Кислота-негиз титрлөө боюнча талкуу суроолорунун мисалы
Кислота-негиз титрлөө химиядагы эң кеңири таралган сандык анализ ыкмаларынын бири. Бул ыкма эритменин концентрациясын аныктоо үчүн кислота менен негиздин ортосундагы реакцияны камтыйт. Бул макалада биз сизге негизги түшүнүктөрдү жана аларды кантип аткарууну түшүнүүгө жардам берүү максатында кислота-негиз титрлөө маселелеринин жана алардын чечимдеринин бир нече мисалдарын талкуулайбыз.
Кислота-негиз титрлөөнүн негизги түшүнүктөрү
Кислота-негиз титрлөөсү кислотадан суутек иондору (H⁺) менен негизден гидроксид иондорунун (OH⁻) ортосунда суу (H₂O) пайда болуу үчүн нейтралдаштыруу реакциясын камтыйт. Эквиваленттик чекит - бул кислотанын моль саны кошулган негиздин моль санына барабар болгон чекит. Бул учурда кислота менен негиздин ортосундагы реакция толугу менен жүрөт.
Жалпы формула
Кислота-негиз титрлөөдө колдонулган негизги формула:
\[ n_{a} \cdot M_{a} \cdot V_{a} = n_{b} \cdot M_{b} \cdot V_{b} \]
ди мана:
– \( n_{a} \) кислотанын валенттүүлүгү,
– \( M_{a} \) - кислотанын молярдык саны,
– \( V_{a} \) кислотанын көлөмү,
– \( n_{b} \) базалык валенттүүлүк,
– \( M_{b} \) - негиздин молярдуулугу,
– \( V_{b} \) – негиздин көлөмү.
Лакмус кагазы жана индикаторлор
Титрлөө практикасында эквиваленттүүлүк чекитин аныктоо үчүн фенолфталеин же метил оранж сыяктуу кислота-негиз индикаторлору көп колдонулат. Бул индикаторлор белгилүү бир рН деңгээлинде түсүн өзгөртөт, бул эквиваленттүүлүк чекитине жеткенин көрсөтөт.
Үлгү суроолор жана талкуу
1-мисал суроо: Күчтүү кислотаны жана күчтүү негизди титрлөө
Суроо:
25 мл 0,1 М HCl эритмеси 0,1 М NaOH эритмеси менен титрленгени белгилүү. Эквиваленттүүлүк чекитине жетүү үчүн канча көлөмдөгү NaOH керек?
Талкуу:
HCl жана NaOH ортосундагы реакция:
\[ HCl + NaOH \оңго багыт NaCl + H_2O \]
1-кадам: HClден H⁺ мольдорун аныктаңыз
\[ n_{\text{HCl}} = M_{\text{HCl}} \times V_{\text{HCl}} \]
\[ n_{\text{HCl}} = 0,1 \times 0,025 = 0,0025 \text{mol} \]
2-кадам: Керектүү NaOH көлөмүн аныктаңыз
Анткени HCl жана NaOH реакциясында 1:1 катышка ээ (n = 1):
\[ n_{\text{HCl}} = n_{\text{NaOH}} \]
\[ M_{\text{NaOH}} \times V_{\text{NaOH}} = 0,0025 \text{ мол} \]
\[ V_{\text{NaOH}} = \frac{0,0025 \text{ mol}}{0,1 \text{ M}} = 0,025 \text{ L} = 25 \text{ mL} \]
Ошентип, NaOH керектелүүчү көлөмү 25 мл.
2-мисал суроо: Алсыз кислотаны жана күчтүү негизди титрлөө
Суроо:
Жалпысынан 50 мл 0,1 М уксус кислотасынын (CH₃COOH) эритмеси 0,1 М NaOH эритмеси менен титрленген. Эквиваленттүүлүк чекитине жетүү үчүн канча көлөмдөгү NaOH талап кылынат?
Талкуу:
Уксус кислотасы менен NaOH ортосундагы реакция:
\[ CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O \]
1-кадам: CH₃COOHдон H⁺ мольдорун аныктаңыз
\[ n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = M_{\text{CH}_3\text{COOH}} \times V_{\text{CH}_3\text{COOH}} \]
\[ n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = 0,1 \times 0,05 = 0,005 \text{mol} \]
2-кадам: Керектүү NaOH көлөмүн аныктаңыз
Анткени CH₃COOH жана NaOH ортосундагы моль катышы 1:1:
\[ n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = n_{\text{NaOH}} \]
\[ M_{\text{NaOH}} \times V_{\text{NaOH}} = 0,005 \text{ мол} \]
\[ V_{\text{NaOH}} = \frac{0,005 \text{ mol}}{0,1 \text{ M}} = 0,05 \text{ L} = 50 \text{ mL} \]
Ошентип, NaOH керектелүүчү көлөмү 50 мл.
3-мисал суроо: Күчтүү кислоталарды жана негиздерди полипротикалык титрлөө
Суроо:
40 мл 0,05 М H₂SO₄ эритмеси 0,1 М KOH эритмеси менен титрленгени белгилүү. Биринчи жана экинчи эквиваленттик чекиттерге жетүү үчүн канча көлөмдөгү KOH керек?
Талкуу:
H₂SO₄ – эки H⁺ ионун бөлүп чыгара алган дипрот кислотасы. KOH менен реакция эки этаптан турат:
\[ H_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O \]
1-кадам: H₂SO₄дан H⁺ мольдорун аныктаңыз
\[ n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = M_{\text{H}_2\text{SO}_4} \times V_{\text{H}_2\text{SO}_4} \]
\[ n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 0,05 \times 0,04 = 0,002 \text{mol} \]
2-кадам: Ар бир этап үчүн талап кылынган KOH көлөмүн аныктаңыз
Биринчи титрлөөдө (бир H⁺ бөлүп чыгаруу менен):
\[ n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = n_{\text{KOH}} \]
\[ M_{\text{KOH}} \убакыт V_{\text{KOH}} = 0,002 \text{ мол} \]
\[ V_{\text{KOH}}_{\text{first}} = \frac{0,002 \text{ mol}}{0,1 \text{ M}} = 0,02 \text{ L} = 20 \text{ mL} \]
Экинчи титрлөөдө (эки H⁺ алып салуу) мурунку мольдорду эки эсе көбөйтүү талап кылынат:
\[ n_{\text{KOH}}_{\text{секунд}} = 2 \убакыт 0,002 \text{ мол} = 0.004 \text{ мол} \]
\[ V_{\text{KOH}}_{\text{секунд}} = \frac{0.004 \text{ мол}}{0,1 \text{ M}} = 0,04 \text{ L} = 40 \text{ мл} \]
Ошентип, биринчи эквиваленттик чекит үчүн талап кылынган KOH көлөмү 20 мл, ал эми экинчи эквиваленттик чекит үчүн 40 мл.
Корутунду
Жогорудагы бир нече кислота-негиз титрлөө мисалдары аркылуу биз ар кандай титрлөө түрлөрүндө эквиваленттүүлүк чекитине жетүү үчүн керектүү эритменин көлөмүн кантип аныктоону үйрөндүк. Так натыйжаларды алуу үчүн ар дайым реакциянын стехиометриясына көңүл буруу жана титрлөөнүн негизги формуласын туура колдонуу маанилүү. Ар кандай маселелер менен тынымсыз машыгуу аналитикалык химиядагы кислота-негиз титрлөөнү түшүнүүңүздү бекемдөөгө жардам берет.
