تحقیق تیتراسیون های اکسایش کاهش

دریافت فایل

 

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc قابل ویرایش و آماده پرینت 

تعداد صفحه : 5 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

 

تیتراسیون های اکسایش کاهش

در تیتراسیونهای معمولی مانند تیتراسیون های خثی شدن، به عنوان مثال یک اسید باغلظت نامعین، به وسیله بازی با غلظت کاملا، معین تیتر می شود. نقطه ی هم ارزی، نقطه ای است که در آن کاملاً تعداد یونهای H+ با تعداد یونهای OH- هم ارز یا برابر می شود. یک شناساگر به محلول اضافه می شود که در نقطه ی pH خنثی تغییر رنگ می دهد. در این زمان افزودن حجم باز قطع می شود و از روی مقدار حجم مصرفی باز، غلظت اسید باحجم معین را می توان محاسبه نمود.

تیتراسیون های اکسایش کاهش بر اساس اکسایش یا کاهش مواد بنا شده اند. فرآیند اکسیداسیون (اکسایش)فرآیندی است که در آن یک جسم (اکسید کننده) الکترون می‌گیرد و عدد اکسایش یک اتم افزایش می‌یابد.

فرآیند احیا (کاهش)فرایندی است که در آن یک جسم (احیا کننده) الکترون از دست می‌دهد و عدد اکسایش یک اتم کاهش می‌یابد.

مثالی از واکنشهای اکسایش و کاهش

بر این اساس ، واکنش زیر یک واکنش اکسایش و کاهش می‌باشد. چون عدد اکسایش اتم S از صفر به +4 افزایش پیدا می‌کند و می‌گوییم گوگرد اکسید شده است و عدد اکسایش اتم O از صفر به -2 کاهش پیدا کرده است و می‌گوییم اکسیژن کاهیده شده است:

S + O2 → SO2

که در آن ، در طرف اول عدد اکسیداسیون هر دو ماده صفر و در طرف دوم ، عدد اکسیداسیون گوگرد در ترکیب +4 و اکسیژن ، -2 است.

اما در واکنش زیر اکسایش- کاهش انجام نمی‌شود، زیرا تغییری در عدد اکسایش هیچ یک از اتمها به وجود نیامده است:

SO2 + H2O → H2SO4

که در SO2 ، عدد اکسیداسیون S و O بترتیب ، +4 و -2 و در آب ، عدد اکسیداسیون H و O بترتیب +1 و -2 و در اسید در طرف دوم ، عدد اکسیداسیون H و S و O بترتیب ، +1 ، +4 و -2 است.

عامل اکسنده و عامل کاهنده

با توجه به چگونگی نسبت دادن اعداد اکسایش ، واضح است که نه عمل اکسایش و نه عمل کاهش بتنهایی انجام پذیر نیستند. چون یک ماده نمی‌تواند کاهیده شود مگر آن که هم‌زمان ماده ای دیگر ، اکسید گردد، ماده کاهیده شده ، سبب اکسایش است و لذا عامل اکسنده نامیده می‌شود و ماده‌ای که خود اکسید می‌شود، عامل کاهنده می‌نامیم.

بعلاوه در هر واکنش ، مجموع افزایش اعداد اکسایش برخی عناصر ، باید برابر مجموع کاهش عدد اکسایش عناصر دیگر باشد. مثلا در واکنش گوگرد و اکسیژن ، افزایش عدد اکسایش گوگرد ، 4 است. تقلیل عدد اکسایش ، 2 است، چون دو اتم در معادله شرکت دارد، کاهش کل ، 4 است.

مطلب زیر را می توانید جهت تئوری هر واکنش اکسایش کاهش به کار ببرید:

در تیتراسیونهای اکسایش –کاهش نیز اکثر شناساگرهای مورد استفاده در تیتراسیونهای اکسایش-کاهش خود عوامل اکسنده یا کاهنده اند که به جای حساس بودن به تغییر غلظت، نسبت به تغییر پتانسیل سیستم جواب می دهند. به این دلیل در عمل به جای تابع P مانند pH، پتانسیل الکترود سیستم را در محور yهای منحنی برای یک تیتراسیون اکسایش-کاهش رسم می کنند. این پتانسیل E از معادله ی نرنست به دست می آید.

فرم و شکل کلی منحنی تیتراسیونهای اکسایش-کاهش با تیتراسیونهای خنثی شدن تفاوتی ندارد.

به عنوان مثال می توان آهن II را با سریم IV به کمک یک تیتراسیون اکسایش-کاهش تیتر نمود و غلظت آن را تعیین کرد. واکنش اکسایش –کاهش انجام گرفته به صورت زیر است:

Ce4+ + Fe2+ Ce3+ + Fe3+

در واکنش فوق، سریم 4+ احیا می شود و به سریم 3+ تبدیل می شود. آهن 2+ نیز اکسید شده و به اهن 3+ تبدیل می شود. این واکنش سریع است و بلافاصله بعد از افزایش یک جزء، تعادل برقرار می شود و پتانسیل تمام اجزا از جمله پتانسیل یون سریم، یون آهن و پتانسیل شناساگر برابر می شود.یعنی در اینحالت:

E سیستم=ECe4+ = EFe2+ = EIn

پتانسیل سیستم را می توان به وسیله ی تعیین emf یک سلول مناسب مانند SCE اا Ce4+, Ce3+, Fe3+, Fe2+ ا Pt

به طور تجربی اندازه گرفت.

برای بدست آوردن پتانسیل نقطه ی اکی والان، دو معادله ی پتانسیل نقطه ی پایان مربوط به ماده ی اکسید شده و احیا شده، هر دو را با هم جمع می کنیم.Eeq=E0Fe3+ - 0.0592log[Fe2+]/[Fe3+]