تاریخچه ی:
واکنش خنثی شدن
تفاوت با نگارش: 1
| | !دید کلی | | !دید کلی |
| - | ((تیتراسیون|تیتراسیونهای خنثی)) شدن بطور گسترده در تعیین غلظت آنالیتهایی کاربرد دارند که یا ((اسید)) و یا ((باز)) هستند، یا با استفاده از روشهای مناسب به چنین گونههایی تبدیل میشوند. آب ((حلال)) معمول برای تیتراسیون خنثی شدن است، زیرا بسادگی در دسترس و ارزان و غیر سمی است. پایین بودن ضریب انبساط دمایی آن یک خاصیت اضافی دیگر است. ولی بعضی از آنالیتها در محیط آبی قابل تیتر کردن نیستند، زیرا انحلال پذیری آنها بسیار پایین است، یا چون قدرتهای اسیدی یا بازی آن چندان زیاد نیست که نقاط پایان رضایت بخشی را فراهم کنند. غلظت چنین موادی را اغلب میتوان با تیتر کردن آنها در حلال دیگر به غیر از آب تعیین کرد.
!نظریه تیتراسیونهای خنثی کردن |
+ | تیتراسیونهای خنثیشدن بطور گسترده در تعیین ((غلظت)) آنالیتهایی کاربرد دارند که یا ((اسید)) و یا ((باز)) هستند، یا با استفاده از روشهای مناسب به چنین گونههایی تبدیل میشوند. ((آب)) ، ((حلال)) معمول برای تیتراسیون خنثیشدن است، زیرا بسادگی در دسترس و ارزان و غیرسمی است. پایین بودن ضریب انبساط دمایی آن یک خاصیت اضافی دیگر است.
ولی بعضی از آنالیتها در محیط آبی قابل تیتر کردن نیستند، زیرا ((قابلیت انحلال مواد|انحلالپذیری)) آنها بسیار پایین است، یا چون قدرتهای اسیدی یا بازی آن چندان زیاد نیست که نقاط پایان رضایت بخشی را فراهم کنند. غلظت چنین موادی را اغلب میتوان با تیتر کردن آنها در حلال دیگر به غیر از آب تعیین کرد.
{img src=img/daneshnameh_up/f/fd/its_pH_test_strips_2.jpg}
!نظریه تیتراسیونهای خنثیکردن |
| | محلولهای استاندارد اسیدها و بازهای قوی را بطور گستردهای برای تعیین آنالیتهایی بکار میبرند که خود اسید یا بازند یا میتوانند با اعمال شیمیایی به چنین گونههایی تبدیل شوند. | | محلولهای استاندارد اسیدها و بازهای قوی را بطور گستردهای برای تعیین آنالیتهایی بکار میبرند که خود اسید یا بازند یا میتوانند با اعمال شیمیایی به چنین گونههایی تبدیل شوند. |
| - | !واکنشگرها برای واکنشهای خنثی شدن |
+ | !واکنشگرها برای واکنشهای خنثیشدن |
| | محلولهای استاندارد برای تیتراسیونهای خنثی شدن همواره از اسیدها یا بازهای قوی تهیه میشوند، زیرا این نوع واکنشگرها تیزترین نقطه پایانی را ارائه میکنند. | | محلولهای استاندارد برای تیتراسیونهای خنثی شدن همواره از اسیدها یا بازهای قوی تهیه میشوند، زیرا این نوع واکنشگرها تیزترین نقطه پایانی را ارائه میکنند. |
| - | !!محلولهای استاندارد
محلولهای استاندارد بکار گرفته شده در تیتراسیونهای خنثی شده ، اسیدهای قوی یا بازهای قوی هستند. زیرا این اجسام در مقایسه با اسیدهای ضعیف و بازهای ضعیف بطور کاملتر با آنالیت واکنش میدهند. اسیدهای استاندارد از ((اسید هیدرولیک)) ، ((اسید پرکلریک)) و ((اسید سولفوریک)) تهیه میشوند. ((اسید نیتریک)) به ندرت بکار برده میشود، زیرا خاصیت آن به عنوان یک اکسنده عامل بالقوهای برای واکنشهای جانبی ناخواسته است. باید بخاطر داشت که محلولهای گرم و غلیظ اسید سولفوریک و اسید پرکلریک نیز عوامل اکسنده مستعدی هستند و بنابراین پرخطرند.
بنابرین ، خوشبختانه ، محلولهای رقیق این واکنشگرها نسبتا بی خطر و میتوانند بدون احتیاطهای خاص بجز محافظت چشم ، در آزمایشهای تجزیهای بکار برده شوند. محلولهای استاندارد بازی معمولا از ((هیدروکسید سدیم)) ، ((هیدروکسید پتاسیم)) و گهگاه از ((هیدروکسید باریم)) تهیه میشوند. مجددا ، هنگام کار با این واکنشگرها و محلولهای آنها باید همیشه چشمها محافظت شوند.
!!نظریه رفتار شناساگر
بسیاری از اجسام طبیعی و سنتزی رنگهایی از خود نشان میدهند که به ((معرف رنگی PH|PH محلولی)) که این اجسام در آن حل شدهاند، بستگی دارند. برخی از این اجسام که طی قرنها برای نشان دادن خاصیت قلیایی یا اسیدی آب بکار برده شدهاند، در سالهای اخیر به عنوان شناساگر اسید و باز بکار گرفته میشوند. بطور کلی ، شناساگرهای اسید و باز ، اسیدها و بازهای ضعیف آلی هستند که بسته به تفکیک یا تجمع ، متحمل تغییرات ساختاری درونی میشوند که به تغییر در رنگ منجر میشود.
!کاربردهای نوعی تیتراسیونهای خنثی شدن
تیتراسیوننهای خنثی شدن در اندازه گیری آن دسته از گونههای بی شمار ((مواد معدنی|معدنی)) ، ((مواد آلی|آلی)) و زیستی که خواص اسیدی یا بازی ذاتی دارند بکار برده میشوند. ولی کاربردهای بسیاری به همان اندازه اهمیت وجود دارند که در آنها ترکیب مورد تجزیه با یک واکنشگر مناسب به یک اسید یا باز تبدیل و سپس با یک باز یا اسید قوی استاندارد تیتر میشود.
دو نوع عمده از نقاط پایانی بطور گسترده در تیتراسیونهای خنثی شدن بکار برده میشود. نوع اول یک نقطه پایانی بصری است و بر پایه تغییر رنگ شناساگر قرار دارد. نوع دوم یک نقطه پایانی ((پتانسیومتر|پتانسیومتری)) است که در آن پتانسیل یک سیستم الکترود __شیشه - کامومل__ با یک وسیله اندازه گیری ولتاژ تعیین میشود. پتانسیل اندازه گیری شده مستقیما متناسب با __PH__ است.
!!تجزیه عنصری
تعدادی از عناصصر مهم را که در سیستمهای آلی و زیستی دخالت میکنند، میتوان به سهولت با روشهایی که در مرحله پایانی به یک تیتراسیون اسید و باز ختم میشوند، اندازه گیری کرد. عموما عناصری که قابلیت این نوع تجزیه را دارند، ((غیر فلزات|غیر فلزند)) و شامل ((کربن)) ، ((نیتروژن)) ، ((گوگرد)) ، ((کلر)) ، ((برم)) ، ((فلوئور)) و چند گونه نامتداول دیگرند. در هر مورد ، عنصر به یک اسید یا باز معدنی تبدیل و متعاقبا تیتر می شود.
به عنوان مثال نیتروژن در بسیاری از مواد با اهمیت در پژوهش ، صنعت ، کشاورزی یافت میشود. مثلا نیتروژن در ((اسیدهای آمینه)) ، ((پروتئین|پروتئینها)) ، ((داروهای سنتزی)) ، ((کودهای شیمیایی)) ، ((مواد منفجره)) ، ((خاک)) ، ((آب آشامیدنی|آبهای آشامیدنی)) و رنگها وجود دارد. پس روشهای تجزیهای برای تعیین نیتروژن بویژه در مواد آلی از اهمیت بسیاری برخوردارند.
!!اندازه گیری مواد معدنی
تعداد زیادی از گونههای معدنی را میتوان توسط تیتراسیون با اسیدها یا بازهای قوی اندازه گیری کرد. به عنوان مثال ((نمکهای آمونیوم)) را میتوان بسادگی با تبدیل به ((آمونیاک)) توسط باز قوی و سپس تقطیر در __دستگاه کلدال__ اندازه گیری کرد. آمونیاک طبق روش کلدال جمع آوری و تیتر میشود. روشی را که برای نمکهای آمونیوم بیان شد، میتوان برای اندازه گیری ((نیترات)) و ((نیتریت)) معدنی تعمیم داد.
!!تعیین گروههای عاملی آلی
تیتراسیونهای خنثی شدن برای سنجش مستقیم و غیر مستقیم انواع گروههای عاملی آلی روشهای سادهای را فراهم میکنند. |
+ | !محلولهای استاندارد
محلولهای استاندارد بکار گرفته شده در تیتراسیونهای خنثی شده ، اسیدهای قوی یا بازهای قوی هستند. زیرا این اجسام در مقایسه با اسیدهای ضعیف و بازهای ضعیف بطور کاملتر با آنالیت واکنش میدهند. اسیدهای استاندارد از __اسید هیدرو کلرویک__ ، __اسید پرکلریک__ و ((اسید سولفوریک)) تهیه میشوند. ((اسید نیتریک)) بندرت بکار برده میشود، زیرا خاصیت آن بعنوان یک ((اکسیداسیون-احیا|اکسنده)) ، عامل بالقوهای برای واکنشهای جانبی ناخواسته است.
باید بخاطر داشت که محلولهای گرم و غلیظ اسید سولفوریک و اسید پرکلریک نیز عوامل اکسنده مستعدی هستند و بنابراین پرخطرند.
بنابرین ، خوشبختانه ، محلولهای رقیق این واکنشگرها نسبتا بیخطرند و میتوانند بدون احتیاطهای خاص بجز محافظت چشم ، در آزمایشهای شیمی ((تجزیه|تجزیهای)) بکار برده شوند. محلولهای استاندارد بازی معمولا از ((__هیدروکسید سدیم__)) ، ((__هیدروکسید پتاسیم__)) و گهگاه از __هیدروکسید باریم__ تهیه میشوند. مجددا ، هنگام کار با این واکنشگرها و محلولهای آنها باید همیشه چشمها محافظت شوند.
!نظریه رفتار شناساگر
بسیاری از اجسام طبیعی و سنتز رنگهایی از خود نشان میدهند که به ((معرف PH|PH)) محلولی که این اجسام در آن حل شدهاند، بستگی دارند. برخی از این اجسام که طی قرنها برای نشان دادن خاصیت قلیایی یا اسیدی آب بکار برده شدهاند، در سالهای اخیر بعنوان شناساگر اسید و باز بکار گرفته میشوند. بطور کلی ، شناساگرهای اسید و باز ، اسیدها و بازهای ضعیف ((شیمی آلی|آلی)) هستند که بسته به تفکیک یا تجمع ، متحمل تغییرات ساختاری درونی میشوند که به تغییر در رنگ منجر میشود.
!کاربردهای نوعی تیتراسیونهای خنثیشدن
تیتراسیونهای خنثیشدن در اندازه گیری آن دسته از گونههای بیشمار معدنی ، آلی و زیستی که خواص اسیدی یا بازی ذاتی دارند بکار برده میشوند. ولی کاربردهای بسیاری به همان اندازه اهمیت وجود دارند که در آنها ترکیب مورد تجزیه با یک واکنشگر مناسب به یک اسید یا باز تبدیل و سپس با یک باز یا اسید قوی استاندارد تیتر میشود.
دو نوع عمده از نقاط پایانی بطور گسترده در تیتراسیونهای خنثیشدن بکار برده میشود. نوع اول یک __~~green:نقطه پایانی بصری~~__ است و بر پایه تغییر رنگ شناساگر قرار دارد. نوع دوم یک __~~green:نقطه پایانی پتانسیومتری~~__ است که در آن پتانسیل یک سیستم الکترود __شیشه - کامومل__ با یک وسیله اندازه گیری ولتاژ تعیین میشود. پتانسیل اندازه گیری شده مستقیما متناسب با __PH__ است. />
{img src=img/daneshnameh_up/4/49/F-laser-reaction.jpg}
!تجزیه عنصری
تعدادی از عناصر مهم را که در سیستمهای آلی و زیستی دخالت میکنند، میتوان به سهولت با روشهایی که در مرحله پایانی به یک تیتراسیون اسید و باز ختم میشوند، اندازه گیری کرد. عموما عناصری که قابلیت این نوع تجزیه را دارند، ((غیر فلزات|غیر فلزند)) و شامل ((کربن)) ، ((نیتروژن)) ، ((گوگرد)) ، ((کلر)) ، ((برم)) ، ((فلوئور)) و چند گونه نامتداول دیگرند. در هر مورد ، ((عنصر)) به یک اسید یا باز معدنی تبدیل و متعاقبا تیتر می شود.
بعنوان مثال ، نیتروژن در بسیاری از مواد با اهمیت در پژوهش ، صنعت ، کشاورزی یافت میشود. مثلا نیتروژن در ((اسید آمینه|اسیدهای آمینه)) ، ((پروتئین|پروتئینها)) ، ((داروهای سنتزی)) ، ((کودهای شیمیایی)) ، ((مواد منفجره)) ، ((خاک)) ، ((آب آشامیدنی|آبهای آشامیدنی)) و رنگها وجود دارد. پس روشهای تجزیهای برای تعیین نیتروژن بویژه در مواد آلی از اهمیت بسیاری برخوردارند.
!اندازه گیری مواد معدنی
تعداد زیادی از گونههای معدنی را میتوان توسط تیتراسیون با اسیدها یا بازهای قوی اندازه گیری کرد. بعنوان مثال ، __نمکهای آمونیوم__ را میتوان بسادگی با تبدیل به ((آمونیاک)) توسط باز قوی و سپس ((تقطیر)) در __دستگاه کلدال__ اندازه گیری کرد. آمونیاک طبق روش کلدال جمع آوری و تیتر میشود. روشی را که برای نمکهای آمونیوم بیان شد، میتوان برای اندازه گیری __نیترات__ و __نیتریت__ معدنی تعمیم داد.
!تعیین گروههای عاملی آلی
تیتراسیونهای خنثیشدن برای سنجش مستقیم و غیر مستقیم انواع گروههای عاملی آلی روشهای سادهای را فراهم میکنند. |
| | !کاربرد واکنشهای خنثی شدن در محیط غیر آبی | | !کاربرد واکنشهای خنثی شدن در محیط غیر آبی |
| - | دو نوع از ترکیباتی را که در محیط آبی قابل تیتر کردن نیستند، میتوان با تیتراسیون خنثی شدن در حلالهای غیر آبی مناسب اندازه گیری کرد. دسته اول ، اسیدها و بازهای آلی با ((وزن مولکولی)) زیادند که انحلال پذیری محدودی در آب دارند. نوع دوم ترکیبات معدنی یا آلی هستند که از نظر اسید و باز آنقدر ضعیف هستند ({TEX()} {K_a} {TEX} یا {TEX()} {K_b} {TEX} کوچکتر از {TEX()} {10^{-8}} {TEX}) که نقاط پایانی رضایتبخشی در محیط آبی ارائه نمیدهند. مثالهایی از این دسته عبارتند از آمینهای آروماتیک ، فنلها و نمکهای مختلفی از اسیدهای معدنی و کربوکسیلیک اغلب ترکیباتی که نقاط پایانی رضایت بخشی در آب ندارند، در حلالهایی که خاصیت اسیدی یا بازی آنها را افزایش میدهند نقاط پایانی تیزی را ارائه میدهند.
هر چند تیتراسیونهای غیر آبی اندازه گیری گونهای را که در آب قابل تیتراسیون نیست، امکان پذیر میسازند. معایب چندی نیز در استفاده از آنها وجود دارد. معمولا حلالها ، گران و اغلب فرار و سمیاند. همچنین اکثر آنها ضرایب انبساط کاملا بزرگی دارند و کنترل بیشتری دمای واکنشگر برای جلوگیری از بروز خطاهای نامعین در اندازه گیری حجم لازم است.
!مباحث مرتبط با عنوان />*((اندازه گیری مواد معدنی با استفاده از واکنشهای خنثی شدن))
*((انواع واکنش شیمیایی))
*((تجزیه عنصری با استفاده از واکنشهای خنثی شدن))
*((تعیین گروههای عاملی آلی با استفاده از واکنشهای خنثی شدن)) |
+ | دو نوع از ترکیباتی را که در محیط آبی قابل تیتر کردن نیستند، میتوان با تیتراسیون خنثیشدن در حلالهای غیر آبی مناسب اندازه گیری کرد. دسته اول ، اسیدها و بازهای آلی با وزن مولکولی زیادند که انحلالپذیری محدودی در آب دارند. نوع دوم ترکیبات معدنی یا آلی هستند که از نظر اسید و باز آنقدر ضعیف هستند ({TEX()} {K_a} {TEX} یا {TEX()} {K_b} {TEX} کوچکتر از {TEX()} {10^{-8}} {TEX}) که نقاط پایانی رضایتبخشی در محیط آبی ارائه نمیدهند.
مثالهایی از این دسته عبارتند از آمینهای آروماتیک ، ((فن|فنلها)) و نمکهای مختلفی از اسیدهای معدنی و کربوکسیلیک. اغلب ترکیباتی که نقاط پایانی رضایت بخشی در آب ندارند، در حلالهایی که خاصیت اسیدی یا بازی آنها را افزایش میدهند نقاط پایانی تیزی را ارائه میدهند.
هر چند تیتراسیونهای غیر آب اندازه گیری گونهای را که در آب قابل تیتراسیون نیست، امکان پذیر میسازند، معایب چندی نیز در استفاده از آنها وجود دارد. معمولا حلالها ، گران و اغلب فرار و سمیاند. همچنین اکثر آنها ضرایب انبساط کاملا بزرگی دارند و کنترل بیشتری ((دما|دمای)) واکنشگر برای جلوگیری از بروز خطاهای نامعین در اندازه گیری حجم لازم است.
!مباحث مرتبط با عنوان |
| | *((تهیه محلولهای استاندارد اسیدها)) | | *((تهیه محلولهای استاندارد اسیدها)) |
| | *((تهیه محلولهای استاندارد بازها)) | | *((تهیه محلولهای استاندارد بازها)) |
| | *((تیتراسیون)) | | *((تیتراسیون)) |
| | *((شناساگر اسید و باز)) | | *((شناساگر اسید و باز)) |
| | *((شیمی تجزیه)) | | *((شیمی تجزیه)) |
| | *((شیمی تجزیه کمی)) | | *((شیمی تجزیه کمی)) |
| - | *((کاربرد اکنشای خثی شدن در محیط غیر آبی)) |
+ | *((ن فتاین)) |
| | *((مبانی شیمی تجزیه)) | | *((مبانی شیمی تجزیه)) |
| - | *((معرف رنگی PH))
|
+ | *((معرف رنگی))
*((معرف PH))
*((واکنش شیمیایی)) |
