تئوری تیتراسیون

[تقاطع]

سلام دوستان یه تئوری برا تیتراسیون میخواستم فقط اگه میتونین یکم سریع لطفا......

[saeed farmacy]

سلام.خب درمورد چه نوع تیتراسیونی میخوای؟

[vahid5835]

تئوری تیتراسیون افزایش محلول استاندارد ، آنقدر ادامه می‌یابد تا مقدار آن از نظر اکی‌والان برابر مقدار جسم حل شده شود. نقطه اکی‌والان نقطه ای است كه در آن ، مقدار محلول استاندارد افزوده شده از نظر شیمیایی برابر با مقدار حجم مورد نظر در محلول مجهول است. این نقطه را نقطه پایان عمل از نظر تئوری یا نقطه هم ارزی نیز می‌گویند.


روش تیتر كردن


در عمل تیتر كردن ، محلول استاندارد را از يك بورت به محلولی كه باید غلظت آن اندازه گرفته می‌شود، می‌افزایند و این عمل تا وقتی ادامه دارد تا واكنش شیمیایی بین محلول استاندارد و تیتر شونده كامل شود. سپس با استفاده از حجم و غلظت محلول استاندارد و حجم محلول تیتر شونده ، غلظت محلول تیتر شونده را حساب مي كنند.
يك مثال
نقطه اکی‌والان در عمل تیتر كردن NACLبا نقره نيترات وقتی مشخص می‌شود كه برای هر وزن فرمولی Cl^- در محیط يك وزن فرمول Ag⁺ وارد محیط عمل شده باشد و یا در تیتركردن ، سولفوريك اسید (H2SO4 ) با سدیم هيدروكسيد ( NaOH ) نقطه اکی‌والان وقتی پدید می‌آید كه دو وزن فرمولی اسید و دو وزن فرمولی باز وارد محیط عمل شوند.




تشخیص نقطه اکی‌والان


نقطه اکی‌والان در عمل بوسیله تغییر فيزيكي ( مثلا تغییر رنگ ) شناخته می‌شود. نقطه ای كه این تغییر رنگ در آن روی می‌دهد، نقطه پایان تیتر كردن است. در تیتراسیون اسید و باز شناساگرها برای تعیین زمان حصول نقطه اکي‌والان بكار می‌روند. تغییر رنگ معرف ، نشانگر نقطه پایانی تیتراسیون می‌باشد.
بر حسب واكنشهايي كه بین محلول تیتر شونده و استاندارد صورت می‌گیرد، تجزیه‌های حجمی (تیتراسیون) به دو دسته تقسیم می‌شوند.



انواع تیتر كردن
روش‌هایی كه بر اساس تركيب یون‌ها هستند. یعنی تغییر ظرفیت در فعل و انفعالات مربوط به آن صورت نمی‌گیرد. این روش‌ها عبارت اند از:
1. واكنش هاي خنثی شدن یا واكنش هاي اسید و باز
2. واكنش هاي رسوبی
3. واكنشهايي كه تولید تركيبات كمپلكس مي كنند.
• روشهایی كه بر اساس انتقال الكترون هستند؛ مانند واكنش هاي اكسايش و كاهش
تیتر كردن واكنش های اسید و باز یا خنثی شدن
تیتر كردن ، عبارت است از تعیین مقدار اسید یا باز موجود در يك محلول كه با افزایش تدریجی يك باز به غلظت مشخص یا بر عكس انجام می‌گیرد. موقعی كه محلول يك باز دارای یونهای -OH است به محلول اسید اضافه كنيم ، واكنش خنثی شدن انجام می‌شود
OH- + H3O+ -----> 2H2O



محاسبات


معمولا حجم مشخص (V) از محلول اسید با نرماليته مجهول (N) انتخاب كرده ، به كمك يك بورت مدرج به ‌تدریج محلول يك باز به نرماليته مشخص (N) به آن اضافه مي كنند . عمل خنثی شدن وقتی كامل است كه مقدار اکی‌والان گرم های باز مصرفی برابر مقدار اکی‌والان گرم های اسید موجود در محلول شود.
برای این كه عمل تیتراسیون بدقت انجام شود، باید عمل افزایش محلول باز درست موقعی متوقف گردد كه تساوی فوق برقرار شود. روش معمول و همگانی برای تعیین پایان تیتراسیون استفاده از شناساگرهاست. دستگاه PH متر نیز برای محاسبات دقیق در تعیین نقطه اکي والان کاربرد دارد.



واكنش خنثی شدن


دید كلي
تیتراسیون های خنثی‌شدن بطور گسترده در تعیین غلظت آناليتهايي كاربرد دارند كه یا اسید و یا باز هستند، یا با استفاده از روشهای مناسب به چنین گونه‌هایی تبدیل می‌شوند. آب ، حلال معمول برای تیتراسیون خنثی‌شدن است، زیرا بسادگی در دسترس و ارزان و غیر سمی است. پایین بودن ضریب انبساط دمایی آن يك خاصیت اضافی دیگر است.
ولی بعضی از آنالیتها در محیط آبی قابل تیتر كردن نیستند، زیرا انحلال‌پذیری آنها بسیار پایین است، یا چون قدرتهای اسیدی یا بازی آن چندان زیاد نیست كه نقاط پایان رضایت بخشی را فراهم كنند. غلظت چنین موادی را اغلب می‌توان با تیتر کردن آنها در حلال دیگر به غیر از آب تعیین كرد.




نظریه تيتراسيون هاي خنثی كردن


محلولهای استاندارد اسیدها و بازهای قوی را بطور گسترده‌ای برای تعیین آنالیتهایی بكار می‌برند كه خود اسید یا بازند یا می‌توانند با اعمال شیمیایی به چنین گونه‌هایی تبدیل شوند.


واكنشگرها برای واكنش های خنثی‌شدن


محلولهای استاندارد برای تيتراسيون هاي خنثی شدن همواره از اسیدها یا بازهای قوی تهیه می‌شوند، زیرا این نوع واكنشگرها تیزترین نقطه پایانی را ارائه مي كنند.


محلولهای استاندارد


محلولهای استاندارد بكار گرفته شده در تیتراسیونهای خنثی شده ، اسیدهای قوی یا بازهای قوی هستند. زیرا این اجسام در مقایسه با اسیدهای ضعیف و بازهای ضعیف بطور كاملتر با آنالیت واكنش می‌دهند. اسیدهای استاندارد از اسید هيدروكلريك ، اسید پر كلريك و اسید سولفوريك تهیه می‌شوند. اسید نيتريك بندرت بكار برده می‌شود، زیرا خاصیت آن بعنوان يك اكسنده ، عامل بالقوه‌ای برای واكنشهاي جانبی ناخواسته است.

باید بخاطر داشت كه محلولهای گرم و غلیظ اسید سولفوريك و اسید پر كلريك نیز عوامل اكسنده مستعدی هستند و بنابراین پرخطرند.
بنابراين ، خوشبختانه ، محلولهای رقیق این واكنشگرها نسبتا بی‌خطرند و می‌توانند بدون احتیاط های خاص بجز محافظت چشم ، در آزمایشهای شیمی تجزیه‌ای بكار برده شوند. محلولهای استاندارد بازی معمولا از هيدروكسيد سدیم ، هيدروكسيد پتاسیم و گهگاه از هيدروكسيد باریم تهیه می‌شوند. مجددا ، هنگام كار با این واكنشگرها و محلولهای آنها باید همیشه چشمها محافظت شوند.



نظریه رفتار شناساگر


بسیاری از اجسام طبیعی و سنتزی ، رنگهایی از خود نشان می‌دهند كه به PH محلولي كه این اجسام در آن حل شده‌اند، بستگی دارند. برخی از این اجسام كه طی قرنها برای نشان دادن خاصیت قلیایی یا اسیدی آب بكار برده شده‌اند، در سالهای اخیر بعنوان شناساگر اسید و باز بكار گرفته می‌شوند. بطور كلي، شناساگرهای اسید و باز ، اسیدها و بازهای ضعیف آلی هستند كه بسته به تفكيك یا تجمع ، متحمل تغییرات ساختاری درونی می‌شوند كه به تغییر در رنگ منجر می‌شود.




كاربرد های نوعی تیتراسیونهای خنثی‌شدن


تیتراسیونهای خنثی‌شدن در اندازه گیری آن دسته از گونه‌های بی‌شمار معدنی ، آلی و زیستی كه خواص اسیدی یا بازی ذاتی دارند بكار برده می‌شوند. ولی كاربردهاي بسیاری به همان اندازه اهمیت وجود دارند كه در آنها تركيب مورد تجزیه با يك واكنشگر مناسب به يك اسید یا باز تبدیل و سپس با يك باز یا اسید قوی استاندارد تیتر می‌شود.
دو نوع عمده از نقاط پایانی بطور گسترده در تیتراسیونهای خنثی‌شدن بكار برده می‌شود. نوع اول يك نقطه پایانی بصری است و بر پایه تغییر رنگ شناساگر قرار دارد. نوع دوم يك نقطه پایانی پتانسيومتري است كه در آن پتانسیل يك سیستم الكترود شیشه - كامول با يك وسیله اندازه گیری ولتاژ تعیین می‌شود. پتانسیل اندازه گیری شده مستقیما متناسب با PH است.





اندازه گیری مواد معدنی


تعداد زیادی از گونه‌های معدنی را می‌توان توسط تیتراسیون با اسیدها یا بازهای قوی اندازه گیری کرد. بعنوان مثال ، نمکهای آمونیوم را می‌توان بسادگی با تبدیل به آمونیاک توسط باز قوی و سپس تقطیر در دستگاه کلدال اندازه گیری کرد. آمونیاک طبق روش کلدال جمع آوری و تیتر می‌شود. روشی را که برای نمکهای آمونیوم بیان شد، می‌توان برای اندازه گیری نیترات و نیتریت معدنی تعمیم داد.


تعیین گروههایعاملی آلی
تيتراسيون هاي خنثی‌شدن برای سنجش مستقیم و غیر مستقیم انواع گروههای عاملی آلی روشهای ساده‌ای را فراهم می‌کنند.
کاربرد واکنشهای خنثی شدن در محیط غیر آبی دو نوع از ترکیباتی را که در محیط آبی قابل تیتر کردن نیستند، می‌توان با تیتراسیون خنثی‌شدن در حلالهای غیر آبی مناسب اندازه گیری کرد. دسته اول ، اسیدها و بازهای آلی با وزن مولكولي زیادند که انحلال‌پذیری محدودی در آب دارند. نوع دوم ترکیبات معدنی یا آلی هستند که از نظر اسید و باز آنقدر ضعیف هستند ( یا کوچکتر از ) که نقاط پایانی رضایتبخشی در محیط آبی ارائه نمی‌دهند.
مثالهایی از این دسته عبارتند از آمینهای آروماتيك ، فنلها و نمکهای مختلفی از اسیدهای معدنی و کربوکسیلیک. اغلب ترکیباتی که نقاط پایانی رضایت بخشی در آب ندارند، در حلالهایی که خاصیت اسیدی یا بازی آنها را افزایش می‌دهند نقاط پایانی تیزی را ارائه می‌دهند.
هر چند تیتراسیونهای غیر آبی ، اندازه گیری گونه‌ای را که در آب قابل تیتراسیون نیست، امکان پذیر می‌سازند، معایب چندی نیز در استفاده از آنها وجود دارد. معمولا حلالها ، گران و اغلب فرار و سمی‌اند. همچنین اکثر آنها ضرایب انبساط کاملا بزرگی دارند و کنترل بیشتری دمای واکنشگر برای جلوگیری از بروز خطاهای نامعین در اندازه گیری حجم لازم است.
معرفهای PH یا شناساگرهای شیمیایی اسید و باز ، ترکیبات رنگی یا غیر رنگی آلی با وزن مولكولي بالا هستند که در آب یا حلال‌های دیگر به دو صورت اسیدی و بازی وجود دارند.
نگاه اجمالی


بهترین شناساگرهای اسید - باز ، اسیدهای آلی ضعیف می‌باشند. شكل اسیدی شناساگر رنگ مشخصی دارد و در صورت از دست دادن پروتون ، به ترکیب بازی که دارای رنگ دیگری می‌باشد، تبدیل می‌شود. یعنی تغییر رنگ اغلب شناساگرها از محلول بستگی به تغییر شكل آنها دارد. با استفاده از شناساگرها می‌توان PH يك محلول را تعيين کرد شناساگرهای مختلفی برای تعیین PH شناخته شده‌اند که هر يك در محدوده خاصی از PH تغییر رنگ می‌دهند.


چگونگی تغییر رنگ يك شناساگر
شناساگرها ، اسیدها یا بازهای ضعیفی هستند و چون اکثر آنها شدیدا رنگی هستند، در هر اندازه گیری PH چند قطره از محلول رقیق شناساگر کافی می‌باشد. شناساگرهای اسید - باز را معمولا به صورت HIn نشان می‌دهند.


فرم اسیدی HIn ↔ H+ + -In فرم بازی

(Ka = (H+)x(In-)/(HIn)



اگر محلولی شامل دو جزء رنگی A و B باشد، معمولا رنگ A در مخلوط وقتی توسط چشم انسان تشخیص داده می‌شود که شدت آن ، ده برابر بیشتر از شدت رنگ B باشد، چون شدت آن تابع غلظت است. بنابراین رنگ ترکیب اسیدی شناساگر زمانی قابل رویت است که :
(10In-) = (HIn)
و رنگ و ترکیب بازی شناساگر زمانی قابل مشاهده است که:
(In-) = 10(HIn)
انتظار می‌رود وقتی که (In-) = (HIn) می‌باشد، رنگ شناساگر حد واسط بین دو رنگ باشد. در آن نقطه ویژه :
Ka شناساگر برابر غلظت +H و PKa = PH است. در نتیجه PH ای که در آن يك شناساگر که PKa آن نزديك PH نقطه هم‌ارزی تیتراسیون است، تغییر رنگ شناساگر در نزديك نقطه تعادل ، امکان‌پذیر می‌باشد.


اهمیت استفاده از شناساگر مناسب درتیتراسیون
با استفاده از انواع شناساگر ، می‌توان PH يك محلول را تعیین کرد. برای این کار لازم است محدوده PH تغییر رنگ شناساگر را بدانیم. در تیتراسیونهای اسید و باز هم لازم است که PKa شناساگر مورد استفاده به PH محلول مورد نظر نزديك باشد، در غیر اینصورت آزمایش همراه با خطا خواهد بود. اگر شناساگر قبل از نقطه هم‌ارزی تغییر رنگ دهد، حجم نقطه پایان کمتر از نقطه هم‌ارزی (خنثی شدن اسید یا باز) است و اگر شناساگر بعد از نقطه هم ارزی تغییر رنگ دهد، حجم نقطه پایان بیشتر از نقطه هم ارزی است.
در برخی از موارد مخلوطی از دو یا چند شناساگر در يك تیتراسیون مصرف می‌شود تا تغییر رنگ مشخصی در نقطه پایان رخ دهد. بعنوان مثال می‌توان متیلن آبی را با متیلن قرمز مخلوط کرده و يك شناساگر مخلوط بوجود آورد که در PH حدود 5.4 از بنفش به سبز تغییر رنگ می‌دهد. در این مورد ، متیلن آبی حین تیتراسیون بدون تغییر رنگ می‌ماند. اما متیلن قرمز در PHهای ‌کمتر از حدود 5.4 قرمز و در PHهای بیشتر از حدود 5.4 زرد می‌باشد.
در PHهای ‌کمتر ، قرمز و آبی ترکیب شده و رنگ بنفش ایجاد می‌کنند و در PHهای بیشتر ، زرد و آبی ترکیب شده و رنگ سبز ایجاد می‌کنند. دیدن تغییر رنگ بنفش به سبز ، آسانتر از تشخیص تغییر رنگ قرمز به زرد در شناساگر متیلن سرخ تنهاست.





معرفهای معروف PH
شناساگر
رنگ اسیدی دامنه PH برای تغییر رنگ رنگ قلیایی
آبی تیمول قرمز 1.2 - 2.8 زرد
متیل اورانژ قرمز 3.1 - 4.5 زرد
سبز برموکروزول زرد 3.8 - 5.5 آبی
سرخ متیل قرمز 4.2 - 6.3 زرد
لیتموس قرمز 5 - 8 آبی
آبی برم‌تیمول زرد 6 - 7.6 آبی
آبی تیمول زرد 8 9.6 آبی
فنل فتالین بی‌رنگ 8.3 - 10 قرمز
زرد آلیزارین زرد 10 - 12.1 ارغوانی کم رنگ
تیمول فتالئین بی‌رنگ 9.3 - 10.5 آبی
ایندوفنول قرمز 7.1 - 9.1 آبی
برموفنول آبی زرد 3 - 4.6 ارغوانی
آزو بنفش زرد 13 – 11 بنفش
متیل بنفش زرد 0.15 - 3.2 بنفش

[fati3370]

دیگه هرچی لازم بود آقا وحید گفتن.دقیقأ اومدم همین مظلبو برات بذارم ک..البته خلاصه تر