تیتراسیون کمپلکسومتری

مقدمه:

یکی از روشهای غیر دستگاهی روش کمپلکسومتری می باشد که پایه و اساس آن بر تولید کمپلکس بین فلزات و عوامل کمپلکس کننده استوار است. اصولا هر کمپلکس تشکیل شده از یک اتم یا یون فلزی که در مرکز کمپلکس قرار گرفته است و در اطراف آن یونهایی با بارهای مخالف یا مولکولهای بدون بار قرار گرفته اند، این مولکولها یا یونها را لیگاند گویند.

بهترین لیگاند چند دندانه ای برای تیتراسیونهای کمپلکسومتری اتیلن دی‌آمین تترا استیک اسید (EDTA) می باشد.

EDTA یک لیگاند شش دندانه‌ای است که صرف نظر از بار کاتیونها با آنها به نسبت 1:1 تشکیل کمپلکس می دهد. 

EDTA یک اسید چهار پروتونی است که بسته به  pH محیط به فرم های مختلف تبدیل می شود:

_[C_{T  = [H4Y] + [H3Y^-] + [H2Y^2-] + [HY^3-] + [Y⁴}                     

C_T: غلظت EDTA کمپلکس نشده است، وسعت تشکیل کمپلکس با EDTA بهPH  محیط بستگی دارد:

 

¢  اندازه گیری سختی کل:

شرح آزمایش:

مرحله اول: محلول نمک دی سدیم EDTA را به روش زیر استاندارد کنید:

در ارلن 10 میلی لیتر محلول روی سولفات و 20 میلی لیتر آب مقطر و 5 میلی لیتر با 10= pH (بافر آمونیاکی) و با نوک اسپاتول مقدار خیلی کم شناساگر (E.B.T) اضافه کرده و آن را با محلول EDTA تا تغییر رنگ قرمز به آبی تیتر کنید.

مرحه دوم: برای اندازه گیری سختی کل آب (تعیین کلسیم و منیزیم در آب) آزمایش قبلی تکرار کنید فقط بجای محلول روی سولفات از آب مورد آزمایش استفاده کنید.

 مجموع میلی مولهای کلسیم و منیزیم محاسبه کنید؟

 

¢  اندازه گیری کلسیم در حضور منیزیم

منیزیم و کلسیم هر دو با EDTA  کمپلکس می دهند در pH  بالای 11 کمپلکس منیزیم  از بین می رود که با افزایش دی اتیل آمین pH محیط به حدود 12 می رسد که کلسیم در حضور منیزیم مشخص می شود.

 

شرح آزمایش:

در یک ارلن 10 میلی لیتر آب مورد آزمایش 10 میلی لیتر آب مقطر و 5 میلی لیتر دی اتیل آمین و مقدار خیلی کم از شناساگر (E.B.T) را وارد کرده و با محلول EDTA  استاندارد تا تغییر رنگ قرمز قهوه ای به آبی تیتر کنید.

میلی مول های کلسیم و منیزیم در آب مورد آزمایش محاسبه کنید و بر حسب میلی گرم در لیتر محلول اولیه گزارش دهید؟ 

 

سوالات:

1-  محلولی شامل ⁺Mg² و    ⁺Ca²می باشد. می خواهیم از طریق تیتراسیون باEDTA مقدار هریک را مشخص کنیم. روش آزمایش را بنویسید.

2- علت تغییر رنگ را در آزمایش توجیه کنید؟ 

تعیین کلرید به روش ولهارد

مقدمه:

در این متد یون کلرید به طریق تیتراسیون برگشتی توسط یون تیوسیانات در حضور شناساگر Fe^{+3  و در محیط اسیدی مورد سنجش واقع می شود.} 

    اضافی ⁺AgCL + Ag<------------- اضافی ⁺CL^- + Ag 

                      SCN^- +   اضافیAg⁺  ------------- >    AgSCN            

Fe³⁺   +   3SCN^-   ↔   Fe(SCN)₃

 

 شرح آزمایش:

 

قسمت اول: استاندارد کردن تیوسیانات

 10 میلی لیتر استاندارد شده 0.1 مولار را در ارلن می ریزیم. سپس به آن 2 میلی لیتر آمونیوم فریک سولفات اضافه کنید ومحلول را با هم زدن با آمونیوم تیوسیانات تا رنگ قرمز پایدار تیترکنید. 

قسمت دوم: اندازه گیری یون کلرید

در یک ارلن 10 میلی لیتر نموته مجهول همراه با 2 میلی لیتر اسید نیتریک و 4-2 میلی لیتر آمونیوم فریک سولفات و 50 میلی لیتر آب مقطر بهمراه 15 میلی لیتر نقره نیترات اضافی را اضافه کرده و سپس محلول را صاف کنید و محلول زیر صافی را با آمونیوم تیوسیانات استاندارد تا ایجاد رنگ قرمز پایدار تیتر کنید.

 

 سوالات:

 1- چرا در روش ولهارد در محیط اسیدی است؟

2- چرا در روش ولهارد محلول را صاف می کنیم

تعیین آهن (III) یا منگانومتری

مقدمه:

ابتدا پتاسیم پرمنگنات که بعنوان اکیدکننده است با سدیم اگسالات استاندارد می کنند. یون آهن III))  توسط پرمنگنات اکسید نمی شود. به همین جهت آن را با یک احیا کننده مثل SnCL₂ به آهن (II ) احیاء کرده و سپس با اکسیداسیون آن به آهن III)) توسط پرمنگنات در محیط اسیدی، مقدار آن را اندازه گیری می کنند. 

 

2Fe⁺³+  Sn⁺² --------------------->   Fe⁺² + Sn⁺⁴

 

5Fe²⁺ + MnO₄^- + 8H⁺ ------------------>5 Fe³⁺ + Mn⁺² + 4 H₂O

 شرح آزمایش:    

مرحله اول:

ابتدا پتاسیم پرمنگنات را به روش زیر استاندارد کنید.

با استفاده از پیپت 10ml اسید اگزالیک 0.01 نرمال را وارد ارلن مایر کرده و به آن 4ml اسید سولفوریک 6 مولار اضافه می کنیم و آنرا حرارت می دهیم(نباید بجوشد).محلول را در حالیکه داغ است با پرمنگنات پتاسیم تیتر می کنیم. نقطه ی پایانی اولین رنگ  صورتی ثابت است. 

 مرحله دوم: 

نمونه داده شده را به حجم رسانیده و مقدار دقیق 25ml از آنرا در بشر 600 میلی لیتری بریزید. 10ml اسید کلریدریک 6 نرمال به آن افزوده و تا قبل از جوشیدن آنرا حرارت دهید. شعله را کنار کشیده و بدقت با هم زدن مداوم محلول SnCl₂ را به محلول زرد داغ قطره قطره اضافه کنید، چند ثانیه بعد از افزودن هر قطره منتظر بمانید و سپس قطره بعدی را اضافه نمایید وقتی رنگ زرد محلول روشنتر شد  بایستی احتیاط بیشتری را در افزودن SnCl₂ داشته باشید(برای این منظور می توانید SnCl₂ را با حجم مساوی از آب مقطر رقیق کنید و سپس آنرا به محلول اضافه کنید). افزودن قطره قطره ی SnCl₂ را تا جایی ادامه دهید که با یک قطره از آن رنگ زرد محلول بطور کامل ناپدید شود، برای اطمینان از احیای کامل Fe⁺³ به Fe⁺² یک یا دو قطره از SnCl₂ را به مقدار اضافی وارد ظرف کنید(نباید به مقدار بیشتر از آن وارد ظرف شود). محلول حاصل را سرد کردن و با 100ml آب مقطر سرد آنرا رقیق کنید. 20ml از محلول HgCl₂ را یکمرتبه به آن اضافه کنید و تکان دهید. بمدت 2min بگذارید محلول به حال خود باشد.یک رسوب سفید لاکی و کدر مانند از HgCl₂ بایستی تشکیل شود و یا رنگ رسوب تشکیل شده سیاه یا خاکستری باشد. بدون صاف کردن رسوب تشکیل شده به آن 20ml آب مقطر سرد و 8ml محلول جلوگیری کننده (Z.R) اضافه کرده و با محلول پرمنگنات 0.01 نرمال تیتر کنید. پایان تیتراسیون بوجود آمدن رنگ صورتی در محلول است.

 سوالات:

1- میلی گرم آهن را تعیین کنید؟

2- علت استفاده از معرف زیمرمان راینهات را توضیح دهید؟

3- نقش HgCl_{2  در این آزمایش را بنویسید؟}

 

 

تعیین کلرید به روش مور

مقدمه:

در این متد ^-CL در حضور اندیکاتور کرومات پتاسی (K₂CrO₄) با ⁺Ag و در محیط خنثی اندازه گیری می شود. 

      Ag⁺  + CL^- ----------->  AgCL 

  2Ag⁺  + CrO₄^- -----------> Ag₂CrO₄

شرح آزمایش:

مرحله اول:

ابتدا محلول نقره نیترات را به روش زیر استاندارد کنید:

در یک ارلن 0.1 گرم نمک سدیم کلرید و 50 میلی لیتر آب مقطر و یک الی دو قطره محلول پتاسیم کرومات اضافه کرده و آن را با محلول نقره نیترات تهیه شده تا جایی که رنگ قهوه ای مایل به قرمز ضعیف مشاهده کنید تیتر می کنیم.حجم نقره نیترات مصرفی را یادداشت می کنیم.

 

سپس محتویات ارلن را خالی می کنیم و در ارلن 0.1 گرم کلسیم کربنات به همراه 50 میلی لیتر اب مقطر و یک الی دو قطره محلول پتاسیم کرومات اضافه می کنیم و با افزودن محلول نقره نیترات تا نقطه پایان رنگ قهوه ای مایل به قرمز ضعیف مشاهده کنیم تیتراسیون را انجام می دهیم.رقم تصحیح شاهد برای شناساگر را تعیین کنید.

سوالات:

1- علت اضافه کردن شاهد ؟

2- چرا ⁺Ag که اضافه می کنیم ابتدا با ^– Cl واکنش می دهد ؟

 

 

اندازه گیری آمونیوم

مقدمه:

نمک های آمونیم اسید های ضعیف هستند که یک باز قوی مستقیما تیتر نمی شوند با اضافه کردن فرمالدئید به این نمک ها عامل اسیدی تقویت شده که ⁺H براحتی جدا می شود و با ^–OH از باز واکنش می دهد. 

4NH₄⁺ + 6HCHO  ------------->   (CH₂)₆N₄ + 4H⁺ + 6H₂O

شرح کار:

قبل از شروع آزمایش حدود 5 میلی لیتر فرمالدئید 40 % را در یک ارلن 250 میلی لیتر وارد کرده و به آن چند قطره فنل فتالن اضافه کرده و بعد با سود تیتر کنید تا رنگ صورتی کم رنگ حاصل شود به این ترتیت خنثی شدن فرمالدئید انجام می شود.

بعد در یک ارلن پی پت 5 میلی لیتر از نمونه مجهول و  با استوانه مدرج 2.5 میلی لیتر از محلول فرمالدئید خنثی شده از آزمایش قبل اضافه کرده و بعد با چند قطره فنل فتالین و سود 0.1 نرمال تیتر کنید تا رنگ صورتی کم رنگ حاصل شود.

( اگر 5 میلی لیتر از فرمالدئید خنثی شده از آزمایش اول را به آن اضافه کردید و رنگ صورتی از بین نرفت بایستی تیتراسیون را ادامه دهید و حجم سود را یادداشت کنید.)

سوالات:

1- چرا نمی توان این اسید را قبل از اضافه کردن فرمالدهید تیتر کرد؟

اندازه گیری اسید استیک

مقدمه:

اسید استیک یه اسید نسبتا ضعیف است و واکنش آن با سود چنین است:

CH₃COOH+NaOH  ------------>  CH₃COONa+H₂O

در نقطه اکی والان نمک CH3COONa تشکیل  می شود که طبق معادله زیر هیدرولیز می شود.

CH₃COONa+H₂O --------------> CH₃COOH+NaOH

شرح کار:

10 میلی لیتر از نمونه اسیداستیک را با پی پت به داخل بالن حجمی 100 میلی لیتری منتقل کنید و با آب مقطر به حجم رسانده سپس 10 میلی لیتر از آن را یکبار در حضور معرف فنل فتالئن و بار دیگر در حضور معرف متیل اورانژ با سود 0/1 نرمال تیتر کنید. آزمایش را دوبار تکرا ر کنید. مقدار اسید استیک بر حسب mg در نمونه گزارش کنید؟

 

 

اندازه گیری آهن (III)

مقدمه:

تجزیه وزن سنجی یکی از دقیق ترین روش های شیمی تجزیه ماکرو هستند دراین روشها جسم مورد تجزیه به صورت انتخابی به یک جسم کم محلول تبدیل می شود که جسم خشک و سوزانیده می شود و احتمالاً شکل آن تغییر می کند و بالاخره بطور دقیق توزین می شود. 

اندازه گیری آهن (III)

در این روش آهن موجود در نمونه بوسیله محلول آمونیاک در محیط قلیایی رسوب داده شده است. سپس رسوب حاصله را به Fe2O3 تبدیل کرده و آن را وزن می کنند. 

شرح آزمایش:

40 میلی لیتر از نمونه را برداشته و در بشری می ریزیم و سپس 2 میلی لیتر اسید نیتریک را به آن اضافه می کنیم(نمونه موجود در آزمایشگاه اسید نیتریک به آن اضافه شده است و ریختن اسید نیتریک لازم نمی باشد). چند قطره آمونیاک به آن اضافه می کنیم ریختن آمونیاک را زمانی متوقف می کنیم که از نمونه ما یا بوی آمونیاک استشمام شود یا کاغذ تورنسل موجود آبی شود.50 میلی لیتر آب مقطر را در بشری دیگر ریخته و حرارت می دهیم تا داغ شود(مواظب باشیم به جوش نیاید).وقتی که داغ شد نمونه را در بشر داغ شده ریخته و صبر می کنیم تا نمونه کاملا ته نشین شود(رسوب پیدا کند).وقتی که کاملا ته نشین شد کاغذ صافی که قبلا آن را وزن کرده ایم ، محلول را در آن می ریزیم تا آب موجود در آن تخلیه شود و فقط رسوب آن باقی بماند.رسوب باقی مانده را توسط محلول داغ آمونیوم نیترات  1 % شتشو می دهیم. رسوب موجود در کاغذ صافی را دو سه روز می گذاریم تا کاملا خشک شود بعد آن را اندازه گیری کرده و از وزن کاغذ صافی کم می کنیم تا وزن رسوب بدست آید.

سوالات:

1-چرا در این آزمایش اسید نیتریک اضافه می شود؟

2- علت اضافه کردن آمونیاک به صورت قطره قطره را توضیح دهید:

3- علت ریختن آب مقطر را توضیح دهید؟

4- علت ریختن آب مقطر داغ را بنویسید؟

5- علت شستشوی رسوب توسط محلول داغ آمونیوم نیترات را توضیح دهید؟

 

 

تعیین مولاریته اسید در نمونه های ناهمگن روغن و اسید(آزشیمی تجزیه ۱)

مقدمه:

نمونه برداری یکی از مهم ترین بخش های هر آزمایش است. اگر نمونه همگن باشد تمام قسمت های آن یکسان است و برای نمونه های ناهمگن از طریق آماری نمونه برداری انجام می شود. و منظور از بکار بردن روش های آماری در شیمی تجزیه تشخیص درجه دقت و صحت پاسخ های حاصل از یک روش اندازه گیری و در نتیجه بدست آوردن یک میزان از درجه اعتماد نسبت بدرستی نتایج است.

 

شرح آزمایش:

15 میلی لیتر روغن ،30 میلی لیتر هیدروکلریک اسید درون یک قیف جدا کننده بهم می زنیم تا روغن داخل محلول به صورت معلق در آید.5 میلی لیتر از ان را بلافاصله با استوانه مدرج بر میداریم و داخل یک ارلن 250 میلی لیتری وارد می کنیم و با استوانه مدرج 7.5 میلی لیتر آب مقطر و چند قطره شناساگر فنل فتالین به آن اضافه می کنیم و آن را به وسیله سود 0.1 نرمال تیتر می کنیم.این آزمایش را سه بار تکرار می کنیم.

 

سوالات :

1- چرا فنل فتالین در عمل تیتراسیون استفاده می شود؟

2- چرا در عمل تیتراسیون آب  اضافه می کنیم ؟