Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі




НазваниеҚазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
страница1/4
Дата конвертации06.02.2016
Размер0.94 Mb.
ТипДокументы
  1   2   3   4


Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі


С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университеті


Т.Б.Тугамбаева, Н.В.Убаськина, С.Р. Масакбаева


АНАЛИТИКАЛЫҚ ХИМИЯ


Химия-технологиялық, химия және химия емес мамандықтарының студенттеріне арналған

оқу құралы


Павлодар

Кереку

2009


Кіріспе


Химиялық талдаудың мақсаты анықталатын зат мөлшері жайлы білім алу. Сондықтан талдауды әдістемелік жағынан дұрыс орындаумен қатар, анықталатын зат мөлшерін граммен және пайызбен дұрыс есептеуді үйрену өте маңызды болып табылады. Сандық талдауда кездесетін есептер саны өте көп, бірақ осы есептерді дұрыс шығаруды үйрену үшін химиялық есептеулерде қолданылатын жалпы тәсілдердің біршама санын білу қажет. Әрбір есепті шығарғанда осы есеп қолданылатын талдау әдісінің немесе анықтаманың мәнін айқын түсіну, теңдеуді жаза алу және сонымен қатар әрбір шаманың мәнін түсіну қажет. Сондықтан, есепті шығарар алдында сандық талдаудың қажетті бөлімдерімен танысу, теориялық дайындық алу, титриметриялық және гравиметриялық талдау әдістерінде қолданылатын есептеу әдістерімен танысу қажет. Есепті шығару кезінде оны жалпы түрде, немесе сандық мәндерді формулаға қоймай, шығаруды соңғы формула ретінде жалпы түрге келтіріп шектелуге болады. Бірақ есепті шығару кезінде дайын формулаларды мәнін түсінбей механикалық түрде қолдануға болмайды.

Аналитикалық химияның есептер жинағы химиялық және химиялық емес мамандықтардың студенттерінің тәжірибелік сабақтары және өздігінен жұмыс істеулері үшін қажет. Ол аналитикалық химия және химиялық талдау курстарының бағдарламаларына сай құрастырылған. Жинақтың басында әрбір оқытылатын тақырып бойынша қысқаша теориялық мәліметтер, сонымен қатар студенттердің әрі қарай есептерді шығаулары үшін қажетті болатын негізгі есептеу формулалары берілген, студенттердің өздік жұмыстарды орындау кезінде пайдалы болатын есептерді шығару мысалдары қарастырылған. Әрбір тақырыптың соңында өздігінен шығаруға арналған есептер ұсынылған.

Жинақта келесі тақырыптар бойынша есептер берілген: эквивалентті есептеу, эквивалент факторын есептеу, эквиваленттер заңы, титриметриялық талдау әдістері, гравиметриялық талдау әдістері, ерітінділердің рН-ын анықтау және т.б.

Аналитикалық химия – химиялық талдау әдістері мен тәсілдері жайлы ғылым. Химиялық талдау дегеніміз талданатын объектінің химиялық құрамы жайлы ақпараттар алуға қажетті шаралар жиынтығы.

Аналитикалық химия екі негізгі бөлімнен: сапалық талдау және сандық талдаудан тұрады.

Сапалық талдау талданатын объектінің қандай заттардан тұратынын, ал сандық талдау талданатын объектінің құрамына кіретін жеке заттың, немесе барлық заттардың сандық мөлшерлерін анықтайды.

Аналитикалық химияның әдістерін келесі түрлерге бөлуге болады: сынаманы алу әдістері, сынамаларды ыдырату әдістері, компоненттерді бөліп алу, айқындау және анықтау әдістері. Айқындау және анықтау әдістері бір-біріне өте ұқсас.

Анықталатын қасиет сипаты бойынша талдауды химиялық, физикалық және биологиялық деп бөлуге болады.

Бұл әдістердің принциптері әртүрлі және жиі жағдайда аналитикалық химиямен ешбір байланысы жоқ ғылым аймақтарымен байланысты болуына қарамастан, оларды зат мөлшерін анықтаумен және өлшеумен байланыстыратын жалпы фундамент қолданылады. Осы кезде химиялық талдау метрологиясы сұрақтары өте маңызды болады.


1 Титриметрлік талдау әдістері


Титриметрлік талдау дегеніміз массаны өлшеуді көлемді өлшеу арқылы орындайтын сандық талдау әдісі.

Титриметрлік талдаудың мәні келесіде болады. Талданатын зат өлшендісінен дайындалған ерітіндіге (немесе осы ерітіндінің көлемінің белгілі бір бөлігіне) әрекеттесетін заттар толық әрекеттескенше, концентрациясы тура белгілі ерітінді біртіндеп қосылады. Титрлеуге жұмсалған реактивтің көлемін тура өлшеу арқылы талданатын үлгідегі анықталатын заттың массасын есептеп шығарады.

Заттар бір-бірімен толық әрекеттескеннен кейінгі реакцияның аяқталу уақытын эквивалент нүктесі деп атайды. Себебі, бұл кезде әрекеттесетін заттардың мөлшерлері қатаң эквивалентті болады.



    1. Эквивалент. Эквивалент факторы


Титриметрлік талдау нәтижелерін есептеу эквиваленттілік принципіне негізделген, бұл принципке сай заттар бір бірімен эквивелентті мөлшерде әрекеттеседі.

Егер анықталатын зат А титрант ерітіндісімен В


аА+вВ→ реакция өнімдері (1)


теңдеу (1) бойынша әрекеттесетін болса, онда заттардың эквивалентті массалары аМА және вМВ болады, МА және МВ – А және В заттарының молярлық массалары, а және в- стехиометриялық коэффициенттер.

Теңдеуге (1) келесі түр беруге болады

реакция өнімдері, мұнда а > в, бұл А затының бір бөлшегі В затының бөлшектеріне эквивалентті болатынын көрсетеді.

қатынасын fэкв(В) символымен белгілейді және В затының эквивалент факторы деп атайды


F экв(В) = (2)


Эквивалент факторы – Х затының нақты бөлшегінің қандай үлесі қышқыл-негіздік реакциядағы сутегінің бір ионына немесе тотығу-тотықсыздану реакцияларындағы бір электронға эквивалентті болатынын көрсететін сан.

Эквивалент факторы мен эквивалент тұрақсыз шамалар, олар реагенттер қатысатын реакция стехиометриясына тәуелді болады. Эквивалент факторы өлшемсіз шама, ол бірге тең немесе бірден кіші болады.

Эквивалент деп қышқыл-негіздік реакцияда сутегінің бір ионына немесе тотығу-тотықсыздану реакциясында бір электронға эквивалентті болатын заттың шартты немесе нақты бөлшегі аталады. Зат мөлшерінің эквивалентінің өлшем бірлігі моль болады.

Х затының эквивалентінің молярлық массасы деп эквивалент факторының эквиваленттің молярлық массасына көбейтіндісіне тең болатын, зат эквивалентінің бір молінің массасын айтады.

Кешентүзу немесе тұндыру реакцияларында «эквиваленттің молярлық массасы» түсінігін әдетте қолданбайды және тек қана молярлық массаларды қолданады.


Мысал1

Келесі реакциялардағы ортофосфор қышқылының эквивалент факторы мен оның эквиваленттерінің молярлық массаларын есептеу қажет

Шығару


а)





б)




в)




Мысал 2

Келесі реакцияда КМnО4 грамм-эквиваленті неге тең болады:


Сг2 (SО4)3 + 2 КМnО4 + 8КОН = 2К2СгО4 + 2MnО2 + 3K24 + 4Н2О


Шығару

Жүретін жартылай реакция теңдеуін жазамыз


МnО- + 2Н2О + 3е- = МnО2 + 4ОН-


Калий перманганатының бір молекуласы МnО2-ге дейін тотықсыздануы үшін үш электрон қажет, яғни





Мысал 3

Қорғасынды келесі схема бойынша иодометрлік анықтау кезіндегі қорғасынның грамм-эквивалентін анықтау қажет


Рb2+ + CrO42- = РbCrO4


РbCrO4 + 3I- + 8Н+ = Сг3+ + 4H2O + 3/2I2 + Pb2+


I2 + 2S2О32- = S4О62- + 2I-


Шығару

Жартылай реакция келесі түрде сипатталады


CrO42- + 8Н+ + 3е- = Сг3+ + 4H2O


Хроматтың 1 г-ионы РЬ2+-нің 1 г-ионымен әрекеттеседі, яғни





Өздігінен есептеу тапсырмалары


1. Толық нейтралдау реакциясындағы эквивалент факторы мен эквиваленттің молярлық массасын есептеу қажет:

а) HNO3, б) NaOH; в) NH3;г) H2SO4; д) KHSO4; е) Na2B4O7 ∙10H2O; ж)Na2 CO3;з)NaHCO3; к)K2O, л)N2O5; м) H2C2O4; н) SO2; о) Ba(OH)2 ; п) H3PO4; р) H2CO3

Келесі есептерде (2-11) зат мөлшерін есептеу қажет:

2. 4,33г Na2C2O4-ті бейтараптауға қажетті HCl мөлшерін. 3. 5,3г Na2CO3-ті бейтараптауға қажетті HNO3 мөлшерін.

4. 3,65г HCl-ды бейтараптауға қажетті Na2B4O7·10H2O мөлшерін.

5. 0,2г CaO-ні бейтараптауға қажетті HCl мөлшерін.

6. 6,3г CH3COOH-ты бейтараптауға қажетті NaOH мөлшерін.

7. 3,1г Na2O-ны бейтараптауға қажетті HNO3 мөлшерін.

8. 4,709г K2O-ны бейтараптауға қажетті HCl мөлшерін.

9. 22,6г Ba(OH)2· 8H2O-ны бейтараптауға қажетті HNO3 мөлшерін.

10. 0,49г H2SO4-ті бейтараптауға қажетті KOH мөлшерін.

11. 5,4г N2O5 –ті бейтараптауға қажетті NaOH мөлшерін.

12.Тотығу-тотықсыздану реакциясына қатысатын зат эквивалентінің молінің массасын есептеу және заттың 100 мг-да қанша миллимоль бар екенін анықтау қажет:

а) FeSO4 ( Fe2+ → Fe3+)

б) HNO3 (NO3- → NO2)

в) HNO3 (NO3- → NO)

г)H2O2 (KJ-пен реакциядағы)

д) KMnO4(қышқыл ортада)

е) KMnO4(сілтілік ортада)

ж) KMnO4(нейтралды ортада)

з) K2Cr2O7 (қышқыл ортада)

и) Na2S2O3(S2O3 2- → S4O82-)

к) CuCl2 (йодометрлік анықтау кезінде)

л) J2 ( J2 2JO - )

м) J2 ( J2 2J - )

н) H2C2O4( C2O42- CO2↑)

о) SO2 (SO2 → SO42-)

п) V2O5 (VO2 + →V3+)


1.2 Титриметрлік талдау әдістеріндегі негізгі есептеу формулалары


1.2.1 Ерітіндінің нормалдығы (N) – ерітіндінің 1 литріндегі заттың грамм-эквиваленттерінің саны


, (3)


мұндағы а – талданатын зат үлгісінің өлшендісі, г;

Э – грамм-эквивалент;

n – грамм-эквиваленттер саны;

V – көлем, мл.


Егер V=1л, онда N · Э = a

1.2.2. Молярлық (См) – ерітіндінің 1 литрінде еріген зат мольдерінің (грамм - молекулаларының) саны


, (4)


мұндағы М – еріген заттың 1молінің массасы.

(5)


Егер V=1л, онда


, (6)


мұндағы Т – титр, г/см3, г/мл.


Химиялық талдаудың негізгі есептеу теңдеуі


NAVA=NBVB (7)


Химиялық реакциялардың эквиваленттілігі орнаған кезде қалыпты концентрациялардың әрекеттесетін заттар ерітінділерінің көлемдеріне көбейтіндісі бір-біріне тең болады.

А затының ерітіндісінің қалыпты концентрациясы белгілі болғанда оның титрін ТА есептеуге болады, ол үшін эквивалентЭА арқылы массаға qА ауысу қажет


, (8)

мұндағы А – анықталатын зат;

qА – анықталатын зат мөлшері, г.


(9)


(10)


(11)


(12)


Заттың граммен алынған мөлшерін келесі формуламен есептеуге болады


, (13)


мұндағы NВ –титрант нормалдығы;

VВ – титрант көлемі, мл.


Зерттелетін ерітіндінің өлшейтін колбада VK сұйылтылуын және титрленетін аликвоталық бөлімінің көлемін Va есепке алып, заттың граммен алынған мөлшерін келесі формуламен есептеуге болады


, (14)


мұндағы VК – өлшейтін колба көлемі, мл;

Vа – ерітіндінің аликвоталық бөлімінің көлемі, мл.


Заттың пайызбен алынған мөлшерін келесі теңдеумен есептеуге болады


(15)

Түзету коэффициенті келесі теңдеулермен есептеледі


(16)


мұндағы К – түзету коэффициенті;

пр – практикалық мән;

т – теориялық мән.


(17)


(18)

(19)


1.3 Кері титрлеу әдісімен зат мөлшерін есептеу


1.3.1 Кері титрлеудің жеке өлшенділер әдісі бойынша зат мөлшерін есептеу, %


, (20)


мұндағы В – артық мөлшерде алынған стандартты ерітінді;

В1 – В ерітіндісін титрлеуге жұмсалған стандартты

ерітінді.


1.3.2 Кері титрлеудің пипеткалау әдісін қолданып зат мөлшерін есептеу, %


(21)


1.3.3 Кері титрлеу әдісімен зат мөлшерін титр бойынша есептеу, %


(22)


1.4 Концентрацияларды есептеуге қажетті ауысу формулалары

1.4.1 Пайыздық концентрациядан қалыпты концентрацияға ауысуға қажетті формула


, (23)


мұндағы C – пайыздық концентрация;

Э – эквивалент, грамм – эквивалент;

ρ – тығыздық, г/см3.


1.4.2 Қалыпты концентрациядан пайыздық концентрацияға ауысуға қажетті формула


, (24)


мұндағы n – эквиваленттер саны.


1.4.3 Пайыздық концентрациядан молярлық концентрацияға ауысуға қажетті формула


, (25)


мұндағы M – молекулярлық масса.


1.4.4 Молярлық концентрациядан пайыздық концентрацияға ауысуға қажетті формула


, (26)


мұндағы m –мольдер саны.

1.5 Қышқыл - негіздік титрлеудің қателерін есептеу


1.5.1 Протондық қатені ТҚ [Н+] (титрлеу қатесі) есептеуге болады ,%


, (27)


мұндағы V – анықталатын заттың алғашқы көлемі, мл;

VD – қосылған титрант көлемі, мл;

рТ –индикаторды титрлеу көрсеткіші.


1.5.2 Гидроксидтік қателікті есептеуге болады ТҚ [ОН-], %


(28)


1.5.3 Әлсіз қышқылдарды толық титрлемеген кезде ерітіндіде біраз мөлшерде қышқыл молекулалық формада қалады, осының салдарынан қышқылдық қателік пайда болады. Оны келесі теңдеумен анықтауға болады (ТҚА) ,%


(29)


1.5.4 Әлсіз негізді толық титрлемеген кезде негіздік қателік пайда болады, оны келесі теңдеумен есептеуге болады (ТҚВ), %


(30)


Есептерді шығару мысалдары.

Мысал 1

Натрий және калий карбонаттарынан тұратын массасы 0,4 г қоспаны титрлеуде 22,00 мл 0,3М HCl жұмсалды. Қоспадағы Na2CO3 пен К2СО3-тің массалық үлестерін (%) есептеу қажет.


Шығару

Белгілейміз: ω – Na2CO3-тің % -бен алғандағы мөлшері (Na2CO3 үлесі),

(100-ω) – К2СО3тің % -бен алғандағы мөлшері 2СО3 үлесі)








%сод =


qA=


qA = nA · ЭA

мұндағы %сод – пайыздық мөлшері.


nA · ЭA = ,


немесе


nA · ЭA · 100 = % сод · а





n=


n=


Эквивалент нүктесіндегі қоспадағы эквиваленттер мөлшері тең болады


n+ n= n


Сандық мәндерді қоямыз


+=

Сонда


ω = 46,12% Na2CO3


ал К2СО3-тің массалық үлесі тең болады


100 – 46,12 = 53,88% К2СО3

  1   2   3   4

Похожие:

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі iconҚазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі, жергілікті атқарушы органдар көрсететін білім және ғылым саласындағы мемлекеттік қызмет стандарттарын бекіту туралы
Бабына, «Әкімшілік рәсімдер туралы» Қазақстан Республикасының 2000 жылғы 27 қарашадағы Заңының 9-1, 15-2-баптарына және «Ақпараттандыру...
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі iconҚазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі, жергілікті атқарушы органдар көрсететін білім және ғылым саласындағы мемлекеттік қызмет стандарттарын бекіту туралы
Бабына, «Әкімшілік рәсімдер туралы» Қазақстан Республикасының 2000 жылғы 27 қарашадағы Заңының 9-1, 15-2-баптарына және «Ақпараттандыру...
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі iconҚазақстан республикасының ғылым және білім министрлігі Білім және ғылым саласындағы бақылау комитеті
«Экономика және халық шаруашылығын басқару» мамандығы бойынша кандидаттық емтиханға арналған
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі iconҚазақстан Республикасының білім және ғылым Министрлігі білім және ғылым саласындағы бақылау Комитеті
Сайтына Сарсенова Индира Бакитжановнаның 6D060900 – География мамандығы бойынша «Қазақстан Республикасының урбандалған аумақтарындағы...
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі iconДипломнан кейінгі деңгейде ҚазҰму медициналық білім беру үлгісін жүзеге асырудың перспективалары
Республикасының Білім және ғылым министрлігі Қазақстан Республикасының Денсаулық сақтау министрлігі С. Ж. Асфендияров атындағы Қазақ...
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі iconҚр білім және ғылым Министрлігі Білім және ғылым саласындағы бақылау комитеті
Закирова Дильнара Икрамхановнаның «Адамгершілік потенциал – бұл Қазақстан Республикасының бәсекеге қабілеттілігін арттыру факторы»...
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі iconҚазақстан республикасының білім және ғылым министрлігі
Тақырыбы: Қазақстан Республикасының коммерциялық банктері, оның қызметтері мен операциялары
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі iconҚазақстан республикасының білім және ғылым министрлігі
...
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі iconҚазақстан республикасының білім және ғылым министрлігі
Тас дәуіріндегі Қазақстан. Қазақстан тарихының ежелгі кезеңінің шаруашылығы және әлеуметтік ұйымдасуы
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі iconҚазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

Разместите кнопку на своём сайте:
kaz.docdat.com


База данных защищена авторским правом ©kaz.docdat.com 2013
обратиться к администрации
kaz.docdat.com
Главная страница