Аналитикалық химиядан теориялық сабақтың әдістемесі

«Кеңес Одағының Батыры Мәншүк Мәметова

 атындағы Ақтөбе медициналық колледжі» МКҚК

Оқу әдістемелік кешен

Пән:  Аналитикалық химия.

Тақырыбы : Сандық анализ.

Мамандық: Зертханалық диагностика

                                                                  Құрастырған: Калжанов Н.К.

Оқу әдістемелік кешен

Тақырыбы: Сандық анализ.

Оқу әдістемелік кешенінің құрылымы

Оқу жоспарынан көшірме:

                                                        Теория – 18 сағат

                                                        Тәжірибе – 18 сағат

Оқу әдістемелік кешеніне кіретін әдістемелік нұсқамалар тізімі:

- теория сабағының әдістемелік нұсқамасы

- тәжірибе сабағының әдістемелік нұсқамасы

-  өз бетімен сабақтан тыс дайындалуға арналған әдістемелік нұсқамасы

Тақырып бойынша қолданылатын бұйрықтар мен нұсқаулар:  бар болса

1 ГОСО 2010 жыл

2 Типтік бағдарлама

3 Жұмыс бағдарламасы

Оқушылардың игеретін тәжірибелік дағдылар тізімі:

1 Гравиметриялық анализді орындау техникасы білу;

2 Гравиметриялық анализдің негізгі операцияларын салыстыру;

3 Титриметриялық анализдің әдістерін білу,

4 Анализдің физика-химиялық әдістері анықтау.

Үйлестірме материалдар:

1 тесттер ( әр бір оқушыға)

2 стандарттар

3 сызбалар

4 есептер

5 кеспе қағаздар

6 сөзжұмбақтар

7 т.б.

Қосымша материалдар:

1 Интернет материалдары

2 Анықтама материалдары

«Кеңес Одағының Батыры Мәншүк Мәметова

 атындағы Ақтөбе медициналық колледжі» МКҚК

                                                                    Бекітемін                                                                                                                                                               Директордың оқу ісі                                                                                                                                                                                                            жөніндегі орынбасары                                                                                                                                                                                                            _______А.Куздыбаева                                                                                                                                                                                                          «___» _________2018 ж

Теориялық сабағының әдістемелік нұсқамасы

Пән:  Аналитикалық химия

Тақырыбы: Гравиметриялық анализ.Гравиметриялық анализдің жалпы

                       жағдайы.

Мамандық: Зертханалық диагностика

Курс: І

№2«Ғылыми-жаратылыстану                                                                                                                                                                                                        

                                                                                           пәндері» ЦӘК                                                                              отырысында қаралды

Хаттама № ___

                                                                                                    «___» _______2018 ж

ЦӘК төрайымы:   Ф.Сүйін

Әдістемелік нұсқаманы жұмыс бағдарламасына сәйкес  құрастырған: Н.Калжанов

Теория сабағының әдістемелік нұсқамасы

Тақырыбы: Гравиметриялық анализ.Гравиметриялық анализдің жалпы

                                         жағдайы.

Сабақтың мақсаты:  Студенттерге гравиметриялық анализ және гравиметриялық анализдің        

                                       жалпы жағдайы туралы жалпы түсінік  беру.

             Білімділік- Студенттерге гравиметриялық анализ және гравиметриялық  анализдің     

                                  жалпы жағдайы туралы білімін арттыру.

             Дамытушылық - Студенттердің гравиметриялық анализ және гравиметриялық

                                             анализдің жалпы жағдайы туралы білімін дамыту.
             Тәрбиелік - Студентердің іздемпаздыққа, әр құбылысты ғылыми тұрғы  түсіндіре       

                                   білуге тәрбиелеу және есте сақтау,көңіл аудару қабілеттерін дамыту;

                                   сабақ уақытын бағалауға үйрету, еңбекқорлыққа және  пәнге қызығу-

                                   шылығын арттыру.
Сабақтың түрі: теория

Сабақтың әдісі: сұрақ-жауап,жаңа сабақ түсіндіру,тест,есеп шығару.

Сабақтың уақыты: 90 минут

Сабақты өткізу орны: 421

Пәнішілік байланыс: І -ІІІ аналитикалық топ аниондарының сапалық реакциялары

Пәнаралық байланыс: физика, биология және фармакология.

Сабақтың жабдықталуы: дәріс материалы,СТО құралдары, презентация.

Пайдаланылған әдебиеттер:

             Негізгі:  Ж.Шоқыбаев «Аналитикалық химия» 215-250 бет.

             Қосымша: Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева«Аналитикалық химия» 204-206 бет

Студент білуі тиіс: - алынған массаның ерігіштігін, тұнбаға түсуін, жуылуын, фильтр-

                                     ленуін, қыздырылуын, өлшегіш ыдыстардың шкаласының шама-

                                     сын білу.

                                   - әдістің негізгі бөлімдерін орындау: өлшеу, еріту, тұнбаға түсіру, 

                                     жуу, сүзу, анализ нәтижесін есептеу.

Сабақтың хронокартасы және құрылымдық-логикалық сызбасы

І.Ұйымдастыру кезеңі – 2 мин

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру – 20 мин

ІІІ. Жаңа тақырыпты түсіндіру – 35 мин

ІV. Жаңа тақырыпты бекіту –  25 мин

V. Қорытындылау – 5 мин

VІ. Үйге тапсырма – 3 мин

Сабақтың барысы

І.  Ұйымдастыру кезеңі.

1.oқу кабинетінің тазалыңына көңіл бөлу.

2.cтуденттердің сыртқы киімдеріне (колпак,халат) көңіл аудару.

3.cабақта жоқ студенттерді белгілеу, сабаққа даярлығын тексеру.

4.cабақтың  мақсаты мен жоспарымен таныстыру.

ІІ Үй тапсырмасын тексеру.

Тақырыбы: І -ІІІ аналитикалық топ аниондарының сапалық реакциялары.

(Сабақта оқытушы сұраққа жауап және есеп шығару әдістерін қолданады)

Сұраққа жауап беріңдер:

1. Гравиметриялық анализдегі – тұндыру тәсілінің мәні неде?

2. Тұнбаның тұндыру және гравиметриялық түрлері деген не? Гравиметриялық анализде тұнбаның осы түрлеріне қандай шарттар қойылады?

3. Кальцийдің келтірілген тұздарының қайсысын гравиметриялық анализде пайдалануға болады: CaSO₄ (EK = 2,37 ^.10^-5) және CaC₂O₄ (EK = 2,3^.10^-9)?

4. Гидроксидтерді, мысалы Fe(OH)₃, Al(OH)₃ т.б., тұнбаның гравиметриялық түрі ретінде пайдалануға бола ма? Анализ жүргізгенде оларды неге қыздырады? Неге CaCO₃ CaO-ға қарағанда тұнбаның ыңғайлы гравиметриялық түрі деп есептелінеді?

5. Тұнбаның жоғалған бірдей мөлшері қай анықтаудың нәтижесіне көбірек әсер етеді: фосфорды Mg₂P_2­O₇ түрінде, не (NH₄)₃ PO₄^.12MoO₃ түрінде анықталғанда ма? Тұнбаның 1 мг гравиметриялық түрінің жоғалуына сәйкес есептеулер жасаңдар.

6. Не себепті затты тұндырғанда тұндырғыштың көп артық мөлшерін алуға болмайды?

7. Нашар еритін электролиттердің толық тұнуына ерітіндінің рН-ның әсерін қалай түсіндіруге болады? Қай жағдайда рН әсері үлкен, қай жағдайда ол әсер етпейді?

Есептерді орындаңдар:

1-есеп: 0,7000 г CaCO₃ еріген ерітіндіден Ca²⁺-ионын толық тұндыру үшін 0,25 M  

             (NH₄)₂C₂O₄ ерітіндісінің неше миллилитрі қажет?

2-есеп: Тығыздығы 0,99 г/см³ құрамында 25% NH₃ бар аммиак ерітіндісінің массасы 1 г

             ашутастағы (NH₄Fe(SO₄)₂^. 12H₂O) темірді тұнбаға түсіруге неше миллилитрі

             жұмсалады?

ІІІ Жаңа тақырыпты түсіндіру.

Тақырыбы: Гравиметриялық анализ.Гравиметриялық анализдің жалпы жағдайы.

Жоспар:

1. Гравиметриялық анализ

2. Кристалдық және аморфты тұнбалардың түзілуі

3. Тұнбалардың ластануы, онымен күресу жолдары

4. Кристалдық және аморфты тұнбаларды алу жағдайлары

5. Гравиметриялық анализдің артықшылықтары мен кемшіліктері

    Гравиметриялық анализ анықталатын элементті бос күйінде немесе қосылыс күйінде бөліп алып, дәл массасын өлшеуге негізделген. Гравиметриялық анализде өлшенетін аналитикалық сигнал - масса. Оны аналитикалық таразы көмегімен өлшейді, мұндай таразының сезімталдығы – 0,0001 г. Анализ дәлдігі жоғары, бірақ ұзақ жүргізіледі және еңбекті көп қажетсінеді.

Гравиметриялық анализдің 2 әдісі бар: ұшыру әдісі және тұндыру әдісі.

Ұшыру әдісі – анықталатын компонентті ұшқыш зат ретінде бөліп алуға негізделген. Бұл әдістің 2 тәсілі бар: тура және қосалқы тәсіл.

Тура тәсілде бөлінген ұшқыш затты массасы немесе концентрациясы дәл белгілі сіңіргіш затқа сіңіріп, масса артуы бойынша есептеу жүргізеді.

Қосалқы тәсілде анализденетін затты қыздырып, масса кемуі бойынша бөлінген ұшқыш зат массасын анықтайды.

Тұндыру әдісі анықталатын компонентті тұнбаға түсіру арқылы бөліп

алуға негізделген, бұл әдісі жиі қолданылады.

Тұндыру әдісінде келесі операциялар орындалады:

1. Анықталатын зат өлшемесін алу (өлшемені алғанда түзілетін кристалдық тұнба 0,5г, ал аморфты тұнба 0,1г болатындай қылып есептеп алады)

2. Анықталатын ионды тұнбаға түсіру, яғни нашар еритін тұнба - тұнбалық форманы алу. Толық тұндыру үшін тұндырғыштың 1,5 есе артық мөлшерін қосады және тұндыру толықтығын тексереді (тұнбай қалған иондардың массасы m10^-4 болса, тұндыру толықтығына жетті деп саналады)

3. Тұнбаны сүзу (фильтрлеу), ол үшін арнайы күлсіз фильтр қағазын пайдаланады

4. Тұнбаны шаю (шайылатын ионға теріс реакция шыққанша жүргізіледі)

5. Тұнбаны кептіру

6. Тұнбаны тигельге салып, муфель пешінде құрыштау, яғни массасын өлшеуге ыңғайлы қосылысты - гравиметриялық форманы алу

7. Гравиметриялық форманың массасын өлшеу.

Тұнбалық формаға қойылатын талаптар:

· Тұнба неғұрлым нашар еруі керек, ерігіштігі 1•10^-7 – 1•10^-8 моль/л-ден артпауы керек

· Тұнба ірі кристалдық немесе жақсы коагуляцияланған болып, оңай фильтрленуі керек

· Тұнба таза болуы керек

· Құрыштағанда гравиметриялық формаға оңай айналуы керек.

Гравиметриялық формаға қойылатын талаптар:

· Құрамы химиялық формуласына дәл сәйкес болуы керек

· Химиялық тұрақты болуы керек

· Құрамында анықталатын компоненттің массалық үлесі неғұрлым аз болуы керек.

Гравиметриялық анализ нәтижесін есептеу үшін заттардың молекулалық массалары мен стехиометриялық қатынастарын білсе жеткілікті. Нәтижені пропорция арқылы есептейді немесе гравиметриялық фактор немесе аналитикалық көбейткіш деп аталатын шаманы (ƒ) пайдаланады, ол анықталатын зат пен гравиметриялық форманың молярлық массаларының қатынасына тең:

f= n•M (A) / M г.ф.

Мысалы, Mg²⁺ ионын гравиметриялық анықтағанда, тұнбалық форма MgNH₄PO₄ , ал гравиметриялық форма - Mg₂P₂O₇, яғни анықтау схемасы:

2Mg²⁺ → 2MgNH₄PO₄ → Mg₂P₂O₇

Сонда ƒ2М(Mg²⁺ )/М(Mg₂P₂O₇)

Сонда анықталаын зат А болса, оның мөлшерін былай есептеуге болады:

A%═(m_A/m_өлшеме)100%

A%═(f•m_г.ф./m_өлшеме)100

Өлшеме – анализ үшін өлшеніп алынған анализденетін зат массасы.

Кристалдық және аморфты тұнбалардың түзілуі

Кристалдық тұнбалардың түзілуі. Тұнатын ион ерітіндісіне тұндырғышты қосқанда тұнба бірден түзілмейді. Тіпті иондар концентрацияларының көбейтіндісі ЕК-ға жетсе де, аса қаныққан ерітінді түзіледі. Осындай ерітіндіде «аса ерігіштік» деп аталатын шекті концентрация болады. Соның шамасынан асқанда ең бірінші кристалдық орталықтар түзіледі. Ары қарай тұндырғышты баяу қосып, коцентрация аса ерігіштіктен аспай отырса, кристалдық орталықтар өсе бастайды, ірі кристалдар түзіледі. Аса ерігіштіктен асып кетсе, жаңа орталықтар түзіледі де, кристалдар ұсақ болады.

Сонымен, тұнбаның дисперстілігі (ұсақтығы) екі процесс жылдамдығына тәуелді:

1. Кристалдық орталықтар түзілу жылдамдығына

2. Бөлшектердің өсу жылдамдығына

Егер Q – белгілі мезгілдегі зат концентрациясы, ал S – зат ерігіштігі болса, онда (Q – S) шамасы аса қанығу болады, ал оның ерішгіштікке қатынасы салыстырмалы аса қанығу деп аталады:

Сонда кристалдық орталықтар түзілу жылдамдығы:

v₁= k₁• [(Q – S)/S]ⁿ

ал бөлшектердің өсу жылдамдығы:

v₂= k₂ • [(Q – S)/S]

Әдетте k₂ > k₁, сондықтан салыстырмалы аса қанығу шамасы төмен болса, v₂ > v₁ болып, ірі кристалдық тұнба түзіледі.

Салыстырмалы аса қанығу шамасын азайту үшін Q кеміту, ал S арттыру қажет.

Q кеміту үшін:

-Тұнатын ион мен тұндырғыш ерітінділерін сұйылтады

-Үнемі араластыра отырып, тұндырады

S арттыру үшін:

-Температураны арттырады

-Ерігіштікті арттыратын қышқыл немесе электролит қатысында тұндырады

Аморфты тұнбалардың түзілуі. Егер тұнбаның ерігіштігі төмен болса, онда араластырса да, аса қанығу болады. Сондықтан ерігіштігі төмен сульфидтер, кейбір галогенидтер, Fe³⁺, Al³⁺, Cr³⁺ гидроксидтері коллоидты түрде түзіледі. Мысалы:

NaCl+AgNO₃ ↔ AgCl ↓ + NaNO₃

Коллоидты бөлшектер мицелла түрінде түзіледі, яғни AgCl ядросы өз құрамына кіретін иондарды жақсы адсорбциялайды, сонда оған Ag⁺ иондары адсобцияладанады (адсорбциялық қабат), оларға қарсы зарядты NO₃^- иондары тартылады (диффузиялық қабат). Осы екі қабат қос электрлік қабат түзеді. Қос электрлік қабат болғандықтан коллоидты бөлшектер өзара тебіледі. Оларды коагуляциялау, яғни біріктіру үшін тебілісті жеңу керек. Ол үшін:

1.Қыздыру және араластыру керек. Сонда адсорбция кемиді, бөлшектердің кинетикалық энергиясы артады, тебіліс азаяды.

2.Электролит-коагулянт қосу керек, сонда диффузиялық қабат сығылып, бөлшектердің заряды кемиді, олай болса, тебіліс азаяды.

Нәтижесінде бөлшектер коагуляцияланып, аморфты масса түзеді, ол тез шөгіп, тұнба береді.

Пептизация деп коагуляцияға кері процесті айтады. Сондықтан аморфты тұнбаны сумен шаюға болмайды, оларды ұшқыш электролит (мысалы NH₄NO₃) ерітіндісімен шаяды.

Тұнбалардың ластануы, онымен күресу жолдары

Абсолютті таза тұнба алу мүмкін емес. Тұнбалар ерітіндідегі қоспақтармен ластанады, ластанудың 3 түрі бар: бірге тұну, соңынын тұну, қосарласа тұну

Бірге тұну кезінде негізгі тұнба мен бөтен тұнбаның ЕК– рі бірге жетіледі. Мысалы: рН═2,3 шамасында Fe(OH)₃ , Al(OH)₃ тұнбалары бірге тұнады.

Соңынан тұну кезінде негізгі тұнба мен бөтен тұнбаның ортақ ионы болады, бірақ негізгі тұнба тезірек түзіледі, ал бөтен тұнба соңынан (баяу) түзіледі. Мысалы: кальций ионын оксалат түрінде тұндырғанда, бірінші негізгі тұнба CaC₂O₄ •H₂O түзіледі, ал ерітіндіде магний иондары болса, соңынан бөтен тұнба MgC₂O₄ түзіледі.

Бірге тұну мен соңынан тұнуды болдырмау керек, ол үшін алдын-ала иондарды бір-бірінен бөліп алу керек, әйтпесе қайта кристалдау қажет болады.

Ең жиі кездесетін ластану түрі - қосарласа тұну, немесе тұнбаның ерітіндіден басқа иондарды ілестіре тұнуы.

Ілестіру механизмі бойынша 3 түрлі қосарласа тұну болады: адсорбция, окклюзия, инклюзия.

Адсорбция – қоспа иондары тұнбаның бетіне сіңіріледі, себебі тұнба бетінде заряд толық компенсацияланбауында.

Адсорбцияның жартылай эмпирикалық 4 ережесі бар:

1) Тұнба өз құрамына кіретін иондарды күштірек адсорбциялайды, сосын оларға қарсы иондар тартылады. Қарсы иондардың тартылуы 2 жағдайда күшті болады:

· Түзілетін қосылыстың ерігіштігі неғұрлым төмен болса;

· Түзілетін байланыстың коваленттілік дәрежесі неғұрлым күшті болса.

Мысалы:

а) Барий ионын тұндыру үшін барий нитраты емес, барий хлоридін пайдаланған жөн, себебі нитраттың ерігіштігі төмен болғандықтан, нитрат-ион барий ионына күштірек тартылады: BaSO₄ • Ba^{2+ …} NO₃^-.

б) Күміс ионын тұндыру үшін күміс ацетаты емес, күміс нитратын пайдаланған жөн, себебі ацетатта байланыстың коваленттілік дәрежесі жоғары, сондықтан, ацетат-ион күміс ионына күштірек тартылады: AgI•Ag^+…CH₃COO^-.

2) Көп зарядты иондар күштірек адсорбцияланады.

3) Егер зарядтары бірдей болса, онда концентрациясы жоғары ион күштірек адсорбцияланады.

4) Тұнбаның кристалдық торындағы иондармен мөлшерлес иондар күштірек адсорбцияланады.

Адсорбциямен күресудің келесі жолдары бар:

· Тұндыру кезінде температураны арттыру керек, себебі адсорбция -экзотермиялық процесс.

· Тұнбаның бет ауданын кеміту керек, яғни ірі кристалдық немесе жақсы коагуляцияланған тұнба алу керек.

· Тұнбаны шаю керек.

Окклюзия – қоспақ иондар тұнбаның ішіне кіреді, бірақ кристалдың дефектілі орындарына (сынықтарына, тесіктеріне) орналасады. Әдетте окклюзия алдында адсорбция жүреді, сосын тұнба кристалдары тез өссе, адсорбцияланған иондар тұнба ішінде қалып қояды.

Инклюзия немесе изоморфты енгізулер. Химиялық формуласы ұқсас, кристалдарының геометриялық формасы бірдей болатын қосылыстар изоморфты қосылыстар деп аталады. Негізгі тұнба мен бөтен тұнба изоморфты болса, онда аралас кристалдар түзіледі.

Мысалы: MgNH₄PO₄ – негізгі тұнба, MgKPO₄ – бөтен тұнба.

Окклюзия мен инклюзияны болдырмау керек, әйтпесе қайта кристалдау қажет.

Кристалдық және аморфты тұнбаларды алу жағдайлары

Ірі кристалдық және таза тұнба алу үшін келесі жағдайларды орындау керек:

· Тұнатын ион мен тұндырғыш ион ерітінділерін сұйылту керек

· Осы ерітінділерді ысыту керек

· Тұндырғышты біртіндеп, баяу, араластыра отырып, қосу керек

· Тұндыруды ерігіштікті арттыратын электролит немесе қышқыл

қатысында жүргізеді

· Тұнбаны ескеруге кем дегенде 8 сағатқа қалдыру керек

· Тұнбаны суығаннан кейін ғана фильтрлеу керек

Тұнбаның ескіруі немесе жетілуі деп энергияның төмендеуіне және құрылымдық өзгерістерге әкелетін бірқатар физика-химиялық процестерді атайды, олар мыналар:

1. Қайта кристалдау немесе Оствальдтық жетілу кезінде ұсақ кристалдар еріп, соның арқасында ірі кристалдар өседі, нәтижесінде кристалдардың дефектілері азайып, тұнба тазарады.

2. Термиялық ескіру - температура артқан сайын иондардың кристалдық тордағы тербеліс амплитудасы артады, яғни олар өз орнына орналасып, қоспақтарды ығыстырады.

3. Метастабильді форманың тұрақтануы.

Мысалы: кальций оксалаты тұнғанда метастабильді формалар -дигидрат CaC₂O₄•2H₂O және тригидрат CaC₂O₄•3H₂O түзіледі, ескіру кезінде олар тұрақты моногидрат CaC₂O₄ •H₂O формасына ауысады.

4. Химиялық ескіру кезінде тұнба полимерлерленуі немесе басқа кристалдық модификацияға ауысуы мүмкін. Мысалы, алюминий гидроксидінің түзілуін және жетілуін қарастырсақ: ол ең басында γ-Al₂O₃• H₂O түрінде түзіледі, сосын метастабильді α-Al₂O₃• 3H₂O модификациясына, әрі қарай тұрақты - γ-Al₂O₃• 3H₂O модификациясына ауысады.

Таза тұнба алу үшін гомогенді тұндыру әдісі пайдаланады. Бұл әдісте тұндырғыш ерітіндіде көмекші заттың гидролизі нәтижесінде генерацияланады да, бірден реакцияға түсіп кетеді. Сондықтан салыстырмалы аса қанығу өте төмен болады да, тұнбаның тазалығы жоғары болады. Мысалы, ОН^- тұндырғышын мочевина гидролизі нәтижесінде алуға болады:

(NH₂)₂CO + 3H₂O =CO₂ + 2NH₄⁺ + 2OH^-

Аморфты тұнбаларды келесі жағдайларда алады:

· Тұнатын ион мен тұндырғыш ерітінділері концентрлі болуы керек;

· Осы ерітінділер ыстық болуы керек;

· Тұндыруды электролит-коагулянт қатысында жүргізеді;

· Тұндырғышты тез, араластыра отырып қосады;

· Тұнба түскеннен кейін үстіне ыстық дистильденген су қосады;

· Тұнбаны ескіруге 20-30 минутқа қалдырады;

· Тұнбаны суығанан кейін шаяды;

· Тұнбаны ұшқыш электролит ерітіндісімен шаяды.

Гравиметриялық анализдің артықшылықтары мен кемшіліктері

Гравиметриялық анализдің келесі артықшылықтары бар:

1. Өте дәл әдіс, дәлдігі 0,1-0,2% жетеді. Алайда, егер анализденетін объект құрамында анықталатын компонент мөлшері <1% болса және анализге кедергі жасайтын басқа компоненттер болса, анализ дәлдігі төмендейді.

2. Алдын-ала ерітінділерді стандарттау, стандарттар бойынша градуировкалау керек емес.

3. Есептеуді жүргізу үшін молекулалық массаларды және стехиометриялық қатынастарды білсе жеткілікті.

4. Анализді біршама бейорганикалық және кейбір органикалық заттарды анықтау үшін қолданады.

Гравиметриялық анализдің келесі кемшіліктерін атаған жөн:

1. Анализ ұзақ жүреді. Алайда екі уақытты бөліп қарастырған дұрыс: анализ уақыты – бұл анализдің басталуынан нәтиже алғанға шейін уақыт; аналитиктің жұмсаған уақыты – бұл адамның әр түрлі операциялар мен есептеулерге жұмсаған уақыты, бұл уақыт әлдеқайда аз.

2. Тұндырғыштардың ерекше еместігі. Расында көптеген бейорганикалық тұндырғыштардың талғамдығы төмен, ал ерекше тұндырғыштар жоқтың қасы. Алайда, соңғы уақытта талғамды органикалық тұндырғыштар табылып, қолданылып жүр.

IV Бекіту

(Алған білімін бекіту мақсатында сұраққа жауап беру,есеп шығару,венн жүйесі және ассо-циация әдісін қолданады.)

 Сұрақтарға жауап беріңдер.

1. Гравиметриялық анализдегі – тұндыру тәсілінің мәні неде?

2. Тұнбаның тұндыру және гравиметриялық түрлері деген не? Гравиметриялық анализде тұнбаның осы түрлеріне қандай шарттар қойылады?

3. Кальцийдің келтірілген тұздарының қайсысын гравиметриялық анализде пайдалануға болады: CaSO₄ (EK = 2,37^.10^-5) және CaC₂O₄ (EK = 2,3^.10^-9)?

4. Гидроксидтерді, мысалы Fe(OH)₃, Al(OH)₃ т.б., тұнбаның гравиметриялық түрі ретінде пайдалануға бола ма? Анализ жүргізгенде оларды неге қыздырады? Неге CaCO₃CaO-ға қарағанда тұнбаның ыңғайлы гравиметриялық түрі деп есептелінеді?

5. Тұнбаның жоғалған бірдей мөлшері қай анықтаудың нәтижесіне көбірек әсер етеді: фосфорды Mg₂P_2­O₇ түрінде, не (NH₄)₃PO₄^.12MoO₃ түрінде анықталғанда ма? Тұнбаның 1 мг гравиметриялық түрінің жоғалуына сәйкес есептеулер жасаңдар.

6. Не себепті затты тұндырғанда тұндырғыштың көп артық мөлшерін алуға болмайды?

7. Нашар еритін электролиттердің толық тұнуына ерітіндінің рН-ның әсерін қалай түсіндіруге болады? Қай жағдайда рН әсері үлкен, қай жағдайда ол әсер етпейді? Мысалдар келтіріңіз.

8. Не себепті кристалды тұнбаларды алғанда белгілі жағдайлар жасайды? Бұл қандай жағдайлар? Ерітіндінің тұндыратын қосылыспен салыстырғандағы асақанығуы дәрежесінің әсері қандай?

9. Кристалды тұнбалар «ескіргенде» қандай процестер жүреді? Неге тұнбаны «ескірту» анализге тиімді?

10. Коллоидты ерітінді деген не? Оның пайда болуының анализге әсері қандай? Коагуляция деген қандай құбылыс?

11. Аморфты тұнбаларды тұндыруға қандай жағдайлар жасалынады?

12. Қосарланатұну деген не? Гравиметриялық анализде оның зиянды әсері қандай?

13. Адсорбция деген не? Кристалды және аморфты тұнбалардың қайсысы өзінің бетінде еріген қоспаларды жақсы адсорбциялайды? Оны қалай түсіндіруге болады?

Есепті шығарыңдар:

Есеп 1.

0,7000 г CaCO₃ еріген ерітіндіден Ca²⁺-ионын толық тұндыру үшін 0,25M (NH₄)₂C₂O₄   ерітіндісінің неше миллилитрі қажет?

Есеп 2.

Тығыздығы 0,99 г/см³ құрамында 25% NH₃ бар аммиак ерітіндісінің массасы 1г ашу

тастағы (NH₄Fe(SO₄)₂^.12H₂O) темірді тұнбаға түсіруге неше миллилитрі жұмсалады?

Есеп 3.

CaCO₃ тұнбасы 300 мл сумен жуылды. Тұнба мен жуу сұйығының арасында  тепе- теңдік пайда болатынын еске алып, неше грамм CaCO₃ еритінін есептеңдер.

Есеп 4.

CaCO₃ тұнбасын 300 мл 0,1 M (NH₄)₂CO₃ ерітіндісімен жуса неше грамм CaCO₃ ериді?

Есеп 5.

Гравиметриялық фактор деген не? Келесі гравиметриялық анықтауларға сәйкес    

гравиметриялық факторларды есептеңдер:

Анықтайтын компонент	Гравиметриялық түрі
Al	Al2O3
CO2	BaCO3
Cr2O72-	BaCrO4
H3PO4	Mg2P2O7
SiF4	SiO2.12MoO3
Hg2Cl2	Hg3(AsO4)2

Венн жүйесі

                              Ұшыру әдісі                                      Тұндыру әдісі

 

Ассоциация

 

V Қорытындылау

Студенттерді қатысуына байланысты саралап топпен және жеке бағалау.Алған біліміне байланысты жеке тапсырмалар орындауына және өзіндік тапсырмалар орындауын бағалау.

VІ Үй тапсырмасы

Тақырып: «Гравиметриялық анализ.Гравиметриялық анализдің жалпы жағдайы».

Ж.Шоқыбаев «Аналитикалық химия» 215-250 бет.

Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева «Аналитикалық химия» 204-206 бет

«Кеңес Одағының Батыры Мәншүк Мәметова

 атындағы Ақтөбе медициналық колледжі» МКҚК

                                                                    Бекітемін                                                                                                                                                               Директордың оқу ісі                                                                                                                                                                                                            жөніндегі орынбасары                                                                                                                                                                                                            _______А.Куздыбаева                                                                                                                                                                                                          «___» _________2018 ж

Теориялық сабағының әдістемелік нұсқамасы

Пән:  Аналитикалық химия

Тақырыбы: Гравиметриялық анализді орындау техникасы, гравиметриялық   

                       анализдің негізгі операциялары

Мамандық: Зертханалық диагностика

Курс: І

№2«Ғылыми-жаратылыстану                                                                                                                                                                                                        

                                                                                           пәндері» ЦӘК                                                                              отырысында қаралды

Хаттама № ___

                                                                                                    «___» _______2018 ж

ЦӘК төрайымы:   Ф.Сүйін

Әдістемелік нұсқаманы жұмыс бағдарламасына сәйкес  құрастырған: Н.Калжанов

Теория сабағының әдістемелік нұсқамасы

Тақырыбы: Гравиметриялық анализді орындау техникасы, гравиметриялық

анализдің негізгі операциялары.

Сабақтың мақсаты:  

          Білімділік-  студенттерге гравиметриялық анализді орындау техникасы және

                             гравиметриялық   анализдің негізгі операцияларын түсіндіре отыра 

                             біліктіліктерін дамыту.

          Дамытушылық- студенттерге тұндырып титрлеу қолданылатын титранттарды:

                                     аргентометрия және тиоцианометрияны тереңірек түсіндіре

                                     отыра, ой-өрісін  дамытып, пәнге  деген қызығушылығын

                                      дамыту.

         Тәрбиелік- студенттерге аналитикалық химияның медицинадағы маңыздылығы 

                             мен титрлеу кезінде тұнбаға адсорбциялану процесі өте шамалы

                             болуы тиіс екендігін тереңірек түсіндіре отыра таным қызығушылы-

                             ғына тәрбиелеу.

Сабақтың түрі: теория

Сабақтың әдісі: сұрақ-жауап,жаңа сабақ түсіндіру,тест.есеп шығару.

Сабақтың уақыты: 90 минут

Сабақты өткізу орны: 421

Пәнішілік байланыс: Гравиметриялық анализ.Гравиметриялық анализдің жалпы          

                                       жағдайы.

Пәнаралық байланыс: физика, биология және фармакология.

Сабақтың жабдықталуы: дәріс материалы, презентация, слайдтар

              Негізгі:  Ж.Шоқыбаев. «Аналитикалық химия» 250-259 бет

             Қосымша: Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева «Аналитикалық химия» 207-208 бет

Студент білуі тиіс: - алынған массаның ерігіштігін, тұнбаға түсуін, жуылуын, фильтр-

                                    ленуін, қыздырылуын, өлшегіш ыдыстардың шкаласының шама-

                                     сын білу.

                                  - әдістің негізгі бөлімдерін орындау: өлшеу, еріту, тұнбаға түсіру, 

                                    жуу, сүзу, анализ нәтижесін есептеу.

Сабақтың хронокартасы және құрылымдық-логикалық сызбасы

І.Ұйымдастыру кезеңі – 2 мин

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру – 20 мин

ІІІ. Жаңа тақырыпты түсіндіру – 35 мин

ІV. Жаңа тақырыпты бекіту –  25 мин

V. Қорытындылау – 5 мин

VІ. Үйге тапсырма – 3 мин

Сабақтың барысы

І.  Ұйымдастыру кезеңі.

1.oқу кабинетінің тазалыңына көңіл бөлу.

2.cтуденттердің сыртқы киімдеріне (колпак,халат) көңіл аудару.

3.cабақта жоқ студенттерді белгілеу, сабаққа даярлығын тексеру.

4.cабақтың  мақсаты мен жоспарымен таныстыру.

ІІ Үй тапсырмасын тексеру.

Тақырыбы: Гравиметриялық анализ.Гравиметриялық анализдің жалпы  жағдайы.        

 (Үй тапсырмасын сұрауда сұраққа жауап беру,есеп шығару және тест жұмыстарын орындайды.)

Сұраққа жауап беріңдер.

1. Тұнбаға түсетін форма деген не және өлшенетін форма деген не? Оларға қойылатын талаптар.

2. Тұнбаға түсіретін ерітінділерді қалай таңдайды?

3. Адсорбция, окклюзия, изоморфизм процестері нені көрсетеді және анализге олардың әсері.

4.Аморфты тұнбаларды тұндыруға қандай жағдайлар жасалынады?

5. Қосарлана тұну деген не? Гравиметриялық анализде оның зиянды әсері қандай?

6. Адсорбция деген не?

7. Кристалды және аморфты тұнбалардың қайсысы өзінің бетінде еріген қоспаларды жақсы адсорбциялайды? Оны қалай түсіндіруге болады?

Есептер шығару:

Есеп 1. 0,420 г а) K₂SO₄, б) AgNO₃ тұздарынан неше грамм Ag₂SO₄ алуға болады?

Есеп 2. Құрамында мыс бар 0,864 г үлгіден 0,397 г Cu₂(SCN)₂ тұнбасы алынған. Мыстың

              массалық үлесін есептеңдер .

Есеп 3. 1,500 г цементтің нақты мөлшерінен 0,2105 г Mg₂P₂O₇ алынды. MgO-ның цементтегі массалық үлесін (%) есептеңдер.

Есеп 4. 5,000 г алюминий құймасынан 0,5022 г ZnHg(SCN)₄; 0,1255 г Mg₂P₂O₇ және 0,0560

             г SnO₂ алынды. Құймадағы Zn, Mg, Sn элементтерінің массалық үлесін (W%)  

             есептеңдер.

Есеп 5. Массасы 1,000 г сәйкес құрыштың нақты мөлшерінен жалпы массасы 0,1021 г

             SiO₂ және WO₃ тұнбалары алынды. Тұнбаны HF-мен өңдеп SiO₂-ні ұшырғаннан

             кейін қалған WO₃ массасы 0,0712 г. болады Құрыштағы Si мен W элементтерінің

             массалық үлесін  есептеңдер.

Тест тапсырмалары:

І нұсқа

1. Тұнбаның  ерігіштігіне тұндырғыштың артық мөлшері қалай әсер етеді?

A. ерігіштік төмендейді

B. ерігіштік артады

C. ерігіштік өте аз мөлшерде жүреді

D. ерігіштік жоғары мөлшерде жүреді

E. тұндырғыштың артық мөлшері тұнбаның еруіне әсер етпейді

2. Гравиметриялық әдіс неге негізделген:

А. әрекеттесуші заттардың көлемдерін өлшеуге

В. анықталатын заттың құрамдас бөлігінің массасын дәл өлшеуге

С. анықталатын заттардың оптикалық көрсеткіштерін өлшеуге

D. радиоактивті элементтердің сәулелерінің жұтылуын өлшеуге

Е. микроорганизмдердің өмір сүру уақытына қарай анықталатын заттың концентрациясын анықтауға

3. Гравиметриялық әдіс қандай заңдарға негізделген:

А.Зат массасының сақталу заңы және құрам тұрақтылық заңы

В. Авогадро

С. Көлемдік қатынас заңы

D. Эквиваленттер заңы 

Е. Бойль-Мариотт

4. Гравиметриялық әдістегі негізгі операциялар және олардың орындалу тәртібі: 

А.сынаманы іріктеп, анықтауға әзірлеу

В. сынаманы өлшеу, еріту, тұнбаға түсіру, сүзу, тұнбаны жуу, кептіру және қатты қыздыру,  

    өлшеу, анализдің нәтижелерін есептеп шығару

С.сынаманы алып, оны еріту

D. анықталатын элементті тұндыру 

Е. тұнбаны жуу

5. Тұнба түзу процесі мынадай сатылардан тұрады:

А. тұндырғышты таңдау

В. сүзу

С. өлшендіні алу

D.жаңа иондардың қосылу нәтижесінде бөлшектердің өсіп,кристалдардың түзілуі

Е. тұнбаны жуу

6. Тұнба бөлшектерінің өлшемі неге байланысты:

А.ерітіндінің концентрациясына

В. ерігіштікке

С. реагенттердің араласу жылдамдығына

D. температураға

Е. барлық келтірілген жағдайларға

7. Қиыршықты тұнбалардың түзілу жағдайлары:

А. ерітіндіні үздіксіз араластыру

В. барлық келтірілген жағдайларды орындау

С. тұндырғышты тамшылатып қосу

D. тұнба түзу барысында ыстық ерітінділерді пайдалану

Е. сұйылтылған ерітінділерді пайдалану

8. Аморфты тұнбалардың түзілу жағдайлары:

А.тұнба түсіруді электролит қатысында жүргізу

В. реагентті және тұндырғышты қыздыру

С. барлық келтірілген жағдайларды орындау 

D. анықталатын ерітінді мен тұндырғыш ерітіндісі концентрлі

Е. пептизацияны болдырмау

9. Гравиметрияда қолданылатын әдістер:

А.  В,С, D көрсетілгеннің бәрі

В. тұндыру

С. бөлу

D. айдау

Е. қайта айдау

10. Гравиметриялық әдістегі тұнбалар қандай талаптарды қамтамасыз ету  қажет ?

А. аз ерігіштігімен

В. барлық көрсетілгендер

С. оңай сүзіліп және қоспалардан тез жуылуымен

D. қатты қыздырғанда түгелімен өлшенді формаға өту қажет 

Е. ауада өзінің салмағын жоғалтпау

11. Тұндырып титрлеу әдісімен иондарды анықтағанда қандай шарттар сақталуы керек?

A.  тұнба іс жүзінде ерімейтін болуы керек;

B.  тұнба тез түзілуі қажет;

C.  тұнба бетінде иондардың адсорбциясын болдырмау қажет;

D.  эквивалент нүктесін анықтау үшін индикатор қажет;

E.   барлық шарттар дұрыс.

12. Мор әдісімен хлоридтерді анықтауда титрлеудің аяқталуын қандай белгілер арқылы білуге болады?

A.  қызыл-қыш түсті тұнбаның пайда болуынан;

B.  қоңыр-қызыл бояудың жоғалуымен;

C.  ақ тұнбаның түзілуімен;

D.  ақ тұнбаның еруімен;

E.   ерітіндінің қызыл түске боялуынан.

13. Хлоридтерді қышқылды ортада күміс нитратымен тура титрлеуге бола ма?

A.  болмайды, себебі эквивалент нүктесін анықтауға арналған индикатор жоқ;

B.  болмайды, себебі қышқылдық ортада тұнба қиын коагуляцияланады;

C.  болмайды, себебі күміс хлориді қышқылда біршама ериді;

D.  флуоресцеин индикаторымен титрлеуге болады;

E.   титрлеуге болады, егер титрлеудің соңғы нүктесі потенциометрлік немесе амперометрлік әдістермен анықталса.

14. Не себепті хлоридтерді анықтауда адсорбциялық индикатор флуоресцеинді қышқылдық ортада қолдануға болмайды?

A.  индикатор қышқылдық ортада ыдырайды;

B.  индикатордың адсорбциялануы оның өте үлкен артық мөлшерінде ғана өтеді;

C.  индикатор тұнбамен адсорбцияланбайды, себебі қышқылдық ортада индикатордың диссоциациялануы өте аз шамада жүреді;

D.  индикатордың тұнбамен адсорбциялануы эквивалент нүктесінен анағұрлым ерте жүреді;

E.   барлық себептердің орны бар.

15. Фольгард әдісімен хлоридтерді анықтауға қандай иондар кедергі жасамайды?

A.  NO3-;

B.  AsO43-;

C.  PO43-;

D.  CO32-;

E.   J-.

Жауабы:1.С;2.А;3.Е;4.D;5.Е;6.D;7.С;8.А;9.В;10.С;11.D12.В;13.С;14.В;15.А.

ІІ нұсқа

1. Кристалдық тұнба түзілу үшін қай процестің жылдамдығы басым болу керек?

A.  бөлшектердің тұнуы;

B.  кристалдану орталықтарының пайда болуы;

C.  тұнбаның коагуляциялануы;

D.  кристалдану орталықтарының өсуі;

E.   дұрыс жауабы берілмеген.

2. Тұнбаның тұндырылатын түріне қойылатын талаптың қайсысы ең маңызды?

A.  тұнбаның оңай сүзілуі;

B.  тұнба ерігіштігінің төмен болуы;

C.  тұнба құрамының тұрақтылығы;

D.  тұнбаның температураға (қыздыруға) төзімділігі;

E.   тұнбаның бөгде қоспалармен ластанбауы.

3. Қосарлана тұну дегеніміз не?

A.  тұнбаның нашар еритін қоспалармен ластануы;

B.  тұну процесі кезінде тұнбаның кез-келген ластануы;

C.  тұнбаның еріткішпен ластануы;

D.  тұнбаның еріген газ тәріздес заттармен ластануы;

E.   тұнбаның оның тұнуы жағдайында қатты фаза түзбейтін заттармен ластануы.

4. Кристалды тұнбаның беткі қабатына қайсы иондар ең алдымен адсорбцияланады (қоспалардың концентрациясы бірдей)?

A.  көп зарядты иондар;

B.  тұнбаның құрамына кіретін иондар;

C.  сілтілік металдар иондары;

D.  сутегі иондары;

E.   радиусы үлкен иондар.

5. Кеннің құрамындағы темірді анықтау үшін ол темір(ІІІ) гидроксиді түрінде тұндырылған. Кендегі темірдің мөлшерін есептеуге гравиметрлік фактор ретінде қандай теңдеуді пайдалану қажет?

А.  ; В.  ; С.  ;

D.  ; Е.  .

6. Қандай жағдайда хлоридтерді Мор әдісімен анықтауға болмайды?

A.  нитрат-иондары қатысында;

B.  рН = 7 болғанда;

C.  рН = 12 болғанда;

D.  сульфат-иондары қатысында;

E.   натрий иондары қатысында.

7. Хлорды Мор әдісімен қандай хлоридтер ерітіндісінде анықтауға болады?

A.  BіCl3;

B.  MnCl2;

C.  HgCl2;

D.  NH4Cl;

E.   CaCl2.

8. Мор әдісімен хлорды анықтаған кездегі индикатордың ролін көрсететін дұрыс жауапты табыңыз:

A.  күміс иондарының артық мөлшері хромат ионымен қызыл-ыш т‰стҢ тұнба түзеді;

B.  хромат-ионы күміс ионымен қызыл-ыш түстес ерітінді береді;

C.  эквивалентті нүктеде күміс хлориді күміс хроматына айналады және тұнба үстіндегі ерітінді өз түсін өзгертеді;

D.  күміс хлоридінің тұнбасы хромат иондарын адсорбциялайды және өзінің түсін өзгертеді;

E.   дұрыс жауап келтірілмеген.

9. Не себепті хлоридтерді Мор әдісімен анықтағанда индикаторды қышқылдық ортада қолдануға болмайды?

A.  күміс хлоридінің тұнбасы калий хроматын адсорбциялайды;

B.  күміс хроматының тұнбасы күміс бихроматына айналады;

C.  күміс хроматының аса қаныққан ерітіндісі түзіледі;

D.  күміс хроматы қышқылда жақсы ериді;

E.   дұрыс жауап келтірілмеген.

10. Тұндырып титрлеу қисығындағы күрт ауытқу шамасы ең көп дәрежеде неге тәуелді болады?

A.  тұнбаның ерігіштік көбейтіндісі мен әрекеттесетін ерітінділер концентрациясы шамаларына;

B.  ерітінділер концентрациясына;

C.  титрлеу жылдамдығына;

D.  индикаторды таңдап алуға;

E.   ерітінді температурасына.

11. Аргентометрлік тұндыру әдісі бойынша титрлегенде қандай тұнбаның түзілуі қолданылады?

A.  AgCl;

B.  Fe(OH)3;

C.  CaSO4;

D.  PbJ2;

E.   Ag2S.

12. Мор әдісімен аргентометрлік титрлеуде қандай индикатор қолданылады?

A.  K2Cr2O7;

B.  K2CrO4;

C.  PbCrO4;

D.  Ag2CrO4;

E.   Ag2Cr2O7.

13. Төменде келтірілген қосылыстардың қайсысы Фольгард әдісінде индикатор ретінде қолданылады?

А.(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O;

В.NH4Fe(SO4) 2.12H2O + HNO3 конц.;

С.FeSO4;

D.K3[Fe(CN)6];

Е.K4[Fe(CN)6].

14. Адсорбциялық индикаторларды қолдануда реакция өнімінің қандай түрі қолайлы деп есептелінеді?

A.  аморфты;

B.  ұсақ кристалды;

C.  ірі кристалды;

D.  аморфты-кристалды;

E.   дұрыс жауап келтірілмеген.

15. Төменде көрсетілген ерітінділердің қайсысын AgNO3 ерітіндісімен титрлегенде титрлеу қисығының күрт өзгеретін (эквивалентті) бөлігі ең үлкен болады?

A.  1 моль/л NaCl;

B.  0,1 моль/ л NaBr;

C.  0,1 моль/л NH4Cl;

D.  0,1 моль/л KІ;

E.   1 моль/л KІ.

Жауабы:1.В;2.А;3.Е;4.Е;5.D;6.С;7.В;8.Е;9.С;10.D;11.В;12.С;13.D;14.С;15.А.

ІІІ Жаңа тақырыпты түсіндіру.

Тақырыбы: Гравиметриялық анализді орындау техникасы, гравиметриялық  анализдің

                      негізгі операциялары.

Жоспары:

1. Мөлшерлік анализ

2. Гравиметриялық анализ әдістері

3. Айдау әдісі  

4. Тұндыру әдісі

5. Гигроскопиялық ылғал

      Анықталатын татпаның құрамдас бөлігінің массасын дәл өлшеуге негізделген мөлшерлік анализ гравиметриялық әдіс деп аталады.

      Мөлшерлік гравиметриялық анализ жәрдемімен көптеген есептерді шешуге болады. Мысалы, заттардың атомдық, мольдік және эквиваленттік .массасын белгілеп, анализделетін зат құрамына енетін құрамдас бөліктердің мөлшерін анықтайды, химиялық құрамы бірдей немесе шамамен тең келетін, бірақ физика-химиялық қасиеттері әр түрлі заттың құрам бөліктерінің арақатынасын табады.

     Мөлшерлік анализ әдістерімен материалдың сапасы мен оның мөлшерлік құрамының қосынды және пайдалы қосымша арасындағы байланысты анықтайды. Мысалы, талшықты оптикада жарық жүргізуші дайындау үшін өте таза кремний диоксиді пайдаланылады, оның құрамындағы микроқоспаның мөлшері 10 -7% массадан аспауы тиіс; мөлшері одан көп болған жағдайда жарық жүргізуші дайындауға арналған материалға жарамсыз болып шығады.

     Мөлшерлік гравиметрия әдістерімен, өте қарапайым да нақтылы болғандықтан, ғарыштық объектілерге анализ жасайды, тағамдық өнімдерде айналадағы ортада болатын улы заттарды анықтайды, топырақтың, тыңайтқыштың және басқа заттардың кұрамына анализ жасайды. Гравиметрияның көмегімен әр түрлі эталондарды бір үлгіге салады (стандарттайды).

      Гравиметрияда анализденетін құрамдас бөліктің (компоненттің) гравиметриялық формасының массасын дәл өлшеудің маңызы зор. Гравиметриялық әдістер зат құрамының тұрақтылық және массасының сақталу заңдарына, эквиваленттер заңына негізделеді. Олар дәлме-дәлдігімен (0,2 % массаға дейін), барынша жақсы қайталанғыштығымен, сан алуандығымен ерекшеленеді. Бұл әдістің кемшілігі - уақытында. Осыған қарамастан гравиметриялық анализдің химия тарихындағы маңызы ерекше, негізгі химиялық заңдар, оның ішінде гравиметрияға тірек болатын заңдар соның көмегімен анықталады.

Гравиметриялық анализ әдістері үш топқа бөлінеді:

Әдіс    Әдістің негізгі (принципі)

Бөлу   Тұнбаға түсіру   Айдау        Анықталатын құрам бөлікті бос күйінде бөліп алып, өлшейді немесе қалдықты өлшейді Анықталатын құрам бөлікті анықталатын құрамның аз еритін қосылысы түрінде тұнбаға түсіреді. Қалдықты жуып, кептіреді немесе қатты қыздырып өлшейді. Анықталатын құрам бөлікті ұшқыш қосылысқа айналдырып, қыздыру арқылы айдайды, оны гравиметриялық формаға келтіріп, өлшейді немесе қалдықты өлшейді.

     Бөлу әдісізерттелетін заттан немесе материалдан анықталатын құрамдас бөлікті бос күйінде бөліп алып, соңынан дәл өлшеуге негізделген. Мысалы, қатты отыннан күлдің массалық үлесін, әр түрлі сұйық материалдардағы қатты қосындыларды (механикалық) табады. Бірінші жағдайда анализ жасау үшін алдын ала өлшенген тигльдегі отынды тұрақты өлшемдік массасына дейін өртеп, қатты қыздырады. Күлдің және өлшендінің массасын біле отырып, мына формула бойынша күлдің массалық үлесін есептеп шығарады m0* 100:

х(%масса) =   (1)

мұнда m 0 және т - күлдің және отын өлшендісінің массасы. Анализ жасалатын сұйықтықтың өлшендісін сүзеді немесе центрифугалап, қалдықты жуады, кептіріп, өлшейді. Формула (1) бойынша есептейді.

1-мысал. Бос тигельдің массасы m 1=16,3074 г, отын өлшендісінің тигельмен бірге массасы m2=17,8183 г, қатты қыздыру соңынан өлшендінің тигельмен бірге массасы m3=16,4271 г мөлшерге тең болғанда отынның күлдігін табу керек.

Берілгені Шешуі

m1 (тигель) = 16,3074 г отын өлшендісінің массасын

m2 (өлшендімен бірге тигель) = 17,8183 г есептеп шығарамыз:

m3(тигель күлмен бірге) = 16,4271 г күл өлшендісінің массасы m 0 = m3

W % масс. күл = ? =m1 =16,4271- 16,3074 = 0,1197 г

отындағы күлдің массалық  үлесі (масса %)

W(масса%) =

Жауабы:W=7,92%

Айдау әдісі анықталатын құрамдас бөлікті ұшқыш қосылыс түрінде толық бөліп алып, қалдықты немесе тұтылған ұшқыш өнімді өлшеуге негізделеді.

Айдау әдісі бірнеше модификацияда қолданылады:

-анықталатын затты қоспадан айдап, түзілген затты өлшейді;

-анықталатын затты айдап, қандай болса да сіңіргішке (адсорбент, реактив ерітіндісі, т.б.) сіңіреді, сіңіргішті өлшейді, массаның қосылуы бойынша айдамның мөлшерін анықтайды;

-анықталатын затты дәл өлшендіден айдап, айдау аяқталған соң қайтадан өлшейді де массалардың айырмасы бойынша айдалманың мөлшерін анықтайды.

    Айдау әдісімен материалдың ылғалдығын, кристаллогидраттағы кристалданған суды, қандай да бір қосындыдағы аммоний тұзын, кальций оксидіндегі карбонаттың мөлшерін және т.б. анықтайды. Мұндай анықтауларды термотаразыда өткізген дұрыс, яғни термогравиметриялық немесе диференциалдық–термогравиметриялық әдіспен анықтайды, бұлар анализ жасалатын жүйеде оны қыздырған кезде өтетін әрекеттердің барлығынан мол ақпар береді.

2-мысал. Өлшендінің массасы (т₁) қатты қыздырғанға дейін 1,8342 г, ал қыздыру соңынан м₂=1,7415 г болған жағдайда қатты қыздырған саз ылғалдығының массалық үлесін (масса %) анықтау.

Берілгені        Шешуі

m₁ (саз өлшендісі) = 1,8342 г Қаттт қыздырған кезде

m₂(қыздыру соңынан) = 1,7415 г жоғалған массаны есептеу

W % масс. күл = ? m₀=m₁-m₂= 1,8342 - 1,7415 =

0,0927 г жоғалған массалық үлес

W(масса%)=  %

Жауабы: x=5,05%, масса

Тұндыру әдісі анализ жасалатын құрамдас бөлікті аз еритін белгілі химиялық құрамның қосылысы түрінде тұндыру мөлшеріне негізделеді. Бөлінген тұнбаны сүзіп жуады, қажет болған жағдайда қайтадан сүзіп кептіреді немесе қатты қыздырып өлшейді. Алынған қалдықтың массасы бойынша зерттелетін үлгідегі анықталатын құрамдас бөлікті есептеп шығарады. Бұл әдіс көбірек таралған, оның теориялық жетілдіруге сәйкес үлкен тарихы бар, сондықтан егжей-тегжейлі тоқталуға тура келеді.

    Судың массалық үлесін анықтау. Көптеген тәжірибелік жағдайларда сан алуан өнімдер мен материалдағы судың (ылғал) мөлшері бойынша белгілі деректерді алуға болады, мұның өзі олардың физика-химиялық технологиялық және пайдалану қасиеттерін, сондай-ақ анализ жасалатын қоспадағы құрамдас бөліктердің құрамдық мөлшерін анықтайды.

Қатты заттарда су кристалданған түрінде де, гигроскопиялық (адсорбциялық) түрінде де болуы мүмкін. Кристалданған су кристаллогидраттар түзуге қатысады. Олар әрбір кристаллогидратта белгілі дәрежеде қатал сақталады.

    Кристаллогидраттардың біреулері құрғақ ауада сақтаған кезде кристалданған суының бір бөлігінен айырылады. Бұл құбылыс кристалдардың ұшып кетуі деп аталады. Кейбір кристаллоги драттар ылғал ауадан ылғалды сіңіріп алады. Бұл құбылыс кристалдардың жайылуы деп аталады. Кристаллогидраттар өз құрамын өзгертпеу (ұшпауы және жайылмауы) үшін тығыз тығындалатын шыны банкілерде сақталады, ал кішкене татпаларды бюкстерде сақтайды. Кристаллогидраттардың әрбір үлгілері үшін өлшендіні кептіру белгілі температурада өткізіледі. Сондықтан кристалданған судың массалық үлесін (%) анықтаудың алдында кристаллогидраттан алдын ала анықтамалық немесе ГОСТ бойынша бұл зат қандай температурада аз-аздап немесе толық кристалды суын жоғалтатының және осы температурада ғана немесе біраз жоғары температурада үлгінің өлшемін кептіртетінін анықтайды. Мысалы, ВаСІ₂ 2Н₂О-дағы кристалды судың массалық үлесін 120-12 5°С кезінде анықтайды.

     Гигроскопиялық ылғал — бұл зерттелетін зат бөлшектерінің ауадан адсорбциялаған су буы. Оның мөлшері айналадағы ортаның ылғалдығына және заттың ұнтақталу дәрежесіне (үстіңгі беттің жанасуына) тәуелді болады. Зат неғұрлым ұнтақталса, соғұрлым гигроскопиялы болады. Гигроскопиялық ылғалды (ылғалдылық) өте майдаланған өлшендіден анықтайды. Барлық үлгілер өлшендісін кептіру кристалданған суды анықтаудан ерекше 105-110 °С температура кезінде өткізіледі.

   Суды анықтау үшін тікелей және жанама гравиметриялық әдістер жасалады. Тікелей әдістерге су буы түтікшедегі немесе басқа ыдыстағы құрғатқышқа сіңіріледі, ол су сіңіруге дейін және өшіру соңынан өлшенеді. Оның мөлшері құрғатқыш массасының артуы бойынша есептеледі, мұнда ол судан басқа заттарды сіңірмеуі тиіс. Суды қарқынды сіңіретін заттар, мысалы СаС1₂, Мg(С1О₄)₂ және т.б. құрғатқыш ретінде пайдаланылады.

    Суды жанама әдістермен былай анықтайды: белгілі температураға дейін қыздыру немесе суды қарқынды түрде сіңіріп алатын заттармен (Р₂О₅, концентрациялы Н₂SО₄ және т.б.) эксикаторда сусыздандыру кезінде татпа массасының кемуі бойынша не болмаса вакуумды жүйеде анықтайды. Татпаны құрғату кезінде басқа қандай болса да бөгде процесс жүрмеуі тиіс, әйтпесе анализ нәтижелерінің дұрыс болмауы мүмкін.

Суды анықтау үшін көбінесе алдын ала кептіріліп, өлшенген тигелдегі өлшендіні іріктеп алады, ол үшін тигельді құрғатқыш шкафқа орналастырады.

Кебу мерзімі өткеннен соң (40-60 мин) бюксті тигель ұстағыш қысқышпен эксикаторға қойып, қақпағын жабады да, бюкс бөлме температурасына жету үшін эксикаторда 20 минуттай ұстайды. Бұдан соң қақпақты бюксті аналитикалық таразысымен өлшейді. Өлшеу нәтижелерін лабораториялык журналға жазады. Өлшенген бюксті қайтадан 20-30 минут сол температурада құрғатқыш шкафқа орналастырады. Оны эксикаторда салқындатып, әлгі таразы тастармен сол аналитикалық таразыда қайтадан өлшейді. Соңғы екі өлшемінің нәтижелері бір-бірінен кем дегенде 0,0002 г болғанға дейін 20-30 минуттан қайталап құрғата береді. Егер соңғы екі өлшемнің арасындағы айырма 0,0002 грамнан аспаса, бюкстің массасы тұрақты болып есептеледі.

    Тұрақты массаға дейін кептірілген бюксте майдалап үгітілген үлгінің (шегендеме,ұнтақталған сөндірілген және сөндірілмеген әк) ауалы-құрғақ татпаның 1-2 грамын дәл өлшеп алады, қақпақты бюксті (қырымен) құрғатқыш шкафқа орналастырып, татпаны 105-110 °С температурада 2 сағат кептіреді. Бұдан соң бюксті, шкафтан қысқышпен шығарып алып, қақпағын нығыздап жабады да бөлме температурасына жеткенше (20-25 мин) эксикаторда салқындатады. Бюксті бұдан кейін өлшеп, тағы да 30-40 мин құрғатқыш шкафқа орналастырады, оны эксикаторда салқыңдата отырып, қайтадан өлшейді. Масса тұрақтылығын тексеру үшін бюкстегі өлшендіні қайталап кешірудің барлығын белгілі температурада 30-40 мин өткізеді. Гигроскопиялық ылғалдың мөлшерін мына формула бойынша есептеп шығарады.

  m(H₂O)=  

мұнда ∆m өлшеуге дейінгі жане өлшеу соңыңдағы өлшем массасының айырмасы, г, м - ауалы-құрғақ үлгінің татпа массасы, г, m _1, m₂ және m₃ бос тигельдің, өлшенді салынған тнгельдің және кептірілген үлгісі бар тигельдің массасы.

     Химиялық анализ жасауға қажетті бастапқы материал ретінде құрамында100 % СаСО₃ немесе техникалық кальций карбонаты болатын табиғи кальций, әк тас, бор пайдаланылады.

    Анализ жасау тұз қышқылындағы зерттелетін үлгінің еру реакциясына кальций катиондарын аммоний оксалатымен кальций оксалаты түрінде СаС₂О·Н₂О тұндыру және оны реакция теңдеуі (1-2) бойынша тұрақты массасына дейін катты қыздыруға негізделген.

Өлшендіні өлшеу және еріту. Аналитикалық тарызыда кепкен таза сағат шынысын өлшейді. Бұдан соң оны қысқышпен таразыдан алып, оған өлшенді салады да, шыныны кайтадан дәл алшейді. Осы екі өлшенділердің айырмасы өлшендінің массасын құрайды.        Аналитикалық таразыда өлшенген деректерді лабораториялық журналға жазады. Өлшенді бар шыныны таразының табақшасынан абайлап алып, затты көлемі 250-400 см³ таза стаканға мұқият салады. Стаканға шыныны көлбеу ұстап, жуғыштағы судың ағынымен ондағы өлшенді қалдығын шаймалап жуады. Стаканның бетін сағат шынысының ойық жағын қаратып жабады да тамызғыштың ұшын стаканның жиегіне тигізіп (бөліп жатқан СО₂-мен ерітіндіні шашыратып алмау үшін шыныдан ажыратпастан), абайлап концентрациясы 6 моль/л тұз қышқылының ерітіндісің тамшылатады, бұл кезде стаканды айналдыра отырып, ерітіндіні үздіксіз араластырады. Егер өлшенді "салқын күйінде" толық ерімесе, ерітіндісі бар стаканды су жылытқышында қыздырады. Өлшенді толық еріген кезде жуғыштың су ағынымен шыныдағы ерітінді шашырандысын жуып, сол стаканға ағызады. Бұдан соң алынған ерітіндіні 100 мл мөлшеріне дейін сұйылтып, су жылытқышында 70-80 °С температурада СО₂ көпіршігінің бөлінуі тоқтағанша қыздырады. Осымен қатар шағын стаканға аммоний оксалатының 15-20 мл 1 М ерітіндісін және сондай су құяды (тұндырғышның мөлшерінің есептеу 11.4 бөлімде келтірілген) да, сол су жылытқышында қыздырады.

Зерттелетін заттың тұзды-қышқылды ыстық ерітіндісі бар стаканға 2-3 тамшы метиллоранж индикаторын қосып, шыны таяқшамен араластыра отырып, тұндырғыштың ыстық ерітіндісін жайлап тамшылатып құяды. Таяқшаның стакан қабырғасы мен түбіне жанаспауын қадағалау қажет, онсыз стаканнан тұнбаны жуып алу қиынға соғады, ал соның әсерінен тұнбаны жоғалтамыз. Ерітіндіні араластыруға ұштығы резинкалы таяқшаны пайдалануға болмайды. Өте қышқыл ерітіндіде тұнба түспейді. Сондықтан тамызғыштан араластыра отырып, 5 проценттік NН₃·Н₂О ерітіндісін жайлап тамшылатып құямыз, сонда метилоранждың қызғылт түсі сары.түске ауысуы қажет.

СаС₂О₄ • Н₂О-ның ақ тұнбасы түседі. Тұнба түскен соң шыны таяқшаны алмастан стаканның бетін ылғалды сүзгі қағазбен жауып, қайнап тұрған су жылытқышына орналастырады да онда 1 сағатқа жуықұстайды (тұнба пісіп жетілгенше). Бұдан соң жылытқышта қыздыруды тоқтатады. Жылытқышта ерітіндіні жайлап салқын датқанда ірі кристалды тұнбаның түзілуіне мүмкіндік жасалады. Тұнба түсіп, тұнба үстіндегі сұйықтық мөлдір тартқанда оның толық тұнғандығың 2-3 тамшы тұндырғыш тамызып тексереді. Тамшы тамғанда лайланса, ерітіндіге тағы бірнешемл ыстық тұндырғыштың ерітіндісін қосып, ерітіндіні араластырады да су моншасында тұндырып, қайтадан тұнудың толықтығын тексереді.

Кристалды тұнбаны бірнеше сағаттан соң немесе келесі күні сүзеді (тұнбаның пісіп жетілу әрекеті өтіп, кристалды іріленеді).

Декантация және сүзуді жоғарыда сөз болған методика бойынша өткізеді: алдымен негізгі ерітіндінің стаканнан сүзгіге декантациялап, оған ерітінді шайындысын, соңынан тұнбаны қосады.

СаСг₂О₄ тұнбасын 0,01 М аммоний оксалатының ерітіндісімен жуады. Тұнбаны 4-5 рет жуады, ол үшін әр жолы стаканға 20-30 см³ шайынды сұйықтық құйып, шыны таяқшамен араластырады да мөлдір сұйықтықтағы (воронкадағы) сүзгіге декантациялайды. Тұнбаны жуу соңынан шайынды сұйықтықта хлорид-ионның болмауын анықтайды. Бұл үшін сағат шынысына немесе пробиркаға сүзіндінің соңынан 2 тамшы жинап Аg₂С₂О₄ тұнбасы түспеуден сақтау үшін 1М НNO₃ ерітіндісінен 3-5. тамшы және АgNO₃ ерітіндісінен 2-3 тамшы қосады (бұл хлорид ионға тән реактив). Мұнда АgCl тұнбасы тұнбауы немесе лайланбауы қажет. Егер лайлану пайда болса, тұнбаны тағы да 2-3 рет жуады. Тұнбаны жууды жуылатын хлорид-ионға теріс көрсеткішті реакция пайда болғанша соза түседі. Тұнбаны хлорид-ионнан толық жуғанға көз жеткенде оны мөлшерлеп шыны таяқшамен воронкадағы сүзгіге көшіреді. Бұл үшін тұнбасы бар стаканға 20-30 мл шайынды сұйықтықты құйып, тұнбамен жақсылап араластырады да пайда болған суспензияны таяқшамен воронкаға құяды. Бұл әрекетгі сүзгіге барлық қалдық толық ауыстырылғанға шейін бірнеше рет қайталайды.

Таяқша мен стақанға жабысқан тұнба қалдығын күлсіз сүзгінің қиқымымен сүртіп алып, оны да воронкаға салады. Қалдықтарды түгел сүзгіге ауыстырған соң оны тағы 2-3 рет жуады.

СаС₂О₄ ·Н₂О тұнбасын кептіру. Тұнбасы бар воронканың бетін ылғалданған сүзгі қағазбен жауып қағаздың бұрыштарын жыртып алады да оны шұқырақтың жиегіне нығыздап жақыңдата қысады (оң қолдың бас бармағымен). Қағаз кепкенде воронкаға тығыз жанасады. Воронканы осы қалпында тұнбасымен бірге 20-30 минут температурасы 90-100 ⁰С құрғатқыш шкафқа орналастырады. Тұнбасымен бірге сүзгіні келесі күнге дейін воронкада қалдыруға болады.

Уақытты үнемдеу үшін сүзумен бір мезгілде муфель пешінде тұрақты массаға дейін жеткізіп, кәрден тигельді қатты қыздырады.

Сүзгіні күлдеу. Тигельдің массасының тұрақтануына көз жеткен соң оған түнбамен бірге кешірілген сүзгіні орналастырады. Егер сүзгіні алғаннан кейін воронкада тұнбаның бөлшектері қалып қойса, күлсіз ылғалды сүзгінің қиқымымен сүртіп алып оны тигельге салады. Бұдан соң тигельді ұшпа қызбаған пешке қойып, сүзгіні абайлап өртейді. Ол жалындап жанып кетпей, бықсып тұтану керек, олай етпесе тұнбаның ұсақ бөлшектері тозаңданып кетеді. Егер сүзгі жанса, оның жалынын үрлеп өшіруге болмайды. Тигельді пештен алып, бетін қақпақпен (қыш тақтамен) жабады, сонда ауа бармағандықтан жалын шапшаң сөнеді. Бұдан соң қақпақты ашып, тигельді тағы да қыздырады. Түтіннің тоқтауы сүзгінің толық жанып біткенің білдіреді.

СаС₂О₄ ·Н₂О тұнбасын қатты қыздыру, сүзгі толық жанып болған соң пеште температура 1000-1100 °С-ге дейін үнемі арта түседі. СаС₂О₄ ·Н₂О тұнбасының ыдырауы өте қиын, сондықтан алғашқы 1 сағатка жуық бақылау кезінде (қайталағанда) 30 минуттан қатты қыздырады. Сүзгі бірінші рет қатты қыздырғанда толық күлденбесе (қара теңбілденеді), онда тигельді ауада бөлме температурасына дейін салқындатады және сүзгінің күлденбеген жеріне тамшылатқыштан 2-3 тамшы концентрациялы НNО₃ немесе 3-5 проценттік Н₂О₂ ерітіндісін тамызып, тағы да 5-10 мин қатты қыздырады. Тұнба ағарады. Тигельді ауада 1 мин және эксикаторда 20-25 мин салқындатып, өлшейді де тұрақты массаға жеткенге дейін қайтадан 30 мин қатты қыздырады.

Ауадан СаО тұнбасы ылғал мен көмір қышқыл газын сіңірілмеуі үшін тигельді қақпағы жабылған бюксте (оның массасы белгілі болуы қажет ) өлшейді немесе СаО-ны СаSО₄ гравиметриялық формасына ауыстырады. Бұл үшін тигельдегі СаО тұнбасын салқындатып, сумен шылайды да, 0,5-1 мл концентрациялы Н₂SО₄ (тығыздығы 1,84 г/мл) қосады. Бұдан күкірт қышқылының буы жайылғанша абайлап суалтады, бұл жағдайда кальций оксиді сульфатқа ауысады:CaO + H₂SO₄ ^t CaSO₄ + H₂O

Бұдан әрі тұнбасы бар тигелді тұрақты массасына жеткенше 700-800 ⁰С температурада қатты қыздырады. (800 ⁰С температура кезінде кальций сульфаты СаО түзіп ыдырайды).

IV Бекіту

(Бекіту мақсатында оқытушы студенттерге сұрақ қою және есептерді орындауды ұсынады.)

Сұраққа жауап беріңіздер:

1.Қандай анализ гравиметриялық деп аталады?

2.Гравиметриялық анализдын әдістерін атандар?

3.Түнбалық түрі дегеніміз не?

4.Түнбаға түзілетін заттарға қойылатын шарттар.

5.Гравиметриялық түрлеріне қойылатын шарттар.

6.Түнбаға түсіруші затқа қойылатын шарттар.

7.Түндырғыштың қандай көлемі оптималды боп саналады?

8.Гравиметриялық анализде қолданалатын ыдыстар.

9.Түрақты массасына дейін қыздыру – дегеніміз не?

10.Аналитикалық фактор дегеніміз не?

11.Егер анықталатын заттың массасымен түнбасының формуласы белгілі болса, көлемін кайтып есептеуге болады?

12.Зерттелетін заттын сынамасын қайтып есептеуге болады?

13.Түндырғыштың ерітіндіге көлемін қалай есептеледі?

Есептерді орындаңдар:

Есеп 1
Белгілі өңдеуден кейін 0,5340 г балшық өлшендісінен 0,2345 г CaO алынды. Балшықтағы CaCO₃-тің массалық үлесін анықтау қажет.
Шығару
Аналитикалық факторды табамыз 

Аналиткалық факторды біліп % мөлшерді табуға болады




Есеп 2
Темір сульфаты (III) препаратында Ғе-ді анықтау кезінде BaSO₄ өлшенді. Гравиметриялық факторды анықтау теңдеуін жазу қажет.
Шығару
Fe және BaSO₄ арасында стехиометриялық қатынас бар 

2M(Fe)  1MFe₂(SO₄)₃ 3M(SO₄^2-)3M(BaSO₄)

Есеп  3
Массасы 0,14252г болатын алюминий қорытпасы сыйымдылығы 200мл болатын колбада ерітілді. Осы ерітіндінің 20,00мл-нен массасы 0,2012г болатын алюминий оксихинолинатының Al(C₉H₆ON)₃ тұнбасы алынды. Қорытпадағы алюминийдің массалық үлесін (%) есептеу қажет.
Шығару
Аналитикалық факторды табамыз 

Бірнеше формулаларды түрлендіріп алюминийдің қорытпадағы мөлшерін % табамыз

          Сонда

Есеп 4
Массасы 0,5000г болатын магний хлоридінің кристаллогидратынан 0,2738 г Mg₂P₂O₇ алынатын болса, онда кристаллогидратта қанша молекула су бар?
Шығару
Магний кристаллогидраты:
Анықталатын зат 
Гравиметриялық форма  
Есептеу факторын табамыз


Мұнда өлшенді – бұл q. Сонда 

2M() = 

M()=
Кристаллогидраттағы молекулалар санын табамыз

Яғни тұз 
Есеп  5
0,9г тұнба алуға қажетті апатит- нефелинді руда өлшендісінің массасын есептеу қажет. Руда құрамында 30 % P₂O₅ бар.
Шығару
Анықталатын зат 
Гравиметриялық форма 
Есептеу факторын табамыз





Есеп  6
Массасы 2,6248г тас көмір өлшендісінен белгілі өңдеуден өткізілгеннен кейін 0,3248 г. BaSO₄ алынды. Көмірдегі күкірттің массалық үлесін (%) есептеу қажет. Көмірдегі ылғалдың мөлшері 2,58%, күкірттің массалық үлесін құрғақ затқа есептеу қажет.
Шығару


Есептейміз

Сонда

Құрғақ заттағы күкірттің массалық үлесі (%)
,
мұндағы b – ылғалдың мөлшері, %.

Есеп  7
Тұндырғыш бір жарым есе артық мөлшерде алынғанда, 0,2г кальцийді тұндыру үшін натрий карбонаты (массалық үлесі 17,7% ρ=1,19г/см³) ерітіндісінің қандай көлемі қажет?
Шығару

,
мұндағы 105,988 –  молекулалық салмағы ; 
40,08 –кальцийдің молекулалық салмағы. 
Есеп 8
Құрамында 100мг бар ерітіндіден Al³⁺ тұндыру үшін (тұндырғыштың артық мөлшері 10 % болса жеткілікті) тығыздығы 1 г/см³ болатын 4%-ды (массасы бойынша) оксихинолин C₉H₇NO ерітіндісінің қандай көлемі қажет? 
Шығару


мл
 X=0,638
 мл

V Қорытындылау

Студенттерді қатысуына байланысты саралап топпен және жеке бағалау.Алған біліміне байланысты жеке тапсырмалар орындауына және өзіндік тапсырмалар орындауын бағалау.

VІ Үй тапсырмасы

Тақырып: «Гравиметриялық анализді орындау техникасы».

Ж.Шоқыбаев «Аналитикалық химия» 250-259 бет.

Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева  «Аналитикалық химия» 207-208 бет.

«Кеңес Одағының Батыры Мәншүк Мәметова

 атындағы Ақтөбе медициналық колледжі» МКҚК

                                                                    Бекітемін                                                                                                                                                               Директордың оқу ісі                                                                                                                                                                                                            жөніндегі орынбасары                                                                                                                                                                                                            _______А.Куздыбаева                                                                                                                                                                                                          «___» _________2018 ж

Теориялық сабағының әдістемелік нұсқамасы

Пән:  Аналитикалық химия

Тақырыбы: Гравиметриялық анализдің негізгі операциялары.

Мамандық: Зертханалық диагностика

Курс: І

№2«Ғылыми-жаратылыстану                                                                                                                                                                                                       

                                                                                           пәндері» ЦӘК                                                                              отырысында қаралды

Хаттама № ___

                                                                                                    «___» _______2018 ж

ЦӘК төрайымы:   Ф.Сүйін

Әдістемелік нұсқаманы жұмыс бағдарламасына сәйкес  құрастырған: Н.Калжанов

Теория сабағының әдістемелік нұсқамасы

Тақырыбы: Гравиметриялық анализдің негізгі операциялары.

Сабақтың мақсаты:  

          Білімділік-  студенттерге гравиметриялық   анализдің негізгі операцияларын түсіндіре

                             отыра  біліктіліктерін дамыту.

          Дамытушылық- студенттерге тұндырып титрлеу қолданылатын титранттарды:

                                     аргентометрия және тиоцианометрияны тереңірек түсіндіре

                                     отыра, ой-өрісін  дамытып, пәнге  деген қызығушылығын

                                      дамыту.

         Тәрбиелік-  студенттерге аналитикалық химияның медицинадағы маңыздылығы 

                             мен титрлеу кезінде тұнбаға адсорбциялану процесі өте шамалы

                             болуы тиіс екендігін тереңірек түсіндіре отыра таным қызығушылы-

                             ғына тәрбиелеу.

Сабақтың түрі: теория

Сабақтың әдісі: сұрақ-жауап,жаңа сабақ түсіндіру,тест.есеп шығару.

Сабақтың уақыты: 90 минут

Сабақты өткізу орны: 421

Пәнішілік байланыс: Гравиметриялық анализді орындау техникасы.

Пәнаралық байланыс: физика, биология және фармакология.

Сабақтың жабдықталуы: дәріс материалы, презентация, слайдтар

              Негізгі:  Ж.Шоқыбаев. «Аналитикалық химия» 250-259 бет

             Қосымша: Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева «Аналитикалық химия» 207-208 бет

Студент білуі тиіс: - алынған массаның ерігіштігін, тұнбаға түсуін, жуылуын, фильтр-

                                    ленуін, қыздырылуын, өлшегіш ыдыстардың шкаласының шама-

                                     сын білу.

                                 - әдістің негізгі бөлімдерін орындау: өлшеу, еріту, тұнбаға түсіру, 

                                   жуу, сүзу, анализ нәтижесін есептеу.

Сабақтың хронокартасы және құрылымдық-логикалық сызбасы

І.Ұйымдастыру кезеңі – 2 мин

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру – 20 мин

ІІІ. Жаңа тақырыпты түсіндіру – 35 мин

ІV. Жаңа тақырыпты бекіту –  25 мин

V. Қорытындылау – 5 мин

VІ. Үйге тапсырма – 3 мин

Сабақтың барысы

І.  Ұйымдастыру кезеңі.

1.oқу кабинетінің тазалыңына көңіл бөлу.

2.cтуденттердің сыртқы киімдеріне (колпак,халат) көңіл аудару.

3.cабақта жоқ студенттерді белгілеу, сабаққа даярлығын тексеру.

4.cабақтың  мақсаты мен жоспарымен таныстыру.

ІІ Үй тапсырмасын тексеру.

Тақырыбы: Гравиметриялық анализді орындау техникасы.

(Үй тапсырмасын сұрауда сұраққа жауап беру,есеп шығару және тапсырма жұмыстарын орындайды.)

Сұраққа жауап беріңдер.

1. Ca2+ - катионы қандай реакциямен сипатталады?

2. Ba2+ - иондарын Ca+ иондарынан қайтып бөлiп алуға болады?

3. III -топ, катиондарын топтық реагентпен қандай түрде тұнба түзедi?

4. Екiншi топтың қандай катионы анализ жолында III-топ катиондарымен қосылып түзiледi?

5. Қандай пайда болады, Cr3+ сiлтiлiк орта кезiнде тотықса?

Есеп 1.
Сілтілік металдардың оксидтерін анықтауда массасы 1,2505г силикатты таужыныстан массасы 0,1500г NaCl және КCl қоспасы бөліп алынды. Бұл қоспаны көп рет күкірт қышқылымен өңдегеннен кейін массасы 0,1800г сульфаттар Na₂SO₄ және К₂SO₄ алынды. Силикатты таужыныстағы Na₂O және К₂O массалық үлестерін (%) есептеу қажет.
Шығару
ω_х –үлгідегі Na₂O массалық үлесі, %; 
ω_у – үлгідегі К₂O массалық үлесі, %.
I-ші теңдеу

II-ші теңдеу 

I-ші теңдеуге сандық мәндерді қоямыз

IІ-ші теңдеуге сандық мәндерді қоямыз

Теңдеулерді шешеміз және табамыз
ω= ω_х = 4,28 %
ω= ω_у = 2,48 %
Есеп 2.
Үлгіде 2% К₂SO₄ және 5% КNO₃ бар. 0,3 г KClO₄ алуға қажетті үлгі өлшендісінің массасын табу қажет.
Шығару
 үлес ретіндегі мөлшері
К₂SO₄ = 0,02 КNO₃ = 0,05
Өлшенді массасы m_обр.

Сандық мәндерді қойып, аламыз
m_обр = 
Осыдан m_обр = 2,992 = 3,0 г
Есеп 3.
Құрамында линдан С₆Н₆Сl₆ (M = 290,8 г/моль) және ДДТ С₁₄Н₉Сl₅ (М = 354,5 г/моль) бар массасы 0,2795г инсектицид өлшендісі оттегі ағынында СО₂, Н₂О және HCl-ға дейін жағылды.
Сіңіргіш ерітіндіден массасы 0,7161 г AgCl тұнбасы алынды. Препараттағы линданның және ДДТ-ның массалық үлестерін (%) есептеу қажет.
Шығару
m_x –линдан массасы деп белгілейміз,
(m_инсект - m_x) – ДДТ массасы
Есептеу теңдеуін құрастырамыз

Сандық мәндерді қоямыз



Теңдеуді шығарып табамыз
m_x = 0.1615 г      Сонда
ω=
ω=
Есеп 4.
Талдау нәтижесінде фосфориттің келесі құрамы анықталды: 54,58% СаО; 1,86% F; 3,44% Cl; 41,61% P₂O₅. Фосфориттің эмпирикалық формуласын табу қажет.
Шығару
Компоненттердің молярлық қатынастарын (%) табамыз
СаО : F : Cl : P₂O₅ = 

=


Ең кішкентай санды 0,09703 бірге тең деп қабылдаймыз және n (Ca) = n(CaO) болатынын есепке алып алынған қатынасты бүтін сандармен белгілейміз
n(PO₄)^3- = n(1/2 P₂O₅) :Ca : F : Cl : PO = 10 : 1 : 1 : 6
Фосфориттің эмпирикалық формуласы
Са₁₀(РО₄)₆ ClF или 3Са₃(РО₄)₂ · Са · Cl · F
Тапсырма жұмыстарын орындаңдар.
Тапсырма 1.

Гравиметриялық форма ретінде 0,15 г-нан артық емес Al₂O₃ алу үшін, құрамында 85% (масса бойынша) Al₂(SO₄)₃·18H₂O бар тұз өлшендісін алу қажет? 

Тапсырма 2.

Кальцийді оксалат ретінде анықтауда гравиметриялық форма ретінде келесі заттар қолда-нылды: а) кальций оксиді; б) кальций сульфаты. Гравиметриялық форма массасы 0,1г. Әк

тас өлшендісінің массасын есептеу қажет. 

Тапсырма 3.

Құрамында хлоромицетин (С₁₁Н₁₂O₂N₂Cl₂) бар массасы 1,5318г көз майының өлшендісі ме-талдық натриймен бірге дәнекерленген ампулада қыздырылды. Сынаманы әрі қарай дайын-даудан кейін AgCl хлорид- иондар ретінде тұнбаға түсірілді. Гравиметриялық форманың массасы 0,01918 г. Сынамадағы хлоромицетиннің массалық үлесін (%) анықтау қажет. 

Тапсырма 4.

Фосфорды анықтау кезінде органикалық заттың өлшендісі күлге айналдырылды және күл сыйымдылығы 200,0 мл колбада ерітілді. Алынған ерітіндінің 20,00мл-нен (NH₄)₃PO₄ ·12MoO₃  тұндырылды. Кептірілген тұнба массасы 0,1982г. Талданатын заттағы фосфордың массалық үлесін (%) есептеу қажет. 

Тапсырма 5.

Салицил қышқылын анықтау үшін массасы 0,2102 г фармацевтикалық препарат өлшендісі Na₂CO₃ ерітіндісіне өткізілді, иод қосылды және тетраиодфениленхинон (C₆H₂I₂O)₂ тұнбаға түсірілді. Алынған тұнба массасы 0,5175г. Препараттағы салицил қышқылының С₆Н₄(ОН)СООН массалық үлесін (%) есептеу қажет. 

ІІІ Жаңа тақырыпты түсіндіру

Тақырыбы: Гравиметриялық анализдің негізгі операциялары.

Жоспары:

1.      Сандық химиялық талдау 

2.      Гравиметрлік талдау

3.      Гравиметриялық анализдің негізі.

     Сандық талдаудың міндеті талданатын үлгінің сандық құрамын немесе компоненттердің өзара сандық қатынастарын анықтау болып табылады.

Сандық химиялық талдау гравиметрлік және титриметрлік болып екіге бөлінеді. Гравиметрлік талдау әдістері реакция өнімінің массасын дәл өлшеуге негізделген. 

Титриметрлік талдау әдістері берілген анықтауға кеткен концентрациясы белгілі реактив-тің көлемін дәл өлшеуге негізделген. Гравиметрлік талдаудың дәлдігі 0,005-0,01 % құрайды және оның дәлдігі титриметрлік талдаудың дәлдігіне (0,1 %) қарағанда жоғары. Сандық тал-дауда протон алмасатын, электрон алмасатын (тотығу-тотықсыздану), нашар еритін қосы-лыстар (тұнба) және аз диссоциацияланатын қосылыстар (комплексті) түзу реакцияларын қолданады. Олар қайтымсыз болу керек және жылдам жүруі тиіс. Қосымша басқа реакциялар жүрмеуі тиіс.

      Гравиметрлік талдау жүргізу үшін анықталатын ион немесе элемент химиялық реакция көмегімен ерімейтін тұнбаға түсіріледі. Тұнбаны сүзіп алады, жуады, кептіреді, салмағы тұрақты болғанша күйдіреді. Содан соң тұнбаның массасын аналитикалық таразыда 0,0001 г дәлдікпен өлшеп, оның химиялық формуласы бойынша сайма-сайлық есеп арқылы, ізделініп отырған құрам бөлігін табады.

Сонымен қатар гравиметрлік талдауда басқа да нұсқа қолданылуы мүмкін: алдымен ізделіп отырған бөлігін алып тастайды да, қалдықты өлшейді. Өлшенді мен қалдықтың айырымы арқылы анықтайтын компонентті табады.

Гравиметриялық анализдің негізі.

    Заттың сандық мөлшерін оны тұндырып, бөлінген тұнбаның массасын анықтауға негіздел-ген әдісті гравиметриялық анализ дейді. Гравиметриялық анализде анықтайтын компонентті үлгіден газ түрінде бөліп шығарып та анықтайды, оны айдау әдісі деп атайды. Бұл әдісте не айдалған заттың массасы, не қалған қалдықтың массасы анықталады.

Тұндыру әдісінде анализдейтін заттың белгілі бір мөлшерін өлшеп ерітеді, содан кейін анықтайтын элементті жаман еритін қосылыс түрінде тұндырады. Түскен тұнбаны сүзіп ерітіндіден бөледі, мұқият жуады, қыздырады, содан кейін оның массасын үлкен дәлдікпен өлшейді. Тұнбаның өлшенген массасы мен оның формуласын пайдаланып анықтайтын элементтің мөлшерін табады.

    Гравиметриялық анализде тұнбаны екі түрге бөледі: тұндыру түрі және өлшеу немесе гравиметриялық түрі. Тұндыру түрі деп ерітіндіні лайықты реагентпен әрекеттестіргенде түсетін тұнбаны, ал өлшеу түрі деп массасы өлшенетін қосылысты айтады. Көптеген жағдайда тұнбаның тұндыру түрі мен гравиметриялық түрі бір-біріне сәйкес келеді (BaSO4, AgCl т.б.). Жиі тұнбаның тұндыру түрінің құрамы мен гравиметриялық түрінің құрамында айырмашылық болады. Мысалы, Mg2+ анықтағанда тұндыру түрі MgNH4PO4.6H2O, бұл тұнбаны қыздырғанда Mg2P2O7 болып ауысады. Тұнба Mg2P2O7 түрінде өлшенеді.

     Кез келген тұнбаны гравиметриялық анализде пайдалана беруге болмайды. Гравиметрияда қолданылатын тұнбалар белгілі шарттарға сәйкес болуы қажет. Бірінші шарт тұнбаның ерігіштігіне қойылады: тұнбаның ерігіштігі өте төмен болуы керек, яғни анализдейтін элемент толық тұнуы қажет. Тұнбаның ерігіштігіне әсер ететін факторлар бұған дейінгі тарауда қарастырылған. Екінші шарт тұнбаның құрамына қойылады: тұндырғыштың әсерінен тек анықтайтын компонент және ол құрамы белгілі қосылыс түрінде тұнуы керек. Жоғарыда айтылғанындай, қосарланатұну нәтижесінде тұнба бөгде заттармен ластанып түсуі мүмкін, сондықтан кейде оның құрамының белгілі формуласын келтіру қиынға соғады. Бұл тұнбаның құрамындағы элементтің мөлшерін анық есептеуді қиындатады. Сондықтан, қосарланатұну – гравиметриялық анализдегі жіберілетін қателердің негізгі көзі. Қатені азайту үшін анализдің нәтижесіне қосарланатұну құбылысының әсерін жою керек.

    Қосарлана тұнуды кеміту үшін алдымен ұтымды анализдеу жолын таңдап алу керек. Мысалы, қоспаларды (микрокомпонент) анықтау қажет болса негізгі компонент (макрокомпонент) пен анықтайтын компонентті бөліп алу ретін сақтау керек. Бірінші аз мөлшердегі қоспаны тұндыру керек. Егер алдымен негізгі компонентті тұндырса, онда көп мөлшерде көлемді тұнба түседі де, бұл тұнба анықтайтын қоспаның негізгі мөлшерін қосарландыра тұндырады, сондықтан қоспаны анықтағанда дұрыс нәтиже алынбайды.

Қосарлана тұнуды ұтымды тұндырғыш таңдап алып кемітуге де болады. Тәжірибе көрсеткендей органикалық тұндырғыштарды пайдаланып алынған тұнбалар бөгде заттармен аз ластанады.

Қосарланатұнуды азайтудың бір жолы тұнбаларды алу жағдайларын қадағалап сақтау, себебі ерітінділерді араластыру реті, олардың концентрациялары және температурасы, тұндырғышты қосу жылдамдығы т.б. тұнбаның ластануына үлкен әсер етеді.

Кристалды тұнбаларды «ескіртуге» қалдырудың да маңызы зор, себебі бұл жағдайда тұнбаның беткі ауданы кішірейеді, демек бөгде бөлшектердің адсорбциялану мүмкіншілігі азаяды. Сонымен қатар ұсақ кристалдар еріп, окклюзия құбылысы да кемиді.

Қосарлана тұну сәйкес иондардың табиғатына өте күшті байланысты болғандықтан бір ионды екінші ионға ауыстырып қосарланатұну құбылысын кемітуге болады. Мысалы BaSO4 тұнбасын Fe3+ иондары бар ерітіндіден түсірсе тұнба осы иондармен ластанып түседі. Ал алдын ала Fe3+-ті Fe2+-ге дейін тотықсыздандырса, тұнба таза болып түседі, себебі Fe2+ иондарының BaSO4 тұнбасымен қосарланатұну қабілеттігі Fe3+ иондарына қарағанда әлдеқайда төмен. Сол сияқты қосарланатұнатын иондарды тұрақты комплекстік қосылысқа айналдыруға да болады. Мысалы, Ba2+ мен Fe3+ иондары бар ерітіндіден BaSO4 тұнбасын этиленекіаминтөртсіркеқышқы­лының екі натрийлі тұзын (ЭДТА) қосып түсірген жөн. Бұл жағдайда Fe3+ қоспасы комплекстік қосылыс түрінде ерітіндіде қалады.

IV Бекіту 

(Бекіту мақсатында оқытушы студенттерге сұрақ қою,есептерді және тапсырмаларды орын-дауды ұсынады.)

Сұраққа жауап беріңдер:

1. Гравиметриялық  анализдің  негізгі шарттары қандай?

2. Заттарды сандық анализге қалай әзірлейді?

3. Анализ қатесін қалай есептейді?

4. Ва2+ ионын анықтау қандай реакцияға негізделген?

5.Кристаллогидрат құрамындағы, мысалы СuSО4▪5Н2О, су мөлшерін қалай есептейді?

6. Кальций хлоридінің 2,94 г кристаллогидратын қыздырғанда 1,45 г су бөлініп шықты.  Кристаллогидраттың формуласын табыңдар?

7. Алюминий сульфатының ертіндісін талдаған кезде  SО42-  ионы ВаSО4 түрінде тұнбаға түсті. ВаSО4 –тің салмағы 0,2640 г. Ертіндідегі AI2(SО4)3 салмағын анықтаңдар.

8. 125 г мыс (II) сульфатының  кристаллогидратын қыздырғанда 80 г СuSО4 алынды. Мыстың кристаллогидратындағы судың массасын және кристаллогидраттың формуласын табыңдар?

9. Анализге алған 0,4620 г пиритті  (FеS2) өңдеп, қыздырған соң 1,744 г ВаSО4 түзілді. Пириттегі күкірттің мөлшерін анықтаңдар.

10. 0,5210 г әк тасын (известнякты) қыздырып, өңдеген кезде 0,2218 г СаО алынды. Табиғи известняктағы СаСО3-ның массалық үлесін есептеңдер.

Анализ қателерін есептеуге арналған есептер:

Есеп 1. Орташа мәнді қалай табады. Абсолют және салыстырмалы қателер қалай есептеледі?

Есеп 2.10 мл тұз қышқылын титрлеуге 5,1; 5,0; 5,2; 4,9; 5,3 мл NаОН кетеді. Тұз қышқылын титрлеуге кеткен NаОН-тың арифметикалық орташа мәнін табыңдар.

Есеп 3. Ертіндідегі SО4-2 ионы ВаSО4 түрінде тұнбаға түсірілген құрғақ зат массасы 0,059; 0,062; 0,065; 0,057 г болған. ВаSО4-ның арифметикалық орташа мәнін анықтаңдар.

Есеп 4. Аммоний нитратында 35,05% азот бары анықталған. Анализдің абсолютті және салыстырмалы қателерін есептеңдер.

Есеп 5. Суперфосфатта 60,62% Р2О5 бары анықталған. Анализдің абсолютті және салыстырмалы қателерін есептеңдер.

Есеп 6. СаСI2▪6Н2О-да судың мөлшері 52,62% екендігі анықталған. Анализдің абсолютті және салыстырмалы қателерін есептеңдер.

Есеп 7. Ізбес тасында 35,6; 36,1; 35,8 % Са бары анықталған. Са мөлшерінің арифметикалық орташа мәні нешеге тең?

Есеп 8. Ішетін суда йодтың мөлшері 0,28; 0,32; 0,30 мг/л. 1 л судағы иодтың  арифметикалық орташа мәні нешеге тең?

Есеп 9. Ішетін суда  NаСI мөлшері 0,150; 0,155; 0,152% тең. NаСI-нің  мөлшерінің арифметакалық орташа көрсеткіші  нешеге тең?

Есеп 10. ВаСI2▪2Н2О-да  14,70%  кристалданған су бар екендігі анықталған. Формула бойынша судың мөлшері 14,75% -ке тең. Анализдің абсолютті және салыстырмалы қатесін есептеңдер.

Тапсырмаларды орындаңдар:

1. Аналитикалық сигнал дегеніміз не? Мысалдар келтіріңіз.

2. Мына реакцияларға түсетін заттардың эквиваленттік факторларын және эквиваленттерінің молярлық массаларын есептеңіз:

а) Н₃РО₄  +  КОН  =  КН₂РО₄  +  Н₂О

б) Н₃РО₄  + 2КОН  =  К₂НРО₄  +  2Н₂О

в) Н₃РО₄  +  3КОН  =  К₃РО₄  +  3Н₂О

г) Н₂С₂О₄  +  2КОН = К₂С₂О₄  + 2Н₂О

д) СuSO₄ + 2KI = CuI + ½ I₂ + K₂SO₄

e) KMnO₄  + Н₂С₂О₄  +  H₂SO₄  = K₂SO₄ +  MnSO₄ + 10CO₂ + 8H₂O

и) SnCI₂ + Fe₂(SO₄)₃  +  2HCI = SnCI₄ + 2FeSO₄ + H₂SO₄

k) FeCI₃ + TiCI₃ = FeCI₂ + TiCI₄

л) 2KCN + AgNO₃ = KAg(CN)₂ + KNO₃

3.  Қымыздық қышқылының 200 мл 0,1 н стандарт ертіндісін дайындау үшін неше грамм   Н₂С₂О₄ ∙Н₂О өлшеп алу керек?  

4.  500 мл 2 н H₂SO₄ ертіндісін дайындау үшін неше мл 96% H₂SO₄ алу керек?

5. 250 мл 0,5 н KMnO₄ дайындау үшін калий перманганатының қандай массасын алу керек?

V Қорытындылау

Студенттерді қатысуына байланысты саралап топпен және жеке бағалау.Алған біліміне байланысты жеке тапсырмалар орындауына және өзіндік тапсырмалар орындауын бағалау.

VІ Үй тапсырмасы

Тақырып: «Гравиметриялық анализдің негізгі операциялары»

Ж.Шоқыбаев. «Аналитикалық химия»   250-259 беттер

Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева  «Аналитикалық химия» 207-208 беттер.

«Кеңес Одағының Батыры Мәншүк Мәметова

 атындағы Ақтөбе медициналық колледжі» МКҚК

                                                                    Бекітемін                                                                                                                                                               Директордың оқу ісі                                                                                                                                                                                                            жөніндегі орынбасары                                                                                                                                                                                                            _______А.Куздыбаева                                                                                                                                                                                                          «___» _________2018 ж

Теориялық сабағының әдістемелік нұсқамасы

Пән:  Аналитикалық химия

Тақырыбы: Титриметриялық анализ. Жіктелуі.

Мамандық: Зертханалық диагностика

Курс: І

№2«Ғылыми-жаратылыстану                                                                                                                                                                                                        

                                                                                           пәндері» ЦӘК                                                                              отырысында қаралды

Хаттама № ___

                                                                                                    «___» _______2018 ж

ЦӘК төрайымы:   Ф.Сүйін

Әдістемелік нұсқаманы жұмыс бағдарламасына сәйкес  құрастырған: Н.Калжанов

Теория сабағының әдістемелік нұсқамасы

Тақырыбы: Титриметриялық анализ. Жіктелуі.

Сабақтың мақсаты:  

         Білімділік-  студенттерге  титриметриялық анализ және олардың жіктелуі туралы

                              тереңірек түсіндіре отыра біліктіліктерін дамыту.

        Дамытушылық-  студенттерге тұндырып титрлеу қолданылатын титранттарды:

                                    аргентометрия және тиоцианометрияны тереңірек түсіндіре

                                    отыра,ой-өрісін  дамытып, пәнге  деген қызығушылығын дамыту .

        Тәрбиелік-  студенттерге титриметриялық анализдің медицинадағы маңыздылы-

                            ғы мен титрлеу кезінде тұнбаға адсорбциялану процесі өте шамалы

                            болуы тиіс екендігін тереңірек түсіндіре отыра таным қызығушылы-

                            ғын тәрбиелеу.

Сабақтың түрі: теория

Сабақтың әдісі: сұрақ-жауап,жаңа сабақ түсіндіру,тест.есеп шығару.

Сабақтың уақыты: 90 минут

Сабақты өткізу орны: 421

Пәнішілік байланыс: Гравиметриялық анализдің негізгі операциялары

Пәнаралық байланыс: физика, биология және фармакология.

Сабақтың жабдықталуы: дәріс материалы, презентация, слайдтар

              Негізгі:  Ж.Шоқыбаев. «Аналитикалық химия»   284-290 беттер

             Қосымша: Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева«Аналитикалық химия» 215-224 беттер.

Студент білуі тиіс:  - алынған массаның ерігіштігін, тұнбаға түсуін, жуылуын, фильтрлен-

                                       уін, қыздырылуын, өлшегіш ыдыстардың шкаласының шамасын білу.

                                    - қажетті концентрациядағы ерітінділерді дайындаудың есептерін жасай                              

                                      білу.

                                    - ерітінділерді дайындау және стандарттау.

                                   - титрді, нормальдылықты анықтау және қисық титрді анализдеу,құрас- 

                                     тыру және берілген концентрацияда ерітінділер дайындаудың есептеу-

                                     лерін жүргізу.

Сабақтың хронокартасы және құрылымдық-логикалық сызбасы

І.Ұйымдастыру кезеңі – 2 мин

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру – 20 мин

ІІІ. Жаңа тақырыпты түсіндіру – 35 мин

ІV. Жаңа тақырыпты бекіту –  25 мин

V. Қорытындылау – 5 мин

VІ. Үйге тапсырма – 3 мин

Сабақтың  барысы

І.  Ұйымдастыру кезеңі.

1.oқу кабинетінің тазалыңына көңіл бөлу.

2.cтуденттердің сыртқы киімдеріне (колпак,халат) көңіл аудару.

3.cабақта жоқ студенттерді белгілеу, сабаққа даярлығын тексеру.

4.cабақтың  мақсаты мен жоспарымен таныстыру.

ІІ Үй тапсырмасын сұрау

Тақырыбы: Гравиметриялық анализдің негізгі операциялары

(Үй тапсырмасын сұрауда студенттерден сұрақ қою және тест тапсырмаларын орындау ұсынады.)

Сұраққа жауап беріңдер:

1. Титрлеудің эквивалентті бөлімі тұнбаның ерігіштік көбейтіндісіне, температураға және ерітінділердің концентрациясына қалай байланысты?

2. Бромид және хлорид иондарын AgNO₃ ерітіндісімен индикаторсыз «тең лайлану» әдісін пайдаланып анықтау негізі. Неге бұл әдіс ең дәл әдіс деп есептеледі?

3. Аргентометриялық әдіспен хлоридтерді титрлегенде К₂CrO₄ тұзын индикатор ретінде пайдалану неге негізделген?

4. Мор әдісімен хлоридтерді титрлегенде эквивалентті нүктені дұрыс анықтауға сәйкс К₂CrO₄ концентрациясын есептеп шығарыңыздар.

5. Концентрациясы бірдей NаСІ және NаBr ерітінділерін Фольгард әдісімен титрлегенде қай ионды (Cl^-, Br^-) анықтау дәлдігі жоғары болады?

6. Иодид – иондарын хлоридтер қатысында титрлегенде қандай адсорбциялық индикаторды пайдаланасыңдар?

7. Хлоридтерді титрлегенде неге эозинді индикатор ретінде пайдалануға болмайды? 8. Адсорбциялық индикатормен титрлегенде ерітінді pН – ның қандай маңызы бар?

Тест жұмысы:

І нұсқа

1. Тұндырып титрлеу әдісімен иондарды анықтағанда қандай шарттар сақталуы керек?

A.  тұнба іс жүзінде ерімейтін болуы керек;

B.  тұнба тез түзілуі қажет;

C.  тұнба бетінде иондардың адсорбциясын болдырмау қажет;

D.  эквивалент нүктесін анықтау үшін индикатор қажет;

E.   барлық шарттар дұрыс.

2. Мор әдісімен хлоридтерді анықтауда титрлеудің аяқталуын қандай белгілер арқылы білуге болады?

A.  қызыл-қыш түсті тұнбаның пайда болуынан;

B.  қоңыр-қызыл бояудың жоғалуымен;

C.  ақ тұнбаның түзілуімен;

D.  ақ тұнбаның еруімен;

E.   ерітіндінің қызыл түске боялуынан.

3. Хлоридтерді қышқылды ортада күміс нитратымен тура титрлеуге бола ма?

A.  болмайды, себебі эквивалент нүктесін анықтауға арналған индикатор жоқ;

B.  болмайды, себебі қышқылдық ортада тұнба қиын коагуляцияланады;

C.  болмайды, себебі күміс хлориді қышқылда біршама ериді;

D.  флуоресцеин индикаторымен титрлеуге болады;

E.   титрлеуге болады, егер титрлеудің соңғы нүктесі потенциометрлік немесе амперо-метрлік әдістермен анықталса.

4. Не себепті хлоридтерді анықтауда адсорбциялық индикатор флуоресцеинді қышқыл-дық ортада қолдануға болмайды?

A.  индикатор қышқылдық ортада ыдырайды;

B.  индикатордың адсорбциялануы оның өте үлкен артық мөлшерінде ғана өтеді;

C.  индикатор тұнбамен адсорбцияланбайды, себебі қышқылдық ортада индикатордың диссоциациялануы өте аз шамада жүреді;

D.  индикатордың тұнбамен адсорбциялануы эквивалент нүктесінен анағұрлым ерте жүреді;

E.   барлық себептердің орны бар.

5. Фольгард әдісімен хлоридтерді анықтауға қандай иондар кедергі жасамайды?

A.  NO₃^-;

B.  AsO₄^3-;

C.  PO₄^3-;

D.  CO₃^2-;

E.   J^-.

6. Қандай жағдайда хлоридтерді Мор әдісімен анықтауға болмайды?

A.  нитрат-иондары қатысында;

B.  рН = 7 болғанда;

C.  рН = 12 болғанда;

D.  сульфат-иондары қатысында;

E.   натрий иондары қатысында.

7. Хлорды Мор әдісімен қандай хлоридтер ерітіндісінде анықтауға болады?

A.  BіCl₃;

B.  MnCl₂;

C.  HgCl₂;

D.  NH₄Cl;

E.   CaCl₂.

8. Мор әдісімен хлорды анықтаған кездегі индикатордың ролін көрсететін дұрыс жауапты табыңыз:

A.  күміс иондарының артық мөлшері хромат ионымен қызыл-қыш т‰стҢ тұнба түзеді;

B.  хромат-ионы күміс ионымен қызыл-қыш түстес ерітінді береді;

C.  эквивалентті нүктеде күміс хлориді күміс хроматына айналады және тұнба үстіндегі ерітінді өз түсін өзгертеді;

D.  күміс хлоридінің тұнбасы хромат иондарын адсорбциялайды және өзінің түсін өзгертеді;

E.   дұрыс жауап келтірілмеген.

9. Не себепті хлоридтерді Мор әдісімен анықтағанда индикаторды қышқылдық ортада қолдануға болмайды?

A.  күміс хлоридінің тұнбасы калий хроматын адсорбциялайды;

B.  күміс хроматының тұнбасы күміс бихроматына айналады;

C.  күміс хроматының аса қаныққан ерітіндісі түзіледі;

D.  күміс хроматы қышқылда жақсы ериді;

E.   дұрыс жауап келтірілмеген.

10. Тұндырып титрлеу қисығындағы күрт ауытқу шамасы ең көп дәрежеде неге тәуелді болады?

A.  тұнбаның ерігіштік көбейтіндісі мен әрекеттесетін ерітінділер концентрациясы шамаларына;

B.  ерітінділер концентрациясына;

C.  титрлеу жылдамдығына;

D.  индикаторды таңдап алуға;

E.   ерітінді температурасына.

11. Мына реакциялардағы тотықтырғыштар және тотықсыздандырғыштардың мольэквиваленттері неге тең?

A.  K₂Cr₂O₇ + 6FeSO₄ + 7H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3Fe₂(SO₄)₃ + 7H₂O + K₂SO₄

B.  2KMnO₄ + 5KNO₂ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5KNO₃ + 3H₂O

C.  KClO₃ + 6HCl + 6FeCl₂ = 6FeCl₃ + KCl + 3H₂O

D.  BaCl₂^.2H₂O 2,0036 г /250 мл

E.   K₂MnO₇ + 5KNO₃ + 3H₂SO₄ =2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5KNO₃ + 3H₂O

12. Мына ерітінділердің титрін және эквиваленттің молярлы концентрациясын есептеңдер:

A.  HCl 4,0106 г/л

B.  H₂SO₄ 2,4029 г / 500 мл

C.  BaCl₂^.2H₂O 2,0036 г /250 мл

D.  Na₂CO₃ 1,3250 г / 250 мл

E.   BaCl₂^.2H₂O 2,036 г /25 мл

13. Мына ерітінділердегі химиялық қосылыстардың массасын (г) табыңдар:

A.  200,0 мл 0,120 М NaOH

B.  50,0 мл 0,200 М H₂SO₄ С(1/2 H₂SO₄)

C.  500,0 мл 0,010 М KMnO₄ С(1/5 KMnO₄)

D.  25,0 мл 0,100 М KSCN

E.   5000,0 мл 0,010 М KMnO₄ С(1/5 KMnO₄)

14. Тұнбаның тұндырылатын түріне қойылатын талаптың қайсысы ең маңызды?

A.  тұнбаның оңай сүзілуі;

B.  тұнба ерігіштігінің төмен болуы;

C.  тұнба құрамының тұрақтылығы;

D.  тұнбаның температураға (қыздыруға) төзімділігі;

E.   тұнбаның бөгде қоспалармен ластанбауы.

15. Қосарлана тұну дегеніміз не?

A.  тұнбаның нашар еритін қоспалармен ластануы;

B.  тұну процесі кезінде тұнбаның кез-келген ластануы;

C.  тұнбаның еріткішпен ластануы;

D.  тұнбаның еріген газ тәріздес заттармен ластануы;

E.   тұнбаның оның тұнуы жағдайында қатты фаза түзбейтін заттармен ластануы.

Жауабы:1.D;2.A;3.E;4.C;5.B;6.B;7.D;8.A;9.A;10.C;11.C;12.B;13.D;14.A;15.A.

ІІ нұсқа

1. Катиондарды қышқыл – негіздік анализдеу жүйесінде қандай тотық реагенттер пайдаланылады?

A.  Тұз қышқылы, күкірт қышқылы, аммоний сульфиді, аммоний карбонаты;

B.  Тұз және азот қышқылдары, аммоний карбонаты, натрий не калий гидроксиді, сутегінің асқын тотығы;

C.  Тұз және күкірт қышқылдары, натрий не калий гидроксидтері, аммиактың сулы ерітіндісі;

D.  Тұз және азот қышқылдары, аммиактың сулы ерітіндісіндегі аммоний фосфаты;

E.   Тұз қышқылы, аммоний сульфиді, аммоний сульфаты.

2. Күміс хлориді тұнбасы мына берілген реактивтердің қайсысында ериді?

A.  КСN;

B.  Н2SO4;

C.  NaOH;

D.  НNO3;

E.   Сұйытылған НСl.

3. Mn2+ - катионы (NH4)2 S – пен әрекеттескенде мынадай қосылыс түзіледі

A.  MnО(ОН)2 – тұнбасы;

B.  MnО4—ерітіндісі;

C.  MnS-тұнбасы;

D.  Реакция жүрмейді;

E.   Mn(ОН)2 – тұнбасы.

4. Аl^{3 –} катионы мына қосылыспен ашық қызыл түсті қосылыс түзеді :

A.  Дитизонмен;

B.  Несслер реактивімен;

C.  Ализаринмен;

D.  Тиомочевинамен;

E.   Бензидинмен.

5. АgЈ тұнбасы еритін қосылыстар қатарын анықтаңыз:

A.  NH₄ОН,КЈ;

B.  КЈ,КСN;

C.  КСN, Na₂S₂О₃;

D.  КЈ, (NH₄)₂СО₃;

E.   NH₄ОН, КСN.

6. Ерітіндіден аммоний иондарын қандай тәсілмен кетіруге болады?

A.  Сірке қышқылын қосу арқылы;

B.  Күкірт қышқылын қосу арқылы;

C.  Сілті ерітіндісімен қыздыру арқылы;

D.  Тұз қышқылымен қыздыру арқылы;

E.   Натрий флоридін қосу арқылы.

7. Мына металл иондарының қайсысына диметилглиоксим аммиак ортасында талғағыш реагент болады?

A.  Сu+2 – ионына;

B.  Со+2 – ионына;

C.  Ni+2 – ионына;

D.  Сd+2 – ионына;

E.   Zn+2-ионына.

8.Ba2+ , Ca 2+ ,Sr2+ катиондарының қоспасына құрамы [K2Cr2O7 +CH3COONa]

ертіндісімен әсер еткенде қандай тұнба түседі.

A.  CaCrO4+BaCrO4

B.  CaCrO4

C.  BaCrO4

D.  BaCrO4+SrCrO4

E.   SrCrO4

9.Мына сульфидтердің қайсысы ақ түсті?

A.  FeS

B.  NiS

C.  ZnS

D.  CoS

E.   MnS

10.Түзілген тұнба NaOH немесе KOH –тың артық мөлшерінде толық ерісе, онда ертіндіде мына ион бар болуы мүмкін.

A.  Fe2+

B.  Mn2+

C.  Co+2

D.  Zn+2

E.   Ni+2

11. Қандай реактив сілтілік немесе бейтарап ортада MnO4-ионын MnO[OH]2-ге дейін тотықсыздандырады?

A.  H₂S

B.  FeSO₄

C.  KI

D.  H₂O₂

E.   MnSO₄

12.Қандай әдіспен барий,стронций және калций сульфаттарын ертіндіге ауыстыруға болады?

A.  сұйытылған H₂SO₄ ертіндісімен өңдеу арқылы

B.  амоний сульфаты ертіндісінің артық мөлшерімен өңдеу арқылы

C.  тұз қышқылының артық мөлшерінде қыздыру арқылы

D.  сілтінің концентірленген ертіндісіне еріту арқылы

E.   алдымен натрий корбанатымен қыздырып ,кейін сірке қышқылымен өңдеу арқылы.

13.Сілтілік металдардың хромитті ертіндісінен хром гидроксидін қалай тұндыруға болады.

A.  сілті қосу арқылы

B.  қышқыл қосу арқылы

C.  ертіндіні салқындату арқылы

D.  ертіндіні қыздыру арқылы

E.   дұрыс жауабы жоқ

14. Мына реактивтердің қайсысының көмегімен АgCl мен Нg2Cl тұнбаларын бөлуге болады?

A.  НNO3;

B.  НСl;

C.  Н2SO4;

D.  NaOH;

E.   КОН.

15. Аg+ катионын К2СrO4 тұзымен анықтауда оған қандай катион кедергі жасайды?

A.  Са2+;

B.  Аl3+;

C.  NH4;

D.  Zn2+;

E.   Ва2+.

Жауабы:1.C;2.A;3.D;4.E;5.B;6.D;7.C;8.C;9.A;10.A;11.B;12.C;13.E;14.A;15.B.

ІІІ Жаңа тақырыпты түсіндіру

Тақырыбы: Титриметриялық анализ. Жіктелуі.

Жоспары:

1. Титриметрлік анализ әдісі

2. Титрант ретінде қолданылатын ерітінділерді стандарттау

3. Титриметрлік әдістің жіктелуі

    Титриметриялық әдіс анықтайтын затпен реакцияласуға жұмсалатын реактивтің мөлшерін дәл өлшеуге негізделген.

Жиі реактивтің мөлшерін табу үшін концентрациясы белгілі ерітіндінің әрекеттесуге кеткен көлемін анықтайды, сондықтан бұл әдіс көлемдік анализ деп те аталады.

Аналитикалық химияда титр (Т) ерітіндінің концен­трациясын белгілеудің бір жолы. Титр – 1 мл ерітіндідегі еріген заттың грамм не миллиграмм мөлшері. Титрі анық белгілі ерітіндіні титрленген, не стандартты ерітінді дейді. Титрлеу деп стандартты ерітіндіні анализдейтін ерітіндіге ептеп эквивалентті нүктеге жеткенше қосу процесін айтады. Эквивалентті нүкте қосылған титранттың анықтайтын затқа химиялық эквивалентті мәні. Химиялық элементтер, не олардың қосылыстары бір-бірімен олардың химиялық эквиваленттеріне сәйкес белгілі массалық мөлшерде әрекеттеседі. Басқа сөзбен айтқанда бір заттың мольэквиваленті (мэкв) екінші заттың сонша мольэквивалентімен реакцияласады. Титрлейтін ерітіндіні жиі жұмыс ерітіндісі, не титрант деп атайды.

Титриметриялық әдісте кез-келген химиялық реакциялар пайдалана берілмейді. Титриметрияда пайдаланылатын реакциялар белгілі шарттарға жауап берулері керек:

1) Реакция аяғына шейін жүруі керек. Анализдің нәтижесі дұрыс болу үшін титранттың эквивалентті мөлшері қосылғанда реакцияның толық жүру мәні 99,9%-тен кем болмау керек.

2) Реакция үлкен жылдамдықпен жүруі керек.

3) Ерітіндіде титрант тек анықтайтын затпен белгілі стехио­метриялық қатынаста реакцияласуы қажет.

4) Реакцияның аяқталғанын, яғни эквивалентті нүктені анықтайтын мүмкіншілік болу керек. Егер бұл нүкте тәжрибеде индикатордың түсінің өзгеруіне, не ерітіндінің электрохимиялық не физикалық қасиетінің өзгеруіне сүйеніп табылса, оны титрлеудің соңғы нүктесі (т.с.н.) деп атайды. Титранттың теориялық жолмен есептелген мөлшері құйылған нүктені титрлеу-дің эквивалентті нүктесі (т.э.н.) дейді. Идеалды жағдайда титрлеудің соңғы нүктесі мен эквивалентті нүкте бір-біріне сәйкес келеді, бірақ әртүрлі себептерге байланысты (мысалы, индикатордың бояуының титранттың сәл артық мөлшерін құйғанда ғана өзгеруі т.б.) бұл нүктелердің арасында азырақ айырмашылық болуы мүмкін.

Концентрациясы белгілі ерітіндіні стандартты ерітінді деп атайды. Титрлеу арқылы талдай-тын ерітіндінің концентрациясын анықтайды. Жұмысшы ерітіндісін анықталатын зат ері-тіндісіне біртіндеп қосу процесін титрлеу дейді. Талдайтын заттың толық реакцияға түскен, яғни титрлеу біткен мезетін эквиваленттік (стехиометрлік) нүкте деп атайды. Титрлеу үшін концентрациясы белгілі ерітіндіні өлшеуірге (бюреткаға) құяды және оның деңгейін нөлге келтіреді. Титрлейтін ерітіндіні жұмысшы немесе титрант ерітіндісі деп атайды. Концентрациясы анықталатын ерітіндінің дәл көлемін тамшуырмен өлшеп алады және оны конустық колбаға құяды. Егер титрлеу нүктесі индикатор бойынша анықталатын болса, кол-баға 2-3 тамшы индикатор қосады. Титрлеуді қағаздың ақ беті фонында жүргізеді. Титрлеу кезінде концентрациясы белгілі ерітіндіні өлшеуірден анықталатын ерітінді бар колбаға, үздіксіз араластыра отырып, біртіндеп қосады. Титрлеудің аяқталғанын индикатор түсінің өзгеруімен анықтайды. Эквиваленттік нүктеде өзінің түсін өзгертетін заттар индикаторлар деп аталады. Тәжірибенің нәтижесін яғни титрлеуге кеткен ерітіндінің көлемін жазып отырады. Егер 2 рет титрлеудің нәтижесінің айырмашылығы 0,3 мл-ден артық болса, титрлеуді қайталайды.

Пайдаланылатын химиялық реакция түріне қарай, титриметрлік талдаудың мынадай әдістері болады: бейтараптау әдісі, тотығу-тотықсыздану әдісі, комплексонметрлеу әдіс, тұндыру әдісі. Әр әдістің өзіне тән жұмысшы ерітінділері, анықтайтын заттары және қолданатын индикаторлары болады.

      Титриметриялық анализ әдістерін анализде пайдаланылатын химиялық реакциялардың түріне қарай бөледі. Бұл реакциялар: протондар алмасатын, электрондар алмасатын, аз диссоциацияланатын (комплекстік) бөлшектер түзетін және нашар еритін қосылыстар түзетін реакциялар. Осыған байланысты титриметриялық анықтауды мынадай әдістерге бөлуге болады:

1. Қышқыл-негіздік титрлеу (протолитометрия);

2. Тотығу-тотықсыздану титрлеуі (редоксиметрия);

3. Комплексометриялық титрлеу (комплексометрия);

4. Тұнба алып титрлеу (седиметрия).

Титриметриялық әдістерді титрлеу жолына қарап та бөледі:

1. Тікелей титрлеу әдісі – анықтайтын зат концентрациясы белгілі ерітіндімен титрленеді;

2. Ауыстыру (жанама) әдісі – бұл әдіс анықтайтын зат пайдаланатын реагентпен әрекеттеспейтін, не реакция стехиометриялық жолмен жүрмейтін жағдайда пайдаланылады. Мысалы, кальций иондарын перманганатометрия әдісімен анықтау. Кальций иондарын қымыздық қышқылы аниондарымен тұнбаға түсіреді:   Ca2++C2O42-→CaC2O4↓

Жуылған тұнбаны күкірт қышқылында ерітеді:  CaC2O4↓+2H3O+→H2C2O4+Ca2++2H2O

Пайда болған қымыздық қышқылын калий перманганаты ерітіндісімен титрлейді:

                                       5H2C2O4+2MnO4-+6H3O+ 10CO2+2Mn2++14H2O

Кері титрлеу әдісі – анализдейтін ерітіндіге артық мөлшерде алынған титранттың белгілі көлемін құяды, яғни анықтайтын компонентпен реакция толық жүргеннен кейін ерітіндіде титранттың бос мөлшері қалады. Реакцияласпай қалған титранттың мөлшерін концентрациясы белгілі басқа ерітіндімен титрлейді. Алғашқы қосылған титранттың көлемі мен оның реакцияласпай артық қалған көлемінің арасындағы айырмашылық титранттың анықтайтын затпен әрекеттесуге кеткен көлемін көрсетеді.

     Титриметрлік талдау есептеулерінде көбінесе ерітінділер концентрациясының мынандай түрлері пайдаланылады: еріген заттың массалық үлесі (ω - проценттік концентрация), молярлық концентрация, эквиваленттің молярлық концентрациясы (нормальді концентрация) және титр.

Химиялық таза, сақтағанда тұрақты болып келетін заттарды бастапқы затттар деп атайды, ал олардың титрленген ерітінділерін даярланған дейді. Осындай заттардың титрленген ерітінділері арқылы басқа ерітінділердің титрін анықтауға болады.

Ерітіндінің титрі (Т) – ерітіндінің бір куб сантиметріндегі немесе бір миллилитріндегі еріген заттың массасы. Титрдің өлшем бірлігі - г/мл. Титрді төмендегі формула бойынша есептеуге болады: T = m/V

мұнда: m – еріген заттың массасы, г; V – ерітіндінің көлемі, мл.

Ерітіндінің титрі белгілі болса, эквиваленттің молярлық концентрациясын мына формула бойынша есептеуге болады: CЭ = T·1000/ MЭ

мұнда: МЭ - еріген зат эквивалентісінің молярлық массасы.

Ерітіндідегі әрекеттесуші заттар үшін эквивалент заңы мына теңдеумен өрнектеледі: CЭ(1) · V1 = CЭ(2) · V2

мұнда: C Э(1), C Э(2) – әрекеттесуші ерітінділердің эквивалентісінің молярлық концентрациялары, моль/л;

V1, V2 – әрекеттесуші ерітінділердің көлемдері, мл.

Әрекеттесуші заттар ерітінділерінің біреуінің концентрациясы мен көлемі белгілі болса, осы теңдеуді пайдаланып екінші ерітіндінің концентрациясын анықтауға болады:

C Э(1) = (C Э(2) · V2 ) / V1

Ерітіндідегі талдайтын заттың массасын (г) анықтау үшін мына теңдеуді қолданады: m = СЭ ·MЭ· V / 1000

мұнда: CЭ және V – жұмысшы ерітіндісінің эквивалентісінің молярлық концентрациясы мен көлемі;

МЭ – анықтайтын зат эквивалентісінің молярлық массасы.

Ал егер талдау барысында зерттелініп отырған ерітіндінің көлемін өлшеуіш колбада белгілі бір көлемге дейін сумен сұйылтса және титрлеуге оның қажетті аликвотты мөлшері алынатын болса, онда заттың массасын мына формула бойынша есептейді:

m = MЭ· СЭ ·V ·Vө.к. / 1000·Vал.

мұнда: CЭ және V – жұмысшы ерітіндісінің эквивалентісінің молярлық концентрациясы мен көлемі;

МЭ – анықтайтын зат эквивалентісінің молярлық массасы,

Vө.к. – өлшеуіш колбаның көлемі;

Vал. – аликвоттың көлемі.

Ерітінділердің концентрациясын белгілеу.

Молярлы концентрация, СМ әрпімен белгіленеді, 1 дм3 (л) ерітіндідегі еріген заттың моль санын nA, не 1 см3 (мл) ерітіндідегі еріген заттың миллимоль санын көрсетеді. Заттың бір молі оның граммен не миллиграммен алынған молярлы массасы М(X): n(моль)=m(г)/М(X)г/моль; n(ммоль) = m(мг) / М(X) г/ммоль. Ерітіндідегі еріген заттың массасын (m) табу үшін оның моль санын бір мольдің массасына (молярлық масса) көбейту керек. Мысалы, концентрациясы 0,2 M күкірт қышқылының ерітіндісінде

CH2SO4=0,2 M=0,2 моль/л; M(H2SO4)=98,08 г/моль;

m(H2SO4)=0,2 моль/л . 98,08 г/моль=19,6 г/л, яғни 19,6 г H2SO4 бір литр ерітіндіде еріп жүр. Жалпы түрде:  m(X)=С . M(X).

Эквиваленттің молярлы концентрациясы С(fэ, Х) әрпімен белгіленеді, 1 дм3 (л) ерітіндідегі еріген заттың мольэквивалент санын nЭ, не 1 см3 (мл) ерітіндідегі еріген заттың миллимольэквивалент санын көрсетеді. Мысалы:

H2­SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,немесе: 1/2H2SO4+NaOH=1/2Na2SO4+H2O

мольэквивалент H2SO4=1/2 моль H2SO4

1/2 – «эквиваленттік фактор» деп аталады – fэкв. Қышқылды-негіздік реакцияларда fэкв әрекеттесуге қатысқан сутек иондарының санымен, ал тотығу-тотықсыздану реакцияларында тотығу, не тотықсыздану реакциясына қатысқан электрондар санымен анықталады.

fэкв мәні жүретін реакцияның теңдігіне байланысты 1сутегі ионына не 1 электронға сәйкес (эквивалентті) заттың (ион, молекула т.б.) үлесін көрсетеді:

H3PO4+NaOH=NaH2PO4+H2O fэкв(H3PO4)=1

H3PO4+2NaOH=Na2HPO4+2H2O fэкв(H3PO4)=½

H3PO4+3NaOH=Na3PO4+3H2O fэкв(H3PO4)=1/3

не: KMnO4+5FeCl2+8HCl=MnCl2+5FeCl3+4H2O+KCl

MnO4-+8H++5e→Mn2++4H2O fэкв(KMnO4)=1/5

Fe2+–1e→Fe3+fэкв(Fe)=1

С(fэ, Х) концентрациясы арқылы берілген ерітіндідегі еріген заттың массасын табу үшін оның мольэквивалент санын бір мольэквиваленттің массасына n(Мэ) көбейту керек. Бір мольэквиваленттің массасы молярлық масса мен эквиваленттік фактордың көбейтіндісіне тең:

Мысалы, мольэквивалент H2SO4: M(1/2H2SO4) = fэкв(H2SO4) . M(H2SO4) = 1/2 . 98,08=49,04 г/моль.

Мольэквивалент KMnO₄: M(1/5 KMnO₄)=fэкв(KMnO₄) . M(KMnO₄)=1/5.158,0=31,6 г/моль.

С(1/2H₂SO₄ ) = 0,1М = 0,1. fэкв моль/л,

m(H₂SO₄) = 0,1fэкв(H₂SO₄)·M(H₂SO₄) = 0,1 моль/л  .

98,08 г/моль = 4,904 г/л

C(  KMnO₄)=0,5М

m(KMnO₄)=0,5.M(  KMnO₄)=0,5. fэкв(KMnO4);

m(KMnO4)=0,5 моль/л . 31,16 г/моль=15,8 г/л.

Жалпы түрде: m(X)=Сн . fэкв . M(X).

Ерітіндінің титрі, Т әрпімен белгіленеді, ол – 1 мл ерітіндідегі еріген заттың грамм, не миллиграмм мөлшері.

Егер ерітіндінің молярлы, не нормальды концентрациялары белгілі болса бұл ерітіндінің титрін былай табуға болады:

Керісінше, ерітіндінің титрі белгілі болса, оның молярлы не нормальды концентрациясы жеңіл табылады:

Мысалы, 250 мл ерітіндіде 24,52 г H2SO4 еріп жүр. Осы ерітіндінің Т, СМ және Сн (fэкв = 1/2) неге тең деген сұраққа былай жауап беруге болады:

Жұмысшы ерітіндінің анықтайтын зат арқылы титрі – TЖ/А, бұл анықтайтын заттың 1 мл жұмысшы ерітіндімен әрекеттесетін грамм мөлшері.

Мысалы: TH2SO4/CaO=0,004679 г/мл, 1 мл күкірт қышқылы 0,004678 г CaO-мен әрекеттеседі. Ерітіндінің эквивалентінің молярлы концентрациясы белгілі болса, оның анықтайтын зат арқылы титрін табу қиын емес:

Ерітіндінің концентрациясын анықтайтын зат арқылы титрмен белгілеудің тиімділігі – анализдің нәтижесін есептеу жеңілденеді: mА=VЖ . ТЖ/А. Мысалы, темір анықталатын ерітіндіні титрлеуге 20,00 мл ТKMnO4/Fe=0,005850 г/мл KMnO4 ерітіндісі жұмсалады. Егер 1 мл KMnO4 ерітіндісі 0,005850 г темірмен әрекеттесетін болса, онда 20,00 мл KMnO4 20,00 мл . 0,005850 г/мл грамм темірмен әрекеттеседі:

mFe = TKMnO4/ Fe . VKMnO4= 0,005850 г/мл . 20,00 мл = 0,1170 г.

Ерітіндінің проценттік концентрациясы (С %) 100 г ерітіндідегі еріген заттың грамм мөлшерімен белгіленеді. Мысалы, 3 % NaCl ерітіндісі десе, ол 100 г ерітіндіде 3 г NaCl және 97 г су барын көрсетеді.

Процентті концентрациядан молярлы не эквиваленттің молярлы концентрациясына ауысу үшін ерітіндінің тығыздығын еске алу керек. Ерітіндінің массасы (Р), оның тығыздығы (r) және көлемінің (V) арасындағы байланыс

P = V . r, немесе: V =  .

Мысалы: тығыздығы 1,14 г/мл 20,0 % күкірт қышқылының молярлы және эквивалентінің молярлы концентрацияларын табайық: fэкв (H2SO4) = 1/2. Алдымен 100 г 20,0 % ерітіндінің алатын көлемін табамыз: V=  = 87,7 мл. 20,0 % ерітіндінің 100 г не 87,7 мл мөлшерінде 20,0 г H2SO4 бар. Содан кейін бұл ерітіндінің титрін, молярлығын және эквиваленттің молярлы концентрациясын табамыз:

IV Бекіту

(Оқытушы алған білімін  бекіту ішін сұраққа жауап беру,есеп шығару және тапсымалар орындау ұсынылды.)

Сұраққа жауап беріңіздер:

1. Титриметриялық анализдің негізі, оның гравиметриялық анализден қандай айырмашылығы бар?

2. Титриметриялық анализде пайдаланылатын реакциялар қандай шарттарға жауап берулері керек?

3. Қандай заттарды “алғашқы”, “стандартты” заттар дейді, оларға қандай шарттар қойылады?

4. Фиксанал деген не?

5. Титрант, стандартты ерітінді, титрлеудің соңғы нүктесі, эквивалентті нүкте деген ұғымдардың қысқаша түсінігін беріңдер.

6. Молярлы ерітінді, эквиваленттің молярлы концентрациясы, мольэквивалент деген ұғымдардың түсінігін беріңдер.

7. Төмендегі реакциялардағы қышқыл, негіз, тұздардың мольэкиваленттері неге тең?

H2SO4 + Ba(OH)2 = BaSO4¯ + 2H2O

H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O

Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O

K2Cr2O7 + 2BaCl2 + H2O = 2BaCrO4¯ + 2HCl + 2KCl

Есептерді шығарыңдар:

Есеп 1.

25,00 мл тұз қышқылын титрлеуге 32,20 мл 0,0950 М натрий гидроксидінің ерітіндісі жұмсалады. Тұз қышқылы эквивалентінің молярлы концентрациясы неге тең?

СHCl . VHCl = СNaOH . VNaOH

Есеп 2.

1 л 0,1 М тұз қышқылының ерітіндісін дайындау үшін оның 12,10 М ерітіндісінің қандай көлемін алу керек?

 С΄HCl . V΄HCl = С΄΄HCl . V΄΄HCl мл

Есеп 3.

250 мл өлшемдік колбадағы барий гидроксидінің ерітіндісінен титрлеуге оның 20,0 мл алынды, онымен реакцияласуға 22,40 мл 0,09884 М HCl ерітіндісі жұмсалды. Барий гидроксидінің мөлшерін (m) табу керек.

Ba(OH)2 + 2HCl = BaCl2 + 2H2O, fэкв (Ba(OH)2 = 1/2

С(1/2Ba(OH)2).VBa(OH)2= СHCl.VHCl

 20,00=0,09884.22,40М

Осыдан  250,0 мл ерітіндіде: m=T. 250,0 = 0,009491 г/мл . 250,0 мл = 2,373 г Ba(OH)2 бар.

Есеп 4.

2,606 г техникалық сода 250,0 мл өлшемдік колбада ерітілген. Осы ерітіндінің 25,00 мл көлемімен әрекеттесуге 22,45 мл 0,1095 М тұз қышқылы жұмсалды (индикатор метил-оранж). Na2CO3-тің массалық үлесі неге сәйкес?

Метилоранж индикаторы қатысындағы реакцияның теңдігі:

Na2CO3 + 2HCl = H2O + CO2 + 2NaCl, fэкв.(Na2CO3) = ½ г

Есеп 5.

Техникалық бураның 0,2298 г мөлшері судың белгісіз көлемінде ерітілді. Осы ерітіндіні титрлеуге 10,60 мл 0,1000 М HCl ерітіндісі жұмсалды. Таза бураның массалық үлесін табу керек.

Na2B4O7+2HCl+5H2O=4H3BO3+2NaCl

fэкв(бура) =  ; nэ(бура) = nэ(HCl);

Тапсырмаларды орындаңдар:

Тапсырма 1. 3,0 л 0,100 М HNO₃ ерітіндісін дайындау үшін 2,000 М азот қышқылының неше миллилитрін алу керек?

Тапсырма 2. Тығыздығы 1,396 г/мл 40,00 % CaCl₂ ерітіндісінің эквивалентінің молярлы концентрациясын есептеңдер.

Тапсырма 3. Тығыздығы 1,69 г/мл 85,00 % H₃PO₄ бар ерітіндінің молярлығын есептеңдер.

Тапсырма 4. 1,5 л 0,050 М тұз қышқылының ерітіндісін дайындау үшін тығыздығы 1,098 г/мл 20,00 % ерітіндінің қандай көлемін алу керек?

Тапсырма 5. Құрамында 0,2586 г Na₂B₄O₇^.10H₂O бар ерітіндіні титрлеуге 29,75 мл тұз қышқылы жұмсалды. Тұз қышқылы эквивалентінің молярлы концентрациясын және титрін есептеңдер.

V Қорытындылау

Студенттерді қатысуына байланысты саралап топпен және жеке бағалау.Алған біліміне байланысты жеке тапсырмалар орындауына және өзіндік тапсырмалар орындауын бағалау.

VІ Үй тапсырмасы

Тақырып: «Титриметриялық анализ. Жіктелуі.»

 Ж.Шоқыбаев. «Аналитикалық химия»   284-290 беттер

Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева  «Аналитикалық химия» 215-224 беттер.

«Кеңес Одағының Батыры Мәншүк Мәметова

 атындағы Ақтөбе медициналық колледжі» МКҚК

                                                                    Бекітемін                                                                                                                                                               Директордың оқу ісі                                                                                                                                                                                                            жөніндегі орынбасары                                                                                                                                                                                                            _______А.Куздыбаева                                                                                                                                                                                                          «___» _________2018 ж

Теориялық сабағының әдістемелік нұсқамасы

Пән:  Аналитикалық химия

Тақырыбы: Қышқылдық-негіздік титрлеу.

Мамандық: Зертханалық диагностика

Курс: І

№2«Ғылыми-жаратылыстану                                                                                                                                                                                                        

                                                                                           пәндері» ЦӘК                                                                              отырысында қаралды

Хаттама № ___

                                                                                                    «___» _______2018 ж

ЦӘК төрайымы:   Ф.Сүйін

Әдістемелік нұсқаманы жұмыс бағдарламасына сәйкес  құрастырған: Н.Калжанов

Теория сабағының әдістемелік нұсқамасы

Тақырыбы: Қышқылдық-негіздік титрлеу.

Сабақтың мақсаты:  Студенттерге қышқылдық-негіздік титрлеу туралы жалпы

                                       түсінік беру.

          Білімділік - Студентерде қышқылдық-негіздік титрлеу туралы  ұғым  қалыптастыру.

          Дамытушылық – Студенттердің ой –өрістерін,ойлау қабілеттерін дамыту,пәнге

                                        қызығушылықтарын арттыру

         Тәрбиелік - Студенттерді ұқыптылыққа,тазалыққа,ізденімпаздыққа тәрбиелеу.
Сабақтың түрі: теория

Сабақтың әдісі: сұрақ-жауап,жаңа сабақ түсіндіру,тест.есеп шығару.

Сабақтың уақыты: 90 минут

Сабақты өткізу орны: 421

Пәнішілік байланыс: Титриметриялық анализ. Жіктелуі.

Пәнаралық байланыс: физика, биология және фармакология.

Сабақтың жабдықталуы: дәріс материалы, презентация, слайдтар

              Негізгі:  Ж.Шоқыбаев «Аналитикалық химия» 288-293 беттер.

              Қосымша: Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева «Аналитикалық химия» 236-249 бет.

Студент білуі тиіс:  - алынған массаның ерігіштігін, тұнбаға түсуін, жуылуын, фильтрлен-

                                     уін, қыздырылуын, өлшегіш ыдыстардың шкаласының шамасын білу.                                    

                                   - қажетті концентрациядағы ерітінділерді дайындаудың есептерін                              

                                     жасай  білу.

                                   - ерітінділерді дайындау және стандарттау.

                                  - титрді, нормальдылықты анықтау және қисық титрді анализдеу, 

                                    құрастыру және берілген концентрацияда ерітінділер дайындау-

                                    дың  есептеулерін жүргізу.

Сабақтың хронокартасы және құрылымдық-логикалық сызбасы

І.Ұйымдастыру кезеңі – 2 мин

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру – 20 мин

ІІІ. Жаңа тақырыпты түсіндіру – 35 мин

ІV. Жаңа тақырыпты бекіту –  25 мин

V. Қорытындылау – 5 мин

VІ. Үйге тапсырма – 3 мин

Сабақтың барысы

І.  Ұйымдастыру кезеңі.

1.oқу кабинетінің тазалыңына көңіл бөлу.

2.cтуденттердің сыртқы киімдеріне (колпак,халат) көңіл аудару.

3.cабақта жоқ студенттерді белгілеу, сабаққа даярлығын тексеру.

4.cабақтың  мақсаты мен жоспарымен таныстыру.

ІІ Үй тапсырмасын тексеру.

Тақырыбы: Титриметриялық анализ. Жіктелуі.

(Үй тапсырмасын сұрауда оқытушы сұрақ қою және тапсырмалар орындауды ұсынды.)  

Сұраққа жауап беріңіздер:

1. Титрлеуге қажет индикаторлар қалай таңдалады?

2. Титрлеу қисығын не үшін құрады?

3. Қышқыл-негіздік индикаторлар деген не, мысал келтіріңдер.

4. Индикатор түсі өзгеретін интервал деген не, индикаторлық көрсеткіш деген не?

5. Неге индикаторлық қателер пайда болады?

6. Тамақ өнеркәсібінде қышқыл-негіздік титрлеудің қолданылуы.

Есептерді  шығарыңдар:

1,9126г  көлемі 100мл ертіндіде ертілген.

Ертіндідегі бураның концентрациясын мына формуламен анықта?

 г/см³

1н  титр 0,019069 г/мл тең, ал 0,019069г бураның титрін есепте

1н – 0,19069г         г/см³;  Т(бура)=0,0019 г/см³

х – 0,01926г 

«Венн диаграмасы» әдісі

              Тікелей титрлеу әдісі                       Ауыстырмалы(жанама) әдісі

 

ІІІ Жаңа тақырыпты түсіндіру

Тақырыбы: Қышқылдық-негіздік титрлеу.

Жоспары:

1.    Қышқыл-негіздік титрлеу

2.    Қышқыл-негізді титрлеуде  титрлеу түрлері қолданылады.

3.    Қышқыл-негіздік индикаторлар

Қышқыл-негіздік титрлеу қышқыл мен негіздің әсерлесуіне негізделген:

НА + МОН = МА + Н₂О не Н⁺ + ОН^- = Н₂О

Титрант ретінде күшті қышқыл не күшті негіз қолданылады. Егер қышқылмен титрлесе, онда ацидиметрия деп, ал негізбен титрленсе, алкалиметрия деп аталады. Тура титрлеу әдісі арқылы қышқыл мен негіздің, не олардың құрамына кіретін элементтердің мөлшерін анықтайды.

Кері титрлеу әдісі арқылы кей тұздардың (мысалы, кальций не аммоний тұздарының) мөлшерін анықтайды. Қышқыл-негіздік титрлеу арқылы заттың 0,10% массасын анықтайды, бұл әдіс 0,50% салыстырмалы қате жібереді.

Бұл әдісте қышқыл-негізді индикаторлар қолданылады. Қышқыл-негізді титрлеуде мына титрлеу түрлері қолданылады:

1. Күшті қышқылды күшті негізбен титрлеу;

2. Әлсіз қышқылды күшті негізбен титрлеу;

3. Күшті негізді күшті қышқылмен титрлеу;

4. Әлсіз негізді күшті қышқылмен титрлеу;

5. Әлсіз қышқылды әлсіз негізбен(не керісінше)титрлеу.

Бұл әдісті қолданып, тамақтық қышқылдардың (сірке қышқылының, лимон қышқылының, сүт қышқылы және алма қышқылдарының) мөлшерін анықтауға болады.

Заттың мөлшерін анықтау үшін бюреткадағы титранттан (қышқылдың, не негіздің стандартты ерітіндісі) анықталатын затқа индикатор түрі өзгергенше тамшылатылады. Күшті қышқыл мен күшті негіз әрекеттескенде эквивалент нүктеде рН = 7, әлсіз қышқылды күшті негізмен титрлегенде эквивалент нүкте рН >7 (неге?), әлсіз негізді күшті қышқылмен титрлегенде э.н. рН<7 болады (неге?).

CH₃COOH + NaOH = CH₃COONa + H₂O

әлсіз қышқыл

CH₃COO^- + H₂O↔ CH₃COOH + ОН^- , рН>7

NH₄OH + HCl = NH₄Cl + H₂O

әлсіз негіз

NH₄⁺ + H₂O↔NH₄OH + H⁺ , рН<7

HCl + NaOH = NaCl + H₂O рН = 7

күшті күшті

қышқыл негіз

Н⁺ + ОН^- = Н₂О, рН = 7

Қышқыл-негізді титрлеу кезінде индикаторды дұрыс таңдап алу қажет, себебі олар түстерін әр түрлі рН-да өзгертеді. Ол үшін титрлеу қисығын құру керек. Титрлеу қисығын құру үшін оны 4 бөлікке бөледі:

1. Титрлеуге дейінгі;

2. Титрлеу секірісінің басталуына дейінгі;

3. Титрлеудің секірісі және эквивалент нүктесін қосып;

4. Титрлеудің секірісінен кейінгі.

1. Титрлеуге дейінгі бөлік үшін рН-ты титрленуге тиісті заттың (қышқылдың, негіздің) концентрациясы арқылы (күшті электролиттер үшін) не диссоциация константасы (әлсіз электролиттер үшін) арқылы анықтайды.

рН = - lg[H⁺] = - lgС_НА күшті қышқыл үшін

рОН = - lg[ОH^-] = - lgС_МОН күшті негіз үшін, рН=14- рОН;

әлсіз қышқыл [H⁺] = √К_НА∙С_НА

әлсіз негіз [H⁺] = К_су/√К_МОН ×С_МОН

Титрлеудің осы 5 түріндегі рН-ты есептеуді қарастырса:

I, IIІ – күшті қышқылды күшті негізбен титрлеу және күшті негізді күшті қышқылмен титрлеу (титрлеу қисықтары бір-біріне қарама-қарсы болады).

1. Титрлеуге дейінгі рН-ты: рН = - lg[H⁺] = - lgС_НА;

рОН = - lg[ОH^-] = - lgС_МОН; рН = 14- рОН формулалары арқылы анықтайды.

2. Эквивалент нүктесіне дейін рН мына формулалармен есептеледі:

[H⁺] = (V_НА-V_МОН)∙С_НА/V_НА+ V_МОН

[ОH^-] = (V_МОН-V_НА)×С_МОН /V_МОН +V_НА

3. Эквивалент нүктеде рН = 7

4. Эквивалент нүктеден кейін рН мына формулалармен есептеледі:

[H⁺] = К_су (V_НА + V_МОН)/V_МОН (артық мөлшері)×С_МОН

[ОH^-] = К_су (V_МОН + V_НА)/V_НА (артық мөлшері)×С _НА

II, IV – әлсіз қышқылды күшті негізбен (не керісінше) титрлегендегі титрлеу қисығын құру үшін рН есептеу: рН-ты есептегенде Н⁺- концентрациясын ерітіндідегі қышқылдың жалпы концентрациясына теңестіруге болмайды, себебі оның негізгі массасы иондалмаған молекула күйінде болады да тек аз бөлігі ғана Н⁺ (ОН^-) ионы күйінде жүреді. Титрлеу қисығын құру үшін 3 формула қолданылады:

1. Титрлеуге дейінгі рН-ты есептеу, яғни әлсіз қышқыл ерітіндісіндегі;

2. Титрлеу процесі кезіндегі рН есептеу, яғни ерітіндіде әлсіз қышқыл мен оның тұзы болғанда;

3. Эквивалент нүктедегі рН-ты есептеу, яғни ерітіндіде тек әлсіз қышқыл мен күшті негіздің тұзы болғанда.

V - әлсіз қышқылды әлсіз негізбен (не керісінше) титрлеу.

Сонымен:

а) әлсіз қышқылда ерітіндіде аздап диссоциацияға түсетіндіктен, оның диссоциация константасы болады – К_d. Н⁺ және An^- концентрациялары өзара тең, ал HAn концентрациясы ерітіндідегі қышқылдың жалпы концентрациясына тең, яғни C_HАn.

(9) формуласынан [H⁺] = √К_НА∙С_НА, H⁺ - концентрациясын есептеп,

рН-ты (12) формула бойынша табады:

pH = 1/2pK_HAn – 1/2lgC_HAn, мұндағы pK_HАn = - lgK_HAn.

б) тұз толық диссоциацияға түсетіндіктен,

C_An- = C_MeAn, олай болса, pH = pK_HAn – lg C_HAn/C_An- Осы формула арқылы титрлеу қисығының ортадағы нүктелерін есептейді.

в) MeAn әлсіз қышқыл мен күшті негіз тұзы гидролизге ұшырайтындықтан, эквивалент нүктедегі рН-ты, гидролиз реакциясының константасын жазып, К_су арқылы

pOH = 7 – 1/2 pK_HAn + 1/2lgC_An- есептеп, рН = 14− рОН табады,

К_гидр. = К_су/К_НАn екені белгілі. Эквивалент нүктедегі рН мәнін былай да есептеуге болады: рН = 7 + 1/2pK_HAn + 1/2lgC_An-.

Эквивалент нүктеге дейін титрлеу кезіндегі ерітінді буферлі қоспа болады, яғни қышқыл + сол қышқылдың тұзы, сондықтан титрлеу процесінде рН ақырын және біртіндеп өзгереді. Титрлеу қисығының секіріс облысының ерекше практикалық маңызы бар. Ол облыс 0,1мл титрленбеген әлсіз қышқыл қалған және 0,1мл сілті ерітіндісінің артық мөлшері құйылған аралықтағы рН мәндерін қамтиды. Сонда секіріс басталатын нүктеде

рН = 4,76 – lg0,1/99,9 = 4,76 – (−3) = 7,76 болады, pK_HAc = 4,76.

Егер 0,1н сірке қышқылын (НАс) 0,1н натрий гидроксидімен титрлесе, эквивалент нүктедегі рН = 7 + 4,76/2 + 1/2lg0,1 = 8,88 болады. Енді NaOH-тың артық мөлшері құйылғанда рН мәні ОН^- концентрациясы арқылы анықталады, яғни секіріс аяғында 0,1н сілтінің 0,1мл-де 10^-4 моль/л ОН^- болады, онда рН = 10. Келесі нүктелер де сілтінің артық мөлшерімен анықталады. Сонымен секіріс нүктесі рН 7,76-10 аралығында, сондықтан индикатор ретінде тек фенолфталеин алынады, оның рТ = 9. Сонымен, қышқыл әлсізірек болған сайын титрлеу қисығындағы рН-тың секіріс мәні де аз болады. Сол сияқты әлсіз негізді күшті қышқылмен титрлегенде де титрлеу қисығындағы секіріс мәні аз болады, бұл жағдайлар индикатор таңдауының мүмкіндігін азайтады.

V - әлсіз қышқылды әлсіз негізбен (не керісінше) титрлеу кезінде тирлеу қисығын құрғанда қышқылдық бөлігі әлсіз қышқылды күшті негізбен титрлеуге, сілтілік бөлігі титрлеу қисығының әлсіз негізді күшті қышқылмен титрлеген бөлігіне сәйкес келеді. Ал эквивалент нүктедегі рН мәні тұз гидролизінің константасы арқылы анықталады: К_гидр.= К_су/К_нег.К_қышқ.;

К_гидр.= С_нег.× С _қышқ. /С_тұз. Осы 2 формуланы пайдаланып, рН анықталады:

рН = 7 + 1/2p K_қышқ. – 1/2рК_нег.. Егер титрлеу қисығын сызса, рН секіріс мәні жоқ деуге болады, яғни индикатор таңдау өте қиын, сондықтан қышқыл-негіз титрлеу әдісінде ең болмаса бір электролит күшті болуы керек.

Титрлеу әдісінде ерітінділердің нормальды концентрациясы қолданылады.

Сонымен, титрлеу қисығына қарап мынандай қорытындылар жасауға болады:

1. Түсін тек рН = 7 де өзгертетін индикаторды ғана таңдамауға болады.

(HCl + NaOH – үшін э.н. рН = 7 де болады).

2. Тым концентрациясы жоғары, не тым концентрациясы төмен ерітінділерді титрант ретінде алуға болмайды. Концентрациясы көп болса, титрлеу әдісінің қатесі көбейеді, концентрациясы аз болса, титрлеудің секірісі аз болады, сондықтан ерітінді концентрациясы 0,1н оптимальды деп есептеледі.

Қышқыл-негіздік индикаторлар

Қышқыл-негіздік индикаторлар – әлсіз органикалық қышқылдар не негіздер. Олардың иондары мен молекулалары әр түрлі түсті болады (боялады).

Егер қышқыл индикаторды HInd деп, негіз индикаторды IndOH деп белгілесе: HInd,қызыл ↔ H⁺ + Ind^-, көк – лакмус, яғни молекуласы қызыл түске, ионы көк түске боялады.

NaOH қосса, қызыл түс→ көкке ауысады, себебі Н⁺ ионы ОН^- ионымен қосылып (NaOH молекуласынан алынған) су түзіледі де тепе-теңдік ығысады. HCl қосса, көк түс→ қызылға ауысады, НСІ-дың Н⁺ ионы Ind^- ионымен қосылып, тепе-теңдік солға ығысады, лакмустің судағы ерітіндісі күлгін түсті (қызыл + көк).

Егер индикатордың ионы да, молекуласы да боялатын болса, ондай индикаторларды екі түсті деп атайды, ал егер не молекуласы, не ионы ғана боялатын болса, ондай индикаторлар бір түсті деп аталады.

Сонымен, индикаторлардың молекуласы мен иондарының әр түсті болғандығы, олардың түсінің ерітіндінің рН-на байланысты өзгеретіндігін түсіндіреді.

Сонымен, қышқылдық индикатор үшін HInd ↔ H⁺ + Ind^-, негіздік индикатор үшін IndOH ↔ Ind⁺ + OH^- тепе-тендіктерін жазуға болады. Бұл тепе-теңдіктер үшін әрекеттесуші массалар заңын қолданса,

К_дисс. = [ H⁺][ Ind^-]/[HInd] (38), К_дисс. = [Ind⁺][OH^- ]/[IndOH^-] (39).

Қышқылдық индикаторлардың молекулалары қышқыл ортада, ал сілтілік ортада ион күйінде Ind^- жүретіндіктен [Ind^-] – сілтілік түрі (С_с.т), [HInd] – қышқылдық түрі (С_қ.т) деп белгілесе: К_дисс. =[ H⁺]∙С_с.т /С_қ.т, одан

[H⁺] = К_д∙Сқ_.т/С_с.т; рН = рК - lgС_қ.т/С_с.т; рК = - lgК – индикатор көрсеткіші.

Әр индикатор үшін рК – тұрақты шама, тек температураға байланысты ғана өзгереді. Олай болса, ерітіндінің рН-ының өзгерісі С_қ.т/С_с.т қатынасы өзгеруіне әкеледі, яғни индикатор түсі өзгереді, себебі оның молекуласы мен ионының түсі әр түрлі. Адамның көзі индикатордың түсінің өзгергенін С_қ.т мен С_с.т екеуінің концентрациялары бір-бірінен тек он есеге айырмашылығы болса ғана ажырата алады.

рН₁ = рК- lg10/1 = рК-1;

рН₂ = рК- lg1/10 = рК+1

Сонымен, индикатор түсі кез келген ерітіндінің рН-ның өзгерісіне байланысты өзгермейді, тек индикатордың өзгеру интервалында ғана түсін өзгертеді, яғни мынандай формула қолданылады рН = рК±1.

Мысалы, фенолфталеиннің К_дисс. = 10^-9, яғни рК = 9. Олай болса, оның түсі рН = 9 + 1 не рН = 9 – 1, яғни 8-10 арасында, яғни рН = 8-10 болғанда өзгереді. Практикада индикатордың көрсеткіші - рТ деген түсінік қолданылады. Ол индикатор түсі өзгеретін интервал ортасына сәйкес келеді, мысалы ол фенолфталеин үшін рТ = 9.

Неге индикаторлардың молекуласы және ионы әр түрлі түске боялады? Бұл сұраққа индикаторлардың хромофорлық теориясы жауап береді. Бұл теория бойынша органикалық қосылыстар, яғни индикаторлардың түсінің өзгеруі – олардың молекуласының құрылысына байланысты, яғни олардың молекулаларында хромофорлар деген ерекше атомдық топтар болады, солардың молекула ішінде құрылыстарын өзгертуіне байланысты индикатор түсі де өзгереді. Мысалы, метилоранж (м.о.) формуласы:

(СН₃)₂ N – N = N- SO₃^- (Ind^-) + H₂O, pH > 7 сары;

    (СН₃)₂ N⁺ = N-NH-SO₃^- (HInd ) +OH^-, pH < 7 қызыл.

Титриметриялық әдістің нәтижесінің дұрыс болуы индикаторды дұрыс таңдағанға көп байланысты. Ол үшін:

1. Индикатордың рТ-сы эквивалент нүкте болатын рН-тың мәніне жақын болуы керек;

2. Индикатордың түсі өзгеретін интервал шамасы титрлеу шегіне өте жақын болуы керек не соның мәніне кіруі керек;

3. Индикаторлардың өздері де қышқыл не негіз болғандықтан қышқыл-негіздік титрлеу кезінде оның көп мөлшерін алуға болмайды, себебі титранттың артық мөлшері жұмсалуы мүмкін, сондықтан 1-2 тамшы ғана тамызу керек және параллель жүргізілген тәжірибелерде әрқашан индикатордың бірдей мөлшерін алу керек;

4. Индикатор концентрациясы да оның түсіне әсер етеді.

Егер осы талаптар орындалмаса, анализ нәтижесінде қате кетуі мүмкін, ондай қателерді индикаторлық қате деп атайды. Оны анықтау үшін мынандай формулар қолданылады:

ΔН⁺ = 10^-рТV₂/C_нV₁×100% – титрлеудің сутектік қатесі, егер күшті қышқыл аяғына дейін титрленбесе, не әлсіз не күшті негіздерді күшті қышқылмен артық титрлесе.

ΔОН^- = 10^{-(14- рТ)} V₂ /C_н∙V₁×100% – титрлеудің гидроксильдік қатесі, егер күшті негіз аяғына дейін титрленбесе не күшті не әлсіз қышқыл күшті негізбен артық титрленсе.

Δ_НА =10^{рК – рТ}/1+10^{рК – рТ}×100% -қышқылдық қате, егер әлсіз қышқыл НА молекуласы аяғына дейін титрленбесе.

Δ_МОН = 10^{рК + рТ-14}/1+10^{рК + рТ-14}100% -сілтілік қате, егер әлсіз негіз МОН молекуласы аяғына дейін титрленбесе.

V₁ – титрлеуге алынған анализге түсетін заттың көлемі, мл;

V₂ –титрлеудің аяғындағы ерітінді көлемі, мл;

С_н – анализге түсетін заттың нормальды концентрациясы;

рК – әлсіз электролиттің диссоциация константасы;

рТ – индикатор көрсеткіші. Мысалы:

1. 0,1н құмырсқа қышқылын 0,1н NaOH титрлегенде м.о. индикаторын қолданған. Оның рТ = 4 болса, рН = 8,22 болғанда эквивалент нүкте (э.н.) орнаса, олай болса, титрлеу рН = 4-те бітеді, сондықтан титрленбеген НСООН молекуласы ерітіндіде қалады. Сонда қышқылдық қате

Δ_НА = 10^3,75-4 /1+10^3,75-4 ×100 = 64%, рК = 3,75.

2. Ал егер индикатор ретінде фенолфталеин қолданылса, рТ = 9, онда э.н. үшін рН = 8,22 болғандықтан әлсіз қышқыл аяғына дейін титрленбеді, олай болса, гидроксильдік ΔОН^- = 10^{-(14- 9)}∙20 /0,1∙10×100% қате кетеді:

ол 0,02% болады.

Тамақ өнеркәсібінде техника-химиялық тексеруге қышқыл-негіздік титрлеуді қолдану.

Көптеген тамақ өнімдерінің технологиясы биохимиялық және микробиологиялық процестерге негізделген. Ал бұл процестер ортаның қышқылдығына өте байланысты (Ферменттер мен бактериялардың жағдайлары ортаның қышқылдығына өте байланысты).

Шикізат пен дайын тағамның сапасының басты сипаттамасы – қышқылдықтың мәні. Қышқылдықтың көрсеткіші (мәні) технологиялық процестің дұрыс жүріп жатқанын көрсетеді.

Активті және жалпы (титрленетін) қышқылдық болады. Активті қышқылдықты ортаның рН-ын анықтау арқылы табады. Жалпы қышқылдық қышқыл мен қышқыл тұздардың шамасына байланысты. Шикізаттағы, дайын тамақ өнімдеріндегі (ұнда, ашытқыда, крахмалда, макарон және кондитер тағамдарында, қанда, сусындарда, сүтте, етте, т.б.) жалпы қышқылдықты қышқыл-негіздік титрлеу әдісі арқылы анықтайды.

Қышқыл-негіздік титрлеуде стандартты ерітінді ретінде тұз қышқылын және натрий не калий гидроксидтерінің ерітінділері қолданылады. Бірақ тұз қышқылының стандартты ерітіндісін жасау әдістемесі жоқ болғандықтан, оның титрін стандартты заттар арқылы анықтайды. Стандартты зат ретінде бураны (натрий тетрабораты) Na₂B₄O₇×10H₂O, сусыз натрий карбонатын Na₂CO₃, калий йодатын KIO₃ алуға болады.

Көбінесе натрий тетраборатын (бура) алады. Ол суда ерігенде, гидролизге ұшырайды:

Na₂B₄O₇ + 7H₂O ↔ 4H₃ВО₃ + 2NaОН

B₄O₇ ^2- + 7H₂O ↔ 4H₃ВО₃ + 2ОН^-

Негіздік орта пайда болады, сондықтан қышқылмен титрлеуге болады. Тетраборатты тұз қышқылымен титрлеуді мынандай теңдеу арқылы көрсетуге болады:

Na₂B₄O₇ + 2HCl + 5H₂O = 2NaCl + 4H₃ВО₃

Яғни тетрабораттың гидролизінен пайда болған 2NaОН молекуласына

2 молекула HCl керек. Реакция нәтижесінде әлсіз бор қышқылы түзіледі, сондықтан эквивалент нүктедегі рН-ты былай табуға болады:

рН = 1/2рК_қышқ. -1/2lgС_қышқ. = 9,24/2 - 1/2lg10^-1

рК_{бор қышқ.} = 9,24; рН = 9,24/2 + 0,5 = 5,12.

Олай болса, титрлеуге метилқызыл не метилоранж индикаторларын алу керек.Тетраборатты концентрациясы 0,1н болатындай етіп дайындайды.

Тетрабораттың эквивалент массасы 1/2(М_Na2B4O7) болады, себебі гидролиз нәтижесінде пайда болған 2 NaОН молекуласы 2 моль HCl-мен әрекеттеседі. Жұмысты орындау техникасы зертханалық жұмысты орындау нұсқауында беріледі.

Ерітінділерде қышқылдар мөлшерін анықтау үшін натрий не калий гидроксидтері қолданылады, бірақ олар ауадан көмір (IV) қышқыл газын жұтады, сондықтан олардың ерітінділерінде Na₂СО₃ қоспасы болатындықтан, олардың концентрациялары есептеп табылған концентрацияға сәйкес болмайды. Сондықтан натрий гидроксидінің концентрациясын стандартты заттар (қымыз қышқылы, бензой қышқылы, калий бифталаты т.б.) арқылы анықтауға болады:

2NaОН +Н₂С₂О₄ = Na₂С₂О₄ +2H₂O

Қымыз қышқылының эквивалент массасы 1/2М(Н₂С₂О₄×2H₂O), себебі екі негізді қышқыл. Қымыз қышқылының ерітіндісін СО₂-сі жоқ дистилденген суда дайындау керек, себебі фенолфталеин индикаторымен титрлегенде (ол өте СО₂-ге сезімтал және ерітіндіде тағы Н₂СО₃ қышқылы пайда болады, сондықтан NaОН-тың артық мөлшері кетеді), дұрыс мән алынбайды.

IV Бекіту

(Оқытушы алған білімін бекіту мақсатында  сұрақтар қою және тест жұмыстарын орындау ұсынады).

Сұраққа жауап беріңіздер:

1.Қандай титриметриялық әдіс қышқылдық-сілтілік әдіс деп аталады?

2.Қышқылдық-сілтілік әдіспен қандай заттарды анықтауға болады?

3.Жұмысшы ертінді түрінде қандай заттарды қолданамыз?

4.Бастарқы зат ретінде қандай заттарды қолданамыз?

5.Неге HCl ертіндісін дайындағанда сынаманы дәлме – дәл алуға болмайды?

6.Қышқылдық-сілтілік титрлеуде эквивалент нүктесін қайтып дәлелдейді?

7.Қышқылдық-сілтілік әдістегі индикаторлар қайтып сипатталады?

8.Титрлеудің көрсеткіші дегеніміз не?

9.Индикатордың өзгеріс аймағы дегеніміз не? 1

0.Титрленетін ертіндінің эквивалент нүктесінің pH қ

Тест жұмысын орындаңдар:

І нұсқа

1. Төменде келтірілген титрлеулер қатарының қайсысының эквивалент­тік нүктесі рН=7 мәніне сәйкес келеді?

A.  HNO3 + NaOH, CH3COOH + NaOH, HCl + NH3;

B.  Na2CO3 + HCl, KCN + HCl, Na2B4O7 + HCl;

C.  HNO3 + NaOH, HCl + KOH, HClO4 + NaOH;

D.  CH3COOH + KOH, HCOOH + NaOH, H2CO3 + KOH;

E.   NH3 + HCl, NH3 + HNO3, KOH + HCl.

2. Төменде келтірілген титрлеулер қатарының қайсысының эквивалент­тік нүктесі рН<7 мәндер аймағында жатады?

A.  HNO3 + NaOH, CH3COOH + NaOH, HCl + NH3;

B.  NH3 + HCl, Na2B4O7 + HCl; NaHCO3 + HCl;

C.  CH3COOH + KOH, HCl + KOH, NH3 + HNO3;

D.  HNO3 + KOH, HCl + KOH, HCOOH + NaOH;

E.   KOH + HNO3, HClO4 + NH3, CH3COOH + KOH.

3. Төменде келтірілген титрлеулер қатарының қайсысының эквивалент­тік нүктесі рН>7 мәндер аймағында жатады?

A.  NH3 + HCl, KOH + HCl, CH3COOH + NaOH;

B.  KCN + HCl, Na2B4O7 + HCl; HCOOH + NaOH;

C.  CH3COOH + NaOH, HCOOH + NaOH, H2CO3 + KOH;

D.  KOH + HCl, CH3COOH + KOH, Na2CO3 + HCl;

E.   NH3 + HCl, HNO3 + NaOH, CH3COOH + NaOH.

4. Қышқыл-негіздік титрлеу әдісінде титрлеу қисығы деп нені айтады?

A.  рН мәнінің құйылған титрант көлеміне тәуелділігін көрсететін қисық;

B.  СН+ мәнінің Ститрант мәніне тәуелділігін көрсететін қисық;

C.  Сқышқыл мәнінің Снегіз мәніне тәуелділігін көрсететін қисық;

D.  Сқышқыл мәнінің негіздің көлеміне тәуелділігін көрсететін қисық;

E.   рН мәнінің Ститрант мәніне тәуелділігін көрсететін қисық.

5. KOH-тың титрленген ерітіндісін оның дәл өлшендісінен дайындауға бола ма?

A.  болады;

B.  болмайды, себебі, КОН-ты қоспалардан тазарту мүмкін емес;

C.  болмайды, себебі КОН өте гигроскопты және ол ауадағы көмірқышқыл газымен байланысады;

D.  болады, КОН-ты жабық бюксте өлшеу арқылы;

E.   болады, қайта кристалданған КОН-ты қолдану арқылы.

6. Қышқыл-негіздік титрлеуде индикаторды қалай дұрыс таңдап алу керек?

A.  индикатордың түсі ауысу аралығының жоғарғы немесе төменгі шектері титрлеу қисығының күрт өзгеруі ішінде жатуы керек;

B.  индикатордың түсі ауысу аралығы титрлеу қисығының күрт өзгеруі шамасына тең болуы керек;

C.  индикатордың түсі ауысу аралығы титрлеу қисығының күрт өзгеруіне байланысты емес;

D.  индикатордың түсі ауысу аралығының төменгі шегі титрлеу қисығының күрт өзгеруі ішінде жатуы керек;

E.   барлық жауаптар дұрыс.

7. Қайсы жауап күшті қышқылды күшті негізбен титрлеуді дұрыс сипаттайды?

A.  эквивалентті нүктеге дейін рН келесі формула бойынша есептелінеді:

B.  pH = -lgCышыл ;

C.  титрлеу кезінде рН төмендейді және эквивалентті нүктеде минимальды мәнге ие болады;

D.  титрлеу барысында рН түзу сызықты түрде өзгереді және эквивалентті нүктеде 9-ға тең болады;

E.   титрлеу барысында рН түзу сызықты түрде артады;

8. Қайсы жауап әлсіз қышқылды күшті негізбен титрлеуді дұрыс сипаттайды?

A.  эквивалентті нүктеде рН=7;

B.  эквивалентті нүктеге дейін рН мына формула рН= -lgCқыш. бойынша есептелінеді;

C.  эквивалентті нүктеге дейін рН мына формула бойынша есептелінеді:  ;

D.  титрлеу барысында рН түзу сызықты түрде өседі;

E.   барлық жауаптар дұрыс.

9. Күшті негізбен бейтараптауда қайсы қышқылдың титрлеу қисығында рН-тың күрт өзгеруі ең үлкен шамаға ие болады?

А. CH3COOH (K=10-5); В. H3BO3 (K=6.0-10); С. HCOOH (K=10-4);

D. HCN (K=7.10-10); Е. HF (K=6,8.10-4).

10. 0,1н. Na2CO3 ерітіндісін 0,1н. НСІ ерітіндісімен 1-сатысы бойынша титрлегенде эквивалентті нүктедегі рН мәнін қайсы теңдеу бойынша есептеуге болады?

A.  pH = 7+  pK2 +  lgCтұз;

B.  pH = -7-  lgK2.Cтұз;

C.  pH = 7+  pK2 +  lgCтұз;

D.  pH = 7-  (lgK2 -lgCтұз).

E.   pH = -7+ lgK2.Cтұз;

11. Егер химиялық таза екі негізді янтарь қышқылының 0,1180 г өлшендісі еріген ерітіндіні титрлеуге 10,00 мл KOH ерітіндісі жұмсалса, оның (КОН) эквивалентінің молярлы концентрациясы (нормальдығы) қандай болғаны? (MH6C4O4= 118 г/моль).

А. 0,01; В. 0,10; С. 0,02; D. 0,20; Е.0,05.

12.Қандай жағдайда эквивалентті нүктедегі рН шамасы 7-ден кіші болады?

A.  күшті қышқылды күшті негізбен титрлегенде;

B.  әлсіз қышқылды күшті негізбен титрлегенде;

C.  әлсіз негізді күшті қышқылмен титрлегенде;

D.  күшті негізді күшті қышқылмен титрлегенде;

E.   дұрыс жауабы жоқ.

13. Метилді-қызғылт индикаторы қатысында Na2CO3 және NaOH қоспасы HCl ерітіндісімен титрленген. Бұндай жағдайда қоспа қалай титрленеді?

A.  NaOH + Na2CO3 жартысы;

B.  NaOH;

C.  NaOH + Na2CO3;

D.  Na2CO3;

E.   Na2CO3 жартысы.

14. Әлсіз қышқылды күшті негізбен титрлеу қисығының эквивалентті нүктеден кейінгі өзгерісі қандай факторға тәуелді?

A.  қышқылдың концентрациясына;

B.  негіздің концентрациясына;

C.  қышқылдың табиғатына;

D.  қышқылдың күшіне;

E.   дұрыс жауап келтірілмеген.

15. Әлсіз негізді (Kb=10-4) күшті қышқылмен рТ=5 индикатор қатысында титрлегенде титрлеу қателігі немен анықталады?

A.  индикатордың рТ шамасының бейтараптау нүктесіне сәйкес келмеуімен;

B.  индикатордың рТ мәнінің «тұзды эффект» нәтижесінде өзгеруімен;

C.  индикатордың рТ мәнінің эквивалентті нүктедегі рН мәніне сәйкес келмеуімен;

D.  индикатордың түсі ауысу аралығы мен титрлеу қисығының күрт өзгеру шамасының сәйкес келмеуімен;

E.   дұрыс жауап келтірілмеген.

Жауабы: 1.С;2.Е;3.А;4.В;5.D;6.B;7.C;8.A;9.A;10.D;11.B;12.D;13.E;14.C;15.A.

ІІ нұсқа

1. Төменде келтірілген титрлеулер қатарының қайсысының эквивалент­тік нүктесі рН=7 мәніне сәйкес келеді?

A.  HNO₃ + NaOH, CH₃COOH + NaOH, HCl + NH₃;

B.  Na₂CO₃ + HCl, KCN + HCl, Na₂B₄O₇ + HCl;

C.  HNO₃ + NaOH, HCl + KOH, HClO₄ + NaOH;

D.  CH₃COOH + KOH, HCOOH + NaOH, H₂CO₃ + KOH;

E.   NH₃ + HCl, NH₃ + HNO₃, KOH + HCl.

2. Төменде келтірілген титрлеулер қатарының қайсысының эквивалент­тік нүктесі рН<7 мәндер аймағында жатады?

A.  HNO₃ + NaOH, CH₃COOH + NaOH, HCl + NH₃;

B.  NH₃ + HCl, Na₂B₄O₇ + HCl; NaHCO₃ + HCl;

C.  CH₃COOH + KOH, HCl + KOH, NH₃ + HNO₃;

D.  HNO₃ + KOH, HCl + KOH, HCOOH + NaOH;

E.   KOH + HNO₃, HClO₄ + NH₃, CH₃COOH + KOH.

3. Төменде келтірілген титрлеулер қатарының қайсысының эквивалент­тік нүктесі рН>7 мәндер аймағында жатады?

A.  NH₃ + HCl, KOH + HCl, CH₃COOH + NaOH;

B.  KCN + HCl, Na₂B₄O₇ + HCl; HCOOH + NaOH;

C.  CH₃COOH + NaOH, HCOOH + NaOH, H₂CO₃ + KOH;

D.  KOH + HCl, CH₃COOH + KOH, Na₂CO₃ + HCl;

E.   NH₃ + HCl, HNO₃ + NaOH, CH₃COOH + NaOH.

4. Қышқыл-негіздік титрлеу әдісінде титрлеу қисығы деп нені айтады?

A.  рН мәнінің құйылған титрант көлеміне тәуелділігін көрсететін қисық;

B.  С_Н⁺ мәнінің С_{титрант} мәніне тәуелділігін көрсететін қисық;

C.  С_қышқыл мәнінің Снегіз мәніне тәуелділігін көрсететін қисық;

D.  С_қышқыл мәнінің негіздің көлеміне тәуелділігін көрсететін қисық;

E.   рН мәнінің С_{титрант} мәніне тәуелділігін көрсететін қисық.

5. Индикатордың диссоциациялану константасы мен оның түсі ауысу аралығында қандай байланыс бар?

A.      ∆рН = К  1;

B.       ∆рН = рК  1;

C.        ;

D.       ;

Е. .

6. KOH-тың титрленген ерітіндісін оның дәл өлшендісінен дайындауға бола ма?

A.  болады;

B.  болмайды, себебі, КОН-ты қоспалардан тазарту мүмкін емес;

C.  болмайды, себебі КОН өте гигроскопты және ол ауадағы көмірқышқыл газымен байланысады;

D.  болады, КОН-ты жабық бюксте өлшеу арқылы;

E.   болады, қайта кристалданған КОН-ты қолдану арқылы.

7. Қышқыл-негіздік титрлеуде индикаторды қалай дұрыс таңдап алу керек?

A.  индикатордың түсі ауысу аралығының жоғарғы немесе төменгі шектері титрлеу қисығының күрт өзгеруі ішінде жатуы керек;

B.  индикатордың түсі ауысу аралығы титрлеу қисығының күрт өзгеруі шамасына тең болуы керек;

C.  индикатордың түсі ауысу аралығы титрлеу қисығының күрт өзгеруіне байланысты емес;

D.  индикатордың түсі ауысу аралығының төменгі шегі титрлеу қисығының күрт өзгеруі ішінде жатуы керек;

E.   барлық жауаптар дұрыс.

8. Қайсы жауап күшті қышқылды күшті негізбен титрлеуді дұрыс сипаттайды?

A.  эквивалентті нүктеге дейін рН келесі формула бойынша есептелінеді:

B.  pH = -lgC_ышыл ;

C.  титрлеу кезінде рН төмендейді және эквивалентті нүктеде минимальды мәнге ие болады;

D.  титрлеу барысында рН түзу сызықты түрде өзгереді және эквивалентті нүктеде 9-ға тең болады;

E.   титрлеу барысында рН түзу сызықты түрде артады;

9. Қайсы жауап әлсіз қышқылды күшті негізбен титрлеуді дұрыс сипаттайды?

A.  эквивалентті нүктеде рН=7;

B.  эквивалентті нүктеге дейін рН мына формула рН= -lgC_қыш. бойынша есептелінеді;

C.  эквивалентті нүктеге дейін рН мына формула бойынша есептелінеді:  ;

D.  титрлеу барысында рН түзу сызықты түрде өседі;

E.   барлық жауаптар дұрыс.

10. Күшті негізбен бейтараптауда қайсы қышқылдың титрлеу қисығында рН-тың күрт өзгеруі ең үлкен шамаға ие болады?

А. CH₃COOH (K=10^-5); В. H₃BO₃ (K=6^.0^-10); С. HCOOH (K=10^-4);

D. HCN (K=7^.10^-10); Е. HF (K=6,8^.10^-4).

11. 50 мл 0,1н. NH₃ ерітіндісіне 25 мл 0,1н. НСІ ерітіндісі қосылған. Алынған ерітіндінің рН-ын қайсы теңдеумен есептеу қажет?

А.  ; В.  ;

С.  ; D.  ;

Е. pH = -lgC_HCl.

12. 50,0 мл 0,1н. сірке қышқылы ерітіндісіне 25,0 мл 0,1н. күйдіргіш натрий ерітіндісі қосылған. Алынған ерітіндінің рН-ын қайсы теңдеумен есептеуге болады?

А.  В.  ; С. pH = 7+  pK;

D. pH = -lgC_қыш.; Е. pH = -lgC_тұз.

13. 0,1н. Na₂CO₃ ерітіндісін 0,1н. НСІ ерітіндісімен 1-сатысы бойынша титрлегенде эквивалентті нүктедегі рН мәнін қайсы теңдеу бойынша есептеуге болады?

A.  B. pH = 7+  pK₂ +  lgC_тұз;

C. pH = -7-  lgK₂^.C_тұз; D. pH = 7+  pK₂ +  lgC_тұз;

E. pH = 7-  (lgK₂ -lgC_тұз).

14. Егер химиялық таза екі негізді янтарь қышқылының 0,1180 г өлшендісі еріген ерітіндіні титрлеуге 10,00 мл KOH ерітіндісі жұмсалса, оның (КОН) эквивалентінің молярлы концентрациясы (нормальдығы) қандай болғаны? (M_H6C4O4= 118 г/моль).

A. 0,01; B.0,10; C. 0,02; D. 0,20; E. 0,05.

15.Қандай жағдайда эквивалентті нүктедегі рН шамасы 7-ден кіші болады?

A.  күшті қышқылды күшті негізбен титрлегенде;

B.  әлсіз қышқылды күшті негізбен титрлегенде;

C.  әлсіз негізді күшті қышқылмен титрлегенде;

D.  күшті негізді күшті қышқылмен титрлегенде;

E.   дұрыс жауабы жоқ.

Жауабы: 1.C;2.D;3.A;4.B;5.B;6.E;7.E;8.D;9.C;10.C;11.A;12.E;13.D;14.A;15.A.

V Қорытындылау

Студенттерді қатысуына байланысты саралап топпен және жеке бағалау.Алған біліміне байланысты жеке тапсырмалар орындауына және өзіндік тапсырмалар орындауын бағалау.

VІ Үй тапсырмасы

Тақырып: «Қышқылдық-негіздік титрлеу».

Ж.Шоқыбаев «Аналитикалық химия» 288-293 беттер.

Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева  «Аналитикалық химия» 236-249 беттер.

«Кеңес Одағының Батыры Мәншүк Мәметова

 атындағы Ақтөбе медициналық колледжі» МКҚК

                                                                    Бекітемін                                                                                                                                                               Директордың оқу ісі                                                                                                                                                                                                            жөніндегі орынбасары                                                                                                                                                                                                            _______А.Куздыбаева                                                                                                                                                                                                          «___» _________2018 ж

Теориялық сабағының әдістемелік нұсқамасы

Пән:  Аналитикалық химия

Тақырыбы: Тотығу – тотықсыздану титрлеуі.

Мамандық: Зертханалық диагностика

Курс: І

№2«Ғылыми-жаратылыстану                                                                                                                                                                                                       

                                                                                           пәндері» ЦӘК                                                                              отырысында қаралды

Хаттама № ___

                                                                                                    «___» _______2018 ж

ЦӘК төрайымы:   Ф.Сүйін

Әдістемелік нұсқаманы жұмыс бағдарламасына сәйкес  құрастырған: Н.Калжанов

Теория сабағының әдістемелік нұсқамасы

Тақырыбы: Тотығу – тотықсыздану титрлеуі.

Сабақтың мақсаты:  Студенттерге тотығу – тотықсыздану титрлеуі туралы жалпы

                                      түсінік беру.

           Білімділік - Студенттерге тотығу – тотықсыздану титрлеуітуралы  ұғым  қалып-

                                 тастыру.

           Дамытушылық – Студенттердің ой –өрістерін,ойлау қабілеттерін дамыту,пәнге

                                  қызығушылықтарын арттыру

           Тәрбиелік - Студенттерді ұқыптылыққа,тазалыққа,ізденімпаздыққа тәрбиелеу.
Сабақтың түрі: теория

Сабақтың әдісі: сұрақ-жауап,жаңа сабақ түсіндіру,тест.есеп шығару.

Сабақтың уақыты: 90 минут

Сабақты өткізу орны: 421

Пәнішілік байланыс: Қышқылдық-негіздік титрлеу.

Пәнаралық байланыс: физика, биология және фармакология.

Сабақтың жабдықталуы: дәріс материалы, презентация, слайдтар

             Негізгі:  Ж.Шоқыбаев «Аналитикалық химия» 299-301 бет

             Қосымша: Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева «Аналитикалық химия» 104-108 бет

Студент білуі тиіс:  - алынған массаның ерігіштігін, тұнбаға түсуін, жуылуын, фильтрлен-

                                     уін, қыздырылуын, өлшегіш ыдыстардың шкаласының шамасын білу.                                   

                                   - қажетті концентрациядағы ерітінділерді дайындаудың есептерін                              

                                     жасай  білу.

                                   - ерітінділерді дайындау және стандарттау.

                                  - титрді, нормальдылықты анықтау және қисық титрді анализдеу, 

                                    құрастыру және берілген концентрацияда ерітінділер дайындау-

                                    дың  есептеулерін жүргізу.

Сабақтың хронокартасы және құрылымдық-логикалық сызбасы

І.Ұйымдастыру кезеңі – 2 мин

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру – 20 мин

ІІІ. Жаңа тақырыпты түсіндіру – 35 мин

ІV. Жаңа тақырыпты бекіту –  25 мин

V. Қорытындылау – 5 мин

VІ. Үйге тапсырма – 3 мин

Сабақтың барысы

І.  Ұйымдастыру кезеңі.

1.oқу кабинетінің тазалыңына көңіл бөлу.

2.cтуденттердің сыртқы киімдеріне (колпак,халат) көңіл аудару.

3.cабақта жоқ студенттерді белгілеу, сабаққа даярлығын тексеру.

4.cабақтың  мақсаты мен жоспарымен таныстыру.

ІІ Үй тапсырмасын тексеру.

Тақырыбы: Қышқылдық-негіздік титрлеу.

(Үй тапсырмасын тексеруде оқытушы студенттердің білімін тексеруде сұраққа жауап,есеп шығару және тапсырмаларды орындау ұсынады.)

Сұраққа жауап беріңдер:

1. Ерітінділердің көлемін өлшеу қателері ненің салдарынан пайда болады ?

2. Қышқылдық-негіздік титрлеуде титранттар ретінде қандай ерітінділер қолданылады ?

3. Қышқылдық-негіздік титрлеу үшін қолданылатын ерітінділердің стандартизациясы қалай орындалады ?

4. Судағы қышқылдық-негіздік титрлеудің мүмкіндіктері шектеулі. Неге ?

Есепті шығарыңдар:

Есеп 1. 0,4217 г бураны титрлеуге 17,50 мл НCl жұмсалды. Осы қышқылдың эквивалентінің молярлы концентрациясын және титрін есептеңдер.

Есеп 2. Күкірт қышқылы эквивалентінің молярлы концентрациясын анықтау үшін оның 10,00 мл – не ВаCl₂-нің артық мөлшері қосылған. Тұнбаны сүзіп, қыздырып өлшегеннен кейін оның массасы 0,2762 г болды. Осы қышқылдың С(f_э) және Т мәндерін анықтаңдар.

Есеп 3. 0,6000 г Н₂С₂О₄·2Н₂О 100,0 мл өлшем колбасында ерітілді. Осы ерітіндінің С(f_э) мәнін және Н₂С₂О₄ арқылы титрін табыңдар.

Есеп 4. Құрамында 92,00 % NaOH және 8,00 % қоспасы бар 0,5341 г сілті 100,0 мл өлшем колбасында ерітілді. Егер осы ерітіндінің 15,00 мл титрлеуге 19,50 мл тұз қышқылы кетсе, осы қышқылдың С(f_э) және Т_НCl/NaOH мәндері неге сәйкес?

Есеп 5. 15,00 мл КОН ерітіндісін титрлеуге 18,70мл НСІ кеткен (Т_НСІ=0,002864 г/мл). КОН ерітіндісі эквивалентінің молярлы концентрациясы неге тең?

Есеп 6. Егер ерітіндінің 20,00 мл аликвотын титрлеуге 14,70 мл НСІ (Т_НСІ=0,003800 г/мл) жұмсалуы қажет болса, құрамында 1,5320 г NaOH бар ерітіндіні қандай көлемге дейін сұйылту керек?

Тапсырмаларды орындаңдар:

Тапсырма 1. Титрлеудің индикаторлық қатесі деген не? Титрлеудің индикаторлық қателерінің түрлерін келтіріңіздер.

Тапсырма 2. 0,100 М НСІ ерітіндісін 0,100 М NaOH ерітіндісімен 1) метилоранж (рТ= 4); 2) метилді қызыл(рТ= 5,5); 3) фенолфталеин (рТ = 9) қатысында титрлегенде индикаторлық қателер неге тең?

Тапсырма 3. 0,010 М тұз қышқылын 0,010 М NaOH ерітіндісімен метилоранж қатысында титрлеуге бола ма?

Тапсырма 4. 0,100 М сірке қышқылын 0,100 М NaOH ерітіндісімен 1) метилоранж, 2) фенолфталеин қатысында титрлеудің индикаторлық қателерін есептеңдер.

Тапсырма 5. 0,100 М аммиактың ерітіндісін 0,100 М тұз қышқылымен 1) фенолфталеин; 2) метилоранж қатысында титрлеудің индикаторлық қателерін есептеңдер.

Тапсырма 6. 0,100 М NaOH ерітіндісін құмырсқа қышқылымен бейтарап қызыл индикаторы (рТ =7) қатысында титрлеудің индикаторлық қатесін есептеңдер.

ІІІ Жаңа тақырыпты түсіндіру

Тақырыбы: Тотығу – тотықсыздану титрлеуі.

Жоспары:

1. Тотығу – тотықсыздану титрлеуінің мәні.

2. Тотығу – тотықсыздану титрлерінің ерекшелігі

3. Тотығу – тотықсыздану титрлеуінің қасиеттері

    Тотығу-тотықсыздану титрлеу тәсілдері тотығу-тотықсыздану реакцияларына негізделген. Титрант ретінде тотықтырғыш немесе тотықсыздаңдырғыш болатын қосылыстардың ерітіндісі пайдаланылады, анықталатын қосылыс не тотықтырғыш, не тотықсыздаңдырғыш қасиет көрсетуі керек. Титрлеу барысында тотықтырғыш пен тотықсыздаңдырғыш арасындағы реакция нәтижесінде жүйенің потенциалы өзгереді, эквивалент нүктеге жақындағанда секіріс болады. Редокс индикаторларды қолданып титрлеудің соңғы нүктесін дәл анықтауға болады. Титрлеуге жұмсалған титранттың көлемін біле тұрып, анықталатын компоненттің (не тотықтырғыш, не тотықсыздаңдырғыш) мөлшерін есептеуге болады. Сонымен, редоксиметрияда тотығу-тотықсыздану реакциясы қолданылады, яғни жүйеде тотықтырғыш және тотықсыздандырғыш болады. Мысалы,

Fe³⁺ + e → Fe²⁺;

2CI^- - 2e → CI₂,

сондықтан тотықтырғыш-тотықсыздандырғыш жұбы (Ox/Red) болады, яғни Fe³⁺/Fe²⁺, CI₂/2CI^-, т.б.

    Тотығу-тотықсыздану реакциясының бағытын анықтау үшін редоксиметрияда сандық сипаттама ретінде тотығу-тотықсыздану потенциалы (Е⁰_Ox/Red) алынады.

Егер металл пластинкасын (табақшасын) оның катионы бар ерітіндіге батырса, металдың кристалдық торынан катиондар ерітіндінің жақын тұрған қабатына көшеді (тотығу процесі) не керісінше, ерітіндіден катиондардың біраз бөлігі металл пластинкасы бетіне бөлініп, зарядсызданады (тотықсыздану процесі). Осы 2 процестің қайсысы басымырақ болса, металл пластинкасында оң не теріс зарядтардың артық мөлшері пайда болады, ал металл бетіне жақын жердегі ерітінді қарама-қарсы зарядталады. Сондықтан металл-ерітінді шекарасында потенциалдар айырымы пайда болады, бірақ оның мәнін тікелей өлшеуге болмайды. Ол үшін гальваникалық элемент құру керек. Гальваникалық элемент (тотықтырғыш-тотықсыздандырғыш жұбынан тұратын) 2 жартылай элементтен құрылады. Тотықтырғыш-тотықсыздандырғыш жұбы потенциалының мәні тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш күшіне ғана байланысты емес, сонымен бірге олардың концентрациясына да байланысты. Егер концентрациялары бірдей және 1моль/л болса, t° = 25°С, р = 1 атм болса, Е°_Ox/Red деп белгілейді. Стандартты сутектік электродтың E°_2H⁺_/H2 = 0 деп алса, кез келген тотықтырғыш-тотықсыздандырғыш жұбын сутектік электродпен салыстырып E°_Ox/Red анықтайды. Ол мәндер «Анықтамада» болады. Стандартты сутектік электрод былай жасалады: шыны түтікке концентрациясы 1моль/л болатын күкірт қышқылын құйып, «борпылдаған» платинамен жабылған платина электродын батырады да, газ тәріздес сутегін үрлейді, ол платина бетінде адсорбциаланады. Сонда ол сутектен жасалған электрод сияқты болады. Мысалы, Fe³⁺ + e → Fe²⁺ реакциясы үшін E°_Fe³⁺_/Fe²⁺ анықтауға оны стандартты сутектік электродпен гальваникалық элементке біріктіреді. Бұл гальваникалық элемент жұмыс істегенінде мына реакция жүреді:

2Fe³⁺ + H₂ ↔ 2Fe²⁺ + 2H⁺, электродтық потенциал 0,77в, сонда

ЭҚК = Eº_Fe³⁺_/Fe²⁺ - E^°_2H⁺_/H2 = 0,77в, себебі E^°_2H⁺_/H2 = 0 болғандықтан,

E^º_Fe³⁺_/Fe²⁺ = 0,77в болады.

    Сонымен, тотықтырғыш-тотықсыздандырғыш жұбының стандартты потенциалы көп болған сайын, оның тотықтырғыш түрі күштірек тотықтырғыш болады, ал тотықсыздандырғыш түрі әлсіз болады, яғни стандартты потенциалдың оң мәні көп болған сайын, жұптың тотықтырғыш түрі күшті тотықтырғыш, ал теріс мәні көп болған сайын, тотықсыздандырғыш түрі күшті тотықсыздандырғыш болады. Күшті тотықтырғыштарға қышқыл ортада MnO^-₄, E° = 1,51в; Cr₂O₇^2-, E° = 1,33в жатады. Мысалы, мына реакция бағытын анықтағанда

CI₂ + 2Fe²⁺ → 2CI^- + 2Fe³⁺ стандартты потенциалдарын салыстырады: E°_CI2/2CI^- = 1,33в, E°_Fe³⁺_/Fe²⁺ = 0,77в, сондықтан СI₂ тотықтырғыш болады, реакция оңға қарай жүреді.           Тотықтырғыш-тотықсыздандырғыш жұбының потенциалы олардың концентрацияларына, температураға да байланысты, бұл байланысты Нернст теңдеуі арқылы көрсетеді:

E_Ox/Red = E°_Ox/Red + RT/nF lnC_Ox /C_Red (40), R = 8,313 Дж/моль×К; Т = 273К,

мұндағы Ғ = 96500Кл – Фарадей саны; n – электрон саны; 20°С кезінде

E_Ox/Red = E°_Ox/Red + 0,058/nlgC_Ox/Red, мысалы Fe³⁺/Fe²⁺ жұбы үшін:

E_Fe³⁺_/Fe²⁺ = 0,77 + 0,058/1lgC_Fe³⁺ /C_Fe²⁺, мына жұп үшін Br₂ /2Br^- :

E_Br2/2Br^- = 1,08 + 0,058/2lgC_Br2/C²_Br^-. Zn²⁺/Zn жұбында, Zn – суда ерімейді, оның концентрациясы тұрақты, сондықтан Е° мәніне кіреді. Олай болса, E_Zn²⁺_/Zn = - 0,76 + 0,058/2lgC_Zn²⁺. Егер реакциялар былай жүрсе:

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e → Mn²⁺ + 4H₂O.

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e → 2Cr³⁺ + 7H₂O.

E_MnO^-_4/Mn²⁺ = 1,51 +0,058/5 lg C_MnO4^-×C⁸ _H⁺ /C_Mn²⁺ .

E_Cr2O7^2-_/2Cr³⁺ = 1,33 + 0,058/6lgC_Cr2O7^2-×С_Н⁺/С²_Сr³⁺

Бұл теңдеулерден ерітінділердегі Н⁺ концентрациясы E_Ox/Red мәніне әсер ететіндігі көрінеді. Егер реакция былай жүрсе, 2Cu²⁺ + 4I^- = 2CuI↓ + I₂

E°_Cu²⁺_/Cu⁺ = 0,15в деп қарамай E°_Cu²⁺_/CuI = 0,86в деп қарау керек, сонда

E = E° + 0,058lgC_Cu²⁺×C_І^-; E°_I2/2I^- = 0,54В, онда тотықтырғыш ретінде Сu²⁺ алынады.

Тотығу-тотықсыздану реакциясы қайтымсыз болу үшін, реакцияның тепе-теңдік константасы үлкен шама болуы керек. Cонымен, редоксиметрия әдісінде жүйе потенциалы өзгереді, егер реакцияласатын заттар қатынасы 1:1 және реакция 99,99%-ке жүрсе, онда реакцияның тепе-теңдік константасы

10⁸ мәнінен кем болмауы керек. Сонда реакцияның электр қозғаушы күшінің (ЭҚК) мәні К = 10^эқк/0,059 болады, n – электрон саны

10^эқк/0,059 ≥ 10⁸, ЭҚК ∙n ≥ 8 ^. 0,059 ≥ 0,472В; n = 1 болса, ЭҚК = 0,472В,

n = 2 болса, ЭҚК = 0,236 В, т.с.с.

Fe³⁺ + Sn²⁺ ↔ Fe²⁺ + Sn⁴⁺,

бұл реакцияда Fe³⁺, Sn⁴⁺ тотықтырғыштар бола алады; Sn²⁺, Fe²⁺ – тотықсыздандырғыштар.

E°_Fe³⁺_/Fe²⁺ = 0,77в; E°_Sn⁴⁺_/Sn²⁺ = 0,15в, бұл мәндерден Fe³⁺ күшті тотықтырғыш екені көрінеді. lgK = (E¹_Ox/Red - E²_Ox/Red )× n/0,058; lgK > 0 және К > 1 болса, тура реакция; lg К<0 және К < 0 болса, кері реакция жүреді.

Қышқыл-негіздік титрлеу әдісі сияқты, редоксиметрияда да индикатор таңдау үшін титрлеу қисығын құрады.

Титрлеу қисығын Е_жүйе (В не мВ) – V_{титрант} (см³ не мл) координатасында құрады. Эквивалент нүктеге (э.н.) дейінгі, эквивалент нүктедегі және эквивалент нүктеден соң титрлеу кезінде Е_жүйе мәнін мына формулалар арқылы анықтайды:

Титрлеу варианты	Титрлеу
	э.н.-ге дейін	э.н.	э.н.-ден соң
А – титрленетін тотықсыздандырғыш В – титрант-тотық-тырғыш	Е0А+0,059/n1lg(VA-VВ)/ VB	n1Е0В+n2Е0A n1 +n2	Е0B +0,059/n2∙ lgVB / VA
А – титрленетін тотықтырғыш В – титрант-тотық-сыздандырғыш	ЕА0+0,059/n2lgVB/VВ-VА	n1Е0А+n2Е0B n1+n2	ЕA0 + 0,059/n2∙lgVA/VB

Титрлеу қисығында титрлеу секірісі болады, э.н. секіріс ішінде орналасады. Сонда индикатор былай таңдалады: индикатор түсі э.н. жанында не секіріс интервалында өзгеруі қажет. Редоксиметрияда индикаторлардың әр түрлі типі қолданылады: ерекше (специфический), қайтымсыз, тотығатын-тотықсызданатын, титрант-индикаторлар.

Мысалы, егер К≥ 10⁸; n = 6 болса, реакцияның электр қозғаушы күші:

10^эқк/0,059 ≥ 10⁸, осыдан ЭҚК ≥ 8 ^. 0,059/6, сонда ЭҚК ≥ 0,079В болады.

Титрлеу процесінде қосылған тотықсыздандырғыштың немесе тотықтырғыштың көлеміне байланысты Е_Ox/Red өзгереді. Редоксиметрияда индикатор қолданбай да анализ жүргізуге болады. Мысалы, MnO₄^- – қызыл; Mn²⁺ – түссіз; I₂ – бурыл; I^- – түссіз. Бірақ редоксиметрия көбінесе индикатор қатысында жүреді. Индикаторларды екі топқа бөледі:

1. Тотықтырғышпен не тотықсыздандырғышпен арнайы (ерекше) реакцияға түсетін индикаторлар. Мысалы,

Fe³⁺ + 3NH₄SCN → Fe(SCN)₃ – қызыл +3NH₄⁺;

I₂ + крахмал → көк түсті комплекс қосылыс.

2. Редокс-индикаторлар: дифениламин; N-фенилантранил қышқылы; ферроин.

Сонымен, тотығу-тотықсыздану титрлеуі титранттың табиғатына байланысты топтастырылады:

- перманганатометрия – титрант KMnO₄ ерітіндісі;

- йодометрия – титрант I₂ және Na₂S₂O₃ ерітінділері;

- бихроматометрия – титрант К₂Сr₂O₇ ;

- нитриметрия – титрант KNO₂;

- броматометрия – титрант KВrO₃;

- цериметрия – церий (ІV) тұздары ерітінділері, т.б.

Индикаторды тирлеу қисықтарына және әрекеттесетін қосылыстардың тотығу-тотықсыздану потенциалдарына сүйеніп таңдайды.

Сандық анализде келесі шарттарды қанағаттандыратын тотығу-тотықсыздану реакциялары пайдаланылады:

1. Қайтымсыз және жанама процестер жүрмеуі тиіс;

2. Химиялық реакцияның жылдамдығы жоғары, өнімдерінің құрамы тұрақты болуы қажет;

3. Эквивалентті нүкте анық (дәл) анықталуы қажет.

Анықтауда әр түрлі тәсілдерді қолданады (тура, кері, жанама) титрлеу.

Тотығу-тотықсыздану реакциясының ЭКҚ ³ 0,4В болғанда тура титрлеу тәсілін пайдаланады, себебі бұл жағдайда реакция қажетті жылдамдықпен және аяғына дейін жүреді.

Тура титрлеу тәсілімен мысалға йод (титрант Na₂S₂O₃ ерітіндісі), темір(II) (титрант KMnO₄ ерітіндісі), т.б. анықталады.

Кері тирлеу тәсілін баяу жүретін тотығу-тотықсыздану реакцияларында пайдаланады. Бұл жағдайда тирленетін ерітіндіге I титрант қосып, біраз уақытқа қояды (реакция толық, аяғына дейін жүру үшін). Содан соң әрекеттеспей артық қалған титрантты (I), II титрантпен титрлейді. Бұл тәсіл көбіне тотықтырғыштар немесе тотықсыздандырғыштармен баяу әрекеттесетін органикалық қосылыстарды анықтау үшін пайдаланылады, мысалы салицил қышқылын броматометриялық әдіспен анықтау (I титрант KВrO₃, II титрант − тиосульфат ерітіндісі).

Орынбасушы реагентпен тирлеу (жанама тәсіл) – анықталатын компонент орынбасушы реагенттің эквивалентті мөлшерін бөледі, қосымша реагентті концентрациясы белгілі титрантпен титрлейді. Бұл тәсіл бойынша көбіне өзі тотығу-тотықсыздану реакциясына қатыспайтын компонентті анықтайды. Мысалы, Са²⁺ (өзі тотығу-тотықсыздану реакциясына қатыспайды) оны СаС₂О₄ күйіңде тұнбаға түсіріп бөліп алып, ерітіп, ерітіндідегі Н₂С₂О₄-ті KMnO₄ ерітіндісімен титрлейді. Титрлеуге жұмсалған KMnO₄ ерітіндісінің көлемі арқылы кальцийдің мөлшерін анықтауға болады.

Тотығу-тотықсыздану титрлеу тәсілі әр түрлі факторларға байланысты: температураға (тотығу-тотықсыздану реакциясының жылдамдығы артады), рН-қа (оттекті тотықтырғыштар мен тотықсыздандырғыштарға қатысты), комплекс және тұнба түзуші реагенттерге. Осы факторларды өзгерте отырып, тотығу-тотықсыздану титрлеуімен анықталатын қосылыстардың санын арттыруға болады.

IV Бекіту 

(Оқытушы алған білімді бекіту мақсатында студенттерге сұрақ қою, тапсырма және ассоциация  береді.)

Сұраққа жауап беріңдер:

1.    Тотығу–тотықсыздану реакциясы мен алмасу реакциясының қандай айырмашылығы бар?

2.    Реакциядағы тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш ролі қандай?

3.  Неге сынап H2SO4 –де ерімейді, ал HJ-та сутегін бөліп шығарып ериді?

4.  Неге HgS HNO3 –та ерімейді, ал HNO3 пен HCl (1:3) қоспасында ериді?

5.  Тотығу – тотықсыздану потенциалы деген не, ол нені сипаттайды?

6. Келтірілген металдардың қайсысы H⁺ иондарын H₂-ге дейін тотықсыздандыра алады: Cd, Sn, Sb, Al, Ag?

7. AgJ – тің ерігіштік көбейтіндісі 1∙10^-16 , 1M HJ ерітіндісіндегі күміс электродының потенциалын есептеңіздер. Осы ерітіндіден күміс сутегін ығыстырып шығара ала ма?

8. (-) Pt / H₂ (газ) H₂SO₄ (1M) // AgNO₃ (0,1M)/ Ag(+) келтірілген гальваникалық элементтің Ag⁺/Ag жартылай элементіне CN^- ионының концентрациясы 1 моль/л болғанша KCN тұзы салынады. [Ag(CN)₂]^-комплексінің тұрақтылық константасы 1∙10⁺²⁰. Осы жағдайда тізбектегі токтың бағыты өзгере ме?

Тапсырмаларды орындаңдар:

Тапсырма 1. Төмендегі реакциялардың жартылай электронды иондық теңдіктерін жазып, коэффициенттерін қойыңдар:

Cr3+ + NaBiO3 + H + → Cr2O72- +Bi3+ + H2O

1. Co 2+ +NO2- + K+ +H+ → K3 [Co(NO2)6]↓+NO+H2O

2. MnO4-+Cr3++H2O→ MnO(OH)2↓ + Cr2O72- +H+

3. NO3-+Al+OH-+H2O→ NH3+Al(OH)4-

4. Sb2S3↓ + NO3-+H+ → HsbO3↓ +SO42- + NO2 +H2O

5. MnO4-+SO32-+ H+→ Mn2+ + SO42- + H2O

6. MnO4-+NO2-+ H+→ Mn2+ + NO3- + H2O

7. Cr2O72-+J- + H+ →Cr3++J2+H2O

8. NO3- + H2S + H+→ NO + S↓ + H2O

9. MnO4-+C2O42-+ H+→ Mn2+ + CO2 + H2O

10. J2+S2O32- → J- + S4O62-

«Ассоциация» әдісімен бекіту

 

V Қорытындылау

Студенттерді қатысуына байланысты саралап топпен және жеке бағалау.Алған біліміне байланысты жеке тапсырмалар орындауына және өзіндік тапсырмалар орындауын бағалау.

VІ Үй тапсырмасы

Тақырып: Тотығу – тотықсыздану титрлеуі.

 Ж.Шоқыбаев «Аналитикалық химия» 299-301 бет

Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева  «Аналитикалық химия» 104-108 бет

«Кеңес Одағының Батыры Мәншүк Мәметова

 атындағы Ақтөбе медициналық колледжі» МКҚК

                                                                    Бекітемін                                                                                                                                                               Директордың оқу ісі                                                                                                                                                                                                            жөніндегі орынбасары                                                                                                                                                                                                            _______А.Куздыбаева                                                                                                                                                                                                          «___» _________2018 ж

Теориялық сабағының әдістемелік нұсқамасы

Пән:  Аналитикалық химия

Тақырыбы: Қалдықты титрлеу, тұндырғыш титрлеу.

Мамандық: Зертханалық диагностика

Курс: І

№2«Ғылыми-жаратылыстану                                                                                                                                                                                                        

                                                                                           пәндері» ЦӘК                                                                              отырысында қаралды

Хаттама № ___

                                                                                                    «___» _______2018 ж

ЦӘК төрайымы:   Ф.Сүйін

Әдістемелік нұсқаманы жұмыс бағдарламасына сәйкес  құрастырған: Н.Калжанов

Теория сабағының әдістемелік нұсқамасы

Тақырыбы: Қалдықты титрлеу, тұндырғыш титрлеу.

Сабақтың мақсаты:  Студенттерге қалдықты титрлеу және тұндырғыш титрлеу

                                     туралы жалпы түсінік беру.

          Білімділік - Студентерде қалдықты титрлеу және тұндырғыш титрлеу туралы    

                               ұғым  қалыптастыру.

         Дамытушылық – Студенттердің ой –өрістерін,ойлау қабілеттерін дамыту,пәнге

                                        қызығушылықтарын арттыру

         Тәрбиелік - Студенттерді ұқыптылыққа,тазалыққа,ізденімпаздыққа тәрбиелеу.
Сабақтың түрі: теория

Сабақтың әдісі: сұрақ-жауап,жаңа сабақ түсіндіру,тест.есеп шығару.

Сабақтың уақыты: 90 минут

Сабақты өткізу орны: 421

Пәнішілік байланыс: Тотығу – тотықсыздану титрлеуі.

Пәнаралық байланыс: физика, биология және фармакология.

Сабақтың жабдықталуы: дәріс материалы, презентация, слайдтар

             Негізгі:  Ж.Шоқыбаев «Аналитикалық химия» 295 бет

             Қосымша: Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева «Аналитикалық химия» 255-259 бет.

Студент білуі тиіс:  - алынған массаның ерігіштігін, тұнбаға түсуін, жуылуын, фильтрлен-

                                     уін, қыздырылуын, өлшегіш ыдыстардың шкаласының шамасын білу.                                    

                                   - қажетті концентрациядағы ерітінділерді дайындаудың есептерін                              

                                     жасай  білу.

                                   - ерітінділерді дайындау және стандарттау.

                                  - титрді, нормальдылықты анықтау және қисық титрді анализдеу, 

                                    құрастыру және берілген концентрацияда ерітінділер дайындау-

                                    дың  есептеулерін жүргізу.

Сабақтың хронокартасы және құрылымдық-логикалық сызбасы

І.Ұйымдастыру кезеңі – 2 мин

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру – 20 мин

ІІІ. Жаңа тақырыпты түсіндіру – 35 мин

ІV. Жаңа тақырыпты бекіту –  25 мин

V. Қорытындылау – 5 мин

VІ. Үйге тапсырма – 3 мин

Сабақтың барысы

І.  Ұйымдастыру кезеңі.

1.oқу кабинетінің тазалыңына көңіл бөлу.

2.cтуденттердің сыртқы киімдеріне (колпак,халат) көңіл аудару.

3.cабақта жоқ студенттерді белгілеу, сабаққа даярлығын тексеру.

4.cабақтың  мақсаты мен жоспарымен таныстыру.

ІІ Үй тапсырмасын тексеру.

Тақырыбы: Тотығу – тотықсыздану титрлеуі.

(Үй тапсырмасын сұрауда сұраққа жауап,есеп шығару мен тесттапсырмаларын орындау ұсынылды.)

Сұрақтарға жауап беру.

1.    Тотығу-тотықсыздану титрлеу (редокс-метрия) қандай реакцияларға негізделген ?

2.    Тотығу-тотықсыздану реакцияларының көп боуына қарамастан олардың 10 шақтысы ғана пайдаланылады. Неге ?

3.    Эквиваленттік нүктені қалай анықтайды ?

4.    Индикаторлардың түстерінің өзгеруі қандай жағдайда байқалады ?

5.Титрленген ерітіндіні дұрыс сақтау тәсілі қандай?

6.Комплексонометриялық титрлеуде қай индикатор қолданылады?

7.Комплексонометриялық титрлеу арқылы қандай катиондарды анықтайды?

8.Комплексонның құрамына кіретін қай топтамада металмен донорлы – акцепторлы байланыс түзетін атом бар?

9.Аммиакаттардың бұзылуына комплекстердің ыдырауының қандай әдісі тиімді?

10.Тиосульфаттардың бұзылуына комплекстердің ыдырауының қандай әдісі тиімді?

Есептер шығару.

Есеп 1.

Тұндырғыштың мөлшері бір жарым есе артық болғанда, 0,2г кальцийді тұндыру үшін натрий карбонаты ерітіндісінің (массалық үлес – 17,7%, ρ = 1,19)қандай көлемі қажет?

Есеп 2.

Құрамында 150мг NiCl₂ бар (тұндырғыштың артық мөлшері 1,5%) ерітіндіден  Ni²⁺-ді тұндыру үшін, қанша мл 1,2%-ды  диметилглиоксим C₆H₈N₂O₂ (ρ=1) ерітіндісі қажет? Жауабы: 23,5 мл.

Тест  тапсырмалары:

І нұсқа

1.[Ag(NH3)2] + комплекс ионының бұзылуына қай затты таңдаған жөн?      

А. NaJ              ЕК AgJ = 1,0 .10-16   

В.NaBr            ЕК AgBr = 7,0 .10-13   

С. NaCl            ЕК AgCl = 1,6.10-10   

D. NaSCN        ЕКAgCl = 1,6.10-10     

Е. NaOH         ЕК AgOH = 2,0.10-8

2.0,1 М қай тұз ерітінділерінде [Cd2+] ионының концентрациясы ең жоғары?

А. [CdCl4]2-                          Ктұрақсыздық = 2,0 .10-2

В. [Cd(NH3)4]2+                 К тұрақсыздық = 2,8 .10-7 

С.Cd(CN)4] 2-            К тұрақсыздық= 7,8 .10-18

D.[CdJ4]2-                   К тұрақсыздық = 3,8 .10-6

Е. [Cd(N2H4)4]2-          К тұрақсыздық = 1,3 .10-4

3.Қай жағдайда өте сұйылтылған [Аg(NН3)2]NО3 ерітіндісіне төмендегі тұздарды қосқанда тұнба түзіледі? 

А. K2S                        ЕК (Ag2S) = 6,3.10-50

В. KСl                         ЕК(AgCl) = l,6.10-10                                   

С.KBr                         ЕК(АgВг) = 7,0.10-13

D. KBrO3                     ЕК(АgВrOз) = 5,5.10-5

Е.қандай жағдайда да тұнба түзілмейді.

4.Аммиакаттардың бұзылуына комплекстердің ыдырауының қай әдісі тиімді?

А. қыздыру 

В. араластыру

С. қышқылдандыру

D. тотығу

Е. тотықсыздану

5.Тиосульфаттардың бұзылуына комплекстердің ыдырауының қай әдісі тиімді?

А.қышқылдандыру 

В.қыздыру 

С. араластыру

D. сілтілендіру

Е. күшті электролиттерді қосу

6.Сулы ерітіндідегі комплексті тұздардың диссоциациясы қалай сипатталады?

А. Біріншілік электролиттік диссоциация кезінде комплексті тұздар күшті электролиттер сияқты көрінеді, ал комплексті иондар әлсіз диссоциацияланады.

В. біріншілік электролиттік диссоциация кезінде комплексті тұздар әлсіз электролиттер секілденеді, ал комплексті иондар күшті электролиттер секілді диссоциацияланады.

С. Комплексті тұздар әлсіз электролиттер секілді диссоциацияланады

D. Комплексті тұздар күшті электролиттер секілді диссоциацияланады 

Е. комплексті тұздар біріншілік және екіншілік диссоциация кезінде әлсіз  электролиттер секілді болады.

7. Комплексті иондарда орталық атом мен лигандтың арасында химиялық байланыстың қай түрі болмайды?

А. сутекті В. ковалентті    С. электровалентті D. донорлы-акцепторлы Е. ионды

8. Іске асыру теңдеуінің қайсысы мүмкін:

А.Ag+ → AgCl → [Ag(NH3)2] +→AgJ → [Ag(CN)2] - → Ag2S

В. Ag+ →AgCl →[Ag(NH3)2] +→AgS → [Ag(CN)2] -  →   Ag2J                       

С. Ag+ → AgCl →[Ag(CN)2] - →  AgJ→  [Ag(NH3)2] + → Ag2S

D. Ag+  →  AgJ →[Ag(CN)2] - →  AgCl →[Ag(NH3)2] +  → Ag2S

Е. Ag+ →  Ag2S →[Ag(CN)2] -→ AgCl → [Ag(NH3)2] +  → AgJ

9. Күмістің қай қоспасы аммиакта бірінші болып ериді?

А. AgCl   ЕК AgCl = 1.6.10-10

В.  AgBr  ЕК AgBr  = 7,0 .10-13

С. AgJ ЕК AgJ  = 1.0 .10-16

D.AgSCN ЕК  AgCl = 1.0.10-12

Е.Ag2S ЕКAg2S = 6.3.10-50

10. Са2+ және Мg2+ иондарын комплексонометриялық анықтау үшін қандай орта қажет?

A. сілтілік 

B. бейтарап 

C. күшті қышқылды

D. әлсіз қышқылды         

Е. Бәрі

11. Мырыш тұзы ерітіндісін K4[Fe(CN)6] ерітіндісімен титрлеуді қандай ортада жүргізеді?

A.аммиакты ерітіндіде;

B.азотқышқылды ерітіндіде;

C.3)сұйытылƒан күкірт қышқылды ерітіндіде;

D.рН>9 буферлі ерітіндіде;

E.ерітінді құрамының маңызы жоқ (әсер етпейді).

12. Мырыш тұздарын K4[Fe(CN)6] ерітіндісімен титрлеуде қандай индикатор қолданылады?

A. фенолфталеин; B. ксиленолды қызғылтC. K3[Fe(CN)6];

D. дифениламин; E. K3[Fe(CN)6] + дифениламин.

13. Мырышты K4[Fe(CN)6] ерітіндісімен титрлеуде индикатор ретінде дифениламиннің азотқышқылды ерітіндісін қолдануға бола ма?

A.  титрлеуді кез-келген қышқыл ерітіндісінде жүргізуге болады;

B.  болмайды, себебі азотқышқылды ерітінділерде ферроцианид мырыш (ІІ) иондарымен тұнба түзбейді;

C.  болмайды, себебі азотқышқылды ортада ферроцианид мырыш-иондарымен құрамы белгісіз тұнба түзеді;

D.  болмайды, себебі дифениламин нитрат-иондары әсерінен көк түске боялады;

E.   дұрыс жауап келтірілмеген.

14. Не себепті хлоридтерді анықтауда адсорбциялық индикатор флуоресцеинді қышқылдық ортада қолдануға болмайды?

A.  индикатор қышқылдық ортада ыдырайды;

B.  индикатордың адсорбциялануы оның өте үлкен артық мөлшерінде ғана өтеді;

C.  индикатор тұнбамен адсорбцияланбайды, себебі қышқылдық ортада индикатордың диссоциациялануы өте аз шамада жүреді;

D.  индикатордың тұнбамен адсорбциялануы эквивалент нүктесінен анағұрлым ерте жүреді;

E.   барлық себептердің орны бар.

15. Фольгард әдісімен хлоридтерді анықтауға қандай иондар кедергі жасамайды?

A. NO3-; B. AsO43-; C. PO43-; D. CO32-; E. J-.

6. Қандай жағдайда хлоридтерді Мор әдісімен анықтауға болмайды?

A.  нитрат-иондары қатысында;

B.  рН = 7 болғанда;

C.  рН = 12 болғанда;

D.  сульфат-иондары қатысында;

натрий иондары қатысында

Жауабы:1.A;2.B;3.D;4C;.5.E;6.E;7.A;8.A;9.C;10.D;11.A;12.B;13.B;14.C;15.E.

ІІ нұсқа

1. Тұндырып титрлеу әдісімен иондарды анықтағанда қандай шарттар сақталуы керек?

A.  тұнба іс жүзінде ерімейтін болуы керек;

B.  тұнба тез түзілуі қажет;

C.  тұнба бетінде иондардың адсорбциясын болдырмау қажет;

D.  эквивалент нүктесін анықтау үшін индикатор қажет;

E.   барлық шарттар дұрыс.

2. Мор әдісімен хлоридтерді анықтауда титрлеудің аяқталуын қандай белгілер арқылы білуге болады?

A.  қызыл-ыш түсті тұнбаның пайда болуынан;

B.  қоңыр-қызыл бояудың жоғалуымен;

C.  ақ тұнбаның түзілуімен;

D.  ақ тұнбаның еруімен;

E.   ерітіндінің қызыл түске боялуынан.

3. Хлоридтерді қышқылды ортада күміс нитратымен тура титрлеуге бола ма?

A.  болмайды, себебі эквивалент нүктесін анықтауға арналған индикатор жоқ;

B.  болмайды, себебі қышқылдық ортада тұнба қиын коагуляцияланады;

C.  болмайды, себебі күміс хлориді қышқылда біршама ериді;

D.  флуоресцеин индикаторымен титрлеуге болады;

E.   титрлеуге болады, егер титрлеудің соңғы нүктесі потенциометрлік немесе амперометрлік әдістермен анықталса.

4. Не себепті хлоридтерді анықтауда адсорбциялық индикатор флуоресцеинді қышқылдық ортада қолдануға болмайды?

A.  индикатор қышқылдық ортада ыдырайды;

B.  индикатордың адсорбциялануы оның өте үлкен артық мөлшерінде ғана өтеді;

C.  индикатор тұнбамен адсорбцияланбайды, себебі қышқылдық ортада индикатордың диссоциациялануы өте аз шамада жүреді;

D.  индикатордың тұнбамен адсорбциялануы эквивалент нүктесінен анағұрлым ерте жүреді;

E.   барлық себептердің орны бар.

5. Фольгард әдісімен хлоридтерді анықтауға қандай иондар кедергі жасамайды?

A. NO3-; B. AsO43-; C. PO43-; D. CO32-; E. J-.

6. Қандай жағдайда хлоридтерді Мор әдісімен анықтауға болмайды?

A.  нитрат-иондары қатысында;

B.  рН = 7 болғанда;

C.  рН = 12 болғанда;

D.  сульфат-иондары қатысында;

E.   натрий иондары қатысында.

7. Хлорды Мор әдісімен қандай хлоридтер ерітіндісінде анықтауға болады?

А. BіCl3; В.MnCl2; С. HgCl2; D; NH4Cl; Е.CaCl2.

8. Мор әдісімен хлорды анықтаған кездегі индикатордың ролін көрсететін дұрыс жауапты табыңыз:

A.  күміс иондарының артық мөлшері хромат ионымен қызыл-ыш т‰стҢ тұнба түзеді;

B.  хромат-ионы күміс ионымен қызыл-ыш түстес ерітінді береді;

C.  эквивалентті нүктеде күміс хлориді күміс хроматына айналады және тұнба үстіндегі ерітінді өз түсін өзгертеді;

D.  күміс хлоридінің тұнбасы хромат иондарын адсорбциялайды және өзінің түсін өзгертеді;

E.   дұрыс жауап келтірілмеген.

9. Не себепті хлоридтерді Мор әдісімен анықтағанда индикаторды қышқылдық ортада қолдануға болмайды?

A.  күміс хлоридінің тұнбасы калий хроматын адсорбциялайды;

B.  күміс хроматының тұнбасы күміс бихроматына айналады;

C.  күміс хроматының аса қаныққан ерітіндісі түзіледі;

D.  күміс хроматы қышқылда жақсы ериді;

E.   дұрыс жауап келтірілмеген.

10. Тұндырып титрлеу қисығындағы күрт ауытқу шамасы ең көп дәрежеде неге тәуелді болады?

A.  тұнбаның ерігіштік көбейтіндісі мен әрекеттесетін ерітінділер концентрациясы шамаларына;

B.  ерітінділер концентрациясына;

C.  титрлеу жылдамдығына;

D.  индикаторды таңдап алуға;

E.   ерітінді температурасына.

11. Аргентометрлік тұндыру әдісі бойынша титрлегенде қандай тұнбаның түзілуі қолданылады?

A. AgCl; B. Fe(OH)3; C.CaSO4; D. PbJ2; E. Ag2S.

12. Мор әдісімен аргентометрлік титрлеуде қандай индикатор қолданылады?

A. K2Cr2O7; B. K2CrO4; C. PbCrO4; D. Ag2CrO4; E. Ag2Cr2O7.

13. Төменде келтірілген қосылыстардың қайсысы Фольгард әдісінде индикатор ретінде қолданылады?

A. (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O; B. NH4Fe(SO4) 2.12H2O + HNO3 конц.;

C. FeSO4; D. K3[Fe(CN)6]; 5E.K4[Fe(CN)6].

14. Адсорбциялық индикаторларды қолдануда реакция өнімінің қандай түрі қолайлы деп есептелінеді?

A.  аморфты;

B.  ұсақ кристалды;

C.  ірі кристалды;

D.  аморфты-кристалды;

E.   дұрыс жауап келтірілмеген.

15. Төменде көрсетілген ерітінділердің қайсысын AgNO3 ерітіндісімен титрлегенде титрлеу қисығының күрт өзгеретін (эквивалентті) бөлігі ең үлкен болады?

A. 1 моль/л NaCl; B. 0,1 моль/ л NaBr; C. 0,1 моль/л NH4Cl;D. 0,1 моль/л KІ; E. 1 моль/л KІ.

Жауабы:1.B;2.C;3.D;4.E;5.A;6.A;7.B;8.C;9.C;10.E;11.E;12.D;13.E;14.D;15.A

ІІІ Жаңа тақырыпты түсіндіру.

Тақырыбы: Қалдықты титрлеу, тұндырғыш титрлеу.

Жоспары:

1. Қалдықты титрлеу

2. Тұндырғыш титрлеу

3. Аргентометрия

    Тұндыру әдісінде титрлеуге тұнба алу реакциялары пайдаланылады. Пайдаланылатын реакциялар титриметриялық әдістердегі реакцияларға қойылатын жалпы шарттарға жауап берулері керек, бірақ тұндыру әдісінде мұндай реакциялардың саны аз. Ол- күмістің нашар еритін қосылыстарын алу – аргентометрия:Ag⁺+Г^- AgГ¯ , Г^- – CI^-, B^- , I^- , SCN^- т.б.

Галогенидтерді анықтауға олардың нашар еритін сынапты тұздарын алу реакцияларын да пайдалануға болады: Hg₂CI₂$, Hg₂I₂ т.б. (меркурометрия). Титриметрияда Zn²⁺ иондарын K₄[Fe(CN)₆] ерітіндісімен тұнбаға түсіру K₂Zn₃[Fe(CN)₆]₂$ реакциясы да пайдаланылады. Кейде SO₄^2- иондарын анықтауға BaSO₄ тұнбасын алу реакциясын пайдалануға болады, бірақ қоса тұну нәтижесінде тұнба ластанып, анықтау қатесі ~3% шамасында болады.

Аргентометрия

    Күміс нитратының тұнбасын галогенидтер (СІ-, Вr,I),цианидтер және тиоцианаттар арқылы анықтайды. Күміс нитратының AgNO3 титрленген ерітіндісі жұмыс ерітіндісі болып табылады.Э=AgNO3 эквивалент массасы 169,87-ге тең.Күміс нитратын 0,1 н ерітіндіден дайындайды, содан соң натрий хлориді ерітіндісіннің нормальдығын белгілейді. 17 г күміс нитратын суда ерітеді және 1 л–ге дейін су қосып араластырады. Нормальдығын Мор әдісі бойынша анықтайды.0,1 н натрий хлор ерітіндісін дайындау үшін муфельді пеште тұрақты массаға дейін қыздырады. Балқығанға дейін қыздыру керек.(Тпл=80%). Балқытылған ерітіндіні таза және құрғақ фарфор(керамикалық) пластинаға құяды. Қатып қалған салмақты (жылы) кесектерге сындырады, содан соң фарфор ыдыста ұнтақтайды және қақпағы жонып тығыздалған құрғақ кішкентай шыны сауытқа аударып салады (тығынмен).

Жоғарыда айтылған әдіспен дайындалған 5,6443 гр натрий хлоридінің өлшендісін өлшейтін колбаға аударады және оған 1 л – ге дейін су қосып, араластырады. Әдеттегідей ерітіндінің нормальдығын аспамен есептейді. Титрлеуге дайындалған натрий хлориді ерітіндісінің 25 мл көлемін колбадан тамызғышпен алады.Оған 25 мл су және 1 мл 10 % калий хроматының K2CrO4 ерітіндісін қосады.

Титрлеуді «куәгердің» қатысуымен орындау қажет. «Куәгерді» дайындау үшін сондай колбадан 25 мл натрий хлоридін алады және 1 мл 10 % калий хроматы K2CrO4 ерітіндісін қосады. Бюреткадан 2 – 3 мл күміс нитратын AgNO3 қосады.Натрий хлориді ерітіндісін әлсіз түсті күміс нитраты пайда болғанша дейін титрлейді, бірақ қызыл – қоңыр түс көрінуі керек. Түсі «куәгердің» түсінен ерекшеленеді және араластырғанда түсі толық сақталады. Тура күн сәулесінен күміс хлоридінің тұнбасы ажыратылады немесе айырылады және көкшіл түске бояла бастайды,сондықтан титрлеуді жарық бөлмеде жасау керек, бірақ терезеден алшақ ұстау керек. Титрлеуді кешкі уақытта күн жарығының шуағымен жасау қажет. Титрлеудің соңғы нүктесіне дейін күміс хлоридінің AgСІ тұнбасы жапалақ түзіп коагуляцияланады, ал тұнба түбіне түсе бастайды. Күміс нитратының AgNO3 ерітіндісін адсорбцияланған СІ- ионын титрлеу үшін жақсылап араластырады.Нормальдығын әдеттегідей есептейді. Аg2CrO4 тұнбасы СІ- ионының AgСІ түріне титрленгеннен кейін пайда болады. Бұл калий хроматы K2CrO4 индикаторының негізгі іс - әрекетінің бірі болып табылады. Аg2CrO4 күміс хроматының ерігіштігі(ПР Аg2CrO4=2*10-12) күміс хлоридінен AgСІ (ПР Аgсi=2*10-10) төмен болса да, тәжірибе жүзінде AgСІ тұнбасы хлор СІ- ионының толық тұнбалануынан кейін пайда болады. Бұлай болуының себебі: K2CrO4 индикаторының титрленген ерітіндісінің концентрациясы хлорид ионынан 100 есе кем. Барлық анықтамаларды бейтарап ортада жүргізу керек, өйткені Аg2CrO4 тұнбасы қышқылда ерітілген рН титрлеудегі мөлшері 7- ден 10,5 – ке дейін.Күміс нитратын AgNO3 титрлеу кезінде калий хроматынан басқа адсорбцияланған индикаторларды: флуоресцин, дихлорфлуоресцин және тетрабромфлуо-ресцин (эозин) қолданады.Бұл индикаторлар тұнбаның коллоидті бөлшектерімен адсорб-цияланады және ерітіндінің емес тұнбаның түсін өзгертеді.

Ag+ ерітіндісінің 2 анықтамасы Мор әдісі бойынша анықталады. Бейтарап Ag+ тұзының ерітіндісін (мысалы, гальваникалық бұлау) 100 мл сыйымдылығы бар өлшейтін колбаға ауыстырады және колбаның белгісіне дейін су қосады. 20мл NaCI ерітіндісін алады, 2 мл 5 %

калий хроматын K2CrO4 қосады және артық мөлшерде NaCI 0,1 н ерітіндісін күміс нитратымен AgNO3 әлсіз түс пайда болғанша титрлейді, бірақ қызыл – қоңыр түс пайда болғанға дейін, қатты араластырғаннан кейін ол толық сақталуы қажет. 1мл 0,1 н NaCI ерітіндісі 10,79 мг күміске Ag және 16,99 мг AgNO3 тең.

   Тиоцианатометрия

     Тиоцианатометриялық әдісте (Фольгардтың әдісі) жұмыс ерітіндісі аммоний тиоцианатының NH4SCN титрленген ерітіндісі немесе калий тиоцианаты КSCN қызмет етеді. Аммоний

тиоцианатымен күміс нитратының өзара әсерлесуі кезінде суда аз еритін және күміс тиоцианатының қышқыл тұнбасы түзіледі. NH4SCN + AgNO3=Ag SCN + NH4 NO3 (?)

Бұл әдіс галогенид пен күмістің анықталуында қолданылады.AgSCN тұнбасы қышқылда ерімейді. Бұл Мор әдісі бойынша анықтау мүмкін емес күмісті құймада олардың қышқылдан ерітуінен кейін анықтауды мүмкін қылдырады. Индиктор ретінде Fe3+ ионы қолданылады, қаныққан қан – қызыл тиоцианат түс береді.

1) Титрленген ерітінді дайындау. Ерітіндіні аммоний тиоцианатынан немесе калий тиоциа-натынан дайындайды. Аммоний тиоцианатын дайындау үшін оның 7,6 – 8 гр реактивте немесе суда араластырады және 1 л суқосады. Ерітіндіні шамамен 0,1 н дайындайды, өйткені реактивте гигроскопиялық және дәл аспа ерітінді дайындауға болмайды. Ерітіндіде реактив толық тұрақты болып келеді және ұзақ сақтағанда титрі өзгермейді.Калий тиоцианатынан ерітінді дайындау үшін 9,8 г реактивте немесе суда ерітеді және 1 – ге дейін су қосады. Тиоцианат ерітіндісінің нормальдығын AgNO3 ерітіндісі бойынша құрады.

2) Тиоцианат ерітіндісінің нормальдығын құру.Тамызғышпен 25 мл 0,1 AgNO3 ерітіндісін титрлеу үшін колбаға орналастырады. 5 мл араластырылған HNO3 (1:1) қосады, 1 мл жаңа

дайындалған қаныққан (шамамен 40 % -ттік) темір – аммонийдің ерітіндісін және дайындалған ерітіндісімен аммоний тиоцианатыт немесе калий тиоцианаты ерітіндінің бірінші түсі өзгергенше титрлейді. Сонан соң абайлап қызыл түс пайда болғанша титрлейді.

Ерітіндінің нормальдығын әдеттегідей есептейді.

3) Тиоцианаметриялық хлоридтің анықтамасы.Есептелген өлшендіде хлоридті шамамен 0,1 н ерітінді алу үшін (натрий, калий, аммоний) сыйымдылығы 0,5- 1 л өлшейтін колбаға ерітеді. 25 мл дайындалған хлорид ерітіндісін тамызғышпен сыйымдылығы 250 мл титрлеуге колбаға қосады. 50 мл 0,01 н AgNO3 ерітіндісін де колбаға қосады. AgС1 тұнбасы түседі. Тұнбаның коагуляциялануы үшін 10 мл 6 н HNO3 ерітіндісін қосады, сол кезде тұнба тез арада түседі. 100 мл су, 1 мл қанық темір – аммониялық индикатор ерітіндісін қосады. Аммоний тиоцианаты немесе калийтиоцианаты ерітіндісін 0,1 н титрлейді, тұнбаға абайлап ерітіндіні араластыру керек. Титрлеудің аяқталуын қызыл түстің пайда болуынан бақылайды, 1 мин араластырғанда тұрақты түсі кетпеуі тиіс.Хлоридтің құрамын кері титрлеуге арналған формула бойынша анықтайды.0,1н ерітіндінің С1- бойынша титрі 0,003545 г/мл – ге тең.

4) Индикатордың дайындалуы.Шамамен 40%-ды темір-аммонийлы индикаторды сулы

Ерітіндісінде дайындайды. Қыртысты сүзгі арқылы ерітіндіні сүзеді және сүзіндіге тамшы-лап концентрлі HNO3 ерітіндінің ашық түсіпайда болғанша қосады.

IV Бекіту

(Студенттердің алған білімін бекіту мақсатында оқытушы сұраққа жауап беру және есептерді шығару әдісін қолданады.)

Сұраққа жауап беру:

1. Титрлеудің эквивалентті бөлімі тұнбаның ерігіштік көбейтіндісіне, температураға және ерітінділердің концентрациясына қалай байланысты?

2. Иодид – иондарын хлоридтер қатысында титрлегенде қандай адсорбциялық индикаторды пайдаланасыңдар?

3. Хлоридтерді титрлегенде неге эозинді индикатор ретінде пайдалануға болмайды? 4. Адсорбциялық индикатормен титрлегенде ерітінді pН – ның қандай маңызы бар?

Есептер шығару:

 1-есеп: 0,7000 г CaCO₃ еріген ерітіндіден Ca²⁺-ионын толық тұндыру үшін 0,25 M  

             (NH₄)₂C₂O₄ ерітіндісінің неше миллилитрі қажет?

2-есеп: Тығыздығы 0,99 г/см³ құрамында 25% NH₃ бар аммиак ерітіндісінің массасы 1 г

             ашутастағы (NH₄Fe(SO₄)₂^. 12H₂O) темірді тұнбаға түсіруге неше миллилитрі

             жұмсалады?

3-есеп:  CaCO₃ тұнбасы 300 мл сумен жуылды. Тұнба мен жуу сұйығының арасында  тепе-

              теңдік пайда болатынын еске алып, неше грамм CaCO₃ еритінін есептеңдер.

«Венн диаграммасы» әдісі

                                 Қалдықты титрлеу                         Тұндырғыш титрлеу

 

V Қорытындылау

Студенттерді қатысуына байланысты саралап топпен және жеке бағалау.Алған біліміне байланысты жеке тапсырмалар орындауына және өзіндік тапсырмалар орындауын бағалау.

VІ Үй тапсырмасы

Тақырып: Қалдықты титрлеу, тұндырғыш титрлеу.

Ж.Шоқыбаев «Аналитикалық химия» 295 бет

Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева  «Аналитикалық химия» 255-259 бет.

«Кеңес Одағының Батыры Мәншүк Мәметова

 атындағы Ақтөбе медициналық колледжі» МКҚК

                                                                    Бекітемін                                                                                                                                                               Директордың оқу ісі                                                                                                                                                                                                            жөніндегі орынбасары                                                                                                                                                                                                            _______А.Куздыбаева                                                                                                                                                                                                          «___» _________2018 ж

Теориялық сабағының әдістемелік нұсқамасы

Пән:  Аналитикалық химия

Тақырыбы: Комплексонометриялық титрлеу. ФЭК(фотоэлектро-  

                       колориметрия). Спектрофотометрия.

Мамандық: Зертханалық диагностика

Курс: І

№2«Ғылыми-жаратылыстану                                                                                                                                                                                                        

                                                                                           пәндері» ЦӘК                                                                              отырысында қаралды

Хаттама № ___

                                                                                                    «___» _______2018 ж

ЦӘК төрайымы:   Ф.Сүйін

Әдістемелік нұсқаманы жұмыс бағдарламасына сәйкес  құрастырған: Н.Калжанов                                                                                                                              

Теориялық сабағының әдістемелік нұсқамасы

Тақырыбы: Комплексонометриялық титрлеу. ФЭК(фотоэлектроколориметрия).

Спектрофотометрия.

Сабақтың мақсаты:                                                                        

       Білімділік - Студентерде комплексонометриялық титрлеу, фотоэлектроколори-

                             метрия және  спектрофотометрия туралы  ұғым  қалыптастыру.

      Дамытушылық – Студенттердің ой –өрістерін,ойлау қабілеттерін дамыту,пәнге

                                      қызығушылықтарын  арттыру

      Тәрбиелік - Студенттерді ұқыптылыққа,тазалыққа,ізденімпаздыққа тәрбиелеу.
Сабақтың түрі: теория

Сабақтың әдісі: сұрақ-жауап,жаңа сабақ түсіндіру,тест.есеп шығару.

Сабақтың уақыты: 90 минут

Сабақты өткізу орны: 421

Пәнішілік байланыс: Қалдықты титрлеу, тұндырғыш титрлеу.

Пәнаралық байланыс: физика, биология және фармакология.

Сабақтың жабдықталуы: дәріс материалы, презентация, слайдтар

              Негізгі:  Ж.Шоқыбаев «Аналитикалық химия» 296 бет.

             Қосымша: Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева «Аналитикалық химия» 260-263 бет.

Студент білуі тиіс:  - алынған массаның ерігіштігін, тұнбаға түсуін, жуылуын, фильтрлен- 

                                     уін, қыздырылуын, өлшегіш ыдыстардың шкаласының шамасын білу.             

                                   - қажетті концентрациядағы ерітінділерді дайындаудың есептерін                              

                                     жасай  білу.

                                   - ерітінділерді дайындау және стандарттау.

                                   - титрді, нормальдылықты анықтау және қисық титрді анализдеу, 

                                     құрастыру және берілген концентрацияда ерітінділер дайындау-

                                     дың  есептеулерін жүргізу.

Сабақтың хронокартасы және құрылымдық-логикалық сызбасы

І.Ұйымдастыру кезеңі – 2 мин

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру – 20 мин

ІІІ. Жаңа тақырыпты түсіндіру – 35 мин

ІV. Жаңа тақырыпты бекіту –  25 мин

V. Қорытындылау – 5 мин

VІ. Үйге тапсырма – 3 мин

Сабақтың  барысы

І.  Ұйымдастыру кезеңі.

1.oқу кабинетінің тазалыңына көңіл бөлу.

2.cтуденттердің сыртқы киімдеріне (колпак,халат) көңіл аудару.

3.cабақта жоқ студенттерді белгілеу, сабаққа даярлығын тексеру.

4.cабақтың  мақсаты мен жоспарымен таныстыру.

ІІ Үй тапсырмасын тексеру.

Тақырыбы: Қалдықты титрлеу, тұндырғыш титрлеу.

(Үй тапсырмасын тексергенде сұрақ қою және тест жұмыстарын орындау әдіс тәсілдерін қолданады.)

Сұраққа жауап беріңідер:

1. Меркуриметриялық титрлеуде титрант ретінде қандай ерітіндісі алынады?

2. NO3- анионына қандай реактив тән?

3. Комплекс түзуші реагент ретінде аминокарбон қышқылдарының туындыларын пайдалануды ұсынған кім?

4. Реакция теңдеуіндегі Н2О алдындағы коэффициент неге тең?

5. Қандай редокс-жұп ең күшті тотықсыздандырғыш қасиетімен сипатталады?

6. Реакциядағы тотықтырғыш қанша электронды қосып алады?

7. Стандартты ерітінді дайындау үшін қолданылады:

Тест жұмысы:

1. Комплекс түзуші реагент ретінде аминокарбон қышқылдарының туындыларын пайдалануды ұсынған кім?

A. Грисс; B. Шварценбарх; C. Чугаев; D. Селиванов; E. Несслер

2. Меркуриметриялық титрлеуде титрант ретінде қандай ерітіндісі алынады?

А. NH4OН; B. AgNO3; C. H2SO4; D. NaOH;   E. Нg(NO₃)₂

3) NO3- анионына қандай реактив тән?

A. Грисс реактиві B. Несслер реактиві C. Чугаев реактиві D. Селиванов реактиві

E. Фелинг реактиві

4.Br-, AsO43-, BO33-, Fe(CN)64-, NO2- көрсетілген аниондардың қайсысы қышқылданған KMnO4 ерітіндісін түссіздендіреді? 

A. AsO43-, Br-

B. Br-,Fe(CN)64-, BO33-

C. NO2-, BO33-

D. барлық аниондар

E. Br-, Fe(CN)64-, NO2-.

5.Аниондардың қайсысы тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыштардың әсеріне тұрақтырақ :

A. CH3COO-

B. CLO4 –

C. CN –

D. BrO3- 16 

E. NO2-

6) Иондардың қайсысы темірдің (IIІ)  ионымен тотығады?

A. F-

B. J-

C. Cl-

D. Br-

E. көрсетілген иондардың біреуі де тотықпайды
7.Күмістің хлориді ерітінділердің қайсысында ериді?

A.KJ

B. HCl сұйылт

C. HNO3 конц

D. NH3H2O

E. NaOH

8.Аммиакты ортада диметилглиоксим қандай ионға арнайы реагент болады:

A. Ni2+

B. Сu2+

C. Со2+

D. Zn2+

E. Сd2+

9. Белгілі бір иондармен ұқсас эффект беретін реакциялар қалай аталады?

A. арнайы

B. аналитикалық

C. селективті

D. сезімтал

E. топтық

10. Fe2+ катионы бар ерітіндісіне калийдің (IIІ)  гексацианоферратымен әсер       еткенде қандай аналитикалық эффект байқалады?

A. Fe4[Fe(CN)6]3 берлин лазурінің тұнбасы түзіледі

B. Fe3[Fe(CN)6]2 турнбуль көгілдірінің тұнбасы түзіледі

C. Fe(SCN)3 қан-қызыл түсті тұнба түзіледі 

D. ақ түсті тұнба түзіледі

E. қызыл түсті тұнба түзіледі

11. Тұнбаның ерігіштігіне комплекс түзілу реакциясы болмаған жағдайда тұндырғыштың артық мөлшері қалай әсер етеді?

A.  Ерігіштікті арттырады;

B.  Ерігіштікті төмендетеді;

C.  Ерігіштік алдымен төмендейді, содан соң артады, яғни ерігіштік қисығында минимум байқалады;

D.  Ерігіштік алдымен жоғарлайды, содан соң кемиді, яғни ерігіштік қисығында максимум байқалады;

E.   Әсер етпейді.

12. 0,01 М Сl мен 0,001 М АgNO₃ ерітінділерінің тең көлемдерін араластырғанда күміс хлориді тұнбасы түзіле ме? ЕК _АgСl = 10^-10

A.  Тұнба түзілмейді;

B.  Тұнба түзіледі;

C.  Қанықпаған ерітінді пайда болады;

D.  Аса қаныққан ерітінді пайда болады;

E.   Дұрыс жауап берілмеген.
13. Мына «тұнба ↔ ерітінді» жүйесіне тұнбаның аттас иондарын қосқанда оның тепе – теңдігі қалай ығысады?

A.  Тепе – теңдік ығыспайды;

B.  Тепе- теңдік оңға қарай ығысады;

C.  Тұнба толық ериді;

D.  Тұнба жартылай ериді;

E.   Тепе-теңдік солға қарай ығысады
14. Жалпы формуласы А₃В сәйкес тұнбаның қанық ерітіндісіндегі ерігіштігін есептеу үшін мына теңдікті пайдаланады: 
                     ₃____

A. [А] √ EK;
                           ₄

B. [S] √ EK;

                 7 
                    _{3______}

C. S= √ 2 EK;
                      _{3______}

D. [A] √ EK;

               4 
                    _{3________}

E. [В] √ EK.
15. Тұндырғыш пен тұнба арасында комплекс түзу реакциясы орын алатын болса, тұндырғыштың артық мөлшері тұнбаның ерігіштігіне қалай әсер етеді?

A.  Ерігіштікті жоғарылатады;

B.  Ерігіштікті төмендетеді;

C.  Ерігіштік алдымен төмендейді, содан соң артады, яғни ерігіштік қисығында минимум байқалады;

D.  Ерігіштік алдымен төмендейді, содан соң артады, яғни ерігіштік қисығында максимум байқалады;

E.   Ерігіштікке әсер етпейді.

Жауабы:1.A;2.C;3.D;4.B;5.B;6.E;7.E;8.A;9.C;10.E;11.A;12.B;13.E;14.E;15.D.

ІІ нұсқа

1. Жалпы формуласы А_аВ_b сәйкес нашар еритін қосылыстың ерігіштігі қандай формуламен анықталады? 
                     _a______

A. S=√ EK;
                   _b______

B. S=√ EK;
                   _а+b______

C. S=√ EK;

              а·b
D. S=√ EK;

             а+b 

E. S=√ EK.

            а+ b 
2. Егер мына тұнбалардың Аg₂СrО₄, АgSСN, СdСO₃ ерігіштік көбейтінділері сәйкесінше 1,1х10^-12; 1,1х10^-12; 2,1х10^-12 болса, олардың ерігіштіктері бірдей бола ма?

A. Аg₂СrО₄ және АgSСN ерігіштіктері бірдей;

B. Барлық тұздардың ерігіштіктері бірдей;

C. СdСO₃ және Аg₂СrО₄ ерігіштіктері бірдей;

D. СdСO₃ және АgSСN ерігіштіктері бірдей;

E. Барлық тұздардың ерігіштіктері әр түрлі. 
3. Мына қосылыстардың қайсысының ерігіштігі ерітіндінің қышқылдығына тәуелсіз?

A. СаСО₃; B. АgІ; C. ZnS;  D. Сd₃(РО₄)₂; E. (МgОН)₂СО₃.
4. АgСl тұнбасына мына тұздардың NаNO₃, Са(NO₃)₂, АІ(NO₃)₃ қайсысын қосқанда тұз эффектісі салдарынан тұнбаның ерігіштігі ең жоғары дәрежеде артады?

A. NаNO₃;  B. Са(NO₃)₂;  C. Аl(NO₃)₃  D. Барлық тұздар тұнба ерігіштігін; E. СаСО₃;
5. mА+nB↔АmВn (қат.) реакциясы бойынша түзілетін АmВn қосылысы үшін ерігіштік көбейтіндісінің теңдеуі былай жазылады :

A. ЕК=[А]^m[В]ⁿ;

              [А_mВ_n]

B. ЕК=[А]^mх[В]ⁿ;

C. ЕК=[А]^m+[В]ⁿ;

D. ЕК=m[А]хn[В];

E. ЕК=m[А]+ n[В]. 
7 . ВаСrО₄ пен SrСrO₄ тұнбаларының қайсысының судағы ерігіштігі жоғары және қанша есе? ЕК(ВаСrО₄) = 1,0 х 10^-10; ЕК(SrСrO₄) = 2,5 х 10^-5;

A. SrСrO₄ 250 000 есе; B. SrСrO₄ 500 есе; C. ВаСrO₄ 1000 есе; D. SrСrO₄ 250 есе;

E. ВаСrO₄ 500 есе.
8. Сl^-, Вr^-,Ј^- иондары бар ерітіндіге күміс нитратының ерітіндісімен әсер еткенде бұл иондар қандай ретпен тұнбаға түседі? ЕК(АgСl) = 1,8·10^-10; ЕК(АgЈ) = 8,3·10^-17; ЕК(АgВr) = 5,2·10^-13.

A. АgВr; АgЈ; АgСl.;B. АgСl; АgВr; АgЈ.;C. АgЈ; АgВr; АgСl;;D. АgВr; АgСl; АgЈ.

E. АgЈ; АgСl; АgВr.
9. ЕК^т теңдеуі қандай шамалар арқылы бейнеленеді?

A. Тұнба иондарының тепе – теңдік концентрациялары арқылы;

B. Тұнба иондарының жалпы концентрациялары арқылы;

C. Тұнба иондарының активтіктері арқылы;

D. Электростатикалық әрекеттесу тудыратын иондар концентрациясы арқылы;

E. Тұнба иондарының активтік коэффициенттері арқылы.

10. АВ₃ тұнбасы үшін ЕК шамасының өлшем бірлігі қандай?

A. Моль/л;  B. Өлшемсіз мән;  C. Г/л;   D. (Моль/л)⁴;  E. %. 
11. Тотығу – тотықсыздану потенциалы дегеніміз не? Дұрыс анықтаманы белгілеңіз.

A. Өз тұзының ерітіндісіне батырылған металл электродының потенциалы;

B. Тотықсыздандырылған күйдегі заттың ерітіндісіндегі бейтарап электродтың потенциалы;

C. Қосылыстың тотыққан және тотықсызданған түрлері бар ерітіндісіне батырылған бейтарап электродтың потенциалы:

D. Заттың тотыққан түрі бар ерітіндісіндегі металл электродының потенциалы;

E. Заттың тотықсызданған және тотыққан түрлерінің эквивалентті қоспасындағы сутек электродының потенциалы.
12. Мына тотықсыздандырғыштың қайсысының тотыққан түрі ең күшті тотықтырғыш болады?

A. Н₂SO₃ E⁰ (SO₄^2-/SO₃^2-) = +0,17В;

B. Sn²⁺ E⁰ (Sn⁴⁺/Sn²⁺) = 0,15В;

C. H₂O₂ E⁰ (O₂/H₂O₂) = +0,69В;

D. Сr³⁺ Е⁰ (Сr³⁺/Сr²⁺) =-0,41В;

E. Na₂S₂О₃ Е⁰ (S₄O₆^2-/2S₂O₃^2-) =+0,09.
13. Тотығу – тотықсыздану реакциясының жүру деңгейін қайсы мән сипаттайды?

A. Тепе – теңдік тотығу – тотықсыздану потенциалы;

B. Стандартты тотығу – тотықсыздану потенциалы;

C. Тотығу – тотықсыздану реакциясының тепе – теңдік константасы;

D. Тотығу – тотықсыздану реакциясының жылдамдық константасы;

E. Реальды тотығу – тотықсыздану потенциалы.
14. Тотығу – тотықсыздану реакциясының тепе – теңдік константасының сандық мәнінің үлкен болуы нені көрсетеді?

A. Тепе – теңдік оңға қарай ығысқан және реакция іс жүзінде аяғына дейін жүреді;

B. Тепе – теңдік солға қарай ығысқан және реакция іс жүзінде аяғына дейін жүреді;

C. Реакция өте тез жүреді;

D. Реакция өте баяу жүреді;

E. Реакция жүрмейді.
15. Н₂О₂ қышқыл ортада қандай (тотықтырғыш, тотықсыздандырғыш қасиет көрсетеді?

A. Тек тотықсыздандырғыш болады;

B. Тек тотықтырғыш болады;

C. Тотықтырғыш та, тотықсыздандырғыш та қасиет көрсетеді;

D. Тотықтырғыш – тотықсыздандырғыш қасиет көрсетпейді;

E. Дұрыс жауап берілмеген
Жауабы:1.B;2.D;3.A;4.B;5.C;6.D;7.E;8.A;9.C;10.B;11.D;12.A;13.C;14.E;15.A.

ІІІ Жаңа тақырыпты түсіндіру.

Тақырыбы: Комплексонометриялық титрлеу. ФЭК(фотоэлектроколориметрия).

                      Спектрофотометрия.

Жоспары:

1.     Комплексонометриялық титрлеу.

2.     Спектрофотометрия.

3.     ФЭК(фотоэлектроколориметрия).  

Комплексонометриялық титрлеу тәсілі анықталатын қосылыстың титрантпен комплекс түзу реакциясына негізделген, реакция жоғары жылдамдықпен, стехиометриялық және санды жүруі тиісті. Көптеген металл иондары әр түрі комплекс түзуші реагенттермен (лигандалармен) аз диссоциацияланатын комплекстер түзеді. Комплексонометриялық титрлеу арқылы металдар иондарын анықтайды, сонымен бірге анализ кезінде анықтауға кедергі келтіретін компоненттерді комплекс қосылыстарға айналдырып, ортадан шығарады. Көбірек таралғаны меркуриметриялық және комплексонометриялық титрлеу. Меркуриметриялық титрлеуде титрант ретінде Нg(NO₃)₂ ерітіндісі алынады, ол галогенид-иондарымен [HgHaI₄]^2- берік комплекс ионын түзеді. Стандартты заттар ретінде КСI, NaCI ерітінділері алынады, ал индикатор дифенилкарбазон, ол титранттың артық мөлшерімен көк түсті комплекс [HgDфк] түзіледі.

1944 ж. Шварценбах комплекс түзуші реагент ретінде аминокарбон қышқылдарының туындыларын пайдалануды ұсынған. Оларды комплексондар деп атайды. Комплексондарды титрант ретінде пайдалану анықталатын қосылыстардың санын көбейтті және іс жүзінде кеңінен қолданылады. Бұл тәсіл пайдаланылатын титранттарға байланысты комплексонометрия деп аталады. Комплексонометрия тәсілінде ең жиі пайдаланылатын титрант комплексон III, немесе трилон Б, немесе ЭДТА-этилендиаминтетра сірке қышқылының екі натрийлі тұзы. Ол көптеген металл-иондарымен тұрақтылығы жоғары комплекстер түзеді. ЭДТА молекуласында азот атомдары және карбоксил топтарындағы оттегі атомы донор болады, сонда екі не одан көп донор болатын топтары бар органикалық реагенттерді хелат түзуші реагент деп, ал комплекс қосылыс-хелат деп аталады. ЭДТА молекуласында алты донорлық атомдар бар, молекуласын Н₄Y деп белгілейді, яғни төрт негізді қышқыл. Комплекстердің тұрақтылығы ерітіндінің рН-ына тәуелді, соңдықтан титрлеуде бұл факторды еске алған жөн. Титрлеудің соңғы нүктесін анықтау үшін металлохромды индикаторлар қолданылады, олар анықталатын металл-иондарымен комплексонға қарағанда тұрақтылығы төмен комплекстер түзеді, сонымен қатар комплекстердің түсі индикатордың өз түсіне қарағанда өзгеше болуы тиісті.

Комплексонометриялық тәсіл өте сезімтал, дәл және тез орындалады, іріктеу қасиеті де жоғары, сондықтан химиялық анализде кеңінен пайдаланылады. Оны құймаларды, кендерді, тағам өнімдерін зерттеуге қолданады. Оның бір ерекше қасиеті – ерітіндінің рН-ын өзгерте отырып, бір ерітіндіден бірнеше катионды анықтауға мүмкіндік беретіндігі. Осы қасиеті Са²⁺ мен Мg²⁺ иондарын олардың қоспасынан комплексонометриялық тәсілмен анықтауға мүмкіндік береді.

Стандарт ерітінді ретінде МgSO₄^.7H₂O, мырыш тұздары алынады. Металл-иондарының ЭДТА-мен комплекс түзілуінің реакциясының терең жүруі тепе-теңдік константасы мәнімен анықталатындығы белгілі, ол К_т ≥ 10⁸ болуы керек. ЭДТА-мен Са²⁺-иондарының реакцияға түсу теңдеуі:

Са²⁺ + Н₄Y ↔ СаY^2- + 4Н⁺, сонда тұрақтылық константасы:

К = [CaY^2- ]/[Ca²⁺] ^. [Y^4-] (41)

Комплексонометриялық титрлеу процесін анализдеу үшін мына координаталарда рМ − V_Y титрлеу қисығын тұрғызады, яғни ординатаға

рМ = −lg [Mⁿ⁺] мәнін, ([Mⁿ⁺] – титрленетін катионның концентрациясы), абсциссаға титрлеуге кеткен комплексон көлемін қояды.

Мысалы, Са²⁺ иондарын титрлегенде титрлеу қисығын рСа – V_ЭДТА, мл

координаталарында салады. рМ мәнін мына формулалармен есептейді:

Титрлеу
э.н.-ге дейін	э.н.-де	э.н.-ден соң
алғ. рМ = - lg[Cмn+ (1-Р)]	алғ. рМ = lg √Cмn+ /К	алғ. алғ. рМ = -lg (Cмn+/[КСY (Р-1)]

Комплексонометриялық титрлеуде эквивалент нүктені (э.н.) анықтау үшін металлохромды индикаторлар қолданылады. Ол индикаторларды титрлеу көрсеткіші рТ не рМ_Ind сипаттайды.

рТ = рК_[MInd] = pM_Ind, ауысу интервалы рМ_Ind = lgK _[MInd] ұ1. Индикаторды таңдағанда рМ_Ind мәні титрлеу секірісі арасында болуы қажет. Ең көп қолданылатын металл индикаторға эриохром қара T жатады, оның молекуласында диссоциацияға түсетін үш протон (сутегі ионы) бар, сондықтан формуласын Н₃Ind деп жазады.

Мысалы, Мg²⁺ анықтағанда индикатор Мg²⁺-ионымен MgInd^- қызыл түсті комлекс түзеді (индикатор түсі көкшіл). ЭДТА-мен титрлеген кезде ол MgІnd^- қосылысынан индикаторды ығыстырып түссіз МgY^2- комплексін түзеді:

MgІnd^- + Н₂Y^2- → MgY^2- + НІnd^2- + Н⁺

^{қызыл түссіз түссіз көк}

Сонда МgY^2- комплексі MgІnd^- комплексіне қарағанда берігірек болуы керек, олай болмаса ЭДТА индикаторды ығыстыра алмайды. Сонымен бірге металл индикатор комплексінің тұрақтылығы да жоғары болуы керек, олай болмағанда ол комплекс титрлеу басында бұзылып, түстің өзгеруі анық болмайды.

Сонымен, металдың титрантпен комплексінің беріктігі металдың индикатормен комплексінің беріктігінен 10-100 рет артық болуы қажет.

Са²⁺ және Мg²⁺ иондарының ЭДТА-мен комплекстерінің тұрақтылық константаларының мәні жақын, сондықтан оларды бірге титрлеп, судың жалпы кермектігін анықтайды. Судың кермектігін ppmСаСО₃ бірлігімен анықтайды, сонда кальций мен магнийдің қосынды мөлшерінің мәні анықталады. Егер магний болмаса, кальцийді ЭДТА-мен титрлегенде эриохром қара T индикаторын қолданбаған жөн, себебі СаInd^- комплексі тұрақсыз, түстің ауысуы жақсы көрінбейді. Егер Мg²⁺, Са²⁺ иондары ерітіндіде бірге жүрсе, алдымен Са²⁺ титрленеді, себебі оның ЭДТА-мен комплексі берігірек. Са²⁺ мен Мg²⁺ ЭДТА-мен титрлегенде NH₄CI+NH₄OH ерітінділерінен жасалған буфер ерітіндісі арқылы рН~ 10,0 жасау керек.

     Химиялық анализде комплекс түзілу тек титрлеу әдісінде ғана қолданылмайды, сонымен бірге экстракцияда, спектрофотометрияда, гравиметрияда (никельді диметилглиоксиммен тұнбаға түсіріп) қолданылады.

    Комплекс қосылыстар көптеген химиялық және биохимиялық процестерде маңызды роль атқарады. Мысалы, гем молекулаларында (қан құрамына кіретін заттар) темір(II) иондары азот атомдарымен байланысып комплекс түзіп, берік ұсталып тұрады. Сонымен бірге осы темір(II) иондары молекулалық оттегіні оңай байланыстырып алып өкпеден бастап бүкіл ағзада тасымалдайды да, содан соң оңай өзінен бөледі, себебі темір(II) иондары азот атомдарымен берігірек байланысқан.

Комплексонометриялық тәсілмен аниондарды да анықтауға болады, ол үшін оларды бір катионмен тұнбаға түсіріп алу қажет, сосын катионның артық мөлшерін комплексон ерітіндісімен титрлейді.

    Спектрофотометрлік титрлеу. Ерітіндінің оптикалық тығыздылығының өзгеруіне байланысты титрлеудің соңғы нүктесі анықталатын титриметрлік талдау әдістерінің топтары спектрофотометрлік титрлеу деп аталады. Бұл әдісте заттың бар-жоғын ерітіндінің зерттелетін құрамдас бөлігінің оптикалық тығыздығы бойынша емес, жұмсалған реактив мөлшері бойынша анықтайды. Бұл жерде титрлеудің барлық негізгі реакциялары пайдаланылады: кешенді түзіліс, тотығу-тотықсыздану, қышқылдық-негіздік, шөгу.

Фотометрлік титрлеудің әр түрлі жағдайлары мынадай:титрлеу нәтижесінде боялған косы-лыс түзіледі;индикатор түсі біртіндеп өзгереді;күшті, әлсіз боялған және лайланған ерітін-ділерді титрлегенде;әсірекүлгін немесе ИҚ-аймаққа жақын арадағы сәуле шығаруды сіңіре-тін   қосылыстарды титрлегенде;өте сұйытылған ерітінділерді (с<10−5М) титрлегенде.

    Фотометрияның титрлеу әдісінің артықшылығы оны автоматтандырудың оңайлығы. Фотометрлік титрлеу әдістемесі ішкі түсті индикаторларды қолдану арқылы да және оларсыз да жұмыс жүргізіледі. Талдаудың бірінші вариантында эквиваленттік нүктені көріп бақылауға арналған тұжырымды барлық заңдар фотометрлік титрлеуде де қолданылады. Белгілі толқын ұзындығында ерітіндінің оптикалық тығыздығы титрлеуді бастағанда іс жүзінде өзгермейді. Индикаторсыз талдау жасағанда титрленетін ерітінділерге немесе реакция өнімдеріне тән сіңіру жолағы болуы керек. Титрлеу нәтижелері негізінде график сызылады, ондағы ордината өсіне оптикалық тығыздық, абсцисса өсіне титрлеуге кеткен ерітіндінің күрделілікті талап етеді. Шешімі төмен жоғары дәлдіктегі ордината шкаласы және ішінде кіші - ЭЕМ бар сапалы талдауға арналған арзан ИҚ-колориметрлер болады. Кең ауқымды күрделі жұмыстарды орындауда интерференциялық аспапты қолдану талап етіледі. Мысалы, заттар қоспасының көп санды құрамдас бөлігі керек болды дейік, осындай себептерді шешуге ИҚ-Фурье спектрі қажет-ақ (кең аралықтағы айыруы жоғары спектр); тез арада беттестіру спектрлі жазуға өте ұзақ уақыт қажет ететін аса әлсіз сигналдарды тіркеу (мысалы, күшті және әлсіз сіңіретін Үлгілер). Фурье-спектрометрдің өнімділігі көп үлгілер санын талдағанда артады. Дайындықтың әр түрлі әдістерін талап ететін түрліше Үлгілердің спектрін жай тіркегенде интерферометр айтарлықтай ерекшелікке ие болмайды. Спектрдің шектелген аймағында ескіше талдау жасағанда, интерферометрлік ешқандай ерекшелік танытпайды, мұндайда дисперсиялайтын спектрофотометрлер ұтымды.

     Зат үлгісін спектрлік приборға енгізудің әр түрлі тәсілдері бар. Үлгіні, мысалы, ИҚ-спектрометрге қоюдың тәсілін таңдау белгіленген мақсатпен анықталады. Атап айтқанда, сапалық және сандық талдау үшін молекула құрылысын анықтау, заттың сұйытылған ерітінділерінің спектрлерін алуға өте ыңғайлы, мұндайда сіңіру жолағының ең жоғарғы мәніне, интенсивтігіне және контурына молекулааралық әрекет әсерлерді есептемеуге талап қойылады. Ол үшін спектрлерінде сіңіру жолақтары аз, мысалы, төрт хлорлы метан, күкіртті көміртегі сияқты еріткіштерін қолданған орынды, ал сұйық заттардың жұқа қабаттарын тұзды терезелер түрінде, мысалы калий бромиді, не цезий йодиді сияқты мөлдір де қатты тұздар аралығында орналасқан сұйықтық жіңішке түтікше қабаты талданады.

    Зат бөлшектерімен түскен сәуле шығаруды шағылыстыруға және шашыратуға кеткен шығынды жою үшін қатты ұнтақ тәріздес үлгілер әдетте, тұзды терезелер аралығында вазелин майындағы суспензия немесе калий бромидінің сығымдалған түрінде зерттеледі. Сұйықтық күйдегі құрамның сапалық және сандық ИҚ-талдауының ерекше жағдайында, әсіресе, судағы ерітінділердің, мысалы, биологиялық заттардың аздаған мөлшері, пластмасса, қатты денелер, ұнтақтар, аса жұқа қабыршақтар (0,6-2 нм), әр түрлі негіздегі беттік түзілістерді және толық ішкі шағылу әдісін пайдаланады.

    Бұл әдіс бойынша, екі ортаның бөліну шекарасына сәуле шығару үлкен бұрыш жасай түскенде, жарық шоғы екінші оптикалық тығыздығы аздау ортаға өтеді. Егер орта мөлдір болса (оптикалық тығыздық А = 0), онда ішкі шағылу болады (R=100%). Ал сіңірілу болғанда (А ≠ 0), түсетін сәуле шығарудың сіңіретін ортамен әрекеттесуінен интенсивтігі әлсірейді (R < 100%). Мұндай әлсіреу екінші ортаның (үлгі) ену тереңдігіне және сіңіруіне байланысты. Егер зерттелетін Үлгіні шағылдыратын беттерге аса жабыстыра қысса (оның міндетін зонд-призма немесе талий, германий және т. б. бромиді әзірлеген КRS=5 элементі атқарады), онда зерттелетін зат Үлгісінде әрбір шағылудан кейін жарық шоғы шамалы қашықтықты басып өтеді (10−4 – 10−3 см) және зондтың шығатын жерінде Үлгінің сіңіру спектрі жөнінде мәлімет алынады. Шағылан сәуле шығару Үлгінің өткізу спектріне ұқсас сіңіру спектрін береді.

    Шындығында, бұл әдіс бірнеше параметрлерге, оның ішінде призма мен үлгінің сыну көрсеткішіне, сәуленің түсу бұрышына және Үлгінің ауданына, шағылу санына, толқын ұзындығына және сәуле шығарудың полярлануына тәуелді. Фурье-спектрлерімен аналитикалық мәселелерді шешуде аталмыш әдістің болашағы өте зор. Бұл әдіспен әдеттегі қатты және сұйық күйде "қолайсыз" объектілер талданады, (мысалы, тағамдық өнімдер, резина шайырлар. ИҚ-аймақта мөлдір емес металл мен пластмасса сияқтылар).

   Электромагниттік сәуле шығарудың оптикалық диапозонында газдар және газ қоспасының абсорбциялық талдауы. нақты есепке байланысты таңдап алынған спектрлік аспап негізіндегі терезелері сәйкес оптикалық материалдардан жасалған газ астаушалары арқылы орындалады. Астаушада соқтығысу салдарынан пайда болған қысымның жолақтың кеңеюіне тигізер әсерін азайту үшін, инертті газдардың біреуімен. оны көбінесе құрғақ азотпен қалыпты қысымға жеткізеді. Әдетте, бұл заттың немесе зат қоспасының оте аз, іздік мөлшеріне сезгіштікті арттырады және сандық талдау жасауға мүмкіндік береді.

   Абсорбциялық спектроскопия әдістерімен ауаның ластануын зерттегенде және бірқатар ғылыми-зерттеу есептері мен мәселелерін шешкенде, оптикалық жолының ұзындығы жүз метрге дейін және одан да артық көпжолды газ астаушалары қолданылады. Мұнда коршаған ауа СО, NО, N2О сияқтылармен ластағанда, сезгіштігін миллиардтың 0,1-1,0 бөлігіне жеткізуге болады. Спектрофотометрлік талдауды өткізу және үлгіні дайындаудың арнайы реті, ұсақ та кіші үлгілермен жұмыс істегенде, төменгі және жоғарғы температурада, жоғары қысымда, жылу мен жарық әсерінен ыдырағандағы өнімдермен және т. б., сол сияқты ӘК-көрінетін және ИҚ-спектроскопия әдістерін хроматографиямен үйлестіру кезінде қолданады.

   Спектрофотометриялық өлшеудің нақты дәлділігі, қолданылатын зат құрылымына және зат концентрациясына т.б. тәуелді. Оптикалық тығыздықтың орташа деңгейі (интервалы) 0,2-0,8 бірлік шамалары аралығында жатады. Оптикалық тығыздық өте жоғары, не төменгі мәнде болғанда қателік проценті артады. Үлкен ұзындықтағы кюветаларды қолданғанда, анықтаудағы салыстырмалы қателік төмендейді. Яғни, зерттелетін зат қабатының қалың-дығы артады.

    Дифференциалды спектрофетометрия әдісі жоғарғы дәрежелі дәлдікпен ерешеленеді. Мұнда нөлдік ерітінді ретінде, еріткіш емес, оптикалық тығыздығы зерттелетін затқа жақ-ын ерітінді алынады.

    Қазіргі уақытта спектрофотометриялық әдіс экспериментальды биологияда кеңінен қол-данылуда, мысалы:

    Көрінетін және жақын ультракүлгін аймақта заттың концентрациясын анықтауда (пиг-мент, активті фермент тобы, нуклеин қышқылы, әртүрлі кофакторлар).

    Ферменттік процестің кинетикасын зерттеуде, реакцияларда оптикалық тығыздықтың ар-туы немесе кемуіне байланысты ферменттердің активтілігін анықтауда (цитохромоксидаза, аскорбиноксидаза, дегидрогеназа активтілігін).

- заттардың әртүрлі сәуле спектрін сіңіруін зерттеуде

- сіңіру спектрі бойынша заттардың химиялық табиғатын анықтауда

    Дифференциялды спектрофотометрия әдісі әртүрлі модификацияда кең түрде қолданыла-ды, әсіресе жарық пен химиялық агенттердің әсерінен туындаған цитохром, хинон пигмент-тері және фотосинтездің, тыныс алудың электронды тасымалдау тізбегі компоненттерінің сіңіру спектрінің өзгерісін зерттеуде маңызды.

    Әдіс мақсатының негізі спектрофотометриялық анықтаулардағыдай нөлдік сападағы таза еріткіш емес, құрамында тәжірибедегідей барлық компоненттер кіретін ерітінді алу. Тәжі-рибелік сынамада (проба) оптикалық тығыздығы «0» деп қабылданатын ерітіндімен салыс-тырылады.Тәжірибелік үлгінің бақылаудағы сынамадан айырмашылығы, жарық әсерінен немесе қандай да бір тотықтыратын және тотықсыздандыратын химиялық реагенттердің әсерінен өзгереді. Осындай әдіспен бақылау мен тәжірибелік үлгілердің арасындағы опти-калық тығыздықтың айырмашылығын табады.

    Дифференциалды спектрді өлшеу құралы (прибор), жарықтың күшті көзі монохроматор-ды қосады. Монохромат жарығының сәулесі арнайы призманың көмегімен қарқындылықты тең екі тарамға бөледі.Жарықтың бір тарамы тәжірибелік,екіншісі бақылау кюветалары ар-қылы өтеді. Өлшеу құралында жарық ағынының айырмасы тіркеледі:

( Д = Д 2– Д 1 )

   Егер тәжірибелік үлгінің оптикалық тығыздығы өзгермесе, онда екі кюветадан өткен жа-рықтың қарқындылығын салыстырғанда, толқын шкаласының бойында оптикалық тығыз-дықтың айырмашылығы 0-ді көрсетеді. Егер тәжірибелік cынақтың оптикалық тығыздығы, тотығу-тотықсыздану әсерінен зерттелетін зат анықталған спектр аймағында өзгерсе, онда cол толқын ұзындығында тәжірибелік және бақылау үлгілерінің оптикалық тығыздығының айырмасы тіркеледі.

   Бұл айырмашылықтың оң болуы да (бақылау үлгісімен салыстырғанда тәжірибелік үлгі-нің оптикалық тығыздығы жоғары болғанда), теріс болуы да (оптикалық тығыздығы аз бол-ғанда) мүмкін. Осыған байланысты зерттелетін заттың дифференциалды спектрінде, қалып-ты спектрмен салыстырғанда, оның cіңіру максимумы әртүрлі толқын ұзындықтарында, оп-тикалық тығыздықтың оң немесе теріс мәндері аймағында байқалады.

IV Бекіту

(Студентердің алған білімін бекіту үшін есептер шығару мен тапсырмалар орындалады.)

Есептер шығару:

Есеп 1. Көлемі 50см³ суды титрлеу үшін 15см³ 0,0480н трилон Б ерітіндісі жұмсалған. Судың жалпы кермектігі нешеге тең? Жауабы: 14,4мэкв/л.

Есеп 2. Егер 25,00мл суды титрлеу үшін 2,20мл 0,05н ЭДТА жұмсалған болса, судың кермектігі (градуспен көрсету керек) қанша болады? Жауабы: 11,8.

Тапсырманы орындаңдар:

Тапсырма 1. 0,1 н. НСl ерітіндісінің рН анықтаңыз:

Тапсырма 2. 20,0 мл 0,1 н. НСl ерітіндісіне 20,0 мл 0,1 н. NаОН қосылған. Алынған ерітіндінің рН анықтаңыз.

Тапсырма 3. Күшті негізбен бейтераптау қайсы қышқылдың титрлеу қайғысында рН- тың күрт өзгеруі ең үлкен шамаға ие болады ?

Тапсырма 4. 50 мл 0,1н. NН₃ ерітіндісіне 25 мл 0,1н. HCI ерітіндісі қосылған. Алынған ерітіндінің рН- ын қайсы теңдеумен есептеу қажет ? 

V Қорытындылау

Студенттерді қатысуына байланысты саралап топпен және жеке бағалау.Алған біліміне байланысты жеке тапсырмалар орындауына және өзіндік тапсырмалар орындауын бағалау.

VІ Үй тапсырмасы

Тақырып:  Комплексонометриялық титрлеу. ФЭК(фотоэлектроколориметрия).                            

                  Спектрофотометрия.

Ж.Шоқыбаев «Аналитикалық химия» 296 бет

Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева  «Аналитикалық химия» 260-263 бет.

«Кеңес Одағының Батыры Мәншүк Мәметова

 атындағы Ақтөбе медициналық колледжі» МКҚК

                                                                    Бекітемін                                                                                                                                                               Директордың оқу ісі                                                                                                                                                                                                            жөніндегі орынбасары                                                                                                                                                                                                            _______А.Куздыбаева                                                                                                                                                                                                          «___» _________2018 ж

Теориялық сабағының әдістемелік нұсқамасы

Пән:  Аналитикалық химия

Тақырыбы: Анализдің физика- химиялық әдістері.

Мамандық: Зертханалық диагностика

Курс: І

№2«Ғылыми-жаратылыстану                                                                                                                                                                                                       

                                                                                           пәндері» ЦӘК                                                                              отырысында қаралды

Хаттама № ___

                                                                                                    «___» _______2018 ж

ЦӘК төрайымы:   Ф.Сүйін

Әдістемелік нұсқаманы жұмыс бағдарламасына сәйкес  құрастырған: Н.Калжанов                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

Теориялық сабағының әдістемелік нұсқамасы

Тақырыбы: Анализдің физика- химиялық әдістері.

Сабақтың мақсаты:                                                                        

          Білімділік - Студентерде анализдің физика- химиялық әдістері туралы  ұғым 

                                 қалыптастыру.

          Дамытушылық – Студенттердің ой –өрістерін,ойлау қабілеттерін дамыту,пәнге

                                         қызығушылықтарын  арттыру

         Тәрбиелік - Студенттерді ұқыптылыққа,тазалыққа,ізденімпаздыққа тәрбиелеу.
Сабақтың түрі: теория

Сабақтың әдісі: сұрақ-жауап,жаңа сабақ түсіндіру,тест.есеп шығару.

Сабақтың уақыты: 90 минут

Сабақты өткізу орны: 421

Пәнішілік байланыс: Комплексонометриялық титрлеу. ФЭК(фотоэлектро-

                                      колориметрия). Спектрофотометрия

Пәнаралық байланыс: физика, биология және фармакология.

Сабақтың жабдықталуы: дәріс материалы, презентация, слайдтар

        Негізгі:  Ж.Шоқыбаев «Аналитикалық химия» 296-298 бет

        Қосымша: Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева «Аналитикалық химия» 160-163 бет

Студент білуі тиіс: - ерітінділерді дайындау мен стандарттау.

-  титр мен нормальдылығын анықтау және қисық титрді анализдеу, құрастыру және берілген концентрацияда ерітінділер дайындаудың  есептеулерін жүргізу.

Сабақтың хронокартасы және құрылымдық-логикалық сызбасы

І.Ұйымдастыру кезеңі – 2 мин

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру – 20 мин

ІІІ. Жаңа тақырыпты түсіндіру – 35 мин

ІV. Жаңа тақырыпты бекіту –  25 мин

V. Қорытындылау – 5 мин

VІ. Үйге тапсырма – 3 мин

Сабақтың  барысы

І.  Ұйымдастыру кезеңі.

1.oқу кабинетінің тазалыңына көңіл бөлу.

2.cтуденттердің сыртқы киімдеріне (колпак,халат) көңіл аудару.

3.cабақта жоқ студенттерді белгілеу, сабаққа даярлығын тексеру.

4.cабақтың  мақсаты мен жоспарымен таныстыру.

ІІ Үй тапсырмасын тексеру.

Тақырыбы: Комплексонометриялық титрлеу. ФЭК(фотоэлектроколориметрия).   

                       Спектрофотометрия

(Үй тапсырмасын тексеруде оқытушы студенттерге тапсырмалар, есеп шығару жәен тест тапсырмаларын орындау тәсілдерімен орындату.)

Тапсырмаларды орындаңдар:

Тапсырма 1. Молекулаларының құрамындағы көмірсутегі атомдарының саны бірдей, газ тәрізді екі (қаныққан және қанықпаған) көмірсутектің эквимолярлық қоспасы бромның төрт хлорлы көміртектегі 20%-тік ертіндісінің 80 грамын түссіздендіреді. Көмірсутектер қоспасының сондай мөлшерін жаққанда 134,4 л СО2 түзіледі. Қоспаның құрамында қандай көмірсутектер қандай мөлшерде болғанын табыңдар.

Шешуі:

Көмірсутектердің құрамындағы көміртегі атомдарының санын n, ал қоспадағы әр қосылыстың зат мөлшерін x (моль) деп белгілейік.

Сонда қоспаны жаққанда 134,4/22,4=6 моль СО2 түзіледі.

Реакция теңдеулері:

                            O2

R – CH2 – CH3  → nCO2+mH2O                     

 R – CH2 = CH2  → nCO2+mH2O                     

Егер қоспада екі көмірсутек болса, әр көмірсутектің зат мөлшері x, ал әрқайсысында n көміртегі атомдары болса, онда қоспадағы бүкіл көмірсутектің зат мөлшері 2nx  болғаны. Ал, әр көміртегі атомы жанғанда 1 моль СО2 түзетінін есекерсек, онда барлығы 2 nx моль СО2 түзгені.

Олай болса:

2nx=0,6

nx=0,3 моль

 Енді бром ертіндісін қарастырайық:

 Бромның 20%-тік ертіндісінің 80 грамында x 20/100=16г, яғни 16/160=0,1 моль бром бар.

Егер қанықпаған көмірсутек этилен қатарының мүшесі болса, онда оның бір қос байлынсы болғаны. Мұндай көмірсутектің 1 молі 1 моль бром қосып ала алады.   

Тапсырма 2. 60% мыс пен 40% мырыштан тұратын жез түйірін азот қышқылын ерітіп, пайда болған ертіндінін екіге бөлген. Бір бөлігінде аммиак суының артық мөлшерін, екіншісіне натрий гидрооксидінің артық мөлшерін құйып қайнатқан.

а) сәйкес химиялық реакция теңдеулерін жазып, азот қышқылының жезге және аммиак суы мен натрий гидроксиді пайда болған ертіндіге әсерін түсіндіріңдер.

ә) жездің бірдей бөлшектерінде жұмсалатын концентрациялы және сұйылтылған азот қышқылдарының қатынасын анықтаңдар.

б) 41,54 г жезді еріту үшін 27,12%-тік азот қышқылының (d=1,165 г/мл) қанша көлемі керек ?

в) пайда болған ертіндіден таза мыс (II) хлориді мен мырыш оксидін алу әдістерін ұсыныңдар.

Шешуі:

а)Жездің құрамындағы металдарға азот қышқылының әсерін былай жазуға болады:

 Cu+4HNO3(конц.)=Cu(NO3)2+2NaO2+2H2O     

 3Cu+8HNO3(сұй.)=3Cu(NO3)2+2NaO+4H2O     

Есептерді орындаңдар:

Есеп 1. 0,9556 г алюмокалийлі ашудастар ерітілген ерітіндіден алюминийді тұнбаға түсіру үшін, массалық үлесі 2% болатын  қанша аммиак ерітіндісі қажет?

Есеп 2. Құрамында массалық үлесі 12% қорғасын бар 0,5865г қорытпа өлшендісінен қорғасынды тұнбаға түсіру үшін, массалық үлесі 5% күкірт қышқылының қанша грамы қажет?

Тест тапсырмалары:

І нұсқа

1. Сандық анализдің негізгі мақсаты:

А.Зерттелетін заттың сапалық құрамын анықтау

В.Зерттелетін заттың құрамындағы компоненттердің мөлшерін анықтау

С.Зерттелетін заттың сапалық құрамын анықтайтын тәсілдерді дамыту

D.А және С пунктеріндегіжауаптардұрыс

Е.Жауапжоқ

2. Заттың сандық мөлшерін оны тұндырып, тұнбаның массасын анықтауға негізделген әдіс:

А.Гравиметриялық

В.Протолитометриялық

С.Титриметриялық

D.Химиялық анализ

Е.Физикалық анализ депаталады

3. Кристалдық тұнбаны алу жағдайлары:

А.Концентрациялы ерітіндіден

В.Ыстық ерітіндіден

С.Тұндырғышты тамшылатып қосу

D.Тұнбаның жетілуіне ұзақ уақыт керек

Е.В, С және Д жауаптарыдұрыс

4. Кристалды тұнбаны алу үшін тұндырғанда қай процестің жылдамдығы жоғары болу керек?

А. Бөлшектертұну

В.Кристалдануорталықтарының пайда болуы

С.Кристалдануорталықтарыныңөсуі

D.Араласқанкристалдар пайда болу

Е.Тұну орталығының пайда болуы
5. Кристалдық тұнба түзілу үшін қай процестің жылдамдығы басым болу керек?

А.Бөлшектердіңтұнуы

В.Кристалдануорталықтарының пайда болуы

С.Тұнбаныңкоагуляциялануы

D.Кристалдану орталықтарының өсуі

Е.Дұрысжауапберілмеген

6. Тұнбаның тұндырылатын түріне қойылатын талаптың қайсысы ең маңызды?

A.Тұнбаның оңай сүзілуі

В.Тұнба ерігіштігінің төмен болуы

С.Тұнба құрамының тұрақтылығы

D.Тұнбаның температураға төзімділігі

Е. Тұнбаның бөгде қоспалармен ластанбауы
7. Аморфты тұнбаны алу үшін қандай ерітіндіден тұндыру керек?

А. Сұйылтқан ерітіндіден

В. Ыстық концентрациялы ерітіндіден

С. Ыстық сұйылтқан ерітіндіден

D. Суық сұйылтқан ерітіндіден

Е. Ыстық қышқылды ерітіндіден
8. Тұнбаның ерігіштігін қалай анықтауға болады:

А. Тұндырғыштың артық мөлшерін алу

В.Біртектес ионның қосылуы

С. Ерітіндіні сұйылту

D. Табиғаты басқа иондарды қосу (тұзды эффект)

Е. А және В жауаптарыдұрыс
9. Тұнбаның қандай қасиеті оны тұндырылған форма ретіндеқолдануғаболатындығынанықтайды:

А. Жеңілсүзілуі

В. Ерігіштігі

С. Құрамтұрақтылығы

D. Ауадатұрақтылығы

Е. Еругетұрақтылығы
10. Қоса тұну дегеніміз:

А. Тұнбаның ертіндіден бөтен заттарды тартып алуы

В. Микро-және макрокомпоненттердің бір мезгілде түзілуі

С. Микро-және макрокомпоненттердің бір ізді түзілуі

D. Тұнбаның ерітіндіден ерімейтін қоспаларды тартып алуы

Е.Тұнбаның ерітіндіден еритін және ерімейтін қоспаларды тартып алуы

11. Бірге тұну дегеніміз не?

А. Негізгі зат пен бөтен қоспалардың бір мезгілде түзілуі

В. Негізгі зат пен бөтен қоспалардың бір ізді түзілуі

С.Тұнба мен ерітінді арасындағы аттас иондардың алмасуы

D. Тұнба кристалдарының торына ерітінді иондарын енгізу

Е. Тұнбаның иондарымен адсорбциялануы
12. Гравиметриялық анализ негізделген:

А. Анықталатын компонентті аз еритін қосылыс күйінде бөліп алуға

В. Анықталатын компонентті спиртте аз еритін қосылыс күйінде бөліп алуға

С. Анықталатын компонентті жеткілікті еритін қосылыс күйінде бөліп алуға

D. Бірнеше анықталатын компоненттерді аз еритін қосылыс күйінде бөліп алуға

Е. Тұнбаны өлшеу

13. Тұндырылатын форма дегеніміз:

А. Анықталатын компоненттің аз еритін қосылысының тұнбасы

В. Анықталатын компоненттің аз еритін қосылысының кептірілгеннен кейінгі тұнбасы

С. Анықталатын компоненттің аз еритін қосылысының күйдірілгеннен кейінгі тұнбасы

D. Анықталатын компоненттің аз еритін қосылысының қайта кристализацияланғаннан кейінгі тұнбасы

Е. 100⁰С – та аз еритінтұнба
14. Гравиметриялық форма дегеніміз:

А. Анықталатын компоненттің аз еритін қосылысының тұнбасы

В. Анықталатын компоненттің аз еритін қосылысының кептірілгеннен немесе күйдірілгеннен кейінгі тұнбасы

С. Анықталатын компоненттің аз еритін қосылысының сүзгеннен кейінгі тұнбасы

D. Анықталатын компоненттің аз еритін қосылысының сумен жуылғаннан кейінгі тұнбасы

Е. 100⁰С – та аз еритінтұнба
15. Гравиметриялық форманы алу үшін тұнба:

А. Ерітіндіден бөліну керек

В. Бөлме температурасында кептірілу керек

С. Тұрақты массаға дейін кептірілу немесе күйдірілу керек

D. Белгілі көлемге дейін буландырылу керек

Е. Тұрақты көлемге дейін күйдірілу керек

Жауабы:1.D;2.C;3.B;4.A;5.E;6.B;7.A;8.D;9.D;10.E;11.C;12.A;13.D;14.B;15.C.

ІІ нұсқа

1.Сұйытылған ерітінділерден тұндырғанда:

А. Тұнба түзілмейді

В. Аморфты тұнба түзіледі

С. Ұсақ кристалды тұнба түзіледі

D. Ірі кристалды тұнба түзіледі

Е. Коллоидты тұнба түзіледі
2. Тұнбаныңөсуінемесеескірупроцесстерінеменсипатталады?

А. Бөлшектерініңүлкеюімен

В. Ұсақбөлшектердіңеруімен

С. Ұсақкристалдардыңеруіменбөлшектердіңүлкеюі

D. Толықтұнбаланумен

Е. Толық тұнбалануымен және кристалдардың еруімен
3. Қандай қосарлана тұну беттік болып табылады?

А. Тұндырғаннан кейін

В. Адсорбция

С. Окклюзия

D. Изоморфизм

Е. Десорбция
4. Қай ерітінді перманганатометрияда қолданылады?

А. КСІ ерітіндісі

В. Натрий оксалатының ерітіндісі

С. Калий перманганаты ерітіндісі

D. Қымыздық қышқылының ерітіндісі

Е. Концентрлі күкірт қышқылы ерітіндісі

5. Сандық анализдің қандай әдістері химиялық әдістеріне жатады?

А. Газды анализ

В. Фотометриялық анализ

С. Гравиметриялық анализ

D. Титриметриялық анализ

Е.С және Д пункттерінде көрсетілген әдістер

6. Гравиметриялық анализ негізінде қай заң жатыр?

А. Құрамдылық заңы

В. Зат массасының сақталу заңы

С. Эквивалент заңы

D. Массалар әрекеттесу заңы

Е. Барлық көрсетілген заңдар
7. Тұнбаның толық тұнуына қандай факторлар әсер етеғді?

А. Тұнбаға түсірушінің мөлшері

В. Ерітінді рН-ы

С. Тұнбаға түсетін қосылыстың ерігіштігі

D. Температура

Е.Жоғарыда көрсетілген барлық факторлар

8. Тұнбаға түсушінің артық мөлшері тұнбаның ерігіштігіне қалай әсер етеді?

А. Ерігіштік жоғарылайды

В. Ерігіштік төмендейді

С.Ерігіштік өзгермейді

D. Ерігіштік минимум арқылы өтеді

E. Ерігіштік максимум арқылы өтеді

9. Гравиметриялық анализдің мәні неде?

А. Химиялық таза күйінде немесе сәйкес қосылыс түрінде бөлініп алынған анықталатын заттың және оның компоненттерінің массасын дәл өлшеу

В. Заттың көлемін дәл өлшеу

С.Заттың массасын және олардың ерітінділерінде- гі көлемін дәл өлшеуге

D. Үш заттың көлемін өлшеуге

Е.  Заттың массасын, заттың мөлшерін өлшеу
10. Ерітіндіден барий иондарын барий сульфаты түрінде тұндыру үшін төмендегі тұнбдырғыштардың қайсысы тиімді?

А. Барий сульфаты

В. Күкіртқышқылы

С. Аммоний сульфаты

D. Калий сульфаты

Е.Кальций сульфаты
11. Неге натрий гидроксидінің титрленген ерітіндісін нақты өлшенді бойынша дайындауға болмайды?

А. NaOH жоғарғы гигроскопиялығынан

В. Сақтау кезінде заттың химиялық құрамының өзгеріске ұшырауынан

С. Ауадағы СО₂ сіңіруінен

D. Жауабы А, В, С пуктілеріндеберілген

Е. Жауабы А, В

12. Берілген реагенттердің қайсысы ІІІ аналитикалық топтың катиондарына топтық реагент болып табылады?
A.HCl
B.NaOH
C. H₂SO₄
D. NH₄OH
E. HNO₃

13. Қай катион VI -ші аналитикалық топқа жатады?
A. Mn²⁺
B. NH₄⁺
C. Cu²⁺
D. Al³⁺
E. Fe²⁺

14. Қандай жүйе гамагендік жүйеге жатады?
A. Тұнба - ерітінді
B. Ерітінді - ерітінді
C. Газ - ерітінді
D. Газ - тұнба
E. Ерітінді - тұнба
15. Реакцияның тепе-теңдік константасы дегеніміз не?
A.Тура және кері реакциялардың жылдамдық константаларының қатысы
B. Тура және кері реакциялардың жылдамдық константаларының көбейтіндісі
C. Тура жүретін реакция жылдамдығының константасы
D. Кері жүретін реакция жылдамдығының константасы

E. Кері және тура реакциялардың жылдамдық константаларының көбейтіндісі

Жауабы: 1.C;2.A;3.D;4.A;5.A;6.B;7.A;8.C;9.D;10.D;11B;12.A;13.B;14.B;15.A.

ІІІ Жаңа тақырыпты түсіндіру.

Тақырыбы: Анализдің физика- химиялық әдістері.

Жоспары.

1. Химиялық әдістер

2. Физикалық әдіс

3. Физика-химиялық талдау әдістері

Химиялық әдістер заттар арасында жүретін химиялық реакцияларға негізделген, олар көбінесе ерітінділерде (суда немесе қышқылда жиі ерітіледі), кейде құрғақ күйде жүреді және әр затқа тән тұнба түзілуі, немесе түсті қосылыс пайда болады немесе газ тәрізді заттарға әкеледі. Анализ мақсатында қолданылатын химиялық процестер аналитикалық реакциялар д.а.

Мысалы, калий ионын анықтау үшін мынадай реакция қолданылады:

NaCl + K[Sb(OH)₆] = Na[Sb(OH)₆]¯ + RCl

калий гексагидроксиантимонаты (V)

Реакция нәтижесінде ақ тұнба түзіледі.

Химиялық анализ ыңғайлығы: оны кез-келген жерде жүргізуге болады, оған тек қолданылатын реактивтер және қарапайым зертханалық ыдыстар ғана қажет

Химиялық әдістерді 3 топқа бөледі:

1. Гравиметриялық (өлшемдік)талдау анықталатын заттың және реакция нәтижесінде түзілген заттын массасын дәлдікпен өлшеуге негізделген әдіс.

2. Титриметриялық (көлемдік) талдау реакцияға жұмсалған реактивтің көлемін анықтауға негізделген.

3. Газдық талдау.

 Физикалық әдіс – элементтің, ионның тұрақты физикалық қасиеттеріне негізделген (түсі, спектрі, тығыздығы, т.б.)

1. Заттың сәулемен (излучение) әрекеттесуіне негізделген (радиоактивті, атомды-эмиссиялық, атомды-абсорбциялық)

2. Заттың электр және магнит қасиеттерін анықтауға негізделген (кондуктометриялық – электрөткізгіштігін анықтау, потенциометрия – электродтық потенциалдар арқылы ерітінді рН анықтау, масс-спектроскопиялық әдістер).

3. Заттың механикалық қасиеттерін анықтау (тығыздығы, дыбыс жылдамдығы, тұтқырлығы, қайнау температурасы т.б.)

Физика-химиялық талдау әдістері белгілі бір химиялық реакция барысында талданатын жүйедегі өзгерістердің: жарық сіңіру, жарықтың сынуы, электрөткізгіштік сияқты физикалық сипатын бақылауға негізделген. Бұл кезде алдымен химиялық реакция жүргізіліп анықталатын затқа тән айырықша қосылыс алынады. Содан соң оны физикалық әдіспен зерттейді. Бұл әдістер үшін арнайы құрал-жабдықтар қажет, сондықтан бұл әдістер тек лабораториялық жағдайда жасалынады.

Физика-химиялық талдау әдістерінің артықшылығы: 1) сұрыптамалығы – құрамдас бөліктері арасынан бір мезгілде тек керектісін сұрыптап, таңдап алу; 2) анализ жылдам жасалады; 3) физика-химиялық әдістерді автоматтандыру оңай.

3. Сандақ анализде есептеулерді және өлшеуді мұқият жүргізу керек. Химиялық анализ жасағанда есептеулер дәлдігі ГОСТпен немесе ТЖ /техникалық жағдайлар/ мен анықталады. Мысалы, концентрация есептегенде және гравиметриялық анализде аналитикалық таразыда заттың массасы төрт ондық белгілері бар санға дейін (0,1322 моль/л және 74,5744г) өлшейді. Титриметриялық анализде ерітіндінің көлемін бюреткамен өлшегенде екі ондық санға дейін (0,22мл).

Анализдің нәтижелері мен өлшемдеріне келесі талаптар қойылады: олар дұрыс, дәл және қайталанғыш болу керек.

Анализдің дұрыстығы орташа және ақиқат нәтижелерінің арасындағы айырмашылықпен сипатталанады. Өлшемдердің қайталанғыштығы әр түрлі жағдайларда жасаған өлшеулер нәтижелерінің бір біріне жуықтығын білдіреді, талдау қайталанымды, бірақ дұрыс емес бола алатынын ескерген жөн. Өлшемдердің дәлдігі анықтаулар нәтижелерінің өлшенетін шаманың ақиқат мәніне жуықтығын бейнелейді. Анализдің дәлдігі дұрыстық ұғымымен де сипатталанады. Дәлдік және қайталанғыштық ұғымдары бірін бірі толықтырады. Қайталанғыштық жоқ болғанда дәлдікке қол жеткізу мүмкін емес, бірақ жақсы қайталанғыштық та жоғары дәлдікті бере алмайды.

IV Бекіту

(Студенттердің алған білімін бекіту мақсатында оқытушы сұраққа жауап,есеп шығару және

«ББҮ» сызба әдістерін қолдануда.)

Сұраққа жауап беріңдер.

1.        Заттардың химиялық құрамы мен химиялық құрылымын, сапасы мен мөлшерін 

    зерттеуге арналған ғылым?(Аналитикалық химия)

2.        Аналитикалық химия бөлімдері? (Сандық және сапалық)

3.        Химиялық талдау мақсатына қарай нешеге бөлінеді? (3)

4.        Құрылымдық талдаудың міндеті?(Зат құрылысын зерттеу)

5.        Химиялық өзгерістерге себеп болатын заттар?  (Реагенттер)

6.        Физикалық және физика химиялық әдістердің басқаша  атауы? (Инструменталды)

7.        Химиялық анализұғымын алғаш рет ғылымға енгізген ғалым?(Р.Бойль)

8.        1796 жылғы академик В.М.Севергиннің жазған еңбегі?(Минералды суларды

     бақылау)

9.        Бір заттан басқа заттар түзілетін процесс?(Химиялық реакция)

10.    Бір мезгілде екі өзара қарама-қарсы бағытта жүретін реакция? (Қайтымды  

    реакция)

11.    Солдан оңға қарай жүретін реакция?(Тура)

12.    Оңнан солға қарай жүретін реакция? (Кері)

13.    Әрекеттесуші заттар арасындағы заттардың сандық құрамы мен сандық құрамы 

     мен сандық қатынастарды қарастыратын химия болімі?(Стехиометрия)

14.    Бірнеше элементтермен ұқсас реакциялар беретін реагенттер қалай аталады?

     (Селективті реагенттер)

15.    Белгілі реагент көмегімен анықтауға болатын заттың ең аз мөлшері?

    (Анықталатын минимум)

Есептер шығару:

1-есеп.  Күкірт  қышқылы  толық  диссоциацияланады  деп  алып  оның 0,012 М  ерітіндісінің  

               рН анықтаңыздар.

Шешуі. Күкірт қышқылының  иондарға  толық  диссоциациялану  теңдеуін  жазамыз:

H₂SO₄ ⇄ 2H⁺ + SO²₄^-

1 моль  қышқылдан  2 моль Н түзілетіндігін көріп  тұрмыз. Демек, 0,012 моль  қышқылдан 0,024 моль Н⁺ түзіледі. Ерітіндідегі  сутегі  ионының  концентрациясы, 0,024 моль/л тең.

Бұдан:                                    рН = Ig [H⁺] = Ig 0,024  = 1,62

2-есеп. 0,005 М натрий  гидроксиді ерітіндісінің рН анықтаңыздар.

Шешуі.  Ерітіндідегі  күшті  электролит – натрий  гидроксиді – иондарға  толық  диссоциацияланады.

NaOH ⇄ Na⁺ + OH^-

1 моль  NaOH- тан  1 моль  OH^-  түзіледі, ал  0,005 моль / л  тең.  Судың иондық  көбейткішінің  шамасы 

«ББҮ» сызба әдісі

Білемін	Бәлгім келеді	Үйрендім

V Қорытындылау

Студенттерді қатысуына байланысты саралап топпен және жеке бағалау.Алған біліміне байланысты жеке тапсырмалар орындауына және өзіндік тапсырмалар орындауын бағалау.

VІ Үй тапсырмасы

Тақырып: : Анализдің физика- химиялық әдістері.

Ж.Шоқыбаев «Аналитикалық химия» 296-298 бет

«Кеңес Одағының Батыры Мәншүк Мәметова

 атындағы Ақтөбе медициналық колледжі» МКҚК

                                                                    Бекітемін                                                                                                                                                               Директордың оқу ісі                                                                                                                                                                                                            жөніндегі орынбасары                                                                                                                                                                                                            _______А.Куздыбаева                                                                                                                                                                                                          «___» _________2018 ж

Теориялық сабағының әдістемелік нұсқамасы

Пән:  Аналитикалық химия

Тақырыбы: Анализдің фотометриялық әдістері.

Мамандық: Зертханалық диагностика

Курс: І

№2«Ғылыми-жаратылыстану                                                                                                                                                                                                       

                                                                                           пәндері» ЦӘК                                                                              отырысында қаралды

Хаттама № ___

                                                                                                    «___» _______2018 ж

ЦӘК төрайымы:   Ф.Сүйін

Әдістемелік нұсқаманы жұмыс бағдарламасына сәйкес  құрастырған: Н.Калжанов                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

Теориялық сабағының әдістемелік нұсқамасы

Тақырыбы: Анализдің фотометриялық әдістері.

Сабақтың мақсаты:                                                                        

       Білімділік - Студентерде анализдің фотометриялық әдістері туралы  ұғым 

                              қалыптастыру.

      Дамытушылық – Студенттердің ой –өрістерін,ойлау қабілеттерін дамыту,пәнге

                                  қызығушылықтарын  арттыру

      Тәрбиелік - Студенттерді ұқыптылыққа,тазалыққа,ізденімпаздыққа тәрбиелеу.

Сабақтың түрі: теория

Сабақтың әдісі: сұрақ-жауап,жаңа сабақ түсіндіру,тест.есеп шығару.

Сабақтың уақыты: 90 минут

Сабақты өткізу орны: 421

Пәнішілік байланыс: Анализдің физика- химиялық әдістері.

Пәнаралық байланыс: физика, биология және фармакология.

Сабақтың жабдықталуы: дәріс материалы, презентация, слайдтар

       Негізгі:  Ж.Шоқыбаев «Аналитикалық химия» 296-298 бет

       Қосымша: Н.И.Нурлыбаев,Б.С.Иманғалиева «Аналитикалық химия» 160-163 бет

Студент білуі тиіс: - фотометриялық анықтау  жүргізу.

                                  - градиурлейтін график жасау.

                                  - жарықты жұту коэффициентінің мәніне негізделіп  концентра-

                                     циясын анықтау.

                                 - ерітінділерді дайындау және стандарттау.

                                 - титрді, нормальдылықты анықтау және қисық титрді анализдеу, 

                                   құрастыружәне берілген концентрацияда ерітінділер дайындау-

                                   дың  есептеулерін жүргізу. 

Сабақтың хронокартасы және құрылымдық-логикалық сызбасы

І.Ұйымдастыру кезеңі – 2 мин

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру – 20 мин

ІІІ. Жаңа тақырыпты түсіндіру – 35 мин

ІV. Жаңа тақырыпты бекіту –  25 мин

V. Қорытындылау – 5 мин

VІ. Үйге тапсырма – 3 мин

Сабақтың  барысы

І.  Ұйымдастыру кезеңі.

1.oқу кабинетінің тазалыңына көңіл бөлу.

2.cтуденттердің сыртқы киімдеріне (колпак,халат) көңіл аудару.

3.cабақта жоқ студенттерді белгілеу, сабаққа даярлығын тексеру.

4.cабақтың  мақсаты мен жоспарымен таныстыру.

ІІ Үй тапсырмасын тексеру.

(Үй тапсырмасын тексеруде оқытушы тапсырмаларды орындату,есептер шығару және тест тапсырмасын орындау әдістерін қолданады.)

Тапсырмаларды орындаңдар:

1. Фотометриялық өлшеулер үшін спектр аймағын таңдау қалай жүргізіледі?

2. Фотометриялық титрлеу, негізі, титрлеу қисықтары.

3. Нефелометрия және фототурбидиметрия әдістерінің негізі, қолданылу аймағы, ұқсастықтары мен айырмашылықтары.

4. Экстракциялық-фотометриялық анализ.

5. Фотометриялық анализ. Әдістің негізі

Есептерді орындаңдар:

Есеп 1. Құрамында массалық үлесі 15% қорғасын бар 0,6856г қорытпа өлшендісін ерітумен алынған ерітіндіден қорғасынды тұнбаға түсіру үшін, массалық үлесі 15% күкірт қышқылының қанша көлемі қажет?

Есеп 2. Құрамында 0,5228г MgSO₄ · 7H₂O бар  ерітіндіден магнийді MgNHPO₄  ретінде тұнбаға түсіру үшін, массалық үлесі 4% Na₂HPO₄ ерітіндісінің қандай көлемі қажет?

Тест тапсырмалары:

І нұсқа

1. Инструменттік талдау әдісінің химиялық әдістен артықшылығы неде?

A) Жоғары дәлділігі, экспрестігі және документтілігі;

B) Химреактивтердің және субъективтілігі (өзіндігі) болмауы, документтілігі және      талдаудың тез орындалуы;

C) Жоғары сезімталдығы, экспрестігі, документтілігі, талдауды толық автоматтандыру мумкіндігі;

D) Жоғары дәлділігі және сезімталдығы;

E) Документтілігі және экспрестігі;

2. Қайсы электрохимиялық талдау әдісі бойынша электродтардың тепе-теңдік         потенциалы арқылы электр кушін (ЭҚК) өлшейді?

A) диэлькометриялық;B) полярографиялық;C) кондуктометриялық;D) кулонометриялық;                                                                                                                                                                                             E) потенциометриялық;

 3. Потенциометриялық талдау әдісінің теориялық негізі.

A) Ерітіндіде электроөткізгіштік өзгереді;B) Сырттан электродтқа қосылған потенциал;

C) Электродтардағы потенциал айырмашылық негізінде ерітіндідегі иондарда ток  пайда болады;

D) Ерітіндіде немесе электрод-ерітінді аралығында журетін тотығу-тотықсыздану     процесі;

E) Ерітіндіде ЭҚК пайда болады;

4. Потенциометриялық титрлеуді не ушін пайдаланады?

A) Титрлеу қисықтарын анықтауда;B) Эквивалент нуктесін және титрант көлемін анықтауда;

C) Индикаторлы электрод потенциал өзгерісін анықтауда;D) Электрод потенциалының эквивалент нуктесін анықтауда;E) Ерітіндідегі ЭҚК;

5. Эквивалент нукте потенциометриялық титрлеу кезінде қандай тәуелділікте

орналасады?

A) Химиялық реакцияға қатынасатын анықталатын заттың логарифм концентрация-

сының (немесе электрод потенциалының) титрант көлеміне тәуелділігінің өзгерісі

      (рН -V(B)  немесе E -V(B));

B) Электрод потенциалының анықталатын заттың концентрациясына тәуелділігінің

өзгерісі (Е-С);

C) Ионселективті электрод потенциалының анықталатын заттың логарифм

концентрациясына тәуелділігінің өзгерісі (Е-lgC);

D) Электродтағы белгіленген кернеудің пәндерін зерттелетін ерітіндідегі пайда болған

ток кушіне тәуелділігінің өзгерісін (Е-І);

E) Электрод потенциалының эквивалент нуктесі;

6. Нейтралдау әдісінде қандай электрод индикатор ретінде пайдаланады?

A) хлоркуміс;B) платина;C) шыны;D) каломель;E) сынап;

7. Комплекс тузу реакциясы кезінде қандай электродты (индикатор есебінде)

пайдаланады?

A)  хингидронды;B) ионселективті;C) шыны;D) платиналық;E) каломельді;

8. Қай реакцияда платиналы электрод (индикатор есебінде) пайдаланады?

A) тұндыру;B) қышқылды-негіздік әрекеттесу;C) тотығу-тотықсыздану;D) комплекстузу;

E) нейтралдау;

9. Тұндыру реакциясы кезінде қандай электрод индикатор ретінде пайдаланады?

A) сурмянтотықты; B) шыны;C) платиналық;D) хингидронды;E) ионселективті;

9. Шыны электрод потенциалының шамасын қандай теңдеумен анықтайды?

A) ;

B) ;

C) ;

D) _{тотығу/тотықсыз.} ;

E) ;

10. Қайсы электродпен салыстырмалы турде стандартты электрод потенциалдары (Е⁰) өлшенеді?

A) хлоркуміс электроды;B) платина электроды;C) хингидрон электроды;D) сутек электроды;E) каломель электроды;

11. І-ші текті электрод потенциалдарын есептеуге қолданатын Нернст теңдеуі:

A)

B) _{тотығу-тотықсыз.} ;

C) ;

D) ;

E) _{тотығу-тотықсыз.} ;

12. Төменде көрсетілген электродтардың қайсысы ІІ-ші текті электрод?

A) хингидрон; B) шыны;C) хлоркуміс; D) сутек;E) платина;

13. Шыны электрод қай тип электродтарға жатады?

A) ион-селективті мембраналы;B) тотығу-тотықсыздану;C) І-ші текті;D) ІІ-ші текті;E) ІІІ-ші текті;

14. Тікелей потенциометрияның (ионометрия) титрлеу потенциометриядан айырмашылығы неде?

A) Анықталатын ион концентрациясын графикпен табу;B) Ион-селективті электродты қолдану;

C) Никольскийдің теңдеуін пайдалану;D) Платина электродын салыстырмалы электрод ретінде қолдану;

E) Шыны электродты қолдану;

15. Нейтралдау әдісінде қандай электрод индикатор ретінде пайдаланады?

A)  каломель;B) платина;C) хлоркуміс;D) шыны;E) сынап;

Жауабы:1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.

ІІ нұсқа

1 . Ерітіндідегі иондардың қозғалғыштығы қандай факторларға байланысты?

A. Электролиттің тусіне, ионның табиғатына;

B. Ионның табиғатына, араластыру жылдамдығына, ерітіндінің температурасына;

C. Араластыру жылдамдығына, ерітіндінің температурасына;

D. Ерітіндінің температурасына, табиғатына және ионның табиғатына;

E. Ионның концентрациясына, температураға, ерітіндінің табиғатына;

2. Селективті реакциялар.

А. -аз мөлшерде алынған иондармен ұқсас эффект беретін,

В. –екі ионмен ұқсас эффект беретін,

С. –бір топтағы иондарымен ұқсас эффект беретін,

D. –бір ионмен ұқсас беретін,

Е. –екі ионмен ұқсас беретін,

3. Төменде көрсетілген электродтық қайсы салыстырмалы электрод ретінде  практикада пайдаланады?

A. Платиналық электрод;B. Хлоркуміс және каломельді электродтар;C. Шыны электрод;

D. Сутектік электрод;E. Ионселективті мембраналы электрод;

4. Ерітіндінің рН шамасын өлшеуге қайсы электродты көбірек қолданады?

A. Платиналық электрод;B. Сутектік электроды;C. Хингидронды электрод;D. Хлоркуміс электроды;E. Шыны мембраналы электрод

5. Полярографиялық сандық сипаттамасы.

A. Полярографиялық толқынның  тогын өлшеу шамасы;B. Полярограммадағы шекті диффузиялық токтың шамасы;C. Полярограммалық жартылай толқынның потенциалы;D. Жартылай толқын нуктесіндегі токтың шамасы;E. Қалдық ток;

6. Қайсы электрохимиялық талдау әдісі бойынша ерітіндідегі компоненттерге сапалық және сандық талдау жасайды?

A. кондуктометриялық; B. потенциометриялық;C. полярографиялық;D. кулонометриялық;

E. амперометриялық титрлеу;

7. Вольтамперометрияда қандай аналитикалық прибор қолданылады?

A. микровольтамперметр;B. потенциометр;C. поляриметр;D. полярограф E. потенциостат;

8. Полярографиялық спектр дегеніміз не?

A. Полярограммада бірнеше полярографиялық толқынның болуы, ол ерітіндідегі       микроэлектродта бірнеше тотықсызданатын иондар бар екенін дәлелдейді;

B. Бұл бірнеше қисық нуктелердің пайда болу тәуелділігі (І -V(B));

C. Қисық пайда болу тәуелділігі (Е- І) ерітіндіде әр турлі иондардың бар екенін      тусіндіреді;

D. Поляризациялық бірнеше қисықтардың пайда болуы иондардың тотықсыздануын      тусіндіреді;

E. Қисықтардың пайда болуы иондардың табиғатына байланысты;

9. Вольтампер қисығының негізінде жартылай толқын потенциалын қалай есептейді?

A. Полярографиялық толқынға арналған Нернст теңдеуі бойынша:

       ;

B. Сынап электродына арналған Нернст теңдеуі бойынша:

       ;   

C. Металл электродқа арналған Нернст теңдеуі бойынша:

        ;

D. Тотығу-тотықсыздану электродына арналған Нернст теңдеуі бойынша:

     

E. ;

10. Полярографиялық талдауда қандай шама анықталатын заттың сапалық  сипаттамасы болады?

A. Полярографиялық толқын потенциалының шекті диффузиялық ток нуктесіндегі  шама;

B. Жартылай толқын полярограмма (Е_1/2) потенциалының шамасы;

C. Индикаторлық микроэлектрод потенциалының шамасы;

D. Полярограммадағы шекті диффузиялық токтың шамасы;

E. Қалдық ток;

11. Полярографиядағы шекті диффузиялық токпен анықталатын заттың концентрациясын арасындағы байланыс шамасын қандай теңдеумен анықтайды?

A. Бера теңдеуімен:  ;

B. Ломакина теңдеуімен:  ;

C. Илькови÷ теңдеуімен:  ;

D. Полярографиялық толқын теңдеуімен: ;

E. ;

12. Амперометриялық титрлеудің полярографиядан артықшылығы?

A. Жылдам әдістердің бірі;

B. Амперометриялық титрлеу улкен сезімталдық көрсетеді;

C. Амперометриялық титрлеу экспресс әдіс болып табылады;

D. Амперометриялық титрлеу қарапайым әдіс;

E. Амперометриялық титрлеу анықталатын затты жоғары дәлдікпен анықтайды;

13. І-ші текті электрод қандай заттардан тұрады?

A. Ионалмасу мембраналы электрод;

B. Шыны тутікшеде KCl ерітіндісі бар, оған куміс хлоридінің тұзы жалатылған куміс сымы батырылады;

C. Ерітіндіге батырылған металл пластинасынан тұратын жартылай элемент (ерітіндіде металл иондары болады);

D. Платина сымынан тұратын жартылай элемент;

E. Ионселективті мембраналы электрод;

14. Кондуктометриялық талдау әдісінің негізі.

A. Көрсетілген кернеумен ток кушінің тәуелділігін анықтау кондуктометриялық талдау әдісіне негізделген;

B. Тұрақсыз кернеуді қосу арқылы ерітіндідегі электрөткізгішпен және иондардың      концентрациясының арасындағы тәуелділік анықтау;

C. Бөлінген заттың мөлшерімен электрод потенциалының белгілі шамасы аралығындағы тәуелділік;

D. Ток кушімен титрант көлемінің аралығындағы тәуелділік;

E. Ерітіндідегі титрантық көлемі;

15. Ерітіндідегі электрөткізгіштік неге байланысты?

A. Қозғалғыштығына, мөлшеріне, анықталатын иондарға;B. Электродтағы кернеудің шамасына;C. Ерітіндідегі иондардың концентрациясына;D. Температураға, ерітіндінің табиғатына;E. Араластыру жылдамдығына, температур

Жауабы:1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.

ІІІ Жаңа тақырыпты түсіндіру.

Тақырыбы: Анализдің фотометриялық әдістері.

Жоспары:

1. Анализдің фотометриялық әдістері туралы мәлімет.

2. Бугер – Ламберт – Бердің біріккен заңы

3. Фотометриялық анализдің оптимальді жағдайларын анықтау

Кез-келген зат жарық сіңіреді немесе шағылыстырады. Егер зат көрінетін жарықты (λ = 400-760 нм) сіңірсе, ол белгілі бір түске боялады. Кейбір заттар ультракүлгін жарықты сіңіреді (λ = 200-400 нм), ал кейбір заттар инфрақызыл жарықты сіңіреді (λ = 800-900 нм). Заттың жарықты сіңіруі оның табиғатына және концентрациясына тәуелді.

Жарық сіңірудің негізгі заңдарына Бугер-Ламберт-Бер заңы мен оптикалық тығыздықтардың аддитивтілік заңы жатады.

Бугер – Ламберт – Бердің біріккен заңы: егер қабат қалындығы бірдей болса, әр түрлі заттар түскен жарықтың бірдей бөлігін сіңіреді. Яғни қабат қалыңдығы артқан сайын сіңіру де артады.

I₀ – түскен жарық интенсивтілігі;

I - өткен жарық интенсивтілігі;

ε – сіңірудің молярлы коэффиценті – заттың табиғатына, толқын ұзындығына, температураға тәуелді, ал концентрацияға тәуелсіз;

С – молярлы концентрация, моль/л;

l – қабат қалыңдығы, см.

D – оптикалық тығыздық, ол өткізуге кері пропорционал болады:

D=-lgT

Егер жарық сіңіру Бугер-Ламберт-Бер заңына бағынса, оптикалық тығыздық ерітінді концентрациясына тура пропорционал болады. Бірақ заң барлық жағдайда орындала бермейді. Заңның орындалу шарттары:

· Жарық монохроматты болуы керек.

· Ортаның сыну көрсеткіші тұрақты болуы керек.

· Коцентрация өзгергенде, заттың құрамы өзгермеуі керек.

Оптикалық тығыздықтың аддитивтілік заңы: егер ерітіндіде бірнеше жарық сіңіретін зат болса, онда ерітіндінің оптикалық тығыздығы барлық компоненттер үлестерінің қосындысына тең болады.

D=D₁+D₂+ D₃... D= ε₁C₁l + ε₂C₂l + ε₃C₃l…

Заңның орындалу шарты - ерітіндегі заттар өзара әрекеттеспеуі керек.

Молекулалық абсорбциялық спектроскопияның екі әдісі бар: фотоколориметрия және спектрофотометрия.

Фотоколориметрия көрінетін жарықтың монохроматты сәулесін сіңіруді өлшеуге негізделген әдіс. Бұл әдіспен түсті ерітінділерді анализдеуге болады. Монохроматтау үшін абсолютті жарық фильтрлері (түсті шынылар) пайдаланылады. Жарық фильтрінің өткізу максимумы ерітіндінің сіңіру максимумымен сәйкес келуі тиіс.

Ерітінді мен жарық фильтрінің түстері

Ерітіндінің түсі	Сіңіру максимумы (λ,нм)	Жарық фильтрінің түсі
Сары	450-480	Көк
Қызыл-сары	480-490	Жасылтым көк
Қызыл	490-500	Көкшіл жасыл
Күлгін	560-575	Сарғыш жасыл
Көк	575-590	Сары
Жасылтым көк	590-625	Қызыл сары
Көкшіл жасыл	625-640	Қызыл

Спектрофотометрия ‑ көрінетін, УК- және ИҚ-аймақтағы жарықтың монохроматты сәулесін сіңіруге негізделген.

Спектрофотометрияның фотоколориметриямен салыстырғанда бірнеше артықшылықтары бар:

· λ=210-1100 нм аралығында жарық сіңіруді өлшеуге болады, яғни түссіз ерітіндінің де оптикалық тығыздығын өлшеуге болады;

· жарықтың монохроматтану дәрежесі жоғары;

· ерітіндінің ғана емес, мөлдір қатты заттардың да оптикалық тығыздығын өлшеуге болады;

· сіңіру спектрі бойынша сапалық анализ жүргізуге болады.

Сіңіру спектрі деп жарық сіңірудің (D немесе ε) толқын ұзындығына тәуелділігін атайды. Сіңіру спектрі заттың сапалық сипаттамасы, тек өзіне ғана тән болады. Түсті қосылыстар үшін сіңіру максимумы көрінетін аймақта. Бірақ кейбір түсті заттар УК-аймақта ( K₂CrO₄ үшін λ_max<400 нм) немесе ИҚ-аймақта (СuSO₄ үшін λ_max= 800 нм) жарық сіңіруі мүмкін.

Фотометриялық әдісте зат концентрациясын бес әдіспен анықтайды:

1) Салыстыру әдісі – анықталатын заттың оптикалық тығыздығы Д_х және сол заттың стандартты ерітіндісінің оптикалық тығыздығы Д_ст. Қабат қалындығы бірдей.

D_х - С_х

                                                    D_ст - С_ст

2) Калибровкалық график әдісі – стандартты ерітінділер сериясының (5-6 стандартты ерітінді) оптикалық тығыздығын өлшеп, калибровкалық график салады. Сол жағдайда зерттелетін ерітіндінің оптикалық тығыздығын өлшеп, графиктен экстраполяциялау арқылы концентрациясын анықтайды.

3) Қоспа қосу әдісі – анықталатын зат ерітіндісінің оптикалық тығыздығын өлшеп, сосын оған белгілі көлем стандартты ерітінді қосып, тағы оптикалық тығыздығын өлшейді.

D_х+ст D_х=ε·С_хl D_х+ст=ε·С_х+стl

4) Қоспа қосудың графиктік әдісі - концентрацияны С_х графиктен табады. Ал графикті D_х+ст=f(С_ст) арасында салады.

5) Молярлық сіңіру әдісі – егер заттың молярлық сіңіру коэффициенті ε белгілі болса, онда концентрация мына формуламен анықталады.

С_х=D_х/εl

ал егер ε белгісіз болса, онда стандартты ерітінділерді фотометриялап, ε табуға болады.

ε=D_ст/С_стl

Фотометриялық анализдің метрологиялық сипаттамаларына келесілер жатады:

Анализ сезімталдығы 2 түрлі болады:

1) Абсолютті сезімталдық – анықталатын мөлшердің төменгі шегімен сипатталады (анықтау минимумы), мкг/моль

2) Салыстырмалы сезімталдық – ең кіші анықталатын концентрациясымен сипатталады.

Сонда фотоколориметрия үшін D_min= 0,01; ε_max= 50000, l=1см болса,

C_min = 10^-7 моль/л.

Екі сезімталдықты дұрыс ажырату керек: анализ әдісінің сезімталдығы

және фотометриялық реакция сезімталдығы.

Әдіс сезімталдығы сынаманы дайындауға, бөгет жасаушы компоненттер болуына, көмекші операцияларға тәуелді, ал реакция сезімталдығы жарық сіңіретін затты фотометриялау жағдайына тәуелді.

Әдіс сезімталдығын арттыру үшін монохроматор немесе жарық фильтрін қолдануға

болады немесе аппаратураны жетілдіру арқылы

Анықтау қателігі неғұрлым аз болады, егер:

· Ерітінді үшін D=0,4343 шамасына жуық болса.

· S_D стандартты ауытқу аз болса.

· Кювета ұзындығы үлкен болса.

· Қисықтың иілу бұрышы үлкен болса.

· Ерітінді концентрациясы үлкен болса.

Алайда 1,3, 5 пункттер бір‑біріне қайшы келетінін айта кеткен жөн.

Анализ қайталанғыштығы екі түрлі болады: әдістемелік және аспаптық қайталанғыштық. Көбінесе қайталанғыштық аналитикалық сигналды (D және T) өлшеу қателігіне тәуелді болады.

Фотометриялық титрлеуде анықталатын затты қолайлы титрантпен титрлей отырып, оптикалық тығыздықты өлшеп отырады. Титрлеу үшін түсті индикатор пайдалануға болады. Сонда эквивалентті нүкте маңайында оптикалық тығыздық күрт өзгереді. Титрлеу қисығы D-V_тит координатасында салынады.

Фотометриялық титрлеу қисықтарының келесі түрлері болады:

а) реакция нәтижесінде түсті заттар ыдырайды

ә) бір түсті индикатор қатысында титрлеу

б) реакция өнімі түсті

в) екі түсті индикатор қатысында титрлеу

Фотометриялық титрлеуді арнайы фотоэлектротитриметрде немесе қарапайым фотоэлектроколориметрде немесе спектрофотометрде жүргізуге болады, бірақ биіктігі мен көлемі үлкен кювета пайдалану керек.

Экстракциялық‑фотометриялық анализде анықталатын затты бірінші экстракциялап алып, сосын фотометриялайды. Күрделі қоспаларды анализдеу кезінде аз мөлшерді экстракциялағанда концентрлеу қоса жүреді. Әдіс екі бағытта даму үстінде:

1. Бірнеше компонентті экстракциялық-фотометриялық кезекпен анықтау.

2. Бояғыштар пайдаланылып, қосалқы фотометриялық анықтау. Бояғыштардың молярлы сіңіру коэффициент шамалары ε өте жоғары, 60000-110000 жетеді. Бояғыштарды пайдаланса, әдіс сезімталдығы артады. Егер экстракцияланатын қосылыс құрамына бояғыштың бір молекуласын артық енгізсе, онда анықталатын элементтің бір атомына шаққанда ε = 200000-300000 жетеді. Нәтижесінде элементтің нанограмдық мөлшерін анықтауға болады.

Фототурбидиметрия және нефелометрия әдістерінде анықталатын элементті нашар еритін қосылысқа немесе тұнбаға айналдырады және бұл қосылыс түзілу кезінде біршама тұрақты дисперсиялық жүйе түзуілуі керек. Мұндай шартқа келесі реакциялар сәйкес:

SO₄^2- + Ba²⁺

Cl^- + Ag⁺

C₂O₄^2- + Ca²⁺

Тұнба түзілу үшін иондар концентрацияларының көбейтіндісі ЕК мәніне жетуі керек. Сондықтан неғұрлым тұнбаның ЕК мәні төмен болса, соғұрлым анализ сезімталдығы жоғары болады.

Гетерогенді дисперсті жүйе арқылы жарық өткізсе, жарықтың бір бөлігі сіңіріледі, бір бөлігі шашырайды сондықтан интенсивтілік кемиді.

I₀ – түскен жарық интенсивтілігі

I_c - сіңірілген жарық интенсивтілігі

I_ш - шашыраған - жарық интенсивтілігі

I - өткен жарық интенсивтілігі

Фототурбидиметрия әдісі өткен жарық интенсивтілігін өлшеуге негізделген. Егер шартты түрде шашыраған жарықты сіңірілген жарық деп санаса, онда Бер заңына ұқсас мынадай теңдеу алуға болады.

D – оптикалық тығыздық

t – лайлылық коэффициенті.

l – қабат қалыңдығы

k – эмпирикалық константа

С ‑ концентрация

Нефелометрия шашыраған жарық интенсивтілігін өлшеуге негізделген (I_ш) Бөлшектердің жарықты шашырату немесе шағылыстыру қабілеті олардың мөлшеріне және түскен жарықтың толқын ұзындығына тәуелді. Оны Рэлей теңдеуі көрсетеді:

F – сыну көрсеткішінің функциясы

N – бөлшектердің жалпы саны

V – бөлшектердің көлемі

R – детектордан арақашықтық

λ – толқын ұзындығы

θ – шашырату бұрышы.

Егер бөлшектер мөлшері > 0,1 λ болса, онда Рэлей заңынан ауытқу болады. Егер тек қана бөлшектердің мөлшерін және концентрациясын анықтау керек болса, онда Рэлей теңдеуі мына түрде болады:

I_ш = I_ckCV

Градуировкалық график I_ш – C арасында салынады. Турбидиметрияға қарағанда нефелометрияның сезімталдығы жоғары, себебі сигналды тура өлшеу жүргізіледі. Сонымен турбидиметрия және нефелометрия жүзгіндерді, суспензияларды, эмульсияларды анализдеу үшін пайдаланады.

Түсті қосылыстар ерітінділері, олардың негізгі сипаттамалары

Фотометрияда келесі химиялық реакция түрлері пайдаланылады:

а) Металдардың бейорганикалық лигандтармен комплекс түзу реакциялары. Мысалы, Fe, Со, Мо, W, Bi және басқалардың роданидті, галогенидті комплекстерінің; Cu аммиакатты; Тi, V, Ta, Nb пероксидті комплекстерінің; Р, As, Si гетерополиқышқылдарының түзілу реакциялары.

б) Ішкі комплексті қосылыстар түзілу реакциялары (органикалық лигандтармен). Мысалы, полифенолдар немесе оксиқышқылдардың ішкі комплексті қосылыстары (Fe³⁺ сульфосалицил қышқылымен, Ті⁴⁺ хромотроп қышқылымен); құрамында ОН^- тобы бар бояғыштардың ішкі комплексті қосылыстары (Аl³⁺, Th⁴⁺, Zr⁴⁺ ализаринмен); құрамында азоты бар органикалық лигандтардың ішкі комплексті қосылыстары (оксихинолин, дифенилкарбазид, купферронның); күкіртті органикалық реагенттердің ішкі комплексті қосылыстары (дитизон, дитиокарбаматтардың);

в) Органикалық негіз А – металл – лиганд үштік комплекс түзу реакциялары. Мысалы: (АН)_m[MeR_n], [MeA_m]R_n, [A_mMeR_n].

г) Нашар еритін түсті қосылыстар түзілу реакциялары. Мысалы, меркураммоний йодидінің түзілу реакциясы (NH₃ анықтау үшін пайдаланады); Mg(OH)₂ мен титандық сары арасында қатты ерітінді түзілу реакциясы (Mg анықтау үшін пайдаланады).

д) Тотығу – тотықсыздану реакциялары. Мысалы, MnO₄^- ионының түзілу реакциясы; 2) Cr₂O₇ ^2- ионының түзілу реакциясы; As гипофосфитінің түзілу реакциясы.

е) Органикалық қосылыстарды синтездеу реакциялары. Мысалы, NO₂^- ионының α‑нафтиламин және сульфосалицил қышқылымен реакциясы; NO₃^- ионының сульфосалицил қышқылымен және фенолмен әрекеттесу реакциясы NH₄⁺ ионының тимолмен реакциясы.

Түсті қосылыстар көбінесе комплексті қосылыстар болады. Барлық комплексті қосылыстардың тұрақтылығын тұрақтылық константасымен сипаттайды. Аналитикалық практикада концентрациялық тұрақтылық константасы көп қолданылады:

β артқан сайын түсті комплексті қосылыс беріктігі артады, яғни металл комплекске толығырақ байланысады. Анықтау сезімталдығы артады да, бөгет жасаушы иондар әсері кемиді. β, β⁰ шамаларын ерітіндіде қосалқы реакция болмаса ғана пайдаланады. Алайда іс жүзінде анықталатын иондар, фотометриялық реагенттер қосалқы реакцияларға қатысады, ол комплекс беріктігіне әсер етеді. Сонымен, анықталатын түсті комплекске байланыстыру үшін шарт - тұрақтылық константасының ең кіші мәні 10² болу керек.

Түсті қосылыстар құрам тұрақтылығы. Фотометрияда пайдаланылатын түсті қосылыс құрамы химиялық формуласына сәйкес және тұрақты болуы керек. Құрам тұрақтылығы түс интенсивтілігінің тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Алайда көбінесе құрам тұрақсыз болып келеді. Себебі:

1)Комплекс сатылап түзіліп және сатылап диссоциацияланған жағдайда ерітіндіде құрамы әр түрлі комплексті бөлшектер болады: MeL, MeL₂, MeL₃, … MeL_n… Олардың түстері бірдей, бірақ түс интенсивтілігі әр түрлі. Мысалы: Fe³⁺, SCN^- иондары арасындағы комплекс қан қызыл түсті, бірақ түс интенсивтілігі роданидтің артық концентрациясына тәуелді.

С_арт=5∙10^-3 [Fe(SCN)]²⁺

С_арт=1,2∙10^-2 [Fe(SCN)₂]⁺

С_арт=4∙10^-2 [Fe(SCN)₃]

С_арт=1,6∙10^-1 [Fe(SCN)₄]^-

С_арт=7∙10^-1 [Fe(SCN)₅]^2-

Анализде үлкен қателіктер болмас үшін: бір ғана берік комплексті ион түзетін реагент таңдау керек және стандартты және зерттелетін ерітіндіде реагенттің бірдей артық концентрациясын сақтап өлшеу керек.

2) Түсті қосылыс уақыт ішінде ыдырауы мүмкін. Көптеген түсті қосылыстар уақыт өткен сайын өзінің интенсивтілігін өзгертеді. Мысалы, егер түсті қосылыс баяу түзілсе, интенсивтілік уақыт өткен сайын артып, 20-30 минуттан соң тұрақтанады. Немесе, интенсивтілік тез артады, бірақ біраздан соң кемиді, тотығу‑тотықсыздану реакциясы, гидролиз, рН өзгерісі, бөтен заттар болуы т.с.с. себептерден.

Фотометрияда түс интенсивтілігін 10-15 минут ішінде өзгертпейтін қосылыстар пайдалану керек. Кейде стабилизатор (желатин, крахмал, органикалық еріткіш) қолданады.

3) Анықталатын металл ионымен немесе реагентпен әрекеттесе алатын бөтен зат болуы:

Егер анықталатын металл ионы реагент L-мен түзілетін комплекс ионы бөтен лиганд Х-пен түзетін комплекстен тұрақсыздау болса, онда L көмегімен анықтау жүргізуге болмайды.

Егер түсті MeL комплекс түссіз МеХ комплексі тұрақтырақ болса да соңғының бөгет жасауы түсті комплекс шығымын азайтады.

Кейде бөтен заттың металл немесе лигандпен әрекеттесуі жаңа түсті қосылыстың түзілуіне әкеледі. Олар MeL‑ді фотометриялық анықтауға кедергі жасайды.

Фотометриялық анықтауға рН әсері болады. Іс жүзінде рН әсерінің келесі жағдайларын мүмкін болады:

Күшті қышқылдар аниондарының түсті комплекс түзілу реакцияларын қышқылдық ортада жүргізу керек.

Әлсіз қышқыл аниондарының түсті комплекс түзу реакцияларын қышқылдық ортада жүргізуге болмайды, себебі анионы протонданып кетеді, бірақ рН‑ты біртіндеп арттыру керек. Себебі сілтілік ортада негіздік тұздар гидроксидтер, гидроксокомплекстер түзіліп кетеді.

Индикаторлық қасиеті бар реагенттердің түсті комплекстері түзілу реакцияларын нақты рН шамасында жүргізеді. Ол үшін буферлі ерітінді қосады. Мысалы, рН ≥ 4,5 болса, ализарин – сары түсті, оның Al³⁺ ионымен комплексі қызыл түсті. рН > 5,5 болса, ализарин өзі де қызыл түсті. Сондықтан алюминийді ализаринмен анықтауды рН = 4,5-5 арасында жүргізеді.

Түсті қосылыстардың оптикалық қасиеттері

Сіңіру спектрлері. Барлық түсті ерітінділер жарықты талғамды сіңіреді. Сондықтан түсті қосылысты анықтау үшін сіңіру спектрін өлшейді. Ол үшін ерітіндінің оптикалық тығыздығын 10-20нм сайын әр түрлі толқын ұзындығында өлшеп шығады. Максимальды шекарасы анықталғаннан кейін қайтадан 1-2 нм сайын өлшеп шығады. Сол нәтиже бойынша график салады. Өлшеуді спектрофотометрде жүргізеді. Сіңіру спектрі бұл зат үшін сапалық сипаттама. Әрбір заттың сіңіру максимумы λ_max болады.

Жарық сіңіру кезінде негізгі заңынан ауытқулар болады. Іс жүзінде ауытқулар келесі факторларға тәуелді:

· Сіңірілген зат табиғатына.

· Жарықты монохроматтау дәрежесіне.

· Өлшеу дәлдігіне.

· Бөтен зат болуына.

· Түсті қосылыс табиғатына.

Бөлінген жарық интервалы неғұрлым жіңішке болса, монохроматтану дәрежесі соғұрлым жоғары, ауытқу аз болады.

Бөтен заттардың болуы түсті қосылыс молекуласын немесе комплексті қосылыстарды деформациялайды.

Түсті ерітінділерді сұйылтқанда α дисоциациялану дәрежесі артады, сонымен қоса ауытқудың химиялық себептері де болады (сольваттану, гидролиз, комплекс түзу, таутомерлік өзгерістер т.с.с.).

К – түсті комплекстің тұрақсыздық константасы.

С_м – анықталатын ионның жалпы концентрациясы.

q – ерітіндінің сұйылту еселігі.

Ерітіндіде қосалқы тепе‑теңдік болса, онда Δ‑ны шартты тұрақтылық константасы арқылы сипаттайды. Ол сұйылту кезіндегі өзгерісті былай өрнектейді:

 (MeL комплексі үшін)

q – сұйылту еселігі.

P – реагенттің артық еселігі.

β₀ – сұйылтуға шейінгі шартты тұрақтылық константасы.

β_q – сұйылтудан кейінгі шартты тұрақтылық константасы.

n – лиганд саны.

Фотометриялық анықтауда спектр аймағын таңдау. Түсті ерітіндінің оптикалық тығыздығын өлшегенде жарық сіңіру максимальды болатын аймақты таңдау керек. Сонда өлшеу дәлдігі мен анықтау сезімталдығы артады.

Сіңіру максимумында (λ_max) ΔD әлдеқайда жоғары.

Осы қорытындыға басқаша да келуге болады.

C бойынша дифференциалды теңдеу құрамыз:

ε неғұрлым жоғары болса, D өзгерісі соғұрлым көп болады, ал ε λ_max шамасында жоғары болады. Өлшеу қателігі λ_max шамасында ең аз, λ_min шамасында ең көп болады. λ_max шамасында өлшеу анықталау сезімталдығын арттырады. Мысалы: мысты ДЭДТК түрінде λ = 436нм (λ_max) және λ = 540нм анықтауға болады.

Сезімталдық минимальды концентрациямен анықталады:

436 нм және 540 нм шамаларында D_min мен l_max бірдей, ал ε_max әр түрлі.

Яғни 436 нм-де анықтау сезімталдығы 8 есе жоғары.

Сонымен фотометриялық анықтауда спектр аймағын таңдау келесі шарттармен анықталады:

· Сіңіру максимумында жарық сіңірумен, ол ең жоғарғы дәлдік пен сезімталдықты қамтамасыз етеді.

· Осы спектр аймағына сәуле қабылдағыштың жоғары сезімталдығымен.

· Осы аймақта жарық сіңірудің негізгі заңының орындалуымен.

· Өлшеу нәтижелерінің қайталанғыштығымен.

Фотометриялық анализдің оптимальді жағдайларын анықтау

Реагент таңдау. Реагент ең бірінші анықталатын затпен ерекше әрекеттесуі керек. Реагент ерекшелігін бағалау үшін А.К. Бабко келесі критерийлерді ұсынған:

1.Реагент сіңіру максимумын неғұрлым көбірек ығыстыруы керек:

λ_k, λ_R – комплекстің және реагенттің сіңіру максимумдарының толқын ұзындығы.

2. Реагент ε молярлық сіңіру коэфициентінің неғұрлым көп абсолютті және салыстырмалы өзгерісін қамтамасыз етуі керек:абсолютті және салыстырмалы

Егер ε_к, ε_R белгісіз болса, онда мына айырма бойынша таңдайды:

3. Реагенттің және комплекстің түзілу кезіндегі рН шамалары неғұрлым алшақ болуы керек:

4. Ерітіндінің оптикалық тығыздығы тұрақты болатын рН интервалы неғұрлым үлкен болу керек.

Сонымен қоса реагент таңдаудың практикалық критерийі ретінде D-C түзуінің иілу бұрышының тангенсін пайдалануға болады. tgα неғұрлым жоғары болса, реагент сезімталдығы соғұрлым жоғары болады.

Органикалық реагенттер мен еріткіштер пайдалану.Фотометриялық анализде органикалық реагенттің сулы, сусыз және аралас ерітінділері пайдаланады.

Сусыз ерітінді дайындау үшін полюсті, полюссіз еріткіш пайдаланылады. Еріткіш таңдағанда реагент табиғатын және түзілетін комплекстің гидрофобтық дәрежесін ескереді.

Сумен жақсы араласатын полюсті органикалық еріткіштер - ацетон, спирт, диоксан. Олар түсті комплекс тұрақтылығын арттыру үшін пайдаланады.

Сумен араласпайтын полюссіз органикалық еріткіштерге бензол, хлороформ, CCl₄ жатады. Олар иондарды бөлу және экстракциялау үшін пайдаланады.

Жиі пайдаланатын органикалық фотометриялық реагенттерге келесілер жатады:

Дитизон немесе дифенилтиокарбазон. рН < 7 болса, суда ерімейді, сілтілік ортада қызыл-сары түсті HD_z^- ион түрінде болады. Хлороформ және CCl₄ еріткіштерінде жақсы ериді, жасыл түсті ерітінді береді.

8-оксихинолин – амфотерлі реагент. Сулы ерітіндіде қышқылдық ортада оксихинолиний катионы, ал сілтілік ортада оксихинолинат анионы түрінде болады. Сонымен қоса органикалық полюсті, полюссіз еріткіштерде ериді.

Натрий диэтилдитиокарбаминаты (Na-ДЭДТК). Суда жақсы ериді. рН ≤ 4 болғанда толығымен органикалық фазаға өтеді, ал рН ≥ 8 болғанда толығымен сулы фазаға өтеді.

Люминесцентті спектроскопия

Люминесценция деп – электрон ауысы нәтижесінде қозған молекулалар, атомдар және басқа бөлшектердің негізгі күйге оралғанда жарық шығаруын атайды. Бөлшектерді қоздыру жолы бойынша люминесценцияның келесі түрлері болады:

Қоздыру түрі	Люминесценция түрі
1. Электромагниттік сәуле	Фотолюминесценция
2. Химиялық реакциялар энергиясы	Хемилюминесценция
3.Организмдегі химиялық реакциялар энергиясы	Биолюминесценция
4. Рентген сәулелері	Ренгенолюминесценция
5. Электр энергиясы	Электролюминесценция

Аналитикалық химияда молекулалардың фотолюминесценциясы пайдаланады.

Молекула жарық сіңіріп, негізгі S₀ күйінен бірінші қозған электрондық күйге S₁ күйге ауысады, бұған 10^-15 секунд қажет сосын молекула қозған күйдің төменгі тербеліс күйіне ауысады, бұл құбылысты тербелісті релаксация деп атайды. Бұған 10^-12 секунд қажет. Осы күйден негізгі күйге молекула 3 жолмен орала алады:

Басқа бөлшектермен соқтығысып, молекула өз энергиясын жылу түрінде бөледі, бұл құбылыс ішкі конверсия деп аталады.

Негізгі күйге оралу электронның синглет-сингелетті ауысуы арқылы (спин өзгеруінсіз) жарық квантын шығара жүреді. Бұл құбылыс флуоресценция деп аталады.

Немесе молекула қозған күйден тұрақсыз Т₁ күйіне ауысады, сосын негізгі күйге ішкі конверсия нәтижесінде немесе триплет - синглетті ауысуы нәтижесінде, яғни спиндері өзгере оралады. Бұл құбылыс фосфоресценция деп аталады.

Осы фотолюминесценцияның екі түрі де – флуоресценция мен фосфоресценция анализде пайдаланады.

Люминесценцияның 2 сипаттамасы бар: люминесценция шығымы және люминесценция спектрі.

Люминесценция шығымы. Молекула сіңірген жарықтың барлығы люминесценцияға айналмайды, сәуле шығарусыз да ауысулар болады. Сол себептен екі түрлі шығым болуы мүмкін:

а) Энергиялық шығым

б) Кванттық шығым

Екі шығым өзара байланысты. Егер энергия бірнеше квант энергиясынан болса:

Е = N ∙ hν

Люминесценция спектрі деп – люминесцентті сәуле интенсивтілігінің толқын ұзындығына тәуелділік графигін атайды.

Люминесценцияның келесі заңдары бар:

Стокс – Ломмель заңы: Флуоресценция спектрі және максимумы сіңіру спектрі және оның максимумымен салыстырғанда үлкен толқын ұзындығына қарай ығысады.

Л. Левшиннің айналу симметрия ережесі: сіңірудің және флуоресценцияның нормаланған спектрлері олардың қиылысу нүктесі арқылы өткізілген перпендикулярға қатысты айналы симметриялы болады.

Бұл бір спектр болса, екінші спектрді салуға мүмкіндік береді, алайда бұл ереже барлық заттар үшін орындалмайды.

Кванттық шығымның төмендеуін люминесценция сөнуі деп атайды, сөнудің бірнеше себебі болады:

Сөну температура артқан кезде байқалады;

Концентрациялық сөну немесе өздігінен сөну жүйедегі химиялық реакцияларға байланысты болады. Мысалы, молекулалар ассоциацияланса, басқа спектр береді.

Ішкі фильтр эффектісі жоғары концентрацияда байқалады. Ерітінді арқылы жарық өткенде интенсивтілік кемиді. Шеткі молекуларға жоғары интенсивтілікті жарық түседі, ал ішкі молекулаға интенсивтілігі төмендеген жарық түседі, флуоресценцияның интенсивтілігі кемиді, сөну байқалады.

Қоспақтар әсерінен сөну пайда болады. Мысалы: металл иондары, ауыр атомдар - J, Br, т.б. әсерінен сөну пайда болады:

Люминесцентті спектроскопияда концентрацияны анықтау әдістері:

Зат концентрациясы артқан сайын флуоресценция интенсивтілігі артады:

Яғни интенсивтілік пен концентрация арасында сызықтық тәуелділік болады, калибровкалық график арқылы концентрация анықтауға болады.

Анализді спектрофлуориметр, флуориметр, фосфориметр аспаптарының көмегімен жүргізеді. Оларда қоздыру көзі ретінде көрінетін немесе УК-аймақта жарық беретін әр түрлі лампалар (ксенондық, сынап‑кварцтық, вольфрам‑галогенидтік) пайдаланады. Екі мақсатта екі түрлі монохроматор пайдаланылады:

· Қоздыру үшін жарық жолағын түзетін.

· Люминесценция спектрінен белгілі толқын ұзындығын бөліп алатын.

Спектрофлуориметрде монохроматтау үшін призма немесе дифракциялық тор, ал флуориметрде жарық фильтрлері пайдаланады. Детекторлар - фотокүшейткіш немесе фотон санағыш.

Әдісте анализдеуге болатын заттар:

‑ сирек жер элементтер (Sm, Eu) +4 тотығу дәрежесінде өздік люминесценция шығарады

- U (VI) қосылыстырында қышқылдарда ерігенде өздік люминесценция пайда болады, квантық шығымы 1-ге жуық

- Тl (I), Pb (ІI), Bi (ІІI), Sn (II), Sb (III), Te (IV) галогенидтік комплекстерін мұздатқанда, өздік люминесценция болады

- Кристаллофосфорларда өздік люминесценция болады. Лантанидтер кейбір органикалық лигандтармен люминесценцияланатын комплекстер түзеді

Әдістің ерекшеліктері:

Өте сезімтал әдіс, анықтау шегі 10^-10 г/мл.

Талғамды әдіс.

Органикалық заттарды, витаминдерді, есірткілерді, дәрі-дәрмектерді анализдеуге болады.

Бейорганикалық заттарды, мысалы: сирек жер элементтерді, жартылай өткізгіштерді анализдеуге болады.

IV Бекіту

(Студенттердің алған білімін бекіту мақсатында оқытушы сұраққа жауап және есептер шығару әдістерін қолдануда.)

Сұраққа жауап беріңдер.

1. Хромотографиялық әдістірдің маңызы.

2. Хромотографиялық талдау әдісінің классификациясы.

3. Қағаз хромотографияларының түрлері.

4. Бөлу   коэффициенттері туралы түсінік және оларға әсер ететін факторлар.

5. Сандық және сапалық хромотографиялық талдауды қағазда жүргізу.

6.  Ион алмасу хромотография тәсілінің негізі неде?

7.  Ион алмасу процесі.

8.  Хромотографияда қолданатын смоланың түрлері.

9. Анализ үшін ионидті талдау.

10.  Н⁺, ОН^- анионның алу тәсілдері және олардың жұмыста қолданылуы.

11.  Ион алмастыру сиымдылығын қалай анықтаймыз.

12.  Ион   алмастыру   тәсілінің қолданылуы,   тәсілдің    артықшылыгы    мен

     кемшілігі.

Есептер шығару:

Есеп 1.  Өлшеуіш колбада сыйымдылығы 100 мл сынаманың 2,00000 г- еріген үлгідегі 11а СІ құрамын анықтау. Пипеткамен 10 мл алынып және Н - түріндегі катионидті колонкаға құйылады. Колонка                                      сумен жуылған. Барлық элюат конусты колбаға жиналған және 0,1 М NаOH - ты метил қызғылтпен       титрлеу үшін 15 мл NаОН шығындалды.

Есеп 2.  100 мл 0,1 М тұз кышқылына Н түріндегі 5 г катионид қосылды. Тепетендік орнатылғаннан кейін сутекті иондардың концентрациясы 0.015 М кемиді. Сутекті иондар үшін статикалық алмасу /айырбастау/ сиымдылығын анықтайды.

Есеп 3. Құрамында 5 г катионы бар, динамикалық сиымдылық катионитін колонка арқылы 500 мл 0,05 н калъций ертіндісін өткізіп анықтауға болады. Элюфттағы кальцийді анықтау үшін 50 мл-дік бөлікпен алынған концентрацияның  келесі мәндері алынды: 0,003, 0,008, 0,015, 0,025, 0,040, 0,050. Кальций ерітіндісін катионидті динамикалық сиымдылығын анықта.

V Қорытындылау

Студенттерді қатысуына байланысты саралап топпен және жеке бағалау.Алған біліміне байланысты жеке тапсырмалар орындауына және өзіндік тапсырмалар орындауын бағалау.

VІ Үй тапсырмасы

Тақырып: : Анализдің фотометриялық әдістері.

Ж.Шоқыбаев «Аналитикалық химия» 296-298 бет