گزارشکار تعیین غلظت Ag به روش پتانسیومتری
انواع روش های اندازه گیری پتانسیومتری:1- روش مستقیم : الف)- منحنی کالیبراسیون ب)- افزایش محلول استاندارد
2- روش غیر مستقیم: الف)تیتراسیون های پتانسیومتری ب)- تیتراسیون های دیفرانسیلی
تیتراسیون های PH- سنجی
در این نوع تیتراسیون حجم معینی از محلول مجهول(اسید یا باز) در بشر می ریزیم. در داخل محلول الکترود ترکیبی PH را قرار می دهیم.nml از بورت به محلول بشربه صورت قطره قطره محلول استاندارد(باز یا اسید) اضافه می کنیم به ازاء هر افزایش محلول استاندارد، PH را می خوانیم. از روی نمودار PH بر حسب حجم محلولn استاندارد، نقطه هم ارزی تعیین می کنیم.
الکترود شیشه ای ترکیبی شامل:الکترودهای شیشه ای، الکترودهای مرجع داخلی و خارجی است.
نکات اولیه در PH سنجی: باید طبق دستورالعمل شرکت سازنده الکترود را نگهداری کرد.
قبل از استفاده کردن از الکترود از سالم و پر بودن از محلول الکترولیت اطمینان حاصل کرد.
دستگاه PH متر را بر اساس دستورالعمل های شرکت سازنده،
با محلول های بافر با PH دقیقاً معلوم درجه بند ی(کالیبره) نمود.
خطاها در اندازه گیری PH :خطای قلیایی در 9خطا در محلول های خنثی، تعادل دیر برقرار می شود. انواع تیتراسیون های PH سنجی:اسید قوی – باز قوی؛ مثل اسید کلرید ریک با سود و یا بالعکس
اسید ضعیف – باز قوی؛ مثل اسید استیک با سود و یا بالعکس
باز ضعیف – اسید قوی؛ مثل آمونیاک با اسید کلرید ریک
اسید ضعیف – باز ضعیف؛ مثل آمونیاک با اسید استیک روش های تعیین نقطه هم ارزی در تیتراسیون های PH متری و پتانسیل سنجی:
الف)- رسم نمودار PH یا ( E اختلاف پتانسیل) بر حسب حجم تیترا نت
ب)- رسم نمودار بر حسب حجم تیترانت (V)
ج)- رسم نمودار بر حسب حجم تیترانت(V)
د)-روش Gran با توجه به شکل نمودار ،انتخاب روش صحییح تعیین نقطه هم ارزی
روش های تعیین نقطه هم ارزی در نمودارهای PH بر حسب V :1-روش نصف کردن
2-روش رسم بهتدین دایره
3- روش رسم متوازی الاضلاع
با توجه به شکل نمودار PH یاE(اختلاف پتانسیل) برحسب V باید یکی از روش های فوق را انتخاب نمود.
کالیبراسیون PH متر:
برای کالیبراسیون PHمتر ابتدا باید دمای محلول بافر را به دستگاه بدهیم زیرا PH با تغییر دما تغییر می کند چون غلظت با دما تغییر می کند. سپس دو بافر با PH4 و 9 را در 2 بشر می سازیم و الکترود دستگاه را در بافر 4 قرار داده و با دکمه ی Standard ، PH را بر روی 4 تنظیم می کنیم و سپس با بافر PH 9 هم این کار را انجام می دهیم . و بعد از انجام کالیبراسیون الکترود را با آب مقطر شسته و درون آب مقطر نگه داری می کنیم و تا آخر آزمایش دستگاه را خاموش نمی کنیم. (در این جا ما برای کالیبراسیون از بافر 4 و 7 استفاده کردیم).
مواد مورد نیاز:
1- اسید قوی (مجهول) ، سود 0.1 مولار
2- بشر و ارلن
3- استوانه مدرج
4- مگنت
5- بورت
6- دستگاه PH متر و دستگاه همزن برقی
7- شناساگر متیل اورنژ
8- پیست پر از آب مقطر
9- گیره
10- الکترود شیشه
شرح آزمایش :
ابتدا اسید HClمجهول را داخل ارلن 100سی سی ریختیم و بوسیله آب مقطر به حجم رساندیم . سپس بوسیله استوانه مدرج 25 سی سی از اسید مجهول را برداشتیم و داخل بشر ریختیم و 2قطره شناساگر متیل اورنژ اضافه کردیم که رنگ محلول قرمز رنگ شد. مگنت را در بشر انداختیم.50 سی سی هم آب مقطربه داخل بشر اضافه کردیم بشرراروی دستگاه همزن قرار دادیم. سپس الکترود شیشه را وصل کردیم و سر آنرا داخل بشر قرار دادیم آنگاه دستگاه PHمتر را بوسیله ی محلول بافر دارای ph=7 وPH=4 کالیبره کردیم.
دستگاه همزن را روشن کردیم تا مگنت شروع به چرخش کند( باید دقت کنیم که مگنت با سر کالومل برخورد نکند)
دستگاه PH متررا روشن کردیم . قبل از شروع تیتراسیون PH را خواندیم.برای انجام تیتراسیون ابتدا یک بورت تمیز که با آب مقطرآبکشی شده بود و داخل آن سود ریخته بودیم را بوسیله پایه دربالای بشرقرار دادیم بطوریکه زمانیکه شیر بورت را باز می کنیم ، قطرات سود داخل بشر بریزد و بعد تیتراسیون را شروع کردیم ، از یک تا 10 سی سی را 1 سی سی 1 سی سی طی کردیم و بعد از10 سی سی را بصورت 0.2 سی سی طی کردیم.برای اینکه بتوانیم جهش هارا رویت کنیم . سپس از 13سی سی به بعد باز دوباره 1 سی سی 1سی سی اضافه کردیم(فقط یک جهش داریم).
(رنگ محلول بعد از اضافه کردن میلی لیتر از سود به نارنجی تغییر یافت)PH های بدست آمده را یادداشت می کنیم.نمودارها را رسم می کنیم:
تکالیف:
نقطه اکی والان را مشخص کنید(با کمک نمودارهای رسم شده)و با نقطه اکی والان حاصل از معرف شیمیایی مقایسه کنید؟
نقطه اکی والان به وسیله ی نمودار بر حسب سود مصرفی برابر 11میلی لیتر بود اما نقطه اکی والان حاصل از معرف شیمیایی برابر میلی لیتر سود مصرفی بود.
غلظت اسید مجهول را به روش استوکیومتری بدست آورید؟
موارد خطا :
زمانی که مقادیر یک میلی لیتر محلول درون بورت را در بشر اضافه می کنیم باید کمی صبر نمود تا محلول درون بشر کمی هم زده شود و عدد نمایشگر PH ثابت شود سپس آن را یاد داشت می نماییم.
سوالات استاد :
1) در PHمتر چند نوع الکترود به کار میرود؟
2) چرا الکترود PHمتر در محیط آبی نگهداری میشود؟
3) یونهای مزاحم در PHمتر اسید و باز چه یونهایی و چرا مزاحم هستند؟
4) علت استفاده از پل نمکی چیست؟ ترکیب آن چیست ؟ چرا از این ترکیب استفاده میشود ؟
5) علت کالیبره کردن الکترود شیشه چیست ؟از چه بافرهایی برای کالیبراسیون استفاده میشود ؟
6) انواع خطاها در اندازه گیری الکترود شیشه را نام ببرید و توضیح دهید ؟
7) در الکترود شیشه ای که با آن کار کردید الکترود شاخص و الکترود مرجع از چه جنسی بودند ؟
جواب سوالات استاد :
1) دو نوع الکترود به کار میرود :یک اتکترود اندیکاتور(شناساگر) و یک الکترود رفرنس(مرجع)
2) الکترود در حالت عدم استفاده باید در محلول آبی نگهداری شود .به طوری که لایه ژل آبدار شیشه خشک نگردد و در نتیجه پاسخ پایداری در مراحل طولانی مدت به دست آید. در عمل، سطوح یک غشای شیشه ای باید آب پوشیده باشد تا اینکه بتواند نسبت به ph فعالیت نشان دهد .البته در صورت خشک شدن ،پس از قرار گرفتن در آب به مدت چند ساعت ،حساسیت آن دوباره برمی گردد.
3) یونهای مزاحم ،یونهای فلزات قلیایی موجود در محلول بازی هستند مانند یونهای تک بار مثبت Na چون اندازه کوچک دارند وارد لایه هیدراته میشوند و جایگزین هیدروژن میشوند به جای یون هیدروژن جایگزین میشوند بنا براین در محاسبه PH خطا ایجاد میشود .
4) برای اتصال دو نیم سل یک پیل الکتروشیمیایی به جای صفحه تراوا می توان از پل نمکی استفاده نمود .پل نمکی لوله U شکل میباشد که داخل آن پر از محلول اشباع از KCL یا KI و یا KNO3 میباشد و دو سر آن را با پشم شیشه یا پنبه نسوز(به عنوان صفحه تراوا عمل می نماید)می گذاریم .استفاده از پل نمکی به جای صفحه تراوا بهتر می باشد.
5) با استفاده مکرر ممکن است الکترود شیشه کارایی خوب خود را از دست بدهدلذا توصیه میشود که در این شرایط الکترود را با اسید HF رقیق بشوییم قابلیت صحیح کار کردن الکترود شیشه را باید با استاندارد کردن آن با دو محلول بافر در PHهای جداگانه(مثلا در 4 و 7) تصحیح نمود که به این عمل کالیبره کردن می گویند.
6) خطای قلیایی :که در PH بالاتر از 9 رخ میدهد .بنابراین PH گزارش شده کمتر از مقدار واقعی است .خطای اسیدی :در PH کمتر از 0.5 رخ می دهد و PH گزارش شده بیش از مقدار واقعی است .خطا در محلول خنثی :تعادل دیر برقرار می شود
7) الکترود مرجع: الکترودکالومل – الکترود شاخص:الکترود شیشه بود .
نتیجه گیری :
هر چه اسید وباز قوی تر باشند جهش در نقطه اکی والان زیادتر می شود و هر چه رو به ضعیف تر می رود جهش آن کمتر می شود بطوری که شاید تشخیص آن به سختی انجام شود.
1