1. Тооны анализ
Хүчил суурийн титрлэлт
2/2/2009 Аналитик хими 1

2. Хүчил суурийн титрлэлт
• Үндсэн ойлголтууд
• Титрлэлтийн муруй, түүний мөн чанар
• Хүчтэй хүчлийг хүчтэй сууриар титрлэхэд
үүсэх муруй
• Нэг суурьт сул хүчлийг хүчтэй сууриар
титрлэхэд үүсэх муруй
• Нэг суурьт сул суурийг хүчтэй хүчлээр
2/2/2т00и9 трлэхэд үүсэх мАунарлиутийк хими 2

3. Хүчил суурийн титрлэлт
ҮНДСЭН ОЙЛГОЛТУУД
2/2/2009 Аналитик хими 3

4. Титриметрийн арга
• Титрлэлтийн урвалын тэгшитгэл
• Ажлын уусмалын шинж чанар
• Бэлтгэх арга
• Титрлэлтийн муруй, түүний хэлбэр
• Эквивалент цэг олох арга
• Тодорхойлолтын алдаа
• Хэрэглээ
2/2/2009 Аналитик хими 4

5. Хүчил суурийн титрлэлт
ХҮЧИЛ ШҮЛТИЙН
ТИТРЛЭЛТИЙН МУРУЙ
2/2/2009 Аналитик хими 5

6. Хүчил шүлтийн титрлэлтийн ангилал
• Хүчлийг сууриар титрлэх арга –
ацидиметр
• Суурийг хүчлээр титрлэх арга -
алкалиметр
2/2/2009 Аналитик хими 6

7. Титрлэлтийн муруй
• Ажлын уусмалын эзлэхүүнээс рН-ын хамаарсан
хамаарлын муруй буюу урвалын явц дахь сигналын
өөрчлөлтийг харуулсан зураглалыг титрлэлтийн
муруй гэнэ.
• Ихэнх тохиолдолд ажлын уусмал нь бүрэн
диссоциацилагддаг хүчил юмуу суурь байдаг.
• Титрлэлтийн муруй нь урвалын дуусах цэгийг
тодорхойлох болон сул хүчил, суурийн диссоциацийн
тогтмолыг олоход чухал ач холбогдолтой.
2/2/2009 Аналитик хими 7

8. Титрлэлтийн муруй
• Эквивалент цэгийг олох
• Уусмалын рН огцом өсч байгаа муруйн хэсэг буюу
үсрэлтийн цэг
• Зарцуулагдсан хүчил суурийн хэмжээг
тодорхойлоход хэрэглэнэ
• Гол буюу дундаж цэгийг олох
• Буфер үйлчэлийн төвд нь оршдог.
• Эквивалент цэг ба титрлэлт эхлэх цэгийн
хоорондын хагасаар илэрхийлэгдэнэ.
• Энэ нь зарим тохиолдолд тодорхойлоход
хүндрэлтэй
• Энэ цэг нь хүчлийн pKa-г тодорхойлож өгдөг.
2/2/2009 Аналитик хими 8

9. Аргууд
• Эквивалент цэгийг тодорхойлох
• Геометр арга
• Шугам, харандаа тэгээд титрлэлтийн муруй байхад
хангалттай
• 1-р эрэмбийн уламжлалын арга
• Хэрэглээний программаар бодолт хийх ба зарим тоон
үйлдлүүд хэрэгтэй
• 1-р эрэмбийн уламжлалаар эквивалент цэгийг
тодорхойлоно.
2/2/2009 Аналитик хими 9

10. Титрлэлтийн муруй
Weak Acid Titration Curve
12
10
8
6
4
2
0 10 20 30 40 50
Buret Volume (mL)
pH
equivalence point
mid point
2/2/2009 Аналитик хими 10

11. Геометрийн аргаар эквивалент
Weak Acid Titration Curve
12
10
8
6
4
2
0 10 20 30 40 50
Buret Volume (mL)
pH
Эквивалент цэг
цэгийг тодорхойлох
1) Шугам ашиглан олон
цэгийг дайрсан шулуун
татна
2) Үсрэлтийн цэгийг
хамгийн их дайрсан
шулуун татах
2/2/2009 Аналитик хими 11

12. Геометрийн аргаар эквивалент цэгийг тодорхойлох
Weak Acid Titration Curve
12
10
8
6
4
2
0 10 20 30 40 50
Buret Volume (mL)
pH
Эквивалент цэг
3) Шугамаар дээд доод
огтолцлын цэгийн
хоорондох зайг хэмжинэ.
4) Энэ хэрчмийн
төвийн цэг нь
эквивалент цэгт
харгалзана.
2/2/2009 Аналитик хими 12

13. Геометрийн аргаар эквивалент цэгийг тодорхойлох
Weak Acid Titration Curve
12
10
8
6
4
2
0 10 20 30 40 50
Buret Volume (mL)
pH
Эквивалент цэг
5) Эквивалент цэгээс х
тэнхлэг рүү босоо
шулуун татах
6) х тэнхлэгтэй огтолцсон
цэг нт эквивалент цэгт
харгалзах эзлэхүүн болно.
(28.7 мл)
2/2/2009 Аналитик хими 13

14. Геометрийн аргаар голын цэгийг тодорхойлох
Weak Acid Titration Curve
1) Хэрэв графикийн эхэнд рН огцом өсч
12
байвал дараах маягаар шулуунууыг зурна.
10
8
6
4
2
0 10 20 30 40 50
Buret Volume (mL)
pH
Голын цэг
2/2/2009 Аналитик хими 14

15. Геометрийн аргаар голын цэгийг тодорхойлох
Weak Acid Titration Curve
12
10
8
6
4
2
0 10 20 30 40 50
Buret Volume (mL)
pH
Эквивалент цэг
2) Шугам ашиглан баруун зүүн талын
огтолцлын цэгийг холбосон хэрчмийн
уртыг хэмжинэ.
3) Геометр дунджаар голын
цэг нь илэрхийлэгдэнэ.
Голын цэг
2/2/2009 Аналитик хими 15

16. Геометрийн аргаар голын цэгийг тодорхойлох
Weak Acid Titration Curve
12
10
8
6
4
2
0 10 20 30 40 50
Buret Volume (mL)
pH
Эквивалент цэг
4) Энэхүү голын цэгээс у тэнхлэгт хэвтээ
шулуун татна
5) у тэнхлэгтэй огтолцсон
цэг нь хүчлийн рК-г
тодорхойлно.
Голын цэг (pH = 7.2 )
2/2/2009 Аналитик хими 16

17. Титрлэлтийн муруй
• Эквивалент цэгийг олох
• Анхны бюретканий эзлэхүүнийг тооцох!
• Жишээ нь анхны бюретканы эзлэхүүн 1.07 мл байсан гэе.
• Эквивалент цэг дээрх эзлэхүүн = 28.7 мл - 1.07 мл = 27.63 мл
• Эквивалент массыг олох
• Экв.масс = (хүчлийн масс)/[(NaOH конц.)(V экв. цэг)]
• экв.масс = (430.2 мг)/[(0.1139 M)(27.63мл)]
• экв.масс = 136.699 = 137 гр/моль
2/2/2009 Аналитик хими 17

18. Титрлэлтийн муруй
• Голын цэгийг олох
• Голын цэг= 7.2 = pKa хүчлийн
диссоциацийн тогтмол
2/2/2009 Аналитик хими 18

19. Уламжлалын аргаар эквивалент цэгийг олох
• Эквивалент цэг
• 1-р эрэмбийн уламжлалыг олох  d pH / d V
• Эквивалент цэгийг тодорхойлох
• Голын цэг
• Титрлэлтийн муруйн эсрэгээр тэнхлэгээ сонгох
• х тэнхлэг = pH утга; y-тэнхлэг = V эзлэхүүн
• 1-р эрэмбийн уламжлалаар тодорхойлох dV/dpH
• Оргил цэгээр гол цэг буюу рН-ийг тодорхойлох
• 1-р эрэмбийн уламжлал: (d pH/dV)=(pH2 - pH1)/(V2-V1)
• 1-р эрэмбийн уламжлал: (d V/d pH)=(V2-V1)/ (pH2-pH1)
2/2/2009 Аналитик хими 19

20. Эквивалент цэг олох уламжлалын арга
Weak Acid Titration Curve
12
1) Оргил цэг дээрх
эзлэхүүнийг тодорхойлох
(28.5 мл)
10
8
6
4
2
0 10 20 30 40 50
Buret Volume (mL)
pH
7
6
5
4
3
2
1
0
1st Derivative (mL-1)
pH
1st deriv.
1) identify volume value
at the peak
2/2/2009 Аналитик хими 20

21. Голын цэгийг тодорхойлох уламжлалын арга
Weak Acid Titration Curve
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
2 4 6 8 10 12
pH
Buret Volume (mL)
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1st Derivative (mL)
mL
1st deriv.
1) Оргил цэг дээрх рН-ийг тодорхойлох
(pH = 7.3)
2/2/2009 Аналитик хими 21

22. Титрлэлтийн муруйн онцлог
1. Титрлэлтийн эхний цэг
2. Эквивалент цэг хүртэлх цэг
3. Титрлэлтийн эквивалент цэг
4. Титрлэлтийн төгсгөлийн цэг
2/2/2009 Аналитик хими 22

23. 0.10 M NaOH
2
1.титрлэлтийн эхлэх цэг
3
4
Эквивалент цэг
хүртэлх цэг
Эквивалент
цэг
титрлэлтийн
төгсгөлийн цэг
2/2/2009 Аналитик хими 23

24. Хүчил-суурийн титрлэлтийн ангилал
• Хүчтэй хүчлийг хүчтэй сууриар титрлэх
• Сул хүчлийг хүчтэй сууриар титрлэх
• Сул суурийг хүчтэй хүчлээр титрлэх
• Сул суурийг сул хүчлээр титрлэх
• Гэх мэт
2/2/2009 Аналитик хими 24

25. Хүчил суурийн титрлэлт
ХҮЧТЭЙ ХҮЧЛИЙГ ХҮЧТЭЙ
СУУРИАР ТИТРЛЭХ
2/2/2009 Аналитик хими 25

26. 2/2/2009 Аналитик хими 26

27. Хүчтэй хүчил хүчтэй суурийн титрлэлтийн онцлог
1. pH нь маш багаас эхлэх ба суурийг нэмэхийн хэрээр рН
нь аажмаар ихэснэ.
2. Эквивалент цэгийн ойролцоо pH огцом өснө.
3. Үүний дараа шүлт нэмэхийн хирээр pH нь бага багаар
өснө.
2/2/2009 Аналитик хими 27

28. Явагдах химийн урвал
• NaOH+HClNaCl+H2O
• H++OH-H2O
• Урвалын орчин нь саармаг байна рН=7,0.
2/2/2009 Аналитик хими 28

29. Хүчтэй хүчлийг хүчтэй сууриар титрлэх
1.) рН=f(V)
 Хүчтэй хүчил суурь нь усан уусмалдаа бүрэн
иончлогдоно.
 H+ нь ханш хэмжээгээр OH- ионыг саармагжуулна.
 Урвал бүрэн явагдана.
K  1 
 Энд титрлэлтийн 3 муж ажиглагдана.
- Титрлэлт эхлэх цэг, pH нь уусмал дахь илүүдэл H+
ионы концентрациар тодорхойлогдоно.
- Эквивалент цэг дээр, ОH- нь усан уусмал дахь бүх
H+ ионтой харилцан үйлчилж ус үүсгэнэ.
- Эквивалент цэгээс хойш, pH нь уусмал дахь
илүүдэл ОH- ионы концентрациар
тодорхойлогдоно.
14
w
10
K
2/2/2009 Аналитик хими 29

30. Хүчтэй суурийг хүчтэй хүчлээр титрлэх
Бодлого 1. 40.0 мл 0.100 M HCl-ийн уусмалыг 0.100 M
NaOH-ын уусмалаар титрлэх.
Эквивалент цэг хүртэл: Титрлэлтийг 20.0 мл 0.100 M NaOH-
ыг нэмэх хүртэл явуулья.
n(H3O+ )- n(OH- )=

n
 ,
H O улдсэн
V V

3 [ ]
acid base
H O

3
2/2/2009 Аналитик хими 30

31. Хүчтэй суурийг хүчтэй хүчлээр титрлэх
Эквивалент цэг дээр: Эквивалент цэг дээр, 40.0 мл 0.100 M
NaOH уусмал нэмсний дараа
n(H3O+) = 0.0400 l x 0.100 M = 0.00400 M H3O+
- n(OH-) = 0.0400 l x 0.100 M =0.00400 моль OH- нэмсэн.
n 
Хүчил суурь тэнцвэрийн
 ,
H O улдсэн
V V

3 [ ]
acid base
H O

3
байдалд байх ба
рН=1/2pKw =7,0
2/2/2009 Аналитик хими 31

32. Хүчтэй суурийг хүчтэй хүчлээр титрлэх
Эквивалент цэгээс хойш: Эквивалент цэгээс хойш, 50.0 мл
0.100 M NaOH нэмсний дараа. (илүүдэл OH- тооцогдож эхэлнэ)
ν(OH-) = 0.0500 l x 0.100 M = 0.00500 моль OH-
- ν(H3O+) зарцуулагдсан = 0.0400 л x 0.100 M =0.00400 моль
n
  , [ ]
OH улдсэн
V V

acid base
OH

14 14 lg[ ]  pH   pOH   OH
2/2/2009 Аналитик хими 32

33. Титрлэлтийн зэргийг
илэрхийлэн бичвэл:
C V
base acid
C V
acid base
f 
C C

base acid
V
acid
V
base
f

2/2/2009 Аналитик хими 33

34. Титрлэлтийн зэрэг:
• Титрлэлтийн эхэнд: f=0
• Эквивалент цэг хүртэл: f<1
• Эквивалент цэг дээр: f=1
• Эквивалент цэгээс хойш: f>1
2/2/2009 Аналитик хими 34

35. Дүгнэн хэлбэл:
• Үүссэн давс гидролизд орохгүй тул орчин
эквивалент цэг дээр саармаг байна.
• рН-ийн үсрэлт нь 4-10 хооронд байна.
• Энэ рН-ийн хязгаарт өнгөний өөрчлөлт
өгдөг индикаторууд бүгд боломжтой.
2/2/2009 Аналитик хими 35

36. Хүчил суурийн титрлэлт
НЭГ СУУРЬТ СУЛ ХҮЧЛИЙГ
ХҮЧТЭЙ СУУРИАР ТИТРЛЭХ
2/2/2009 Аналитик хими 36

37. жишээ
• CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O
• CH3COONa+HOH CH3COOH+NaOH
• CH3COO-+HOH CH3COOH+OH- pH>7.0
эндээс харахад үүссэн давс нь гидролизд орж
шүлтлэг орчин үүсгэж байгаа тул эквивалент
цэг нь шүлтлэг орчинд байна гэсэн үг.
2/2/2009 Аналитик хими 37

38. 1. Шүлт нэмэхээс өмнө
• Шүлт нэмэхээс өмнө сул хүчлийн хувьд бид
дараах тооцоог хийж болно.
x
• Сул хүчлийн рН-ийг тооцвол:
pH log ?
?
0.0200
10
2 2
  
 



  
x
x
x
x
C x
K pK
a
2/2/2009 Аналитик хими 38

39. Эквивалент цэгээс өмнө
• OH--ийг нэмж эхэлмэгц HA ба A- ионы холимог
үүснэ гэсэн үг. Өөрөөр хэлбэл, буфер уусмал
үүсэх тул Henderson-Hasselbalch-ийн
тэгшитгэлийг ашиглан pH-ыг олно.
 
  




A
K pK 3 , log


a a V V

H O улдсэн


   


 

 


acid base
HA
pH p log
n
2/2/2009 39

40. Эквивалент цэг дээр
• CH3COO-+HOH CH3COOH+OH-
W
a
K
K
W
[ ][ ] 
2
[ OH
]
C
CH COOH OH
3


  

[ CH COO
]
a давс
давс
K K

a W
давс
г
г
C
K
K

[ H
]
K
K
1
1
3

pH pK C
lg
2
  
2
7
Бүх хүчил
давсанд шилжих
тул үүссэн давс
усан уусмалдаа
гидролизд орж
рН-ыг тооцоолно.
2/2/2009 Аналитик хими 40

41. Эквивалент цэгээс хойш
Эквивалент цэгээс хойш: Эквивалент цэгээс хойш,
илүүдэл NaOH буюу илүүдэл OH- тооцогдож эхэлнэ
n
  , [ ]
OH улдсэн
V V

acid base
OH

14 14 lg[ ]  pH   pOH   OH
2/2/2009 Аналитик хими 41

42. HPr = Propionic Acid
2/2/2009 Аналитик хими 42

43. Хүчтэй хүчлийг хүчтэй сууриар титрлэх, сул
хүчлийг хүчтэй сууриар титрлэх муруйн ялгаа:
1. Анхны pH өндөр байна.
2. Муруй аажмаар өгсөн, буфер мужийг
үүсгэх ба дараа нь эквивалент цэг
хүртэл огцом өснө.
3. Эквивалент цэг дээрх pH 7.00-оос их
буюу шүлтлэг орчинд илэрнэ.
4. Өсөлтийн ялгаа нь их.
2/2/2009 Аналитик хими 43

44. Сул хүчлийг хүчтэй хүчлээр титрлэх
•Экв.цэг
HA A
[ ]  [ ]
[A ]
[HA]
Buf ferregion
pH pK
-
:
 
a log
mol mol
 
HAinitial OH added
VNaOH
pH
-
½ Vequiv Vequiv
 7
pH
a
pH 
pK

45. Хүчил шүлтийн титрлэлт
Сул хүчлийг хүчтэй хүчлээр
титрлэх
Бага концентраци  титрлэлтийн муруйн налуун
Их концентрацитай  титрлэлтийн муруйн
өөрчлөлт бага байна.
налуун өөрчлөлт их
ӨӨРЧЛӨЛТИЙГ САЙТАР ХЯНАЖ ЧАДАХГҮЙ ТУЛ
ЭКВИВАЛЕНТ ЦЭГИЙГ ТОДОРХОЙЛОХОД
ЭКВИВАЛЕНТ ЦЭГ ТОДОРХОЙЛОХОД
ХЯЛБАР
ХҮНДРЭЛТЭЙ
2/2/2009 Аналитик хими 45