроды жиі колданылады, өйткені оны тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш болса да, кең температуралық арада да пайдалануға болады.
Жұмысқа қосардың алдында оны 0.1 М тұз қышқылының ерітіндісінде біршама уақыт ұстайды. Осы кезде ерітіндідегі сутек ионы шыны жарғақтағы натрий ионымен алмасып, осы жүйеде тиісті тепе-теңдік орнайды. Кемшілігі - құрылымының әлсіз әрі нәзік болуы, күшті сілтілік не қышқылдык ортаға ауысқанда кейбір жайсыздықтар кездесуі мүмкін.
рН Корсеткіштері
Потенциометрлік титрлеу
Потенциометрлік титрлеу Эквиваленттік нүктені табуға негізделген титрлеу реакциясыпа қатынасқан қосылыстың тек біреуі ғана электродты құбылыска араласатын болғанда, эквиваленттік нұктенің маңында индикаторлы электродтың потенциалы өзгереді. Айталық кышқылды - негізді әдіс бойынша титрлегенде, шыны электродын хлоридті хлор-күміс арқылы жүзеге асырады. Мұндағы реакциялар тез өтіп, соңына дейін толық жүреді. Жалпы потенциометрлік титрлеуді жүргізу үшін талданатын ерітіндідегі индикаторлы электрод пен салыстыру электродынан тұратын тізбекті жинақтайды.
Соңғы нүктені анықтау. Суретте титрлеу кисықтары мысал ретінде келтірілген.
Осы суретте (а) тұз қышқылын калий гидроксидімен, яғни күшті қышқылды күшті негізбен титрлеудің қисығын теориялық тұрғыдан кескінделген. Мұндағы эквивалент нүкте индикаторлы электрод потенциалының кенеттен секіруіне байланысты. Бұл секіру эквивалент нүктені анықтайды, осыған қарап талданатын ерітінді құрамындағы қышқыл концентрациясы есептелінеді.
Екінші (б) суретте эквивалентті нүктені табу үшін AE/Av - V координатында дифференциалды қисық сызылады, ал абсцисса өсіндегі есептеу титрант көлемін көрсетеді. Дифференциалды қисық көмегімен эквивалент нүктені нақтылы тауып, дәл есептеуге болады.
мұндағы СK және CX - қалыпты және зерттелінетін ерігінділердін концентрациясы, γK және γX - олардың активтілік коэффициенттері.
Егер осы екі ерітіндінің құрамы мен иондық күші шамамен бірдей болса, онда олардың белсенділік коэффициенттері не өзара тең, не шамалас мэнде болады. Сонда:
Е = 0 болса, СK= СX, өйткені Ig СK/СX = 0. ал СK/СX = 1. Е = 0 шарт орындалу үшін, қалыпты ерітіндіге қалқалаушы, ягни арнаулы электролит қосса болғаны.
Бұл ретте зерттелінетін ерітіндіге сұйылтқыштың немесе қалыпты ерітіндінің бірнеше пропорционал бөлігін қосып, әрбір қосқаннан кейінгі ЭҚК өлшейді де, осы молімет бойынша Е - lgCK координатындағы титрлеу қисық сызығы салынады. Осы сызықтың абсцисса өсімен киылысқан нүктесі Е = 0 сэйкес және ондайда СK= СX.
Қосымша әдіс. Бұл әдісті қолдану үшін анықталағын ионға қатысты электрондық тәуелділікті, яғни функцияны нақты білу жеткілікті. Ол үшін әуелі талданатын ерітіндінің белгілі бір көлемін анықтап, олардың ЭҚК күшін жеке-жеке өлшейді. Мұндағы бірінші өлшемнің электр қозғаушы күші мынаған тең:
және оған қалыпты ерітіндіні қоскан соң. ол:
мұндағы AC - апықталатын ион концентрациясының өсімшесі. Бұл ЭҚК айырмасы:
Бұған аз көлемдегі ерітіндінің қосымша қосылуы нәтижесінде иондық күш өзгеріссіз қалады, сондықтан да γX және Eg өзгеріссіз қалып өзара қысқарады. Нәтижеде теңдеуден анықталатын ионның концентрациясына арналған өрнек шығады:
Қосымша әдіс үшінші қосылыстың да қосылуын өздігінен ескеріп, аса сұйытылған ерітінділердің концентрациясын анықтауға мүмкіндік береді.
Қалыптаушы сызба әдісі. Анықталатын бөлшектің белгілі бір концентрацияда болатын қалыпты ерітінді қатары әзірленеді. Содан кейін осы ерітінділердің әркайсысына сәйкес ИТЭ мен салыстыру электродын (СЭ) енгізіп, ЭҚК күшін өлшейді. Жартылай логорифмдік қағаз алып, өлшенген кернеудің (мВ) арнайы әзірленген қалыпты ерітінді қатарының концентрациясына тәуелділігі сызба түрінде салынады.
Талданатын ерітіндідегі бөлшек концентрациясын анықтау үшін оған тағы да жоғарыдағы екі электродты енгізіп, ЭҚК күшін өлшейді де, қалыптаушы сызбамен салыстыра отырып табады. Бұл әдісті ИТЭ қолданғанда тиімді, өйткені ол талдауды тез және сапалы жүргізуге мүмкіндік беріп, анықтау кателігін кемітеді.
Титриметрлик әдістер. Бұл топқа енетін әдістер берілген ИТЭ көмегімен анықталатын бөлшектер мөлшерін көбейтуге және анықтау нәтижесін қайталауды жақсартуға мүмкіндік береді. Олар негізінен 5-гитрлеу сияқты үш түрге бөлінеді.
Бұл әдіс кезінде анықталатын бөлшекке сезімтал ИТЭ қолданады. Бұған титрант ретінде анықталатын қосылыс бөлшегімен ( ионымен) нашар еритін қосылыс немесе тұракты кешен түзетін қосылыстың ерітіндісін таңдап апады.
Эквиваленттік нүктеге жақындаған сайын анықталатын ионның бос мөлшері кеміп, оған сәйкес өлшенетін ЭҚ күштің шамасы азаяды. Нернст теңдеуінен байқалып тұрғандай, өлшенетін ЭҚК шамасы талданатын ерітіндідегі ионның тепе-теңдігі мен концентрациясының активтілігінің арасындағы байланысқа және оған 0осатын титрант табиғатына тікелей тәуелді. Электр қозғаушы күштің күрт өзгерісі эквивалент нүктесінің маңайында байкалады, өйткені онда анықталатын ион активтігі өте аз және ол диссоциация тұрақтысына немесе шөгіндінің ерігіштігіне тәуелді. Мұндай жағдайда электр козғаушы күш өзгерісі секірмей өтеді.
Т-титрлеу. Бұл - титрлеу кезінде ИТЭ титрант концентрациясын бақылау мүмкін болатын әдіс. Титрлеудің бірінші сатысында титрант анықталатын бөлшекпен байланысуға ұмтылып, эквивалент нүктеге жақындайды да, осы тұста электр қозғаушы күш шамалы өзгереді. Содан кейін титрленетін ерітіндідегі оның активтігі эрі ЭҚК артады.
R-титрлеу. Бұл әдіс ИТЭ индикаторды жалғастыра пайдалануға негізделген. Айталық, никель ионын анықтау үшін титрант ретінде тетраэтиленпентаминді (ТЭПА), ал индикатор етіп мыс (II) ерітіндісін қолданады. Мұндайда титрлеудін соңғы нүктесін мыс таңдаушы электрод көмегімен анықтайды.
Құрамында никель ионы бар талданатын ерітіндіге ТӘПА мен мыс (II) кешенді қосылысының ерітіндісін қосады. Өлшенетін ЭҚК ерітіндідегі мыс ионының артық болуынан пайда болады. Әуелде никель (II) иондары мыс (II) ионынан едәуір артық болуы мүмкін, бірақ та мыс (II) ионынын ТЭПА-мен түзетін кешенді қосылысы едәуір түрақты (А бөлігі) келеді.
Мыс (II) ионы кешенге толық байланысқан кезде ЭҚК-інің күрт төмендеуі байқалады. Бұл кезде (Б бөлігі) никель(II) ионы ТЭПА- мен кешенді қосылыс түзе бастайды. Мұнда да никель (II) ионының концентрациясы (мөлшері) азая бастайды да, ерітіндіде қалған шамалы мыс (II) иондары титрантпен эрекеттесіп. кешенді қосылысқа айналады, нәтижесінде кернеу соңғы рет өзгереді (В бөлігі).
Қосымша әдіс - титрлеу әдістерінің бір түрі. Бұл - температураның өзгерісіне қарай кездесетін қателікті және кешенді қосылыстың түзілуімен байланысты қосымша әсерлерді азайту үшін немесе сезімтал электродты табу қиын болатын бірнеше бөлшектің концентрациясын анықтау үшін қолданатын әдіс. Стандартты сызбалы әдісті пайдаланғанда талданатын ерітінді концентрациясын тек бір рет өлшенген ЭҚК шамасымен ғана аныктайды. Егер ерітінді
және мүны қалыпты ерітіндіге қосқан соң:
Потенциометрлік өлшеу
Потенциометрлік өлшеу Потенциометрлік өлшеу қолданылатын әдістердің бәрінде индикаторлық электрод потенциалының анықталатын құрамдас бөліктердің активтігіне, яғни концентрациясына тәуелділігі пайдаланылады. Сонымен қатар бұл әдіспен жалпы электрохимиялық тізбекте ток өтпей тұрғанда, ондағы электр козғаушы күшті өлшейді. Тізбектен ток өтсе, онда электродтар полюстенеді, яғни қайтымсыз ток көзі ретінде жұмыс істеп, ЭҚК мәні тепе-теңдік жайдағыдан төмендейді. Тізбектегі қосымша токтан мүлдем арылу мүмкін емес, сондықтан оны мейлінше 10−7 А шамасында азайтуға тырысады. Осы бағытқа арналған кейбір тәсілдерді қарастырайық.
Гальванометрлік теңестірү тәсілі. теңестіру тәсілінде кобінесе 10.16-суреттегі схема бойынша құрастырылған қарапайым құрылғы қолданылады. Ондағы ВС кедергісі бар, ұзындығы 1 м реохорд, A - ЭҚК артық және тұракты болатын аккумулятор. Тізбектегі К кілті қосулы тұрганда реохордтың D - жылжымасын қозғалта отырып, реохордтағы кернеудің кемуін өлшейді.
Erep D тетігі B нүктеде болса, онда потенциал айырымы нөлге тең, ал егер ол С нүктесінде болса, онда ол потенциал айырымы А батареясының кернеуіне теңеледі. Бұл ток көзі (А) гальвано- метрмен (Г) бір ізді жалғасқан. Ажыратып-қосқыштың П көмегімен теңесу сэтін анықтайды. Ол үшіп гальванометрдің Г сезімталдығы 10−7 А-дан кем болмауы керек. Ол неғұрлым жоғары болса, Ех соғұрлым үлкен дәлдікпен өлшенеді.
Өлшеуді Вестонның қалыпты элементі ВҚЭ бойынша реохордтың өлшемдік көрсеткішін реттеуден бастайды. Ол үшін кілтті тұйықтап, қайта қосқышты -7 жағдайға қояды. Содан кейін қозғалғыш тетікті В мен С нүктелерінің арасында жылжыта отырып, 1 мен і нүктелерінің арасында гальванометрдің көрсеткіш тілі ауытқымайтын нүктені табады, бүл ВҚЭ-нің EN өтелгенін көрсетеді. Бұл аралық BD үзындығымен өлшенеді. Реохордтың үзындығы 1 мм болғанда кернеудің кемуін былай і абады:
E=EN/BD
Осыдан кейін зерттелетін ерітіндінің электр қозғаушы күшін (Ех) өлшейді, ол үшін қайта қосқышты 2 жағдайға қойып, жылжымалы тетікті қозғалта отырып, тізбектегі тоқты гальванометрмен бақылай отырып, оны елшейді. Мысалы, жылжытып тетік D нүктесіне жеткенде тізбектегі ток өтелді делік, мұндай жағдайда реохордтың 1 мм құны да Е-те тең болады.
Бұл одістің басты кемшілігі - өлшеу нәтижесінің аса дэл болмауы. айталық, реохордтың үзындығы Імм болса. онда осы арадағы аккумулятор кернеуі 2 В төмендейді. Демек, реохорд ұзындығының Імм = 2 МВ/мм екен.
Потенциометрлік титрлеуді қолдану
Потенциометрлік титрлеу әдісі бойынша талдаулық әр түрлі физика-химиялық мәселелер шешіледі: ерітіндідегі бір не бірнеше заттардың концентрациясын анықтау; әлсіз негіздер мен қышқылдардың диссоциациялану тұрақтысын табу; кешенді қосылыс тұрақтысын анықтау; ерігіштік көбейтіндісін анықтау; қалыпты тотығу-тотықсызданудың потенциалын табу.
Потенциометрлік титрлеу әдістері реакция түріне байланысты тұнбалау, кешенді қосылыс түзу, тотығу-тотықсыздану, бейтараптау әдісі болып бөлінеді.
Потенциометрлік титрлеуді суы бар және сусыз, әрі аралас ерітінділерге қолданады. Алайда, органикалық еріткіштердің ерітінді құрамында кездесуі диффузиялық потенциалды дәл анықтауға мүмкіндік бермейді де, мұның салдарынан термодинамикалық өлшемдерді анықтау қиындайды.
Қышқылдық-негіздік титрлеу. Егер қышқылдың немесе негіздің диссоциация тұрақтысындағы айырмашылық үш реттілік шамасынан кем болмаса, қышқыл қоспасындағы құрамдас бөліктерді сапалық тұрғыдан, қышқылдық-негіздік титрлеу әдісі арқылы анықтауға болады. Мысалы, тұз және сірке қышқылының қоспасын негізбен титрлегенде екі секіру байқалады. Ал көп негізді қышкылдар мен негіздерді титрлегенде, оларға сәйкес болатын потенциал секіруінін санын титрлеу қисығынан анықтауға болады. Бұған үш негізді фосфор қышқылын күшті негізбен титрлеу мысал.
Бейтарап реакциясы. Мұнда әуелі күшті қышқыл мен күшті негізді қарастырайық. Бұлар ерітіндіде толық диссоциацияланатындықтан, ерітіндінің рН мына теңдеу бойынша анықталады:
Сондай-ақ күшті қышқыл ерітіндісінде күшті негізді қосқан кездегі сутек иондарының концентрация өзгерісін де анықтауға болады. Мұнда кез келген сәттегі сутек иондарынын концентрациясы нақ осы тұстағы әрекеттеспей қалған қышқыл концентрациясына тең.
Әлсіз қышқыл - күшті негіз. Егер Кна< 10−7 және сондай-ақ әлсіз қышқылдар аса сұйық болған жағдайларда (0.001 М), гидролиз нәтижесіңде эквивалент нүктеге жетпей-ақ ерітіндінің рН 10 үлкен болады. Күшті негіз тұздарында өзінен әлсізін ығыстырады, мысалы, тұз қышқылы өзінен әлсіздеу сірке қышқылын, сірке қышқылының тұздарын ығыстырады.
Бұл - сірке қышқылын натрий гидроксидімен бейтараптауға кері процесс. Осы реакция кезіндегі рН өзгеруі бейтараптау реакциясы кезіндегідей, бірақ ол тек кері бағытта ғана жүреді. Осындай жағдайдағы титрлеу қисығының өзгеруі 1 қисық бойындағы ал кесіндісі кескінделген. Ондағы α нүктесі жүз процентті натрий ацетатына, ал b нүктесі бос күйіндегі сірке қышқылының эквиваленгті шамасьіна сәйкес. Мұндай жағдайда b нүктесінде рН күрт өзгеруі болмайды. Натрий феноляты мен тұз қышқылының арасындағы реакция:
Мұндай жағдайда эквивалент нүктесінің иілуі едәуір айқын байқалады.
Күшті негіздің әлсізді ығыстыруына мысал ретінде мына реакцияны қарастыруга болады:
Сілті (2 негіз) мен амин тұзын (1 қышқыл) титрлегенде, эквивалент нүктесінде айтарлықтай иілу болмайды. Егер 1 негіз өте әлсіз, айталық анилин Кв ~ 10−10 болса, онда түйіскен 1 қышқыл (анилин-ион) айтарлықтай күшті (КНА~10−4) болады және эквиваленттік нүктеде рН едәуір өзгереді. Демек, орынбасу реакциясы кезінде реакция сонына сәйкес болатын рН қисығындағы өзгеріс иілуі болады, әрі ол өте әлсіз қышқыл мен негіз тұздары үшін ғана байқалады.
Tұнбалау реакциясы. Егер еритін MX тұзы еритін екінші ВА тұзымен титрленетін болса, онда реакция соңында нашар еритін тұз МА тұнбага түседі. Әдетте көптеген тұздар толық диссоциацияланған болып келетіндіктен, М ионының концентрация шамасын ЕК (еру көрсеткішімен) өрнектеуге болады. Мысалы, ыңғайлы болу үшін бір валентті қосылыстарды, яғни күміс нитраты мен калий хлоридін алайық:
CM+ = C0 - x + y
мұндағы С0 - MX немесе күміс нитраты тұзының бастапқы концентрациясы. Мысалы: X - қосылған ВА не калий хлориді тұзының концентрациясы моль/л: Co - X калған тұздағы М+ (А+) иондардың концентрациясы Ү - нашар еритін тұздағы MA (AgCl) катионының концентрациясы. Титрлеу кезінде көлем өзгерісін ескермейді, у - шамасы өзгеріп тұрады, ал хлор ионының концентрациясы күмістікіне тең.
МА тұзымен салыстырғанда ерітінді қанығатындықтан, ерігіштікке арналған мынадай шама алынады:
ЕКMA = СM+ СA = (с - х + у) * у
Егер электрод М+ қайтымды М металынан әзірленсе, әрі ол титрлеу кезінде MX ерітіндісіне енгізілсе, ондай электрод потенциалы мынаған теңеледі:
Титрлеудің кез келген сәтінде С пен X мәні белгілі болғандықтан. Оны келесі теңдеуге қойып, титрлеу кезіндегі Е-нің өзгерісін анықтайды. Қосылған ВА тұзының эквивалент нүктесінің сапы, MX тұзынын әуелгі санына бара-бар (С = X), онда:
Әдетте эквиваленттік нүктеге жеткеннен кейіп де титрлеу жалғаса береді. Мұндай жағдайда СА = X - С + у, См+ - у, өйткені ерітіндіде А- иондары артық болады да, МА тұзының нашар еруі салдарынан М+ ионы түзіледі. Сонда:
Егер ЕКМА мәні белгілі болса, y шамасын есегітеуге болады. Тұнбалау әдісі бойынша титрлеудің (Е - V) координатындағы қисық бейтараптау қисығына ұқсас.
Титриметриядағы тұнба әдісінде индикаторлық электрод ретінде анықталынатын ионға немесе тұндырушы ионға сезімтал металды және жарғақты электродтор пайдаланылады. Іс жүзінде бұл әдісті күміс, сынап, мырыш, қорғасын катиондарын, галогенидтер мен ционидтер аниондарын, сондай-ақ қоспаларды анықтау үшін қолдануға болады. Мысалы, пен хлорид иондарының қоспасын жеке бөлмей-ақ, күміс нитратымен титрлейді. Хлоркүмісті электрод титрлеу кезінде екі бірдей секіруді тұрақтандыруға мүмкіндік береді, олардың біріншісі - иодид-ионын, екіншісі - хлорид-ионын титрлеуге сәйкес.
Тотығу-тотықсыздану титрлеуі. Толық тоғықсызданған және тотыққан қосылыстардың титрлеу қисықтары секіруімен сипатталынады. Бұл нүктеге жеткенше потенциал титрант - тотықтырғышпен салыстырғанда артық болатын титрлейтін жүйемен, эквивалент нүктеге жеткеннен кейін титрант жүйесімен анықталынады. Бір нүктеден екіншіге дейінгі потенциал өзгеруімен сипатталынатын титрлеу кисығын алу үшін әрбір жүйеге арнап жеке қисыктар сызып, оларды бір жанамамен қосуға болады.
Сондай-ақ эквивалент нүктені дәл титрлеп, анықтау бір жүйенің толық тотықсыздануы мен екіншісінің тотығуына тәуелді.
Мысалы, 0,1% аналитикалық дәлдікпен титрлеу үшін, қалыпты потенциалдардың айырымы 0,35 В-дан артық болмауы қажет. Бұл жүйедегі эквивалент нүктеге дейінгі потенциал Нернст теңдеуіне бағынады:
Егер талданылатын зат әуелден тотықсызданған (Red1) болса, онда тотыққан қосылыс 0 < х < 100% теңсіздігімен анықталынады:
Егер X = 50, X (100 - X) = 1, ал Е = Е1, болса, онда жүйедегі қалыпты потенциал титрлеу қисығының ортадағы нүктесіне жетеді. Титрленетін ерітіндідегі эквиваленттік нүктеге тотықсыздакдырғыштың n2 моліне тотықтырғыштың n1 молі қосылған сәт сәйкес. Әрекеттесетін қосылыстардың концентрациясы келесі қатынаста:
Эквиваленттік нүктедегі пен талданатын зат үшін Нернст теңдеуі:
n1 мен n2-ні қосқанда алатынымыз:
Егер n1 = n2 болса, онда Еэкв=(Е1+Е2)/2.
Демек, эквивалентті потенциал, осы жүйедегі екі қалыпты потенциалдардың арифметикалық орташа мәнін көрсетеді, ал эквивалент нүкте маңындағы қисықтың түрі симметриялы. Ал эквивалентті нүктеге жеткеннен кейінгі потенциал шамасы Нернст теңдеуі бойынша былай жазылады:
Әрекеттесуші заттардың концентрациясына тәуелді болатын титрлеу қисықтарынын теориялық маңызы бар, ал ол екеуін де сұйылту эквиваленттік нүктенің айқындығына ықпал етпейді. Тотығу-тотықсызданудағы титрлеу қисықтары әр түрлі координаттарда тұрғызылуы мүмкін: (Е – VТ), (рМ - VТ), (Е - %). Мұндағы рМ = - lg [M] ал, (М) - реакцияға қатынасушының концентрациясы VТ - титрант көлемі, мл. Бірінші тектегі қисықтардың орга мәні бар, өйткені мұндай титрлеулер асыл металдардан жасалған индикаторлық электродты пайдаланып, Е-ні өлшеу арқылы жүргізіледі. Ал екінші қисықтар М сезімтал ИТЭ пайдаланған кезде қолданылмалық мәні болуы мүмкін.
Екі және үш валентті темір иондарының қоспасын ЭДТА ерітіндісімен титрлегенде, әуелі өзіне орайлас мөлшерде қосылған кезде тұрақты кешенді қосылыс түзілетін үш валентті темір катионы әрекетгеседі де, потенциалдың едәуір секіруі байқалады. Егер титрлеуді рН 3 жүргізсе, онда бір секіру болады, өйткені мұндай ортада екі валентті темір ЭДТАмен мүлдем әрекеттеспейді. Демек, мұндай жағдайда титрлерді қосымша әрекетсіз-ақ, яғни екі валентті темір ерітіндісін қоспай-ақ жүргізе беруге болады, өйткені ерітіндіде екі және үш валентті темір катионы бірдей кездеседі.
Мұндай титрлеу әдісін 1951 жылы чех ғалымы Р.Пршбил каломельді салыстыру және платиналы индикаторлық электродтарды пайдаланып, үш валентті темір катионын анықтау үшін қолданды.
Титрлеуді рH = 5 0,1М ЭДТА ерітіндісімен жүргізді. Өлшеу кезіндегі электродтың потенциалы өте тез тұрақтанады және соңғы нүктеде ттранттың әрбір 0,04 мл-де 350В төмендейді. Қисык түрі бұрынғыдай, тек потенциал секіруінен кейін көлденең бөлік басталады.
Сондай-ақ Р.Белчер (1955) бұл әдіспен мысты (II) және сынапты (II) титрлеуге болатынын мәлімдеді. Көптеген металдардың катиондарын темірдің (III) стандартты ерітіндісімен ЭДТА артық мөлшерімен кері титрлеу арқылы анықтауға болады. Бұл әдіспен Al, Co, Ni, Ві, Pb, Cd, Zn, Ti, Zr және басқа да қоспаларды анықтауға болады. Онда платиналық электродтан басқа хлоркүмісті, сынапты, қорғасын қос тотығымен қапталған асыл металл сымын немесе Pt - W және Pt - Mo сияқты қос металды электродтарды пайдалануға болады.
Кешенді қосылыстық титрлеу әдісінде I Ig/1 Ig Ү2- немесе Аи (Hg)/Hg Ү2- сияқты әмбебап электродтар жиі қолданылады, мұндағы Ү4- - этилендиаминтетра-сірке қышқылынын (ЭДТСК) анионы: HgY2- - екі валентті сынап катионының ӘДТСК анионымен түзген кешенді қосылысы, рК = 21,8; Au (Hg) - амальгамдалған алтын. Мәселен, кальцийді титрлеу кезінде мынадай тізбекті жинайды:
Hg I Hg2Cl2, KCI Са2+; HgYҮ2-(10 Ү−4M) Hg
Сынапты электрод потенциалы
Титрлеу кезінде түзілетін кальцийдің кешенді қосылысының тұрақтылық тұрақтысы, мынадай:
бұдан
мұндағы мен сынап тұздарының концентрациясы эквивалентті нүктенің маңайында шамалы өзгереді, сондықтан да алғашқы екі қосылғышты тұрақты деуге болады:
Эквивалент нүктесінің маңайында титрлеу қисықтарында күрт (бірден) секіру байқалады. Осы тектегі сынапты электрод көмегімен кез келген ионды гитрлеуге болады, онда ЭДТА түзілетін кешенді қосылыстың тұрақтылық тұрақтысы КHgҮ2 - жоғары болмайды.
Заттың физика-химиялық қасиетін потенциометрлік анықтау Потенциометрлік әдіспен қышқыл мен негіздің диссоциация тұрақтысын, кешенді қосылыстың тұрақтылық тұрактысын, ерігіштік көбейтіндісін т.б. анықтауға болады. Осында деректерге негіздей отырып, жылу әсерін және ерітіндідегі процеетерге байланысты басқа да термодинамикалық сипаттамаларды өлшейді. Сол сияқты, тепе-теңцік кезіндегі ерітіндідегі иондардың активтігін аныктайды. Потенциометрлік деректерді өңдеуге бағытталған сатылы тепегеңдік теориясына негізделген тиісті математикалық құрылғы бар.
Әлсіз қышқылдардың диссоциация тұрақтысын онын белгілі бір концентрациядағы рН мәні немесе қышқылды сілтімен титрлегендегі қисық бойынша анықтайды. Қышқыл диссоциациясының тұрақтысын оған сәйкес өтетін реакция арқылы өрнектесе:
мұндағы СHA - қышқыл концентрациясы; [H+] = [A-] = 10pH [HA] = СHA-10-pH өнім диссоциацияланғандағы тепе-теңдік концентрациялары. Ал аса сұйытылған ерітінділердің активтік коэффициенті бірге теңеледі.
Сонымен тәжірибе кезінде алынған рН мәнін соңғы теңдеуге қойып, қышқылдың диссоциация тұрақтысын табады. Қышқылды сілтімен титрлегенде, оны берілген қосылыстың жартысы әрекеттескен нүктеде тоқтатса, онда қышқыл НА мен анионның А- - мөлшері (концентрациясы) бірдей болады. демек, теңдеуден:
К= [Н+]0,5= 10-pH0,5
мұндағы рН 0,5 - қышқылдың жартысы әрекеттескен нүктеге сәйкес.
Нашар ерігенімен толық диссоцияланбайтын МА тұзының ерігіштік кебейткішін мына теңдеу бойынша есептейді:
ЕКМД = [М][А]= [М]2= [А]2,
мұндағы [M] және [A] - ИТЭ көмегімен потенциометрлі анықталатын, қаныққан тұз ерітіндісіндегі тиісті катион мен анионның концентрациялары.
Сондай-ақ кейбір ионы артық нашар еритін тұздың да ерігіштік көбейткішін анықтауга болады. Мысалы, бұл әдіс бойынша кальций сульфатынын ерігіштік кобейткішін, алдын ала кальций хлориді не нитраты сияқты ерітіндінің бір не бірнеше тамшысын 0.1М натрий сульфзты ерітіндісіне қосып, таңдаушы электродпен кальцийді анықтап табады. Мұндағы сульфат ионы мүлдем өзгеріссіз қалғанымен, кальций сульфаты түзіледі. Енді осындағы кальций шамасына орай ерігіштік көбейткіші есептелінеді:
Әдетте, кешеиді қосылыстардың тұрақтылық тұрақтысын және көп негізді қышқылдың диссоциация тұрақтысын есептеу үшін қолдағы бар мүмкіндікті пайдаланады және осы кезде қышкылдармен қатар тұздардың гидролизінде ескерген жөн.
Өздігінен титрлену
Қазіргі кезде 1-108 текті өздігінен (автоматты) титрленетін құрылғы-аспап бар. Ол титрлейтін БАТ-15 бөліктен, бюреткадан, рН-метр (не ион өлшегіштен кең аралықта өлшейтін милливольтметрден тұрады.
Талданатын ерітіндісі бар жұмыс ыдысына (1) индикаторлы электродты (2), салыстыру электродын (3) пропорционал реттеуші түтікшені (4) енгізеді. Осы түтікше арқылы берілетін титрант шамасын не бюреткамен, не БАТ-тың өзімен тілше-қақпақ (5) арқылы өздігінен реттеледі. Жүйенін ЭҚК орайлас болатын Ех кернеуі рН-метрдің шыға берісінен алынып, БАТ-қа кіре берісіне беріледі де, титрлеудің соңғы нүктесінде (7) орналасқан, алдын ала берілген Е0 теңеледі.
Берілген және тәжірибе кезінде байқалған шамалардың айырымы (Ех - Е0), күшейткіш (8) арқылы түйіспейтін электрондық релеге (9) беріліп, ол электромагнитті тілше-қақпақ (5) жұмысын басқарады. (Ех = Е0) Тілше-қақпақ титрантты ағызбайды (жібермейді). Тамызылған ерітінді көлемі бюреткада өлшенеді. Сол сияқты осы құрылғы құрамына титрлеу қисығын өзі жазатын (10) қондырғы да енеді.
Шетелде мұндай қондырғылардың жетілген түрлері шығарылады. Олар өзі титрлеп, математикалық тұрғыдан өндеп, талдау нәтижесін басып шығарады. Бұл құрылғылар жеке немесе қоспалы қосылыстар үшін қолданылады.
Дереккөздер
- Құлажанов Қ.С.Аналитикалық химия: II томдық оқулық . II - том. Оқулық. Алматы:«ЭВЕРО» баспаханасы, 2005. - 464 б. ISBN 9965-680-95-7
Бұл мақаланы Уикипедия сапа талаптарына лайықты болуы үшін уикилендіру қажет. |
уикипедия, wiki, кітап, кітаптар, кітапхана, мақала, оқу, жүктеу, тегін, тегін жүктеу, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, сурет, музыка, ән, фильм, кітап, ойын, ойындар, ұялы, андроид, iOS, apple, ұялы телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ДК, веб, компьютер
Potenciometriya tengerilgen elektrodty potencial men katysushy kospalardyn termodinamikalyk aktivtiligi arasyndagy tәueldilikti anyktauga negizdelgen elektrohimiyalyk zertteudin tәsili Potenciometrlik әdis kajtymdy nemese kajtymsyz galvanikalyk elemenggerdegi elektrodta pajda bolatyn elektr potencialdarynyn ajyrymyn olsheuge negizdelgen Muny eritindidegi zattyn molsheri men fizikalyk himiyalyk sipattamasyn anyktau үshin koldanady Bul әdiste koldanylatyn galvanikalyk element indikatorlyk salystyrmalyk dep atalatyn eki elektrodtan turady Bulardy tasymalsyz element bolatyndaj bir eritindige nemese aralary sujyk koskysh arkyly zhalgaskan tasymaldy tizbek kuratyn әr tүrli eritindige engizute bolady Indikatorlyk elektrodtyn potencialy eritindidegi anyktalatyn iondardyn aktivtigine yagni koncentraciyasyna tәueldi Al onyn mәnin ozge iondarga tәuelsiz turakty potencialy bar salystyrmaly yagni kalypty elektrod komegimen anyktajdy Taldauda koldanatyn potenciometrlik әdistin basty artykshylygy onyn asa dәldigi senimdiligi sezimtaldygy onaj kajtalampazdygy sujytylgan boyalgan әri lajly eritindilerge koldanu mүmkindigi Sondaj ak bul әdispen aldyn ala zheke bolip almaj ak eki ne odan da kop zattan turatyn kuramdas bolikterdi de anyktaj beredi Bul onyn taldau mүmkindiginin shenberin kenejte tүsedi Mundagy titrleudi suly susyz ne aralas ortada da zhүrgizuge bolady yagni suda bolinip zheke titrlene bermejtin birneshe kuramdas bolikteri bar kospalardyn kuramyn anyktajdy Munymen katar suda erimejtin nemese suda ydyrajtyn biraz onimderdi de taldauga bolady Bul әdistin tagy da bir artykshylygy signaldardy sensorlardy pajdalanyp titrleu isin avtomatty zhүrgizuge tipti edәuir kashyktyktan ne korshi bolmeden de baskaruga bolady Әdistin zhiktelinuiҚazirgi kezde potenciometrlik taldau әdisteri әr tүrli fizikalyk himiyalyk shamalardy olsheu үshin redoksiometriyada san aluan tehnologiyalyk procesterdegi zattyn eritindi ishinde taralymyn onyn koncentraciyasyn agymdy ne avtomatty tүrde anyktajdy Tura potenciometriya Bul әdis bojynsha eritindidegi taldanatyn zattyn koncentraciyasyn nemese aktivtiligin tabu үshin tәzhiribe kezinde olshengen tizbektin EҚ kүshin nemese salystyru elektrody arkyly anyktalgan indikatorlyk elektrod potencialynyn mәnin Nernst tendeuine koyady Tura potenciometriyada rN metriya zhәne dejtin eki tүrli tәsil bar Ionometriyany ionnyn kuramyna enetin kation zhәne anionga sәjkes kationometriya zhәne aniomegriya dep eki tүrge zhiktejdi Mundagy rN metriya әdisi oz aldyna үlken bir top kurajdy ojtkeni bul sutek iondaryna ote sezimtal shyny rN elektrodynyn erterek pajda bolgan ozinin karapajymdylygymen tez zhәne ken taralgan tүri Al ionometriya әdisi iondy tandap talgap olardy bole alatyn elektrodtar men sensorlardyn zhasaluyna bajlanysty damydy rN metriya әdisteri biologiyalyk dәri dәrmektik himiyalyk auylsharuashylyk tүrli tehnologiyalyk kubylystar men munaj tamak kagaz t b salalarda tikelej koldanatyn zhәne үlken moni bar әr tүrli ortalardagy sutek iondarynyn koncentraciyasyn zhәne aktivtigin anyktajdy Ionometriya әdisteri suly zhәne susyz eritindilerdegi gazdar men әr tүrli iondardy anyktauda asa manyzdy rol atkarady Ony da medicina salasynda dәri dәrmek үshin biologiyalyk himiyalyk zertteulerde ajnala korshagan ortany tehnologiyalyk procesterdi taldau kezinde koldanady Bul әdis ote karapajym da ornykty bolgandyktan onyn koldanu ayasy keneyude Ion tandaushy elektrodtardy ITE pajdalanuga negizdelgen taldau әdisteri kop kospa arasynan kerekti bir ne eki kation men aniondy zheke bolip alyp zhүjeli tүrde anyktauga mүmkindik beredi Bul әdiske kosalky tәsildi koldanu arkyly taldanatyn kuramdas bolikter molsherin edәuir arttyruga bolady Tura potenciometriya әdisinin basty artykshylygy onyn karapajymdylygy olshegish pribor kunynyn arzandygy zhenil kurastyrylatyndygy taldaudy zhүrgizu zhyldamdygy ony birneshe minutte әzirlep 1 2 minutte ayaktajdy Ondagy ionomer men ITE zheke korapta onaj tasymaldanatyndyktan kez kelgen zhagdajda da taldau zhumysyn zhүrgizuge bolady Sondaj ak ondagy ion tandaushy elektrodpen zhogary sezimtaldygyna oraj kuramyndagy kospa koncentraciyasy 1 mg ml bolatyn ote tomengi molsherdi de anyktajdy Demek bul әdispen berilgen kolemnin molsherine karamaj taldaj beredi Munda negizgi anyktalatyn bolikke kedergi keltiretin kosalkylardy bolip zhiberuge ne ony zhasyra turuga bolady IT elektrodyn onaj әzirlep zhenil tutynuga bolady zhәne olardy saktau үshin arnajy zhagdajdyn kazheti zhok Potenciometrlik titrleudi bakylau arkyly da zhartylaj ne tolyk avtomatty tүrde de zhүrgizedi nәtizhesinde titrlenushi boliktin koncentraciyasy anyktalady Bul әdis indikatormen de indikatorsyz da koldanylady Tipti ozinin asa sezimtaldygy men dәldigi nәtizhesinde baskalardan erekshelene tүsedi Munymen katar kejde bir ret olshegende eritindidegi birneshe kuramdas bolikti anyktauga bolady Potenciometrlik titrleu kezinde bejtaraptau keshendi kosylys tүzu oryn basu tunbaga tүsiru totygu totyksyzdanu reakciyalary koldanylady Buryn ajtylgandaj potenciometrlik titrleudi tura differencialdy zhәne ekinshi tuyndy bojynsha zhүrgizuge bolady bul songy titrleu nүktesin tabudagy dәldikti arttyrady Potenciometrlik titrleu әdisi potenciometrlik olsheu nәtizhesi bojynsha ekvivalenttik nүkteni tabuga negizdelgen Indikatorlyk elektrodtyn potencialy sekirui osy nүktenin manynda kүrt ozgeredi Barlyk titrleu әdisterindegidej potenciometrlik titrleu reakciyasy da tez sonyna dejin zhәne bүkil kolemdik olshemde zhүrui kerek Munda әueli elektrohimiyalyk tizbekti kurastyryp alyp sodan kejin titrleudi zhүrgize otyryp kosylatyn titrant molsherine tәueldi ozgeretin EҚK mәnin zhazady Alyngan mәlimet bojynsha tiisti koordinattagy titrleu kisygyn koldan syzuga ne ozi zhazatyn kondyrgymen syzuga bolady Kejbir zhagdajlarda potenciometrlik titrleudin dәstүrli әdisterimen katar zhana үlgidegi ajtalyk oteusiz zhәne tok kosuly turgan kezdegi titrleu siyakty әdisteri de zhii koldanylady Mundagy oteusiz әdis bojynsha EҚK emes kerisinshe galvanikalyk elementte pajda bolatyn tokty olshejdi Titrleudin aldynda elemengtegi EҚK syrtky kүshpen tenestirilip tizbektegi tok zhojylady yagni oteu arkyly nolge tenestiriledi Sosyn titrlegen kezde oteu buzylyp tizbekte pajda bolatyn kosymsha tok ekvivalentti nүktede kүrt zhogarylap odan kejin kemidi Sondaj oteusiz әdiske kuramynda bejmetaldy elektrod zhuby bolatyn potenciometrlik titrleudi de zhatkyzady Bul әdistin negizgi mәni bojynsha bir eritindige engizilgen әr tүrli inertti metaldardyn potencialdary da ozgeshe bolady zhәne osygan oraj olar eritindide bolyp zhatkan ozgeriske tүrlishe әser etedi Mysaly platina eritindidegi zattyn totykkan zhәne totyksyzdangan tүrleri koncentraciyasynyn katynasy ozgerisine ote tez sezimtaldykpen әser etse al volfram ony ote bayau sezinedi Sondyktan da titrlenetin eritindige platina men volfram elektrodtaryn engizse osy kezdegi olshengen potencial ajyrymy ekvivalent nүktege dejin nolge zhuyk al osy nүktenin ozinde birden osip ketedi ojtkeni bul kezde eritindide totygu da totyksyzdanu da reakciyalary katar zhүrip zhatady Potenciometrlik titrleu әdisterinin kemshiligi titrantty koskan son potencial tez turaktaj kojmajdy sondyktan titrleu kezinde birneshe olsheuler zhүrgizuge tura keledi Redoksimetriya әr tүrli zhүjedegi totygu totyksyzdanu potencialyn olsheuge negizdelgen birneshe әdisterdin basyn biriktiredi Bul әdiste protolittik procester men keshendi kosylys tүzilui koldanylady zertteu dәri dәrmek tekstil ceyalyulozakagaz gidrometallurgiya sharap tamak tazalyk procesterindegi tehnologiyany bakylau үshin gylymi zertteu zhumystarynda keninen koldanylady Onyn negizin 1923 zhyly V Klark salgan Kejin B N Nikolskij shәkirtterimen birge damytkan Potenciometriyanyn teoriyalyk negizderiӘdistin mәni Taldaudyn potenciometrlik әdisteri elektrohimiyalyk uyashykta pajda bolatyn elektr kozgaushy kүshtin taldanatyn eritindidegi anyktalatyn kuramdas bolik taralymyna tәueldiligin pajdalanuga negizdelgen Eki elektrod potencialynyn ajyrymy EҚK bolady yagni EҚK E1 E2 Elektrod potencialyn Nernst tendeuimen ornektesek nemese mundagy E әrbir elektrodtyn potencialy E0 belgili redokszhuptagy elektrodtyn standartty potencialy R gaz turaktysy 8 312 Dzh mol K T absolyuttik temperatura F Faradej turaktysy 96500 Kl mol n elektrodty reakciyaga katynasyn elektron molsheri әdette ol bir molekula ion kabyldasa on berse teris tanbalanady a0x aRed 0X Red anyktalatyn zattyn totykkan zhәne totyksyzdangan tүrlerinin aktivtigi men koncentraciyasy u 2 3 RT Ғ nemese kalypty zhagdajdagy u 0 059 shama Қarapajym elektrolittik uyashykta eki elektrod bolady olardyn birin indikatorlyk elektrod dejdi Onyn potencaly anyktalynatyn ion koncentraciyasyna tikelej tәueldi bolady ekinshisin salystyru elektrody dejdi onyn potencialymen salystyra otyryp indikatorlyk elektrodtagy potencialdy olshejdi Berilgen elektrod үshin koncentraciyaga tәueldi bolatyn iondardy potencialdy anyktaushylar dep atajdy Eger eki elektrod үshin potencial anyktaushy iondar ozara үjlesimdi bolsa olardyn koncentraciyasy elektrodtardyn ekeuin de taldanatyn eritindige tikelej engizuge bolady Ұyashyktyn EҚK salystyru elektrodyna katynasty olshengen indikatorlyk elektrod potencialyna sәjkes bolady Diffuziyalyk potencialIs zhүzinde eki elektrodty eki ydyska engizip olardy elektrolittik kilt dep atalatyn yagni ishinde elektrolit eritindisi bar koskysh tүtikshe arkyly zhalgastyrady Mundajda kobinese salystyru elektrodyn baska ydyska salady Tizbek kuramyndagy eki ydys zhәne zhalgastyrushydagy eritindilerdin koncentraciyasy tүrlishe bolgandyktan iondardyn kozgaluy men zhyldamdygy ten bolmajdy Bir fazadan ekinshige otkendegi zhanasu shekte diffuziyalyk potencial dep atalatyn kosymsha potencial pajda bolady Bul sujyk fazadagy iondardyn diffuziyasymen bajlanysty Bir fazadan ekinshige otetin kationdar men aniondardyn molsheri birdej emes Olaj bolsa eki fazadagy ion molsheri ogan orajlas zaryad molsheri birdej emes eki fazadagy ion sany Onyn turaktylygy eki faza arasyndagy zhanasu shegine olardyn tabigatyna bajlanysty Әjtse de onyn mәnin dәl olsheu mumkin emes Diffuziyalyk potencialdy barynsha azajtyp ony turaktandyru үshin salystyru elektrodyn kationy men anionynyn kozgalgyshtygy birine biri ten bolatyn elektrolit eritindisimen toltyrady Ondaj elektrolit KSI KNO3 NH4NO3 RbCl zhәne baskalardyn kanykkan eritindileri boluy mүmkin Sujyk fazalar arasyndagy әrbir potencialdyn ozgerui galvanikalyk elementtin olshenetin potencialyna әser etedi ol zhaj tura potenciometriyanyn taldau himiyasyna keninen taraluyn shektejdi Taldau әdisindegi ken taralgan rN metriyanyn ozi kalyptaushy kisykty salumen shekteledi bul katelik mәnin barynsha azajtady Қajtymdy elektrohimiyalyk tizbekterEritindige engizilgen eki elektrodtan turatyn zhүje galvanikalyk element bolady Eger elektrodtar A zhәne V metalynan bolsa onda olarga sәjkes eritindidegi osy metaldardyn tiisti iondary bolady zhәne mundaj element bylaj zhazylady A An Vn V E1E3E2 munda tik bir syzyk metall eritindi fazaaralyk shekarany zhәne ol osynda E1 men E2 potencial ajyrymyn korsetedi Eger eki fazanyn zhanasu sheginde potencial ajyrymy bolmasa ony zhaj үtirmen gana boledi mysaly sutek elektrodyn alsa ol PtH2 1atm H 1M Әdette gazdyn kysymyn nemese tiisti iondardyn koncentraciyasyn kosymsha mәlimet retinde zhaksha ishine alady Eki sujyk fazanyn tүjisken zherin tik syzykpen belgilejdi zhәne onda diffuziyalyk potencial E3 tuyndajdy Bul potencialdyn molsheri asa үlken emes sondyktan da kobinese ony eskermejdi Mysal retinde taldauda zhii kezdesetin kejbir galvanikalyk elementterdin zhazylu retin keltirejik Galvanikalyk elementtin EҚK i ozin kurajtyn eki elektrod potencialdarynyn algebralyk ajyrymyna ten Elektrodtyn potencialynda on ne teris belgi bolady al EҚK absolyuttik mәnimen beriledi Mysaly elementtin zharty reakciyasyn alsa Elementtin EҚK i elektrodta zhүretin reakciyany tepe tendikke dejin aparatyn zhumyska ten Eger elektrodtardy otkizgishpen kossa onda reakciya ozdiginen galvanikalyk element tolyk zaryadsyzdalganga dejin zhүredi Cu2 Zn gt Cu Zn2 Al bul reakciya keri zhүrui үshin syrtky tok kozinen keri bagyttagy energiya berilui kerek Elektroliz kubylysy osygan negizdelgen Kүmis synap mys myrysh zhәne baska da metaldar men olardyn iondary katynaskan kezdegi reakciyalar edәuir tez zhәne kajtymdy zhүredi Al natrij kadmij vismut tellur siyakty kejbir metaldardan zhinaktalgan zhүjelerdegi elektrohimiyalyk reakciyalar kajtymdy zhүrui үshin olardy synappen әrekettestirip amalgam tүzu kazhet Bul zhagdajda elektrodta zhүretin koptegen reakciyalar mehanizminin ote kүrdeli process ekenin kejde ote bayau kejde mүldem zhүrmej kalatynyn da ajta ketken zhon Mundaj zhagdajda Nernst tendeuinin sharty oryndalmajdy Potenciometrlik әdisterdin bәrinde de үlgi kalyp retinde Vestonnyn kalypty elementin koldanady ojtkeni onyn EҚK turakty dәldik dәrezhesi onyn kajtalampazdygy zhogary zhәne olar eritindini әzirlegende kezdesetin kejbir katelikterge tәueldi emes Synap kadmijdin elektrolittik kүjine ykpal etpejdi Amalgamnyn betki kabatynda ornykkan kadmij men kadmij kationynyn arasyndagy tepe tendik baska elektrodtagy synap pen onyn kationynyn arasyndagy tepe tendikke eshbir әser etpejdi yagni olar ozara tәuelsiz ojtkeni kadmij iondary synap metalyn totyktyra almajdy Elementtin zhumysy kezindegi elektrohimiyalyk reakciya tendeui Cd Hg22 2Hg Cd2 E 1 0183B 20 C EҚK tin temperaturaga tәueldiligi E 1 0183 4 06 10 2 t 20 9 5 10 2 t 20 2 Taldau kezindegi esepteulerge karaganda bul tendeudin kvadrat dәrezhedegi mүshesi eskerile bermejdi VҚE diffuziya zhyldamdygy ote bayau bolgandyktan amalgama uzak merzimge zhetip element koptegen zhyldar bojy turakty zhumys istejdi Әjtse de үlken topka kosuga bolmajdy Al laboratoriyalyk zhagdajda koldanatyn kanykpagan VҚE temperaturalyk koefficienti ote az zhәne onyn turakty EҚK i 1 0186 V ga ten Elektrod tipteriPotenciometriyalyk taldau әdisterinde koldanatyn elektrodtar eki topka bolinedi salystyru elektrody zhәne indikatorlyk elektrodtar Salystyru elektrodyBul tiptegi elektrodtar tok kүshi әlsiz bolganda da potencialdyn turakty tүrde boluyn kamtamasyz etedi ojtkeni elektrodtardyn potencialyn olshegende olardy үlgi retinde koldanady Zhalpy olarga kojylatyn negizgi talaptar potencialdy anyktaushy elektrodty reakciyalar termodinamikalyk turgydan alganda kajtymdy boluy kerek elektrodtar әlsiz polyarizaciyalana aluy kazhet yagni odan tok otkende oz potencialyn ote shamaly gana ozgertui kerek olar uzak merzim saktalyp әr tүrli zhagdajlarda zhumys istegende potencial turaktylygyn saktap zhәne zhogargy kajtymdylyk korsetui kerek Bul shartty koptegen elektrodtar oryndaj bermejdi olardyn arasynan keninen koldanylatyndary kation arkyly kajtymdy sutekti anion arkyly kajtymdy ekinshi tekti synapty elektrodtar kalomeldi sulfatty oksidti hingidrondy zhәne ekinshi tekti elektrod anion arkyly kajtymdy hlorly kүmisti Sondaj ak eritindimen tүjisetin metaldy elektrodtar da koldanylady Sutek elektrodynyn potencialyn kez kelgen temperatura men eritindide shartty tүrde nolge ten dep kabyldajdy Zhalpy sutekti elektrodtyn potencialy myna tendeuge bagynady mundagy aH sutek iondarynyn aktivtigi RH2 sutek gazynyn kysymy Onda elektrod retinde koldanylatyn platina palladij nikel siyakty metaldardyn betki kabatyna zhuka aktivti untak zhalatylady munda adsorbciyalangan sutekpen iondalgan sutek arasynda tepe tendik ornajdy N2 gt 2Hagc gt 2N 2e Қalypty sutek elektrodynyn elektrohimiyalyk tizbegi tendeu bojynsha zhazylady al ondagy sutek iondarynyn aktivtigi 1 mol l ge ten sutektin үlesti kysymy 1 atm bolgandyktan olardy tendeuge kojsa onyn logarifmi birge al E nolge teneledi Sutek elektrody eritindidegi totyktyrgyshka myshyaktyn kүkirttin temirdin korgasynnyn zhәne t b kosylystaryna әr tүrli kospalarga asa sezimtal Әsirese gaz kүjindegi sutek kuramynda bolatyn ottek ziyandy Osynshama kemshilikteri bola tura sutek kuramynda bolatyn sutek elektrodtary oz mәnin әli zhogaltkan zhok Is zhүzinde kalomeldi elektrodtyn үsh tүri pajdalanylady kanykkan kalomeldi elektrod kalij hloridinin kanykkan eritindisimen toltyrylady Қajtalampazdygy men elektrodtyk potencialdyn temperaturalyk koefficienti ote zhogary zhәne ol myna tendeu bojynsha ornekteledi E 0 2438 6 5 10 4 t 25 kelesisi kalypty kalomeldi elektrod kalij hloridinin 1 mol l eritindisimen toltyrylady potencialdyk temperaturalyk tәueldiligi E 0 2801 2 7 10 4 t 25 2 50 10 6 t 252 4 10 9 t 25 3 Songysy decinormaldy kalomeldi elektrod kalij hloridinin 0 1 mol l eritindisimen toltyrylgan Temperaturalyk tәueldiligi E 0 3337 8 75 10 5 t 25 3 106 t 25 2 Kalomeldi elektrodtardyn potencialyn esepteu үshin taldau himiyasyndagy tiisti anyktamalyk kestelerdegi derekterdi pajdalangan tiimdi Eger taldau reakciyalary kyshkyldy ortada otetin bolsa onda kalomeldi zharty elementtegi kalij hloridin tuz kyshkylynyn eritindisimen almastyruga bolady Hg Hg2CI2 KSI belgileuge bolatyn kalomeldi elektrodtarmen katar sulfatty Hg HgSO4 H2SO4 oksidsynapty siltilik Hg HgO KON zhәne baska da kuramynda synap bolatyn zharty elementterdi pajdalanady Taldau himiyasynda ken taralgany hlorly kүmis elektrody Mundaj elektrodtardyn baska artykshylygy olardyn asa zhogargy kajtalampazdygy kerekti olshem shama bojynsha әzirlenui suly susyz eritindili eritindisiz yagni kez kelgen ortada koldanyluy Olardy kobinese kүmis ne platina symynyn syrtyna erimejtin kүmis hloridin elektrolittik tәsil bojynsha shogindilep kaptau arkyly әzirlejdi Zhii zerttelingen tizbek Pt N2 HCl MeSl AgCl Ag Elektrodtardagy potencial beretin reakciyalar N2 gt 2N 2e AgCl gt Ag Sl Mundaj elektrodtardagy kalypty potencial shamasy su eritindilerine arnalgan kestelerde ne olardyn ozine arnalgan kuzhattarda bolady Hingidrondy elektrod Bul kuramynda hinon gidrohinon zhәne olardyn hingidron siyakty organikalyk kosylystary bolatyn kajtymdy totygu totyksyzdanu elektrody Olar 298 K E 0 6990 V bolatyn sutekti elektrod kataryna enedi Olardyn potencialy rN shamasyna tүzu syzykty tәueldilikte Bul onyn kemshiligi Al olardyn basty artykshylygy zhenil әzirlenui zerttelinetin eritindi tazalygyna tәuelsizdigi susyz eritindilerdegi rN ty anyktau mүmkindigi Hingidrondy elektrodtyn korsetkishi bolmashy gana auytkidy tipti 30 S ga ozgerissiz kalady Al ondagy erigen ozge tuzdar әserinen rN mәni zhүzdin bir boligine gana auytkidy Metall elektrodtary syrtky kyshkyl men suda nashar eritin totykty kabykshamen kaptalgan metaldardan turady Mundaj metall elektrodtardyn 25 S potencialy Nernst tendeuimen ornekteledi E E 0 029 lg Me2 nemese E E 0 029 lg K H 2 mundagy K elektrodta zhүretin reakciyanyn tepe tendik konstantasy MeO 2H gt Me2 H2O Sonymen nashar eritin totykpen kaptalgan metall elektrodynda sutektik sipat pajda bolady yagni eritindidegi sutek ionymen әserlesedi Mundaj metall kataryna surma korgasyn zhәne baskalar zhatady Bulardyn arasynan surma elektrody kenirek taralgan zhәne onyn potencialy elektrodtyn betki kabat kүjine tәueldi Demek ony buferli eritindide kalyptastyru kazhet Ogan eritindide erigen ottek mys iondary oksikyshkyl aniondary әr tүrli totyktyrgyshtar keri әser etedi Ony rN 0 11 arasynda koldanuga bolady bүl onyn kemshiligi Өjtkeni sutekti elektrod үshin mundaj shektelu zhok Rosstyn rN elektrody Bul elektrodty kejde ishki totygu totyksyzdanu elektrody ne salystyru elektrody dejdi onyn temperaturalyk koefficienti nolge ten Osy erekshelik nәtizhesinde ishki salystyru elementi men tipti әr tүrli temperaturadagy shyny elektrodtarynyn arasyndagy potencial ajyrymy nolge ten Endeshe temperatura ajyrmasy ajtarlyktaj bolsa da 50 S ony kosymsha kalyptastyrmaj ak pajdalanady Onyn tәulik arasyndagy potencial auytkuy 0 002 rN birliginen aspajdy Indikator elektrodyTaldanatyn kuramdyk zattyn koncentraciyasy Nernst tendeuimen bajlanyskan kezde indikatorly elektrodtyn potencialy salystyru elektrodyna katysty anyktalady Olar myna sharttarga sәjkes boluy kerek elektrod potencialy tez kajtalanyp onaj kalyptasuy kejbir zhagdajlarda elektrod kajtymdy boluy elektrod eritindidegi zattarmen әrekettespeui kerek Taldaudyn potenciometrlik әdisterinde indikatorly elektrod retinde metall zhәne zhargakty elektrodtar koldanylady Birinshi tekti metall elektrody zhaksy eritin as tuzy eritindisine batyrylgan metall zholakshasy metall tory ne symy Kүmisten synaptan kadmijden zhәne baska metaldardan әzirlengen elektrodtar kajtymdy Al hrom kobalt siyakty kejbir metaldar үshin mundaj kajtymdylyk bajkalmajdy Olardyn arasyndagy kejbireuin synappen әrekettestirip amalgamdasa ondaj elektrodtyn kajtalanushylygy zhaksarady Indikator elektrodynyn katarynda taldanylatyn zhүjenin redoks potencialyn olsheude pajdalanylatyn elektrodtyn mәni erekshe Bul maksat үshin asyl metaldardy zhii koldanady mysaly platina altyn iridij sondaj ak komir ne grafit Ekinshi tekti elektrod syrty nashar eritin kosylyspen kaptalgan birdej aniondy zhaksy eritin eritindige engizilgen metaldan turady Bularga zhogaryda karastyrylgan hlorly kүmisti kalomeldi siyakty salystyru elektrodtary zhatady Zhargakty elektrodpen faza aralyk shekte sondaj ak zhargak pen eritindi arasynda ion almasu tepe tendigi bolganda potencialdar ajyrymyn olshejdi Ion tandaushy elektrodtar ITE koldanylmalyk mәni zor bolatyn indikatorly elektrodtardyn kurylymy Munda elektrod pen ishki erigindini bolip turatyn zhuka zhargak bolady ol bir mezgilde taldanylatyn syrtky eritindini kosatyn elektrolittik kilt mindetin de atkarady Mundaj elektrodtardagy zhargaktyn ion almastyrgysh kasieti bolady ITE birneshe topka bolinedi sujyk ionitti zhargagy bar elektrodtar sutek ionyn da bir zaryadty kationdardyn basym kopshiligin tandajtyn shyny elektrodtary gomogendi zhәne getrogendi zhargagy bar katty ionitti zhargakty elektrodtar Olardyn basym kopshiliginin kurylymy men koldanyluy uksas Ondagy kejbir zhekelengen bolikter ozgeshe bolsa da zhargak arkyly ionnyn otui bagyty men kozgaluy bir tekti bolyp keledi Shyny elektrod Bul elektrod rN eritindilerin olsheu kezinde eritindidegi kez kelgen rN ozgeruine ote tez zhәne dәl әserlesedi nәtizhesinde sutek ionynyn koncentraciyasyn IM men 10 14M rN 14 aralygtnda olsheuge mүmkindik beredi rN elektrodtar kүshti kyshkyldy eritindilerdi olshegende kyshkyldyk katelik dep atalatyn on al siltilikte rN 9 siltilik katelik delinetin teris auytkushylyk beredi Songysy shyny elektrodtyn natrij men kalij zhәne baska da iondardyn ozgeruine sezimtaldygymen bajlanysty Zhalpy bul elektrodtardy әueli arnajy әzirlengen standartty buferli eritindi komegimen rettep alady Elektrodtardyn sipattamasy shyny tabigatyna tәueldi anyktalady Shyny elektrodynyn zhargagy sujyk zhәne katty bolyp keletin eki tүrli elektrodtyn arasynda bolady Ondagy shyny tүrli silikattardyn kenistikte asa salkyndatylgan sujyk eritindi tүrindegi siltilik metaldar molekulasynyn tizbegi siyakty kurylym Munda onyn kenistiktegi үsh olshemdi kankasynda siltilik metall kationy bolady Olar korshiles ottek iondarynyn elastrostatikalyk orisinde tutylyp turady zhәne tor kurylymyn ozgertpej ak kajtymdy oryn basa alady Bul kezde siltilik metall iondary ishinara sutek kationymen almasady Shyny elektrodty rN olsheu үshin zharty gasyrdan artyk merzim bojyna koldanuda әjtse de songy kezde ondagy shyny kuramyn ozgertu arkyly baska iondardy tandap talgap olshejtin elektrod zhasau mүmkindigi pajda boldy Mysaly shyny kuramyndagy alyuminij totygyn arttyru arkyly eritindidegi natrij kationynyn aktivtigin olshejdi Kelesi kuramdagy shynyny әzirlep eritindidegi kalij ne kүmis ionyn anyktajdy Әrine bul iondardy anyktaudy buferli eritindilerdin belgili bir rN mәninde zhүrgizedi al natrij men kalij iondaryn anyktajtyn elektrodta olardyn mәni asa үlken emes Bular tandajtyn shyny elektrodka baska da bir zaryadty kationdarga tәn Қatty zhargak kristaldy zattan monokristall tүjirshik tүrinde sygymdalyp zhasalgan tok otkizetin kasieti bar katty zat Әdette nashar erip ion otkizu sipatynda bolatyn zattan ion sezgish element әzirlenedi ITE salystyru eritindisimen ne onsyz da boluy mүmkin Mundaj zhargaktagy ionnyn tasymaly kristall torynyn esebinen zhүzege asady Ondagy bos oryndy tek belgili bir olshemdegi zhәne zaryadtagy ion gana toltyryp sapaly tandaudy zhүrgizuge ykpal etedi Қiyrshykty katty zhargakta elektr togynyn pajda boluy kristall toryndagy en kishi radiusy men zaryady bolatyn sipattagy iondarga tikelej bajlanysty Atap ajtkanda lantan ftoridindegi kiyrshykta otkizgish Bos orynnyn olshemi men zaryad shamasyna degen talaby sonshalykty ol orynga tek kozgalgysh zhәne zhalgyz gana ion barady Ion tandaushyny anyktagan kezde kristaldy katty zhargaktyn betinde zhүretin himiyalyk reakciyalarga bajlanysty kosymsha kedergiler tuyndauy mүmkin Zhalpy ftorid iondarynyn zhumysshy sipaty ITE retinde koldanylady eger lantan ftoridinin monokristalyna evropij ftoridin kossa onda onyn elektrlik otkizgishtigi artady Mundaj ITE sezimtaldygy artyp ftoridtin koncentraciyasy 10 6 dan 1 mol l ge dejingi aralyktagy molsherdi taldap anyktauga mүmkindik beredi Al molsheri munan az yagni 10 6 bolsa ondajda taldanatyn eritindidegi lantan ftoridinin erigishtigi nasharlap elektrodtyn sezimtaldygy tomendejdi Eritindide kezdesetin galogenid nitrat sulfat siyaktylar myndagan ese artyk bolsa da ftorid naktyly olshenedi Әjtse de siltili ortada onyn tandaushy sipaty azayady Bul zhaj keshendi kosylys tүzetin ligandalarda da bajkalady Taldanatyn ortadagy kүmis kationy men kүkirt anionyn anyktau үshin katty zhargakty kүmis sulfidinin untagyn kosyp kәdimgi IK spektrdegidej tүjme dak әzirlejdi Mundaj zhargaktagy kүmis iony kozgalgysh keledi zhәne osyndaj ITE eritindidegi kүmistin 10 7 tipti 10 12 mol l ge dejingi molsherin anyktajdy әrine osy kezde kүmiske sәjkes kүkirt aniony da tirkeledi Eger eritindide kosymsha kosylystar bolsa kerisinshe elektrod sezimtaldygy artyp kүmis pen kүkirt ionyn anyktau shegi 10 19 10 20 mol l ge dejin zhetedi Al kүmis sulfidine onyn galogenidin mys kadmij korgasyn sulfidterin kosu arkyly bul elektrod komegimen tiisti iondardy anyktajdy Geterogendi zhargakty elektrodtar Munda polimerli zhargak uyasyna ion almasushy bekitiledi ajtalyk hlor ionyn tandaushy elektrodtagy kүmis hloridi parafinde nemese silikondy kauchukte taralady Bul elektrodtyn koldanyluy songy kezde sirektep barady Al iondy sezgish aktivti zat retinde barij sulfaty kalcij oksalaty siyakty әr tүrli nashar eritin kosylystar ondagy enzhar uya retinde epoksidti shajyrlar polivinilhloridter silikondy kauchukter zhәne t b pajdalanylady Mundaj ITE potencialy asa turakty birak talgampazdygy zhogary emes Ferment substratty elektrod fermentti substrattyn koncentraciyasyn anyktauga mүmkindik beredi Ureaza negizindegi elektrod nesep nәrine sezimtal zhәne ol eritindidegi nesep nәrinin koncentraciyasynyn tez anyktaluyn kamtamasyz etedi Mundaj elektrod kuramynda ureaza fermenti bar geldin zhuka kabatymen kationga sezimtal shyny elektrodynyn betki kabatyn kaptau arkyly әzirlenedi Gel berik bolu үshin ony najlon torymen bekitedi Osyndaj elektrodty taldanatyn eritindige engizgende nesep nәri gelge sinip ony ureaza katalizdep reakciya zhүredi Bul reakciya buferli eritindide yagni rN 7 zhүredi zhәne osy zhүjede tepe tendik 30 60 sekundta ornap elektrodtyn potencialy olshenedi Onda tүziletin ammonij ionymen elektrod әrekettesip үlgidegi neseptin taralym logarifmine onyn potencialy tүzu syzykty funkciya tүrinde bolady Al gel kuramynda L aminkyshkylynyn L AOO oksidazasy bolatyn ferment substratty elektrod aminkyshkylynyn koncengraciyasyndagy ammonij ionymen әrekettesedi Sondaj ak gazdy tandagysh elektrod ta shygarylady Mundaj ammiakty elektrodty ammiak eritindisine engizgende zhargak arky ly ammiak diffuziyalanyp otedi Berilgen үlgidegi ammiak kon centraciyasynyn dengeji men eritindi ishindegi tepe tendik bir minutta ornalasady Ammiak ishki eritindimen erekettesip sezimtal ishki element arkyly anyktalynatyn gidroksid ion tүzedi NH3 H2O NH4 OH Ammiak koncentraciyasynyn 0 1 den 10 6 mol l re dejingi aralyktagy elektrod potencialynyn ammiak koncentraciyasynyn logarifmine tәueldiligi tүzu syzykty Anyktau kezinde tek zhenil ushatyn aminder gana kedergi bolady Sujyk zhargakty elektrodtar Mundaj zhargakty sumen aralaspajtyn organikalyk eritkishten ony eki su eritindisinin arasyna ornalastyryp zhasauga bolady Kationdar zhargak eritindi shekarasynan erkin otedi de organikalyk iondar zhargakta kalyp koyady al aniondar shekaradan otpejdi Demek osylajsha sujyk zhargagy bolatyn elektrodtagy eritindi taldanatynnan organikalyk sujyktyn sujyk organikalyk ionit zhuka kabaty arkyly bolingen Osy bolip turgan organikalyk sujyk sumen aralaspasa da anyktalatyn iondy tandap onymen әreket tesedi Organikalyk ionit keuekti zhargakka tarap ogan kyshkyl dyk negizdik nemese helat tүzetin sipat beredi Sujykty ionalmastyrgysh zhargagy bar elektrodka ishki salystyru elektrodyn engizuge bolady Mysaly kalcij tancaushy elektrod sujyk ionit singen polivinilhloridpen kaptalgan platina symynan turady Mundagy zhargak pen eritindi zhanasu sheginde himiyalyk tepe tendik ornauy nәtizhesinde potencial ajyrymy tuyndajdy Ondagy ishki sujyktyn kuramy gurakty bolgandyktan zhargak potencialy tek taldanatyn eritindi kuramyna sejkes ozgeredi Қuramynda ozge A iony bolatyn eritindidegi zhargak potencialy tek V ionyna gana bajlanysty tandau sipatynda bolsa onda ony Nernst tendeuimen ornekteuge bolady Mundagy UB zhәne UA zhargaktagy B zhәne A iondarynyn kozgalgyshtygy DB zhәne DA suly eritindi men zhargak arasyndagy V men A iondarynyn tiisti taralu koefficienti Zhargakty elektrodtyn berilgen ionga degen talgamy sujyk ionitpen anyktalady zhәne ol baska iondarmen salystyrganda osy ionga degen intensivtigi artkan sajyn osedi Sondaj ak ion almastyrgyshtagy organikalyk eritkish te anyktalatyn ionnyn taralu koefficientine zhәne talgamyna ykpal etedi rN metriyarN metriya 1909 zhyly Zerenst galvanikalyk elementtin elektr kozgaushy kүshin olsheu kezinde sutek iondarynyn koncentraciyasyn potenciometrlik apyktaudy zhүzege asyrady Pt N2 NSI h KSI 0 1 M Hg2 Cl2 Hg Mundaj elementtin EҚK in esepteuge arnalgan Nernst tendeuin bylaj zhazady mundagy E c shamasy tәzhiribe kezinde anyktalady kalypty eritindidegi sutek iondarynyn koncentraciyasyn N formulasy bojynsha eseptejdi al osyndagy tuz kyshkylynyn dissociyasy dorezhesi tok otkizgishtik bojynsha olshenedi S tuz kyshkylynyn eritindidegi moldik koncentraciyasy 25 S ta E c 0 3376 V rN E 0 3376 0 0592 rN tanbasy Zerenst korsetkishi sutek iondarynyn koncentraciyasyn aktivtiligin nakty korsete almajdy ojtkeni sujytylgan kyshkyl eritindisi tolyk dissocialanady Zerenst elementinin EҚK in ornektese onda mundagy ED diffuziyalyk potencpal Shyn mәnindegi rN sutek iondarynyn koncentraciyasyn emes aktivti sipattamasyn korsetedi sondyktan da tendeu bojynsha mynadaj ornek alynady Bul tendeu kuramynda 0 1 M hlorid ionnyn aktivtiligin de diffuziyalyk potencialyn da askan deldikpen bere almajdy sondyktan olarmen tikelej tәueldilikte bolatyn rN mәnin de dәl olsheu mүmkin emes Muny әr tүrli eritkishterdin mәni korsetilgen kesteden karastyruga bolady Mundaj mәlimetter mysaly Olar edәuir aralyktagy temperaturany kamtidy da rN korsetkishine әser etpejdi rN korsetkishinin mundaj kalypty zhiyntygy biraz elderde de bar al kalypty eritindilerdegi rN mәnin Pt H2 bufferli eritindi KC1 AgCl Ag tektegi tizbekti pajdalanyp tasymalsyz tizbektin EҚK olsheu kezinde anyktajdy Mundajda diffuziyalyk potencialdyn mәni ozinen ozi zhogalady Eger rNX pen rNK arkyly taldanatyn zhәne kalypty eritindilerdin rN mәni al EX pen EK arkyly olarga sәjkes elementterdin EҚK i belgilense onda Birinshi tendeuden ekinshisin shegerip mynany alamyz Eritindinin rN olshegende indikatorlyk Elektrod retinde sutekti hingidrondy shyny elektrodtaryn pajdalanuga bolady Bulardyn arasynda shyny elektrody zhii koldanylady ojtkeni ony totyktyrgysh pen totyksyzdandyrgysh bolsa da ken temperaturalyk arada da pajdalanuga bolady Zhumyska kosardyn aldynda ony 0 1 M tuz kyshkylynyn eritindisinde birshama uakyt ustajdy Osy kezde eritindidegi sutek iony shyny zhargaktagy natrij ionymen almasyp osy zhүjede tiisti tepe tendik ornajdy Kemshiligi kurylymynyn әlsiz әri nәzik boluy kүshti siltilik ne kyshkyldyk ortaga auyskanda kejbir zhajsyzdyktar kezdesui mүmkin rN KorsetkishteriPotenciometrlik titrleuPotenciometrlik titrleu Ekvivalenttik nүkteni tabuga negizdelgen titrleu reakciyasyna katynaskan kosylystyn tek bireui gana elektrodty kubylyska aralasatyn bolganda ekvivalenttik nүktenin manynda indikatorly elektrodtyn potencialy ozgeredi Ajtalyk kyshkyldy negizdi әdis bojynsha titrlegende shyny elektrodyn hloridti hlor kүmis arkyly zhүzege asyrady Mundagy reakciyalar tez otip sonyna dejin tolyk zhүredi Zhalpy potenciometrlik titrleudi zhүrgizu үshin taldanatyn eritindidegi indikatorly elektrod pen salystyru elektrodynan turatyn tizbekti zhinaktajdy Songy nүkteni anyktau Surette titrleu kisyktary mysal retinde keltirilgen Osy surette a tuz kyshkylyn kalij gidroksidimen yagni kүshti kyshkyldy kүshti negizben titrleudin kisygyn teoriyalyk turgydan keskindelgen Mundagy ekvivalent nүkte indikatorly elektrod potencialynyn kenetten sekiruine bajlanysty Bul sekiru ekvivalent nүkteni anyktajdy osygan karap taldanatyn eritindi kuramyndagy kyshkyl koncentraciyasy eseptelinedi Ekinshi b surette ekvivalentti nүkteni tabu үshin AE Av V koordinatynda differencialdy kisyk syzylady al abscissa osindegi esepteu titrant kolemin korsetedi Differencialdy kisyk komegimen ekvivalent nүkteni naktyly tauyp dәl esepteuge bolady Birinshi tendeuden ekinshisin shegerip mynany alamyz Eritindinin rN olshegende indikatorlyk elektrod retinde sutekti hingidrondy shyny elektrodtaryn pajdalanuga bolady Bulardyn arasynda shyny elektrody zhii koldanylady ojtkeni ony totyktyrgysh pen totyksyzdandyrgysh bolsa da ken temperaturalyk arada da pajdalanuga bolady Zhumyska kosardyn aldynda ony 0 1 M tuz kyshkylynyn eritindisinde birshama uakyt ustajdy Osy kezde eritindidegi sutek iony shyny zhargaktagy natrij ionymen almasyp osy zhүjede tiisti tepe tendik ornajdy Kemshiligi kurylymynyn әlsiz әri nәzik boluy kүshti siltilik ne kyshkyldyk ortaga auyskanda kejbir zhajsyzdyktar kezdesui mүmkin rN KorsetkishteriPotenciometrlik titrleuPotenciometrlik titrleu Ekvivalenttik nүkteni tabuga negizdelgen titrleu reakciyasypa katynaskan kosylystyn tek bireui gana elektrodty kubylyska aralasatyn bolganda ekvivalenttik nuktenin manynda indikatorly elektrodtyn potencialy ozgeredi Ajtalyk kyshkyldy negizdi әdis bojynsha titrlegende shyny elektrodyn hloridti hlor kүmis arkyly zhүzege asyrady Mundagy reakciyalar tez otip sonyna dejin tolyk zhүredi Zhalpy potenciometrlik titrleudi zhүrgizu үshin taldanatyn eritindidegi indikatorly elektrod pen salystyru elektrodynan turatyn tizbekti zhinaktajdy Songy nүkteni anyktau Surette titrleu kisyktary mysal retinde keltirilgen Osy surette a tuz kyshkylyn kalij gidroksidimen yagni kүshti kyshkyldy kүshti negizben titrleudin kisygyn teoriyalyk turgydan keskindelgen Mundagy ekvivalent nүkte indikatorly elektrod potencialynyn kenetten sekiruine bajlanysty Bul sekiru ekvivalent nүkteni anyktajdy osygan karap taldanatyn eritindi kuramyndagy kyshkyl koncentraciyasy eseptelinedi Ekinshi b surette ekvivalentti nүkteni tabu үshin AE Av V koordinatynda differencialdy kisyk syzylady al abscissa osindegi esepteu titrant kolemin korsetedi Differencialdy kisyk komegimen ekvivalent nүkteni naktyly tauyp dәl esepteuge bolady mundagy SK zhәne CX kalypty zhәne zerttelinetin erigindilerdin koncentraciyasy gK zhәne gX olardyn aktivtilik koefficientteri Eger osy eki eritindinin kuramy men iondyk kүshi shamamen birdej bolsa onda olardyn belsendilik koefficientteri ne ozara ten ne shamalas mende bolady Sonda E 0 bolsa SK SX ojtkeni Ig SK SX 0 al SK SX 1 E 0 shart oryndalu үshin kalypty eritindige kalkalaushy yagni arnauly elektrolit kossa bolgany Bul rette zerttelinetin eritindige sujyltkyshtyn nemese kalypty eritindinin birneshe proporcional boligin kosyp әrbir koskannan kejingi EҚK olshejdi de osy molimet bojynsha E lgCK koordinatyndagy titrleu kisyk syzygy salynady Osy syzyktyn abscissa osimen kiylyskan nүktesi E 0 sejkes zhәne ondajda SK SX Қosymsha әdis Bul әdisti koldanu үshin anyktalagyn ionga katysty elektrondyk tәueldilikti yagni funkciyany nakty bilu zhetkilikti Ol үshin әueli taldanatyn eritindinin belgili bir kolemin anyktap olardyn EҚK kүshin zheke zheke olshejdi Mundagy birinshi olshemnin elektr kozgaushy kүshi mynagan ten zhәne ogan kalypty eritindini koskan son ol mundagy AC apyktalatyn ion koncentraciyasynyn osimshesi Bul EҚK ajyrmasy Bugan az kolemdegi eritindinin kosymsha kosyluy nәtizhesinde iondyk kүsh ozgerissiz kalady sondyktan da gX zhәne Eg ozgerissiz kalyp ozara kyskarady Nәtizhede tendeuden anyktalatyn ionnyn koncentraciyasyna arnalgan ornek shygady Қosymsha әdis үshinshi kosylystyn da kosyluyn ozdiginen eskerip asa sujytylgan eritindilerdin koncentraciyasyn anyktauga mүmkindik beredi Қalyptaushy syzba әdisi Anyktalatyn bolshektin belgili bir koncentraciyada bolatyn kalypty eritindi katary әzirlenedi Sodan kejin osy eritindilerdin әrkajsysyna sәjkes ITE men salystyru elektrodyn SE engizip EҚK kүshin olshejdi Zhartylaj logorifmdik kagaz alyp olshengen kerneudin mV arnajy әzirlengen kalypty eritindi katarynyn koncentraciyasyna tәueldiligi syzba tүrinde salynady Taldanatyn eritindidegi bolshek koncentraciyasyn anyktau үshin ogan tagy da zhogarydagy eki elektrodty engizip EҚK kүshin olshejdi de kalyptaushy syzbamen salystyra otyryp tabady Bul әdisti ITE koldanganda tiimdi ojtkeni ol taldaudy tez zhәne sapaly zhүrgizuge mүmkindik berip anyktau kateligin kemitedi Titrimetrlik әdister Bul topka enetin әdister berilgen ITE komegimen anyktalatyn bolshekter molsherin kobejtuge zhәne anyktau nәtizhesin kajtalaudy zhaksartuga mүmkindik beredi Olar negizinen 5 gitrleu siyakty үsh tүrge bolinedi Bul әdis kezinde anyktalatyn bolshekke sezimtal ITE koldanady Bugan titrant retinde anyktalatyn kosylys bolshegimen ionymen nashar eritin kosylys nemese turakty keshen tүzetin kosylystyn eritindisin tandap apady Ekvivalenttik nүktege zhakyndagan sajyn anyktalatyn ionnyn bos molsheri kemip ogan sәjkes olshenetin EҚ kүshtin shamasy azayady Nernst tendeuinen bajkalyp turgandaj olshenetin EҚK shamasy taldanatyn eritindidegi ionnyn tepe tendigi men koncentraciyasynyn aktivtiliginin arasyndagy bajlanyska zhәne ogan 0osatyn titrant tabigatyna tikelej tәueldi Elektr kozgaushy kүshtin kүrt ozgerisi ekvivalent nүktesinin manajynda bajkalady ojtkeni onda anyktalatyn ion aktivtigi ote az zhәne ol dissociaciya turaktysyna nemese shogindinin erigishtigine tәueldi Mundaj zhagdajda elektr kozgaushy kүsh ozgerisi sekirmej otedi T titrleu Bul titrleu kezinde ITE titrant koncentraciyasyn bakylau mүmkin bolatyn әdis Titrleudin birinshi satysynda titrant anyktalatyn bolshekpen bajlanysuga umtylyp ekvivalent nүktege zhakyndajdy da osy tusta elektr kozgaushy kүsh shamaly ozgeredi Sodan kejin titrlenetin eritindidegi onyn aktivtigi eri EҚK artady R titrleu Bul әdis ITE indikatordy zhalgastyra pajdalanuga negizdelgen Ajtalyk nikel ionyn anyktau үshin titrant retinde tetraetilenpentamindi TEPA al indikator etip mys II eritindisin koldanady Mundajda titrleudin songy nүktesin mys tandaushy elektrod komegimen anyktajdy Қuramynda nikel iony bar taldanatyn eritindige TӘPA men mys II keshendi kosylysynyn eritindisin kosady Өlshenetin EҚK eritindidegi mys ionynyn artyk boluynan pajda bolady Әuelde nikel II iondary mys II ionynan edәuir artyk boluy mүmkin birak ta mys II ionynyn TEPA men tүzetin keshendi kosylysy edәuir tүrakty A boligi keledi Mys II iony keshenge tolyk bajlanyskan kezde EҚK inin kүrt tomendeui bajkalady Bul kezde B boligi nikel II iony TEPA men keshendi kosylys tүze bastajdy Munda da nikel II ionynyn koncentraciyasy molsheri azaya bastajdy da eritindide kalgan shamaly mys II iondary titrantpen erekettesip keshendi kosylyska ajnalady nәtizhesinde kerneu songy ret ozgeredi V boligi Қosymsha әdis titrleu әdisterinin bir tүri Bul temperaturanyn ozgerisine karaj kezdesetin katelikti zhәne keshendi kosylystyn tүziluimen bajlanysty kosymsha әserlerdi azajtu үshin nemese sezimtal elektrodty tabu kiyn bolatyn birneshe bolshektin koncentraciyasyn anyktau үshin koldanatyn әdis Standartty syzbaly әdisti pajdalanganda taldanatyn eritindi koncentraciyasyn tek bir ret olshengen EҚK shamasymen gana anyktajdy Eger eritindi zhәne mүny kalypty eritindige koskan son Potenciometrlik olsheuPotenciometrlik olsheu Potenciometrlik olsheu koldanylatyn әdisterdin bәrinde indikatorlyk elektrod potencialynyn anyktalatyn kuramdas bolikterdin aktivtigine yagni koncentraciyasyna tәueldiligi pajdalanylady Sonymen katar bul әdispen zhalpy elektrohimiyalyk tizbekte tok otpej turganda ondagy elektr kozgaushy kүshti olshejdi Tizbekten tok otse onda elektrodtar polyustenedi yagni kajtymsyz tok kozi retinde zhumys istep EҚK mәni tepe tendik zhajdagydan tomendejdi Tizbektegi kosymsha toktan mүldem arylu mүmkin emes sondyktan ony mejlinshe 10 7 A shamasynda azajtuga tyrysady Osy bagytka arnalgan kejbir tәsilderdi karastyrajyk Galvanometrlik tenestirү tәsili tenestiru tәsilinde kobinese 10 16 surettegi shema bojynsha kurastyrylgan karapajym kurylgy koldanylady Ondagy VS kedergisi bar uzyndygy 1 m reohord A EҚK artyk zhәne turakty bolatyn akkumulyator Tizbektegi K kilti kosuly turganda reohordtyn D zhylzhymasyn kozgalta otyryp reohordtagy kerneudin kemuin olshejdi Erep D tetigi B nүktede bolsa onda potencial ajyrymy nolge ten al eger ol S nүktesinde bolsa onda ol potencial ajyrymy A batareyasynyn kerneuine teneledi Bul tok kozi A galvano metrmen G bir izdi zhalgaskan Azhyratyp koskyshtyn P komegimen tenesu setin anyktajdy Ol үship galvanometrdin G sezimtaldygy 10 7 A dan kem bolmauy kerek Ol negurlym zhogary bolsa Eh sogurlym үlken dәldikpen olshenedi Өlsheudi Vestonnyn kalypty elementi VҚE bojynsha reohordtyn olshemdik korsetkishin retteuden bastajdy Ol үshin kiltti tujyktap kajta koskyshty 7 zhagdajga koyady Sodan kejin kozgalgysh tetikti V men S nүktelerinin arasynda zhylzhyta otyryp 1 men i nүktelerinin arasynda galvanometrdin korsetkish tili auytkymajtyn nүkteni tabady bүl VҚE nin EN otelgenin korsetedi Bul aralyk BD үzyndygymen olshenedi Reohordtyn үzyndygy 1 mm bolganda kerneudin kemuin bylaj i abady E EN BD Osydan kejin zertteletin eritindinin elektr kozgaushy kүshin Eh olshejdi ol үshin kajta koskyshty 2 zhagdajga kojyp zhylzhymaly tetikti kozgalta otyryp tizbektegi tokty galvanometrmen bakylaj otyryp ony elshejdi Mysaly zhylzhytyp tetik D nүktesine zhetkende tizbektegi tok oteldi delik mundaj zhagdajda reohordtyn 1 mm kuny da E te ten bolady Bul odistin basty kemshiligi olsheu nәtizhesinin asa del bolmauy ajtalyk reohordtyn үzyndygy Imm bolsa onda osy aradagy akkumulyator kerneui 2 V tomendejdi Demek reohord uzyndygynyn Imm 2 MV mm eken Potenciometrlik titrleudi koldanuPotenciometrlik titrleu әdisi bojynsha taldaulyk әr tүrli fizika himiyalyk mәseleler sheshiledi eritindidegi bir ne birneshe zattardyn koncentraciyasyn anyktau әlsiz negizder men kyshkyldardyn dissociaciyalanu turaktysyn tabu keshendi kosylys turaktysyn anyktau erigishtik kobejtindisin anyktau kalypty totygu totyksyzdanudyn potencialyn tabu Potenciometrlik titrleu әdisteri reakciya tүrine bajlanysty tunbalau keshendi kosylys tүzu totygu totyksyzdanu bejtaraptau әdisi bolyp bolinedi Potenciometrlik titrleudi suy bar zhәne susyz әri aralas eritindilerge koldanady Alajda organikalyk eritkishterdin eritindi kuramynda kezdesui diffuziyalyk potencialdy dәl anyktauga mүmkindik bermejdi de munyn saldarynan termodinamikalyk olshemderdi anyktau kiyndajdy Қyshkyldyk negizdik titrleu Eger kyshkyldyn nemese negizdin dissociaciya turaktysyndagy ajyrmashylyk үsh rettilik shamasynan kem bolmasa kyshkyl kospasyndagy kuramdas bolikterdi sapalyk turgydan kyshkyldyk negizdik titrleu әdisi arkyly anyktauga bolady Mysaly tuz zhәne sirke kyshkylynyn kospasyn negizben titrlegende eki sekiru bajkalady Al kop negizdi kyshkyldar men negizderdi titrlegende olarga sәjkes bolatyn potencial sekiruinin sanyn titrleu kisygynan anyktauga bolady Bugan үsh negizdi fosfor kyshkylyn kүshti negizben titrleu mysal Bejtarap reakciyasy Munda әueli kүshti kyshkyl men kүshti negizdi karastyrajyk Bular eritindide tolyk dissociaciyalanatyndyktan eritindinin rN myna tendeu bojynsha anyktalady Sondaj ak kүshti kyshkyl eritindisinde kүshti negizdi koskan kezdegi sutek iondarynyn koncentraciya ozgerisin de anyktauga bolady Munda kez kelgen sәttegi sutek iondarynyn koncentraciyasy nak osy tustagy әrekettespej kalgan kyshkyl koncentraciyasyna ten Әlsiz kyshkyl kүshti negiz Eger Kna lt 10 7 zhәne sondaj ak әlsiz kyshkyldar asa sujyk bolgan zhagdajlarda 0 001 M gidroliz nәtizhesinde ekvivalent nүktege zhetpej ak eritindinin rN 10 үlken bolady Kүshti negiz tuzdarynda ozinen әlsizin ygystyrady mysaly tuz kyshkyly ozinen әlsizdeu sirke kyshkylyn sirke kyshkylynyn tuzdaryn ygystyrady Bul sirke kyshkylyn natrij gidroksidimen bejtaraptauga keri process Osy reakciya kezindegi rN ozgerui bejtaraptau reakciyasy kezindegidej birak ol tek keri bagytta gana zhүredi Osyndaj zhagdajdagy titrleu kisygynyn ozgerui 1 kisyk bojyndagy al kesindisi keskindelgen Ondagy a nүktesi zhүz procentti natrij acetatyna al b nүktesi bos kүjindegi sirke kyshkylynyn ekvivalengti shamasina sәjkes Mundaj zhagdajda b nүktesinde rN kүrt ozgerui bolmajdy Natrij fenolyaty men tuz kyshkylynyn arasyndagy reakciya Mundaj zhagdajda ekvivalent nүktesinin iilui edәuir ajkyn bajkalady Kүshti negizdin әlsizdi ygystyruyna mysal retinde myna reakciyany karastyruga bolady Silti 2 negiz men amin tuzyn 1 kyshkyl titrlegende ekvivalent nүktesinde ajtarlyktaj iilu bolmajdy Eger 1 negiz ote әlsiz ajtalyk anilin Kv 10 10 bolsa onda tүjisken 1 kyshkyl anilin ion ajtarlyktaj kүshti KNA 10 4 bolady zhәne ekvivalenttik nүktede rN edәuir ozgeredi Demek orynbasu reakciyasy kezinde reakciya sonyna sәjkes bolatyn rN kisygyndagy ozgeris iilui bolady әri ol ote әlsiz kyshkyl men negiz tuzdary үshin gana bajkalady Tunbalau reakciyasy Eger eritin MX tuzy eritin ekinshi VA tuzymen titrlenetin bolsa onda reakciya sonynda nashar eritin tuz MA tunbaga tүsedi Әdette koptegen tuzdar tolyk dissociaciyalangan bolyp keletindikten M ionynyn koncentraciya shamasyn EK eru korsetkishimen ornekteuge bolady Mysaly yngajly bolu үshin bir valentti kosylystardy yagni kүmis nitraty men kalij hloridin alajyk CM C0 x y mundagy S0 MX nemese kүmis nitraty tuzynyn bastapky koncentraciyasy Mysaly X kosylgan VA ne kalij hloridi tuzynyn koncentraciyasy mol l Co X kalgan tuzdagy M A iondardyn koncentraciyasy Ү nashar eritin tuzdagy MA AgCl kationynyn koncentraciyasy Titrleu kezinde kolem ozgerisin eskermejdi u shamasy ozgerip turady al hlor ionynyn koncentraciyasy kүmistikine ten MA tuzymen salystyrganda eritindi kanygatyndyktan erigishtikke arnalgan mynadaj shama alynady EKMA SM SA s h u u Eger elektrod M kajtymdy M metalynan әzirlense әri ol titrleu kezinde MX eritindisine engizilse ondaj elektrod potencialy mynagan teneledi Titrleudin kez kelgen sәtinde S pen X mәni belgili bolgandyktan Ony kelesi tendeuge kojyp titrleu kezindegi E nin ozgerisin anyktajdy Қosylgan VA tuzynyn ekvivalent nүktesinin sapy MX tuzynyn әuelgi sanyna bara bar S X onda Әdette ekvivalenttik nүktege zhetkennen kejip de titrleu zhalgasa beredi Mundaj zhagdajda SA X S u Sm u ojtkeni eritindide A iondary artyk bolady da MA tuzynyn nashar erui saldarynan M iony tүziledi Sonda Eger EKMA mәni belgili bolsa y shamasyn esegiteuge bolady Tunbalau әdisi bojynsha titrleudin E V koordinatyndagy kisyk bejtaraptau kisygyna uksas Titrimetriyadagy tunba әdisinde indikatorlyk elektrod retinde anyktalynatyn ionga nemese tundyrushy ionga sezimtal metaldy zhәne zhargakty elektrodtor pajdalanylady Is zhүzinde bul әdisti kүmis synap myrysh korgasyn kationdaryn galogenidter men cionidter aniondaryn sondaj ak kospalardy anyktau үshin koldanuga bolady Mysaly pen hlorid iondarynyn kospasyn zheke bolmej ak kүmis nitratymen titrlejdi Hlorkүmisti elektrod titrleu kezinde eki birdej sekirudi turaktandyruga mүmkindik beredi olardyn birinshisi iodid ionyn ekinshisi hlorid ionyn titrleuge sәjkes Totygu totyksyzdanu titrleui Tolyk togyksyzdangan zhәne totykkan kosylystardyn titrleu kisyktary sekiruimen sipattalynady Bul nүktege zhetkenshe potencial titrant totyktyrgyshpen salystyrganda artyk bolatyn titrlejtin zhүjemen ekvivalent nүktege zhetkennen kejin titrant zhүjesimen anyktalynady Bir nүkteden ekinshige dejingi potencial ozgeruimen sipattalynatyn titrleu kisygyn alu үshin әrbir zhүjege arnap zheke kisyktar syzyp olardy bir zhanamamen kosuga bolady Sondaj ak ekvivalent nүkteni dәl titrlep anyktau bir zhүjenin tolyk totyksyzdanuy men ekinshisinin totyguyna tәueldi Mysaly 0 1 analitikalyk dәldikpen titrleu үshin kalypty potencialdardyn ajyrymy 0 35 V dan artyk bolmauy kazhet Bul zhүjedegi ekvivalent nүktege dejingi potencial Nernst tendeuine bagynady Eger taldanylatyn zat әuelden totyksyzdangan Red1 bolsa onda totykkan kosylys 0 lt h lt 100 tensizdigimen anyktalynady Eger X 50 X 100 X 1 al E E1 bolsa onda zhүjedegi kalypty potencial titrleu kisygynyn ortadagy nүktesine zhetedi Titrlenetin eritindidegi ekvivalenttik nүktege totyksyzdakdyrgyshtyn n2 moline totyktyrgyshtyn n1 moli kosylgan sәt sәjkes Әrekettesetin kosylystardyn koncentraciyasy kelesi katynasta Ekvivalenttik nүktedegi pen taldanatyn zat үshin Nernst tendeui n1 men n2 ni koskanda alatynymyz Eger n1 n2 bolsa onda Eekv E1 E2 2 Demek ekvivalentti potencial osy zhүjedegi eki kalypty potencialdardyn arifmetikalyk ortasha mәnin korsetedi al ekvivalent nүkte manyndagy kisyktyn tүri simmetriyaly Al ekvivalentti nүktege zhetkennen kejingi potencial shamasy Nernst tendeui bojynsha bylaj zhazylady Әrekettesushi zattardyn koncentraciyasyna tәueldi bolatyn titrleu kisyktarynyn teoriyalyk manyzy bar al ol ekeuin de sujyltu ekvivalenttik nүktenin ajkyndygyna ykpal etpejdi Totygu totyksyzdanudagy titrleu kisyktary әr tүrli koordinattarda turgyzyluy mүmkin E VT rM VT E Mundagy rM lg M al M reakciyaga katynasushynyn koncentraciyasy VT titrant kolemi ml Birinshi tektegi kisyktardyn orga mәni bar ojtkeni mundaj titrleuler asyl metaldardan zhasalgan indikatorlyk elektrodty pajdalanyp E ni olsheu arkyly zhүrgiziledi Al ekinshi kisyktar M sezimtal ITE pajdalangan kezde koldanylmalyk mәni boluy mүmkin Eki zhәne үsh valentti temir iondarynyn kospasyn EDTA eritindisimen titrlegende әueli ozine orajlas molsherde kosylgan kezde turakty keshendi kosylys tүziletin үsh valentti temir kationy әreketgesedi de potencialdyn edәuir sekirui bajkalady Eger titrleudi rN 3 zhүrgizse onda bir sekiru bolady ojtkeni mundaj ortada eki valentti temir EDTAmen mүldem әrekettespejdi Demek mundaj zhagdajda titrlerdi kosymsha әreketsiz ak yagni eki valentti temir eritindisin kospaj ak zhүrgize beruge bolady ojtkeni eritindide eki zhәne үsh valentti temir kationy birdej kezdesedi Mundaj titrleu әdisin 1951 zhyly cheh galymy R Prshbil kalomeldi salystyru zhәne platinaly indikatorlyk elektrodtardy pajdalanyp үsh valentti temir kationyn anyktau үshin koldandy Titrleudi rH 5 0 1M EDTA eritindisimen zhүrgizdi Өlsheu kezindegi elektrodtyn potencialy ote tez turaktanady zhәne songy nүktede ttranttyn әrbir 0 04 ml de 350V tomendejdi Қisyk tүri buryngydaj tek potencial sekiruinen kejin koldenen bolik bastalady Sondaj ak R Belcher 1955 bul әdispen mysty II zhәne synapty II titrleuge bolatynyn mәlimdedi Koptegen metaldardyn kationdaryn temirdin III standartty eritindisimen EDTA artyk molsherimen keri titrleu arkyly anyktauga bolady Bul әdispen Al Co Ni Vi Pb Cd Zn Ti Zr zhәne baska da kospalardy anyktauga bolady Onda platinalyk elektrodtan baska hlorkүmisti synapty korgasyn kos totygymen kaptalgan asyl metall symyn nemese Pt W zhәne Pt Mo siyakty kos metaldy elektrodtardy pajdalanuga bolady Keshendi kosylystyk titrleu әdisinde I Ig 1 Ig Ү2 nemese Ai Hg Hg Ү2 siyakty әmbebap elektrodtar zhii koldanylady mundagy Ү4 etilendiamintetra sirke kyshkylynyn EDTSK aniony HgY2 eki valentti synap kationynyn ӘDTSK anionymen tүzgen keshendi kosylysy rK 21 8 Au Hg amalgamdalgan altyn Mәselen kalcijdi titrleu kezinde mynadaj tizbekti zhinajdy Hg I Hg2Cl2 KCI Sa2 HgYҮ2 10 Ү 4M Hg Synapty elektrod potencialy Titrleu kezinde tүziletin kalcijdin keshendi kosylysynyn turaktylyk turaktysy mynadaj budan mundagy men synap tuzdarynyn koncentraciyasy ekvivalentti nүktenin manajynda shamaly ozgeredi sondyktan da algashky eki kosylgyshty turakty deuge bolady Ekvivalent nүktesinin manajynda titrleu kisyktarynda kүrt birden sekiru bajkalady Osy tektegi synapty elektrod komegimen kez kelgen iondy gitrleuge bolady onda EDTA tүziletin keshendi kosylystyn turaktylyk turaktysy KHgҮ2 zhogary bolmajdy Zattyn fizika himiyalyk kasietin potenciometrlik anyktau Potenciometrlik әdispen kyshkyl men negizdin dissociaciya turaktysyn keshendi kosylystyn turaktylyk turaktysyn erigishtik kobejtindisin t b anyktauga bolady Osynda derekterge negizdej otyryp zhylu әserin zhәne eritindidegi proceeterge bajlanysty baska da termodinamikalyk sipattamalardy olshejdi Sol siyakty tepe tencik kezindegi eritindidegi iondardyn aktivtigin anyktajdy Potenciometrlik derekterdi ondeuge bagyttalgan satyly tepegendik teoriyasyna negizdelgen tiisti matematikalyk kurylgy bar Әlsiz kyshkyldardyn dissociaciya turaktysyn onyn belgili bir koncentraciyadagy rN mәni nemese kyshkyldy siltimen titrlegendegi kisyk bojynsha anyktajdy Қyshkyl dissociaciyasynyn turaktysyn ogan sәjkes otetin reakciya arkyly ornektese mundagy SHA kyshkyl koncentraciyasy H A 10pH HA SHA 10 pH onim dissociaciyalangandagy tepe tendik koncentraciyalary Al asa sujytylgan eritindilerdin aktivtik koefficienti birge teneledi Sonymen tәzhiribe kezinde alyngan rN mәnin songy tendeuge kojyp kyshkyldyn dissociaciya turaktysyn tabady Қyshkyldy siltimen titrlegende ony berilgen kosylystyn zhartysy әrekettesken nүktede toktatsa onda kyshkyl NA men anionnyn A molsheri koncentraciyasy birdej bolady demek tendeuden K N 0 5 10 pH0 5 mundagy rN 0 5 kyshkyldyn zhartysy әrekettesken nүktege sәjkes Nashar erigenimen tolyk dissociyalanbajtyn MA tuzynyn erigishtik kebejtkishin myna tendeu bojynsha eseptejdi EKMD M A M 2 A 2 mundagy M zhәne A ITE komegimen potenciometrli anyktalatyn kanykkan tuz eritindisindegi tiisti kation men anionnyn koncentraciyalary Sondaj ak kejbir iony artyk nashar eritin tuzdyn da erigishtik kobejtkishin anyktauga bolady Mysaly bul әdis bojynsha kalcij sulfatynyn erigishtik kobejtkishin aldyn ala kalcij hloridi ne nitraty siyakty eritindinin bir ne birneshe tamshysyn 0 1M natrij sulfzty eritindisine kosyp tandaushy elektrodpen kalcijdi anyktap tabady Mundagy sulfat iony mүldem ozgerissiz kalganymen kalcij sulfaty tүziledi Endi osyndagy kalcij shamasyna oraj erigishtik kobejtkishi eseptelinedi Әdette kesheidi kosylystardyn turaktylyk turaktysyn zhәne kop negizdi kyshkyldyn dissociaciya turaktysyn esepteu үshin koldagy bar mүmkindikti pajdalanady zhәne osy kezde kyshkyldarmen katar tuzdardyn gidrolizinde eskergen zhon Өzdiginen titrlenuҚazirgi kezde 1 108 tekti ozdiginen avtomatty titrlenetin kurylgy aspap bar Ol titrlejtin BAT 15 bolikten byuretkadan rN metr ne ion olshegishten ken aralykta olshejtin millivoltmetrden turady Taldanatyn eritindisi bar zhumys ydysyna 1 indikatorly elektrodty 2 salystyru elektrodyn 3 proporcional retteushi tүtiksheni 4 engizedi Osy tүtikshe arkyly beriletin titrant shamasyn ne byuretkamen ne BAT tyn ozimen tilshe kakpak 5 arkyly ozdiginen retteledi Zhүjenin EҚK orajlas bolatyn Eh kerneui rN metrdin shyga berisinen alynyp BAT ka kire berisine beriledi de titrleudin songy nүktesinde 7 ornalaskan aldyn ala berilgen E0 teneledi Berilgen zhәne tәzhiribe kezinde bajkalgan shamalardyn ajyrymy Eh E0 kүshejtkish 8 arkyly tүjispejtin elektrondyk relege 9 berilip ol elektromagnitti tilshe kakpak 5 zhumysyn baskarady Eh E0 Tilshe kakpak titrantty agyzbajdy zhibermejdi Tamyzylgan eritindi kolemi byuretkada olshenedi Sol siyakty osy kurylgy kuramyna titrleu kisygyn ozi zhazatyn 10 kondyrgy da enedi Shetelde mundaj kondyrgylardyn zhetilgen tүrleri shygarylady Olar ozi titrlep matematikalyk turgydan ondep taldau nәtizhesin basyp shygarady Bul kurylgylar zheke nemese kospaly kosylystar үshin koldanylady DerekkozderҚulazhanov Қ S Analitikalyk himiya II tomdyk okulyk II tom Okulyk Almaty EVERO baspahanasy 2005 464 b ISBN 9965 680 95 7Bul makalany Uikipediya sapa talaptaryna lajykty boluy үshin uikilendiru kazhet