Kislota–asos titrlash haqida

Kislota–asos titrlash (titration) — kislota yoki asosning konsentratsiyasini aniqlash uchun qo‘llaniladigan miqdoriy (kvantitativ) tahlil usuli bo‘lib, bunda u aniq miqdorda neytrallanadi. Neytrallash ma’lum konsentratsiyaga ega bo‘lgan standart asos yoki kislota eritmasi yordamida amalga oshiriladi.

Kislota–asos titrlash (titration) nima

Kislota–asos titrlash — tarkibida kislota yoki asos bo‘lgan eritma haqida ma’lumot olish uchun qo‘llaniladigan tajribaviy (eksperimental) usuldir.

Organik hamda noorganik yuzlab birikmalarni ularning kislotali yoki asosiy xossalariga ko‘ra titrlash orqali aniqlash mumkin. Kislota asos bilan, asos esa kislota bilan titrlanadi. Oxirgi nuqta (endpoint) odatda indikator qo‘shish orqali aniqlanadi.

Proton ko‘chishi (proton-transfer) tipidagi stexiometrik (stoichiometric) reaksiya asosida u bilan reaksiyaga kirishadigan titrant (konsentratsiyasi ma’lum) hajmini o‘lchash orqali kislota yoki asos konsentratsiyasini aniqlash.

Nazariya

Kislota–asos titrlashda kuchli yoki kuchsiz kislotalar va/yoki asoslar ishtirok etadi. Xususan, kislota–asos titrlash yordamida quyidagilarni aniqlash mumkin.

1. Kislota yoki asosning konsentratsiyasi
2. Noma’lum kislota yoki asos kuchli yoki kuchsiz ekanligi
3. Noma’lum kislota uchun pK_a yoki noma’lum asos uchun pK_b

Keling, proton qabul qiluvchi (proton acceptor) ishtirokidagi kislota–asos reaksiyasini ko‘rib chiqamiz. Suvda proton odatda H₃O⁺ ko‘rinishida solvatlanadi. Asosga H₂O qo‘shilganda u (OH^–) ni yo‘qotishi yoki (H₃O⁺) ni qabul qilishi mumkin. Kislota–asos reaksiyalari qaytar (reversible) bo‘ladi.

Reaksiyalar quyidagicha ko‘rsatiladi.

HA + H₂O → H₃O⁺ + A^– (kislota)

B^– + H₂O → BH + OH^– (asos)

Bu yerda [A^–] — kon’yugat asos (conjugate base), B–H esa kon’yugat kislota (conjugate acid). Shunday qilib, biz:

Kislota + Asos ⇋ Kon’yugat asos + Kon’yugat kislota

Demak

Turli xil kuchli va kuchsiz kislotalar yoki asoslar kombinatsiyasi uchun [H⁺] ni K_A, K_B va K_w orqali ifodalovchi ifodani yozish mumkin.

Asosiy atamalar

1. Titrlash (titration) – Kuchlanishi (konsentratsiyasi) ma’lum bo‘lgan eritmani indikator tutgan, ma’lum hajmdagi tayyorlangan namuna (sample) ustiga qo‘shish jarayoni.
2. Titrant (titrant) – Titrlashda qo‘llaniladigan, konsentratsiyasi ma’lum bo‘lgan eritma.
3. Titratlanayotgan eritma (titrand) – Titrant qo‘shiladigan va tarkibida aniqlanayotgan ion yoki zarracha (species) bo‘lgan istalgan eritma.
4. Titrlash egri chizig‘i (titration curve) – Kislota–asos titrlash jarayonida pH ning titrant millilitrlariga (ml) bog‘liq holda qanday o‘zgarishini ko‘rsatuvchi pH–titrant hajmi grafigi.
5. Ekvivalentlik nuqtasi (equivalence point) – Modda bilan to‘liq reaksiyaga kirishishi uchun aynan yetarli miqdorda reaktiv qo‘shilgan nuqta.
6. Bufer eritma (buffer solution) – Kuchli kislota yoki asos qo‘shilganda ham, yoki suv bilan suyultirilganda ham pH o‘zgarishiga qarshilik ko‘rsatadigan eritma.

Kislota-asos titrlash turlari

Kuchli/kuchsiz kislotalar va asoslarning turlari hamda misollari quyidagi jadvalda keltirilgan.

T/r	Turlar	Misollar
1.	Kuchli kislota – kuchli asos	Xlorid kislota va natriy gidroksid
2.	Kuchsiz kislota – kuchli asos	Etan kislota (ethanoic acid) va natriy gidroksid
3.	Kuchli kislota – kuchsiz asos	Xlorid kislota va ammiak
4.	Kuchsiz kislota – kuchsiz asos	Etan kislota (ethanoic) va ammiak

Titrlash egri chizig'i va ekvivalentlik nuqtasi

Titrlashda ekvivalentlik nuqtasi — qo‘shilgan gidroksid ionlari (OH^–) mollari soni eritmadagi vodorod ionlari (H⁺) mollari soniga aynan teng bo‘lgan nuqtadir. Titrlashda, odatda, asos byuretkadan qo‘shiladi, kislota esa kolbaga aniq o‘lchab solinadi. Har bir titrlash egri chizig‘ining shakli kislota–asos titrlash turiga xos (tipik) bo‘ladi.

Kislota qo‘shib borilganda pH muntazam (bir xil tartibda) o‘zgarmaydi. Har bir egri chiziqda gorizontal qismlar bo‘lib, ularda ko‘p miqdorda asos qo‘shsa ham pH uncha o‘zgarmaydi. Shuningdek, kuchsiz kislota va kuchsiz asos holatidan tashqari, har bir egri chiziqda juda tik (steep) qism mavjud bo‘ladi: bunda asosning bitta tomchisi pH ni bir necha birlikka o‘zgartiradi. Ekvivalentlik nuqtasida pH katta darajada o‘zgaradi, hatto bu nuqta pH 7 atrofida markazlashmagan bo‘lsa ham. Bu holat har bir titrlash turi uchun indikator tanlashda muhimdir.

Indikatorlarini tanlash

Kislota–asos indikatorlari — ma’lum pH da rangini o‘zgartiradigan yoki loyqalanish (turbidity) hosil qiladigan moddalar. Ular ekvivalentlik nuqtasini topishga yordam beradi va pH ni ham baholash imkonini beradi. Indikatorlarning o‘zi ham kislota yoki asos bo‘lib, eruvchan, barqaror (stable) va rang o‘zgarishi aniq seziladigan bo‘ladi. Ular organik tabiatga ega.

Rang o‘zgarishiga elektron izomeriya (electron isomerism) rezonansi sabab bo‘ladi. Turli indikatorlarning ionlanish doimiysi (ionization constant) turlicha bo‘lgani uchun ular pH ning turli oraliqlarida rangini o‘zgartiradi.

Kislota–asos indikatorlarini umumiy holda uch guruhga ajratish mumkin.

• Ftaleyinlar va sulfoftaleyinlar (masalan: fenolftalein (phenolphthalein))
• Azo-indikatorlar (masalan: metil oranj (methyl orange))
• Trifenilmetan indikatorlari (masalan: malaxit yashili (malachite green))

Kislota–asos titrlashda eng ko‘p qo‘llaniladigan ikki indikator — fenolftalein va metil oranj. Kislota–asos titrlashning to‘rtta turining barchasida har safar asos kislotaga qo‘shib boriladi. Quyida qo‘shilgan asos hajmiga bog‘liq pH grafigi keltirilgan. Ikki indikator rangini o‘zgartiradigan pH oralig‘i ko‘rsatiladi. Indikator pH egri chizig‘ining tik (vertikal) qismida rangini o‘zgartirishi kerak.

Ikki indikator rangini o‘zgartiradigan pH oralig‘i

Titrlash turiga ko‘ra indikator tanlash quyidagi jadvalda keltirilgan.

Titrlash turlari	Indikatorlar
Kuchli kislota – kuchli asos	Odatda fenolftalein afzal ko‘riladi, chunki rang o‘zgarishi osonroq ko‘rinadi.
Kuchsiz kislota – kuchli asos	Fenolftalein qo‘llaniladi; u ekvivalentlik nuqtasida keskin o‘zgaradi va yaxshi tanlov bo‘ladi.
Kuchli kislota – kuchsiz asos	Metil oranj ekvivalentlik nuqtasida keskin rang o‘zgarishini beradi.
Kuchsiz kislota – kuchsiz asos	Na fenolftalein, na metil oranj mos keladi. Hech bir indikator mos emas, chunki egri chiziqning ikki pH birligi bo‘ylab vertikal qismi talab etiladi.

Yechilgan misol

Problem:

(Na₂CO₃ + NaHCO₃) aralashmasidan olingan 1.2 g namuna eritilib, 0.5N HCl bilan titrlanadi. Fenolftalein (phenolphthalein) indikatorida oxirgi nuqta 15 ml da kuzatiladi, metil oranj (methyl orange) qo‘shimcha qo‘shilgach esa ikkinchi oxirgi nuqta 22 ml da bo‘ladi. Aralashmaning foiz tarkibini hisoblang.

Solution:

Na₂CO₃ ni to‘liq neytrallash uchun 15 + 15 = 30 ml kislota kerak.

Kerak bo‘ladigan umumiy hajm = 15 + 22 = 37 ml

(37 − 30) = 7 ml kislota NaHCO₃ ni neytrallash uchun kerak bo‘ladi.

Demak, Na₂CO₃ ning tarkibi (%)

= [(30 x 0.5 x 0.053)/1.2] x 100 = 66.25%

= (7 x 0.5 x 0.042 x 100) / 1.2 = 24.50% NaHCO₃

Tez-tez so'raladigan savollar – FAQ

Q1

Nega kislota–asos titrlash muhim?

Kuchli kislota–kuchli asos titrlashining maqsadi — konsentratsiyasi noma’lum bo‘lgan kislota eritmasining konsentratsiyasini, uni konsentratsiyasi ma’lum bo‘lgan asos eritmasi bilan (yoki aksincha) neytrallanish sodir bo‘lguncha titrlash orqali aniqlashdir. Kuchli kislota bilan kuchli asos reaksiyasi natijasida suv va tuz hosil bo‘ladi.

Q2

Kislota–asos titrlashning qo‘llanilish sohalari qanday?

Kislota–asos titrlash noma’lum kislota yoki asos konsentratsiyasini, uni konsentratsiyasi ma’lum bo‘lgan kislota yoki asos bilan neytrallash orqali aniqlashda ishlatiladi. Noma’lum konsentratsiya reaksiyaning stexiometriyasi (stoichiometry) asosida hisoblab topiladi.

Q3

Kislota–asos titrlashda qaysi indikator ishlatiladi?

Fenolftalein (phenolphthalein) indikatoridan foydalanib kuchli kislota–kuchli asos titrlashi bajariladi. Fenolftalein tanlanadi, chunki u pH 8.3–10 oralig‘ida rangini o‘zgartiradi. Asosiy eritmalarda u pushti ko‘rinadi, kislotali eritmalarda esa rangsiz (clear) bo‘ladi.

Q4

Ikki xil kislota–asos indikatoriga misol keltiring.

Kislota–asos indikatorlariga qizil karam sharbati (red cabbage juice), lakmus qog‘ozi (litmus paper), fenolftalein (phenolphthalein) va boshqalar misol bo‘la oladi. Kislota–asos indikatori — suvda dissotsilanib (dissociate) kuchsiz kislota va uning kon’yugat asosi yoki kuchsiz asos va uning kon’yugat kislotasini hosil qiladigan kuchsiz kislota yoki kuchsiz asosdir. Modda va uning kon’yugati turli ranglarda bo‘ladi.

Q5

Ekvivalentlik nuqtasini ta’riflang.

Modda bilan to‘liq reaksiyaga kirishishi uchun aynan yetarli miqdorda reaktiv qo‘shilgan nuqta.