شاخص تیتراسیون

همچنین به عنوان تیتریومتری و آنالیز حجمی [1] شناخته می شود. تیتراسیون آنالیز شیمیایی کمی است که در آزمایشگاه ها برای تعیین غلظت آنالیت شناسایی شده (ماده ای که باید آنالیز شود) استفاده می شود. یک معرف که تیترانت یا تیتراتور نامیده می شود بر اساس غلظت و حجم شناخته شده به عنوان محلول استاندارد تهیه می شود. تیترانت با آنالیت واکنش می دهد، حجم مورد استفاده به عنوان حجم تیتراسیون نامیده می شود. در طول تیتراسیون اسید قوی با باز قوی pH از 3 به 11 تغییر می کند، شاخص فنل فتالئین از pH 8 تا 10 متغیر است به همین دلیل بیشتر برای این نوع تیتراسیون استفاده می شود.

شاخص

ماده ای که در پاسخ به یک تغییر شیمیایی رنگ محلول را تغییر می دهد. شاخص فنل فتالئین مورد استفاده در تیتراسیون اسید-باز. یک قطره نشانگر در شروع تیتراسیون اضافه می شود، هنگامی که رنگ محلول تغییر می کند، نقطه پایان ظاهر می شود. نشانگرهای ردوکس نیز مورد استفاده قرار می گیرند که در پتانسیل الکترود خاص دچار تغییر رنگ می شوند [2]. شاخص های مختلفی استفاده می شود اما به قدرت اسید و قلیایی بستگی دارد. شاخص های جهانی برای تیتراسیون استفاده نمی شوند زیرا در pH های مختلف رنگ های متفاوتی می دهند. متیل اورانژ یا فنل فتالئین عمدتاً مورد استفاده قرار می گیرند که در خنثی سازی باعث تغییر رنگ می شوند که به راحتی می توان نقطه پایان تیتراسیون را مشاهده کرد. مهمترین ویژگی یک اندیکاتور محدوده pH است که به قدرت یک اندیکاتور بستگی دارد.

روش تیتراسیون

این فرآیند حاوی یک فنجان است که حاوی مقدار کمی از آنالیت و مقدار بسیار کمی نشانگر مانند فنل فتالئین است که در زیر یک بورت مدرج که حاوی تیترانت است قرار داده شده است. مقدار کمی از تیتراسیون به محلول اضافه می شود تا زمانی که اندیکاتورها رنگ را تغییر دهند که نشان دهنده نقطه پایانی تیتراسیون است. یک افت یا کمتر از افت استفاده شده باعث تفاوت بین تغییر دائمی و موقت در اندیکاتور می شود. حجم تیترانت مورد استفاده اندازه گیری شده و غلظت آنالیت از طریق محاسبه می شود

C_a= غلظت آنالیت به طور معمول در مولاریته

C_t= غلظت تیترانت

V_t= حجم تیترانت مورد استفاده بر حسب لیتر اندازه گیری می شود

M= نسبت مول آنالیت و واکنش دهنده از معادله شیمیایی متعادل.

V_a= حجم آنالیت مورد استفاده معمولاً بر حسب لیتر.

انواع تیتراسیون

انواع مختلفی از تیتراسیون وجود دارد، اما رایج ترین نوع کیفی تیتراسیون اسید-باز و تیتراسیون ردوکس است.

این تیتراسیون برای یافتن غلظت ناشناخته یک اسید یا پایه از طریق خنثی کردن با یک اسید یا پایه غلظت شناخته شده استفاده می شود. از یک نشانگر pH مناسب در محفظه تیتراسیون استفاده می شود که pH محلول را نشان می دهد. از نشانگر فنل فتالین استفاده می شود زیرا باعث کاهش خطا می شود. در صورت نیاز به نتایج دقیق تر از pH متر یا استفاده از متر هدایت استفاده می شود.

این تیتراسیون بر اساس یک واکنش اکسیداسیون کاهش یافته بین یک ماده اکسید کننده و عامل کاهش یافته است. از یک شاخص یا پتانسیلومتر برای یافتن نقطه انتهایی تیتراسیون استفاده می شود ، تشکیل دهنده اصلی در ماده اکسید کننده دیکرومات پتاسیم است. تغییرات رنگ قطعی نیست که به همین دلیل از دیفنیل آمین سدیم استفاده می شود. اما برخی از تیتراسیون به دلیل رنگ شدید تشکیل دهنده نیازی به شاخص ندارند.

این تیتراسیون در فاز گاز انجام می شود. در این روش مواد واکنشی با اضافی از نوع دیگری از گاز که به عنوان تیتراژ نامیده می شوند ، واکنش نشان می دهند. این مزیت های زیادی نسبت به اسپکتروفتومتری دارد مانند اندازه گیری آن به طول مسیر بستگی ندارد ، بستگی به تغییر خطی در جذب و همچنین نمونه ای که در طول موج به ویژه برای آنالیت استفاده می شود ، بستگی ندارد.

در این شکل گیری پیچیده تیتراسیون بین آنالیت و تیتراژ. به همین دلیل از شاخص های تخصصی استفاده می شود که مجتمع های ضعیف را ایجاد می کند. به عنوان مثال از نشانگر نشاسته از تیتراسیون یدومتری استفاده می شود و عامل Chelating EDTA از تیتراسیون یون های فلزی در محلول استفاده می شود.

از آن برای پیدا کردن نقطه ایزو برقی در هنگام بار سطح صفر استفاده می شود ، ممکن است با تغییر pH یا افزودن سورفاکتانت حاصل شود.

شاخص ها

به عنوان اسید ضعیف

این یک اسید ضعیف است ، یک مولکول پیچیده از HLIT تشکیل شده است."H" که به عنوان پروتون خوانده می شود که در حالی که "روشن" داده می شود یک مولکول ضعیف است [3]. تعادل هنگامی ایجاد می شود که اسید در آب حل شود.

Litmus به شکل اتحادیه رنگ قرمز رنگ می بخشد در حالی که به شکل یونیزه رنگ آبی می بخشد.

وقتی یونهای هیدروکسید اضافه می شوند:

وقتی یونهای هیدروژن اضافه می شوند:

هنگامی که غلظت HLIT و LIT - برابر می شود ، بنابراین در آن نقطه رنگ به نظر می رسد ترکیبی از دو رنگ است و به آن خنثی گفته می شود. زیرا در آن مرحله pH محلول 7 است. به همین دلیل از کاغذ Litmus برای آزمایش اسیدها و قلیایی ها استفاده می شود.

این نشانگر pH است که معمولاً در تیتراسیون استفاده می شود. در محلول قلیایی متیل نارنجی به رنگ زرد است. هنگامی که اسید در محلول اضافه می شود ، رنگ قرمز می دهد. متیل نارنجی رنگ را در pH اسید قدرت میانی تغییر می دهد.

همچنین این شاخص بسیار رایج است ، یک اسید ضعیف که در تیتراسیون استفاده می شود. اسید ضعیف هیچ رنگی ندارد در حالی که یون آن به رنگ صورتی روشن می دهد.

به دلیل افزودن یونهای هیدروژن اضافی ، موقعیت تعادل را به سمت چپ تغییر می دهد که نشانگر را بی رنگ می کند. اما افزودن یونهای هیدروکسید و حذف هیدروژن معادله را معکوس کرده و نشانگر را به رنگ صورتی تبدیل می کند. این بیشتر در pH 9. 3 اتفاق می افتد اما مخلوط صورتی و بی رنگ رنگ صورتی رنگ تر به رنگ صورتی رنگ تر می دهد به همین دلیل تشخیص دقیق این شاخص بسیار دشوار است.

دامنه pH نشانگر

اهمیت PK_{با نام}

به طور کلی این شاخص به عنوان عقب نشانگر است که "Ind" یک شاخص است در حالی که یون "H" به دست می آید.

K_aبه عنوان K نیز نامیده می شود_{با نام}بیان آن به صورت نوشته شده است

معادله را دوباره تنظیم کنید تا غلظت یون هیدروژن در سمت چپ باشد ،

مقدار شاخص ها به شرح زیر است:

دامنه pH شاخص ها

دامنه شاخص در یک نقطه از pH رفع نمی شود ، آنها خیلی سریع در طول محدوده باریک pH تغییر می کنند. افزودن هر چیزی باعث تغییر رنگ محلول می شود. به عنوان مثال: رنگ غالب متیل نارنجی در محلول قلیایی زرد است اما افزودن یک اسید pH محلول را تغییر می دهد و رنگ به نظر می رسد یک رنگ نارنجی با افزودن اسید بیشتر رنگ قرمز ظاهر می شود و زرد وجود نداردرنگ

مقادیر دقیق شاخص ها به شرح زیر است:

در آزمایشگاه ، از Litmus استفاده می شود و رنگ آن را در اطراف pH 7 تغییر می دهد اما متیل نارنجی یا فنل فتالین به مقدار کمی استفاده می شود.

انتخاب شاخص برای تیتراسیون

برای انتخاب یک شاخص ، از تیتراسیون تا تیتراسیون متفاوت است.

اسید قوی v پایه قوی

نمودار منحنی pH بین اسید قوی تا یک پایه قوی ، برای متیل نارنجی و فنل فتالین را نشان می دهد.

نمودار نشان می دهد که هیچ تفاوتی در رنگ در نقطه هم ارزی وجود ندارد. اما با استفاده از فنل فتالین در pH 8. 3 تیتراژ می شود و بسیار نزدیک به نقطه هم ارزی است ، در حالی که متیل نارنجی محلول را تیتراژ می کند اما از نقطه هم ارزی دور می شود.

اسید قوی V پایه ضعیف

در این نمودار از شاخص متیل نارنجی استفاده می شود و رنگ محصول نهایی را از زرد به نارنجی تغییر می دهد که بسیار نزدیک به نقطه هم ارزی است اما فنل فتالین کاملاً بی فایده است.

اسید ضعیف v پایه قوی

در این شرایط فقط نشانگر فنل فتالین کار می کند و رنگ دقیقی می بخشد. که بسیار نزدیک به نقطه هم ارزی است.

اسید ضعیف v پایه ضعیف

در این حالت اسید و پایه از نظر طبیعت ضعیف هستند به همین دلیل نه شاخص های متیل نارنجی و نه فنل فتالین برای رنگ آمیزی کار می کنند.

منابع

1. ویتنی ، دبلیو دبلیو. ؛اسمیت ، B. E.(1911)."تیترییمتری". فرهنگ لغت قرن و سیکلوپدی. شرکت قرن ص. 6504
2. https://www. chemguide. co. uk/physical/acidbaseeqia/indicators. html

موضوعات موضوعاتی

تعاریف اخیر

• ایزومرهای E و Z
• استخراج فلزات
• جدول تناوبی گروه 2
• کربلی سازی سوم
• مبانی شیمی ارگانیک
• شاخص تیتراسیون
• خواص مولکول
• تست هالید
• کلرینگ بنزن
• غلظت واکنش دهنده ها چیست؟
• هیدرولیز
• واکنشهای کاتالیزوری
• الومینیوم
• طیف جرم کلر
• کم آبی الکل
• اسید سولفوریک
• اسید اسید
• تقطیر بخار
• مکانیسم های فلش مجعد
• پیوند هیدروژن در آرد هیدروژن (HF)

© فرهنگ لغت شیمی 2021این سایت از کوکی ها برای بهبود تجربه شما استفاده می کند. برای کسب اطلاعات بیشتر ، به سیاست کوکی ما مراجعه کنید.