Намунаи саволҳои баҳсӣ оид ба титратсияи кислота-асосӣ
Титркунии кислота-асос яке аз маъмултарин усулҳои таҳлили миқдорӣ дар химия мебошад. Ин усул реаксияи байни кислота ва асосро барои муайян кардани консентратсияи маҳлул дар бар мегирад. Дар ин мақола, мо якчанд мисолҳои масъалаҳои титркунии кислота-асос ва роҳҳои ҳалли онҳоро баррасӣ хоҳем кард, то ба шумо дар фаҳмидани мафҳумҳои асосӣ ва чӣ гуна иҷро кардани онҳо кӯмак расонем.
Мафҳумҳои асосии титркунии кислота-асосӣ
Титркунии кислота-асосӣ реаксияи бетарафкуниро байни ионҳои гидроген (H⁺) аз кислота ва ионҳои гидроксид (OH⁻) аз асос барои ташкил кардани об (H₂O) дар бар мегирад. Нуқтаи баробарӣ нуқтаест, ки дар он шумораи молҳои кислота ба шумораи молҳои асосҳои иловашуда баробар аст. Дар ин лаҳза реаксия байни кислота ва асос пурра ба амал омадааст.
Формулаи умумӣ
Формулаи асосии истифодашуда дар титркунии кислота-асосӣ чунин аст:
\[ n_{a} \cdot M_{a} \cdot V_{a} = n_{b} \cdot M_{b} \cdot V_{b} \]
ди мана:
– \( n_{a} \) валентнокии кислота аст,
– \( M_{a} \) молярияти кислота аст,
– \( V_{a} \) ҳаҷми кислота аст,
– \( n_{b} \) валентии асосӣ аст,
– \( M_{b} \) молярияти асос аст,
– \( V_{b} \) ҳаҷми пойгоҳ аст.
Коғази лакмус ва нишондиҳандаҳо
Дар амалияи титркунӣ, аксар вақт нишондиҳандаҳои кислота-асосӣ, ба монанди фенолфталеин ё метилоранҷ, барои муайян кардани нуқтаи эквивалентӣ истифода мешаванд. Ин нишондиҳандаҳо ранги худро дар рН-и муайян тағйир медиҳанд, ки ин нишон медиҳад, ки ба нуқтаи эквивалентӣ расидааст.
Намунаҳои саволҳо ва муҳокима
Намунаи саволи 1: Титркунии кислотаи қавӣ ва асосҳои қавӣ
Савол:
Маълум аст, ки 25 мл маҳлули 0,1 М HCl бо маҳлули 0,1 М NaOH титр карда мешавад. Барои расидан ба нуқтаи эквивалентӣ чӣ қадар NaOH лозим аст?
Муҳокима:
Реаксияи байни HCl ва NaOH чунин аст:
\[ HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O \]
Қадами 1: Молҳои H⁺-ро аз HCl муайян кунед
\[ n_{\text{HCl}} = M_{\text{HCl}} \times V_{\text{HCl}} \]
\[ n_{\text{HCl}} = 0,1 \times 0,025 = 0,0025 \text{ mol} \]
Қадами 2: Ҳаҷми NaOH-и заруриро муайян кунед
Азбаски HCl ва NaOH дар реаксия таносуби 1:1 доранд (n = 1):
\[ n_{\text{HCl}} = n_{\text{NaOH}} \]
\[ M_{\text{NaOH}} \times V_{\text{NaOH}} = 0,0025 \text{ mol} \]
\[ V_{\text{NaOH}} = \frac{0,0025 \text{ mol}}{0,1 \text{ M}} = 0,025 \text{ L} = 25 \text{ mL} \]
Пас, ҳаҷми NaOH лозим аст, ки 25 мл бошад.
Намунаи саволи 2: Титркунии кислотаи заиф ва асосҳои қавӣ
Савол:
Дар маҷмӯъ 50 мл маҳлули 0,1 М кислотаи сирко (CH₃COOH) бо маҳлули 0,1 М NaOH титр карда шуд. Барои расидан ба нуқтаи эквивалентӣ чӣ қадар NaOH лозим аст?
Муҳокима:
Реаксияи байни кислотаи сирко ва NaOH чунин аст:
\[ CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O \]
Қадами 1: Молҳои H⁺-ро аз CH₃COOH муайян кунед
\[ n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = M_{\text{CH}_3\text{COOH}} \times V_{\text{CH}_3\text{COOH}} \]
\[ n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = 0,1 \times 0,05 = 0,005 \text{ mol} \]
Қадами 2: Ҳаҷми NaOH-и заруриро муайян кунед
Азбаски таносуби мол байни CH₃COOH ва NaOH 1:1 аст:
\[ n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = n_{\text{NaOH}} \]
\[ M_{\text{NaOH}} \times V_{\text{NaOH}} = 0,005 \text{ mol} \]
\[ V_{\text{NaOH}} = \frac{0,005 \text{ mol}}{0,1 \text{ M}} = 0,05 \text{ L} = 50 \text{ mL} \]
Пас, ҳаҷми NaOH лозим аст, ки 50 мл бошад.
Намунаи саволи 3: Титркунии полипротикии кислотаҳо ва асосҳои қавӣ
Савол:
Маълум аст, ки 40 мл маҳлули 0,05 М H₂SO₄ бо маҳлули 0,1 М KOH титр карда мешавад. Барои расидан ба нуқтаҳои эквивалентии якум ва дуюм чӣ қадар ҳаҷми KOH лозим аст?
Муҳокима:
H₂SO₄ кислотаи дипротикӣ аст, ки метавонад ду иони H⁺-ро ҷудо кунад. Реаксия бо KOH аз ду марҳила иборат аст:
\[ H_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O \]
Қадами 1: Молҳои H⁺-ро аз H₂SO₄ муайян кунед
\[ n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = M_{\text{H}_2\text{SO}_4} \times V_{\text{H}_2\text{SO}_4} \]
\[ n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 0,05 \times 0,04 = 0,002 \text{ mol} \]
Қадами 2: Ҳаҷми KOH-и заруриро барои ҳар як марҳила муайян кунед
Дар титркунии аввал (бо ҷудо кардани як H⁺):
\[ n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = n_{\text{KOH}} \]
\[ M_{\text{KOH}} \times V_{\text{KOH}} = 0,002 \text{ mol} \]
\[ V_{\text{KOH}}_{\text{first}} = \frac{0,002 \text{ mol}}{0,1 \text{ M}} = 0,02 \text{ L} = 20 \text{ mL} \]
Дар титратсияи дуюм (хориҷ кардани ду H⁺) ду маротиба зиёдтар молҳои қаблӣ лозиманд:
\[ n_{\text{KOH}}_{\text{сония}} = 2 \times 0,002 \text{ mol} = 0.004 \text{ mol} \]
\[ V_{\text{KOH}}_{\text{сония}} = \frac{0.004 \text{ mol}}{0,1 \text{ M}} = 0,04 \text{ L} = 40 \text{ mL} \]
Пас, ҳаҷми KOH, ки барои нуқтаи эквивалентии аввал лозим аст, 20 мл ва барои нуқтаи эквивалентии дуюм 40 мл аст.
Хулоса
Тавассути якчанд мисолҳои титркунии кислота-асоси дар боло овардашуда, мо фаҳмидем, ки чӣ тавр ҳаҷми маҳлули лозимиро барои расидан ба нуқтаи эквивалентӣ дар намудҳои гуногуни титркунӣ муайян кардан мумкин аст. Муҳим аст, ки ҳамеша ба стехиометрияи реаксия диққат диҳед ва барои ба даст овардани натиҷаҳои дақиқ формулаи асосии титркуниро дуруст истифода баред. Машқи пайваста бо намудҳои гуногуни масъалаҳо ба шумо дарки титркунии кислота-асосро дар химияи таҳлилӣ тақвият медиҳад.
