قالب وبلاگ
شیمی
شیمی کاربردی 
نام آزمایش: تیتراسیون های رسوبی

هدف آزمایش: تعیین یون کلرید به روش ولهارد

وسایل آزمایش: ارلن مایر- بورت – قیف – کاغذ صافی – پیپت حبابدار- پیپت فیلر- پیپت مدرج – بالن ژوژه 

مواد آزمایش: محلول فری آمونیم سولفات – محلول نیترات نقره – اسید نیتریک – محلول تیوسیانات پتاسیم – آب مقطر

 

 

تئوری آزمایش:

تیترسنجی رسوبی

تیترسنجی رسوبی، که بر پایه واکنش های همراه با ایجاد ترکیبات یونی با انحلال پذیری کم قرار دارد، یکی از قدیمی ترین فنون تجزیه ای است که سابقه آن با اوایل قرن 18 باز می گردد. با وجود این، به علت سرعت پایین تشکیل اغلب رسوب ها، فقط تعداد کمی از عوامل رسوب دهنده در تیتر سنجی مورد استفاده قرار می گیرند. نقره نیترات را می توان پرمصرف ترین و مهمترین واکنشگر رسوبی دانست، که برای اندازه گیری هالیدها، آنیون های هالید ، مرکاپتان ها، اسیدهای چرب، و تعدادی از آنیون های معدنی دو و سه والانسی به کار می رود. روش های تیترسنجی بر پایه نقره نیترات را گاهی روش های نقره سنجی نیز می نامند.

شناساگر برای تیتراسیون های نقره سنجی

در تیتراسیون های با نقره نیترات، با سه نوع نقطه پایانی مواجه هستیم: (1) شیمیایی، (2) پتانسیل سنجی، (3) آمپرسنجی. در بخش زیر شناساگر شیمیایی معرفی شده است. نقاط پایانی پتانسیل سنجی با اندازه گیری پتانسیل بین یک الکترود نقره و یک الکترود مرجع که یک پتانسیل ثابت دارد و مستقل از مقدار واکنشگر است، بدست می آید. برای بدست آوردن نقطه پایانی آمپرسنجی، جریان حاصل بین یک زوج میکروالکترود نقره در داخل محلول آنالیت اندازه گیری و در برابر حجم واکنشگر رسم می شود.

نقطه پایانی که با یک شناساگر ایجاد می شود معمولاً شامل یک تغییر رنگ و یا گاهی ظهور یا ناپدید شدن کدری در محلول مورد تیتراسیون است. پیش نیازهای یک شناساگر برای تیتراسیون رسوبی به صورت زیر است: (1) تغییر رنگ باید در گستره محدودی از تابع-   مربوط به واکنشگر یا آنالیت باشد و (2) تغییر رنگ باید در قسمت پرشیب منحنی تیتراسیون برای آنالیت اتفاق افتد.

یون آهن (3) ؛ روش ولهارد

در روش ولهارد، یون نقره با محلول استاندارد تیوسیانات تیتر می شود:

Ag +   +   SCN-   ↔   AgSCN (S

آهن (3) نقش شناساگر را دارد. با اولین مقدارکم تیوسیانات، محلول قرمزرنگ می شود:

Fe3+   +   SCN-   ↔   FeSCN2+  

تیتراسیون باید در محیط اسیدی انجام شود تا مانع از رسوب کردن آهن (3) به صورت اکسید آبدار گردد.

در تیتراسیون ولهارد، غلظت شناساگر زیاد مهم نیست. اگر غلظت آهن (3) بین 0.002 مولار و 1.6 مولار تنظیم شود، می توان به خطای تیتراسیون یک در هزار یا کمتر دست یافت. در عمل، در صورتی که غلظت شناساگر بیش از 0.2 مولار باشد، در آن صورت رنگ شدید آهن(3)، مانع از تشخیص کمپلکس تیوسیانات می شود. در نتیجه، از یون آهن (3) با غلظت های کمتر (معمولاٌ در حدود 0.01 مولار) استفاده می شود.

مهمترین کاربرد روش ولهارد اندازه گیری غیرمستقیم یون های هالید است. یک مقدار اضافی ولی با اندازه معلوم محلول نقره نیترات استاندارد را به نمونه اضافه و اضافی نقره را با تیتراسیون معکوس با محلول استاندارد تیوسیانات تعیین مقدار می کنند. در روش ولهارد، نیاز به محیط اسید قوی، از مزایای شاخص آن نسبت به سایر روش های تیترسنجی برای اندازه گیری هالید هاست، زیرا یون هایی مانند کربنات، اکسالات و آرسنات (که موجب تشکیل نمک های کم محلول در محیط خنثی و نه در محیط اسیدی می گردند) باعث تداخل نمی شوند.

 

تیتراسیون معکوس فرایندی است که در آن مقدار اضافی از محلول استفاده شده است برای واکنش با آنالیت، با تیتراسیون توسط یک محلول استاندارد ثانوی اندازه گیری می شود. غالباٌ، هنگامی که سرعت واکنش بین آنالیت و واکنشگر کند است و یا وقتی که محلول استاندارد فاقد پایداری است، از تیتراسیون معکوس استفاده می شود.

 

 

نقره کلرید محلول تر از نقره تیوسیانات است. بنابراین، در اندازه گیری کلرید با روش ولهارد، واکنش         

AgCl (g)   +   SCN-   ↔   AgSCN (s) +   Cl-

به طور قابل توجهی در اواخر تیتراسیون معکوس یون نقره اضافی اتفاق می افتد. انجام انجام این آزمایش باعث محو تدریجی نقطه پایانی می شود و بدین ترتیب اضافه مصرف یون تیوسیانات را به همراه می آورد که سرانجام آن به دست آمدن یک مقدار کم برای یون کلرید است. با صاف کردن نقره کلرید قبل از تیراسیون معکوس می توان این مشکل را حل کرد. برای اندازه گیری سایر هالید ها به صاف کردن نیازی نیست، زیرا نمک های نقره این یون ها تماماٌ کم محلول تر از نقره تیوسیانات است.  

منبع:اسکوگ- وست- هالر- کروچ، مبانی شیمی تجزیه، جلد اول، چاپ 1388، ص 390،  406، 412، 416-414

 

شرح آزمایش:

این آزمایش شامل 2 قسمت است:

قسمت اول: استاندارد کردن تیوسیانات

درون ارلن 10 میلی لیتر   استاندارد شده 0.1 مولار می ریزیم. سپس به آن 2 میلی لیتر فری آمونیوم سولفات و 5 میلی لیتر اسید نیتریک 6 مولار اضافه می کنیم. به کل محلول درون ارلن آب مقطر اضافه می کنیم تا حجم کل محلول به 50 میلی لیتر برسد. درون بورت هم تیوسیانات قرار می دهیم و تیتراسیون را آغاز می کنیم تا رنگ قرمز مشاهده شود. حجم مصرفی تیوسیانات را یادداشت می کنیم. این آزمایش را دو بار انجام می دهیم و از حجم ها میانگین می گیریم. در نقطه پایانی تعداد میلی مول های تیوسیانات با تعداد میلی مول های نقره برابر است. حال مولاریته تیوسیانات را بدست می آوریم.

قسمت دوم: اندازه گیری یون کلرید

در ابتدا بالن ژوژه دارای مجهول را انتقال کمی به درون ارلن می دهیم. ( انتقال کمی یعنی تمام محلول مجهول را به درون ارلن می ریزیم.) برای اطمینان از باقی نماندن مجهول درون بالن ژوژه، درون آن آب مقطر می ریزیم و هم می زنیم و به ارلن اضافه می کنیم. سپس به ارلن 25 میلی لیتر یون نقره 0.1 مولار و 10 میلی لیتر اسید نیتریک 6 مولار اضافه می کنیم. رسوب نقره کلرید تشکیل می شود. چون مقدار نقره بیشتر از کلر است مقداری ازیون نقره اضافی علاوه بر رسوب نقره کلرید وجود دارد که باید نقره اضافی را از رسوب جدا کنیم. برای این کار کاغذ صافی را روی قیف می گذاریم و محلول را صاف می کنیم. رسوب روی کاغذ صافی می ماند و یون نقره از آن جدا می شود. برای اطمینان از باقی نماندن یون نقره کمی روی رسوب آب مقطر می ریزیم و صاف می نماییم.

به یون نقردرون ارلن 5 میلی لیتر محلول اسید نیتریک و 2 میلی لیتر محلول فری آمونیوم سولفات اضافه می نماییم. درون بورت هم تیوسیانات می ریزیم و تیتراسیون را آغاز می کنیم تا زمانی که رنگ قرمز رنگی مشاهده شود. حجم مصرفی تیوسیانات را یادداشت می کنیم. در نقطه پایانی تعداد میلی مول های یون نقره برابر با حاصل جمع تعداد میلی مول های کلرید و تیوسیانات است. در رابطه جایگذاری می کنیم وتعداد میلی مول های یون کلرید را بدست می آوریم.

 

محاسبات:

قسمت اول:

V1 =10.1                       V2 = 10                        V = 10.05

+MVSCN-   =   MV Ag

MSCN- ×    10.05 = 0.1 × 10                            MSCN- = 0.0995

 

قسمت دوم:

VSCN- =13.15

MV Ag+ =   MV C l - + MVSCN

25 × 0.1 = MV C l- + 0.0995 × 13.15        

  MV C l- = 1.191575               تعداد میلی مول های کلرید

[ یکشنبه پانزدهم خرداد 1390 ] [ 1:14 ] [ محمدرضا گل سرخ حق ]
.: Weblog Themes By Pichak :.

درباره وبلاگ

شیمی کاربردی و دنیای شیمی
امکانات وب





Powered by WebGozar