از تجزیه

2_ تیتراسیون آلکالیمتری محلول نمک دی سدیمی . EDTA: اتیلن دی آمین تترا استیک اسید
کاربرد الکترود های انتخابی یون ( ISE ) ؛ استفاده از الکترود شیشه برای اندازه گیری فعالیت یون های +H3O در آلکالیمتری نمک دی سدیمی EDTA و رسم منحنی تعیین عیار ؛

وسایل مورد نیاز:
_ PH متر ، بورت ، پی پت های ژوژه ، بشر و بهم زن مغناطیسی
_ محلول -H2Y2 آزمایشی با عیار مجهول .
_ محلول NaOH معلوم العیار .
_ محلول کلرور کلسیم مولار .
_ شناساگر فنل فتالئین و محلول بافر جهت تنظیم PH متر .

سه سری آزمایش انجام خواهیم داد که تئوری های آنها در این پست ذکر خواهد شد :

الف ) عدم تقویت EDTA :

EDTA اتیلن دی آمین تترا استیک اسید ( اتیلن دی نیتریلو ) تترا استیک اسید نیز نامیده می شود که به صورت EDTA مختصر شده است و ساختار زیر را دارد

این مولکول شش مکان بالقوه برای پیوند با یون های فلزی دارد . چهار گروه کربوکسیل و دو گروه آمین . در نتیجه یک لیگند 6 دندانه است . EDTA یک اسید 4 ظرفیتی است و چهار عامل کربوکسیلیک دارد و به صورت H4y ، (که در آن y بنیان آنیونی است )نشان داده می شود . و طی چهار تفکیک متوالی +H آزاد کرده به عنوان تیتران نیز استفاده می شود : PKa = 2.1_2.7_6.2_10.4

زمانی که EDTA در آب حل می شود درست شبیه یک آمینو اسید گلیسین عمل می کند به این صورت یک یون دو قطبی تشکیل می دهد که ساختار زیر را دارد :

توجه شود که این گونه دارای بار خالص صفر است و چهار پروتون قابل تفکیک دارد که دو تا از آن ها به دو گروه کربوکسیل و دو تای دیگر به دو گروه آمین مربوط اند .اولین و دومین مراحل تفکیک به تتیب با از دست دادن پروتون گره های کربوکسیلیک اسید صورت می گیرد ، سومین و چهارمین مرحله شامل تفکیک گروه های آمین پروتون دار شده است .

جالب توجه است که دو ثابت تعادل اول از نظر اندازه تقریبا یکسانند و این می رساند که دو پروتون درگیر در تفکیک متعلق به دو انتهای مخالف این مولکول طویل اند . لذا جدا کردن فیزیکی این پروتون ها ، بار منفی بوجود آمده بر اثر تفکیک اولین پروتون مانع بزرگی برای برداشتن دومین پروتون نخواهد بود . در حالی که چنین برداشتی را برای تفکیک دو پروتون دیگر که خیلی نزدیک ترند به گروه های منفی کربوکسیلات حاصل از تفکیک قبلی ، نمی توان داشت .
EDTA با یون های دیگر فلزی بدون توجه به بار آن ها در یک نسبت 1:1 ترکیب می شود اهمیت این واکنش گر نه تنها به دلیل تشکیل کی لیت با تمام کاتیون هاست بلکه به خاطر این است که اکثر این کی لیت ها آنقدر پایدارند که اساسی را برای روش های حجم سنجی بنا نهاده اند . بدون شک این پایداری زیاد به علت وجود چندین مکان کمپلکس دهنده ی درون مولکول است که به یک ساختار قفس مانند منجر میشود و کاتیون را در خود محصور و از دسترس مولکول های حلال دور نگه می دارد و ای ، هدف آزمایش کمپلکسو متری است . تعیین غلظت محلول کاتیون بوسیله EDTA .

چند ویژگی ای که EDTA دارد :
1_ به واسته ی گروه های عاملیش خواصیت کمپلکس کردن را دارد
2_ به واسته ی این که از چند م.قعیت این لیگاند می تواند با کاتیون متصل شود به آن شلاته کننده می گویند
3_ در بسیاری از تیتراسیون های کمپلکسو متری از این ترکیب به عنوان تیتراین استفاده می شود
4_ فرمول خلاصه شده ی آن H4Y می باشد و به واسته ی وجود 4تا H خاصیت اسیدی دارد و منتاظر با هر ثابت تعادل محیط اسیدی آن یک مقدار PKa داریم
5_ این ترکیب در آب عملا نا محلول است پس برای تهیه ی محلول های آن از نمکش استفاده می شود
6_ اگر می شد که با وزن کردن مقدار مشخصی از نمک و به حجم رساندن آن غلظت دقیق مورد نیاز را بدست آورد آن گاه این ترکیب جز مواد استاندارد اولیه می شد اما EDTA استاندارد نیست و بعد از تهیه ی محلولی از آن باید تعیین ایارش کرد .

یک روش تیتر EDTA ، تیتر با محلول معلوم العیار +Zn است که واکنشش واکنش تشکیل کمپلکس است .
اگر به ترکیب EDTA به عنوان باز نگاه کنیم باید امکان تیتراسیون اسیدیمتری را بررسی کنیم PKa های بازی آن برابر است با 2.1 _2.7 . خطای مجاز تیتراسیون 0.01 و میزان جهش 4 واحد است هر چه جهش از 4 واحد بیشتر باشد ، خطا از 0.01 کمتر خواهد بود با این شرایط اسیدیمتری امکان پذیر نخواهد بود .
بررسی امکان آلکالیمتری : PKa های اسیدی آن برابر است با 6.2 _ 10.4 با جهش PH برابر با 4.2 بنابراین با دقت مناسبی می شود محلول EDTA را آلکالیمتری کرد به هدف تعیین غلظت محلول EDTA

ب ) تقویت کامل : تعیین دقیق تر غلظت محلول EDTA :

به واسطه ی اهمیت دقیقی که غلظت EDTA دارد حتی 1% خطا هم که با قبول dPH = 4 بدست آمده قابل قبول نیست . چرا که قرار است از EDTA به عنوان تیتران در کمپلکسو متری استفاده شود پس نیاز است که دقت را بالا ببریم .
یکی از راه های افزایش دقت ، زیاد کردن جهش PH در نقطه ی هم ارزی است و برای این منظور اگر PH شروع را کمتر کنیم .یعنی اسیدیته ی EDTA تقویت شود جهش PH و دقت افزایش خواهد یافت .
مطابق اصل لوشاتولی اگر تغییری به یک سیستم در حال تعادل اعمال شود ، تعادل در جهتی جابجا خواهد شد که اثر تغییر را جبران کند .
واکنش های تشکیل کمپلکس را می توان برای تقویت اسید به کار برد :
برا آن کاتیونی را به محلول اضافه می کنیم که با بنیان آنیونی EDTA یا باز مزدوج آن بتواند تشکیل کمپلکس پایدار دهد و نتیجه ی این واکنش جابجایی تعادل به سمت راست خواهد بود .
سوالی که مطرح است این است که کدام یک از کاتیون ها این ویژگی را دارند ؟ آیا همه ی آنها ؟یا باید ویژگی خاصی داشته باشند ؟ در جواب باید گفت که 1_ کاتیون مورد نظر باید کمپلکس پایدار با بنیان آنیونی EDTA تشکیل دهد 2_ خودشان خاصیت اسیدیته نداشته باشند ... کاتیون هایی که این ویژگی را دارند به گروه فلزات قلیایی خاکی تعلق دارند .

طی این واکنش اسید ضعیف را به قوی تبدیل کردیم که این عمل را تقویت اسیدیته ی EDTA گویند .

اگر مقدار کلسیم را به صورت مازاد به محلول اضافه کنیم به این نوع تقویت ، تقویت کامل می گویند یعنی غلظت کلسیم مازاد بر مقدار مورد نیاز است .

V1 حجم - OH مصرفی برای خنثی سازی EDTA بدون تقویت بوده و V3 حجم سود مصرفی برای EDTA بدون تقویت و EDTA تقویت شده .

طول سکو که نشان دهنده ی حجم تیتران مصرفی است دو برابر شد ( در مرحله ی اول به جای یک مول EDTA پروتون آزاد می شود در حالی که این جا ما به ازای یک مول EDTA دو مول پروتون آزاد شد ، بنابر این طول سکو دوبرابر خواهد شد )

نتیجه : جهش PH در نقطه ی هم ارزی فزایش خواهد یافت ، یعنی خطا کمتر و دقت تعیین غلظت بیشتر خواهد شد .

ج ) تقویت ناقص EDTA :

در این قسمت از آزمایش نیز به منظور تقویت از +Ca2 استفاده می شود اما این بار به اندازه ی مازاد نمی ریزیم ، بلکه در حدی که غلظت کلسیم کمتر از EDTA باشد .در نتیجه بخشی از EDTA تقویت می شود و مقداری هم به صورت ضعیف باقی می ماند . با این شرایط دو اسید در محیط خواهد بود که ابتدا اسید قوی تر یعنی +H خنثی می شود.
هدف از تقویت ناقص نیز تعیین غلظت کلسیم است در حالی که در تقویت کامل اندازه گیری غلظت کلسیم به دلیل مازاد بودن وعدم اسیدیته قوی امکان پذیر نیست و تمام کلسیم آزاد نیست که بشود ؛آن را اندازه گیری کرد .

منبع : سایت علمی

از تجزیه

مطالب مشابه :

گزارش کار آلکالیمتری

آلکالیمتری

از تجزیه

از تجزیه

1- کربنات و بی کربنات

آزمایش تیتراسیون

تیتراسیون اسید-باز

از تجزیه

گزارش کار آزمایشگاه شیمی تجزیه 1(نسخه متفاوت)