Тест. 647736649676_Лекция 1-9 АМС. Деп аталады

• Название: Деп аталады
• Дата: 26.05.2021
• Размер: 412 Kb.
• Имя файла: 647736649676_Лекция 1-9 АМС.doc
• Тип: Анализ; #210386
• страница: 4 из 8

Li (0,004-0,06℅). Литий – литофильді элемент, өзінің геохимиялық қасиеті бойынша натрийға, ал кристаллохимиялық жағынан магний мен темірге жақын. Құрамында литий болатын 150 минерал белгілі. Көбінесе силикаттар мен фосфаттар құрамында кездеседі. Өндірістік маңыздылары: сподулин - LiAL[Si₂O₆] (Li₂O 6-8℅); петалит - Li[AlSi₄O₁₀] (Li₂O - 5℅) лепидолит - K[Li,Al]₃ [Si₃AlO₁₀] (F,OH) (Li₂O: 3,2-5,7℅) амблиголит LiAl[PO₄] (F,OH)( Li₂O - 10℅дейін)

Сілтілік металдар тобына жататын Li химиялық өте активті және ауада оңай тотығады, бірақ К және Na қарағанда активтілігі төмен. Бұл өте жұмсақ, жеңіл металл. Ρ = 0,534 г/см³. 186ºс температурада балқиды және 1200-1400 ºс температура аралығында сұйық күйде сақталады. Қазіргі кезде литий – сирек элементтер өнеркәсібі үшін ол маңызды элементтердің бірі болып табылады.

Ол жеңіл және ультражеңіл құймалардың легирлеуші компоненттері ретінде, атом реакторларында сұйық жылу тасмалдағыш ретінде қолданылады. Литий одан алынатын тритий – су бомбасының басты компонентері болып табылады.

Литий гидриді ракета жанармайының құрамына кіреді. Қоршаған ортаға зиянсыз, ұзақ сақталатын аккумуляторлар, тазалағыш және ауа суытқыш аппараттарда, сүңгуір қайық және космостық корабльдерде, өндіріс орындарында литий оксидінің гидраты қолданылады.)

Цезий Cs. Геохимиялық қасиеті бойынша литийге ұқсас. Цезий кларкі 0,00037℅. Оның минералдары өте аз. Олар поллуцит – Cs[AlSi₂O₆], (23 ℅Cs₂O). Ол берилл, биотит, флогопит, лепидолит сияқты минералдардың құрамында қоспа түрінде кездеседі. Цезий көбінесе фотоэлементтерде қолданылады.

Берилий Be – 0,0002-0,0007℅. Геохимиялық берилий – литофильді элемент. Оның кристаллохимиялық қасиеті кремний қасиеттеріне ұқсас. Олардың координациялық сандары бірдей, иондық радиустары және Be²⁺ электртерістілік мәндері, сонымен қатар [BeO₄]^6- және [SiO₄]^6- комплекстерінің параметрлері өте жақын болғандықтан, бірнеше силикаттарда және алюмосиликаттардағы кремнийді изоморфты алмастыра алады. Оның 50 астам минералы белгілі. Олардың ішіндегі маңыздылары: берилл - Al₂Be₃[Si₆O₁₈] (BeO 11-14℅) , фелокит - Be₂[SiO₄] (BeO 45,5℅) ; бертрандит - Be₄[Si₂O₇](OH)₂ (BeO 39-45℅) т.б. Металл берилий - өте қатты және жеңіл металл (ρ= 1,85 г/см³). Коррозияға төзімді, Т_балқ = 1280ºс. Рентген сәулелерін жақсы өткізеді. Берилий жаңа техника үшін көптеген маңызды және ерекше қайталанбас қасиеттерге ие. Сондықтан ол кең қолданыс табуда. Тазалығы жоғары берилий атом реакторларында нейтрондарды тежеуші ретінде және конструкциялық материал ретінде қолданылады. Берилийдің магний және алюминиймен құймасы самолет және ракета құрылысында жиі қолданылады.

Цирконий және гафний (Zr, Hf). Жер қыртысында Zr – 0,016-0,17℅, ал Hf – 0,0003℅. Цирконий негізінен қышқылды, әсіресе негізді жыныстарда жаниқталады. Оның барлық минералдары (27) силикаттар және оксидтер түрінде кездеседі. Өндірістік маңыздылары: циркон – ZrSiO₅ (33-67℅ ZrO₂, 0,3-4,5℅ HfO₂), бадделит - ZrO₂ (ZrO₂ – 95-99℅; HfO₂ – 1 - 25℅). Гафний циркониймен (спутнигі) ілеспелі элемент болып табылатындықтан, өзінің минералдарын түзбейді.

Сирек жер металдарға химиялық құрамы және қасиеттері ұқсас 17 элемент жатады. Олар ІІІ топтағы лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютенций, лантаноидтар және оларға ұқсас иттрий мен скандий жатады. Табиғатта олар бірге кездеседі және елуге жуық минералдар түзеді. Негізгі өндірістік минералдары: монацит - CePO₄, лопарит – (Na, Ce, Ca)(Ni, Nb)O₃, паризит - Ce₂Ca(CO₃)F, бастиезит - Ce(CO₃)F. Иттрийдің минералдары: ксенотим - YPO₄, фергусолит - (Y, Ca, U, Th)(Ni,Nb)O₄.

Тантал мен ниобий (Ta, Nb). Екі элемент бірге кездеседі. Олардың 120 астам минералдары белгілі. Колумбит тобындағы минералдары (Fe, Mn)(Nb,Ta)₂O₂ және лопарит (Na, Ce, Ca)(Ni, Nb)O₃ өндірістік маңызды болып табылады.

Галлий Ga – 0,0015%. Оның химиялық қасиеті алюминийге жақын, ал кристаллохимиялық қасиеті жағынан темір мен мырышқа ұқсас. Бірден бір минералы галлит – CuGaS₂. Құрамында галлий болатын минералдар көп емес. Оларға гермолит (1,8%), сфолерит (0,1%), нефелин (0,1%), сподумен (0,07%), мусковит (0,02%), лепидолит (0,03%), натролит (0,1%), дала шпаты (0,01%) жатады. Бұл минералдарда галлий алюминийді, мырышты, темірді изоморфты алмастырады.

Индий Jn – 0,000025%. Геохимиялық қасиеті бойынша қалайы, кадмий, темірге жақын келеді. Минералдарында индиййдің мөлшері өте төмен болады және кейбір минералдарда ғана белгілі бір мәнге ие болады: сфолерит (0,82%), Халькопирит (0,015%).
Дәріс 6

Дәл концентрациялы ерітінділер.

Мұндай ерітінділер көлемдік талдауда қолданылса титрленген деп, колориметриялық және полярографиялық анықтауларда қолданылса - стандартты деп аталады. Титрленген ерітінділердің концентрацияларын титр немесе нормальдық шамалармен көрсетеміз.

Титр 1 мл ерітіндідегі еріген заттың массасы. Ерітінділердің титрін ерітілген зат емес, анықтаушы зат массасымен анықтау жиі қолданылады. Мұндай ерітінділерге мысал: калий бихроматы ерітіндісінің титрін 1 мл бихроматты тоттықтыратын ІІ валентті темірмен белгілейді. Мұндай «жұмысшы» титрді «бихромат ерітіндісінің темір бойынша титрі» деп атайды.

Ерітінді нормальдылығы 1л ерітіндідегі еріген заттың грамм-эквиваленті.

Препаративті жұмыстар

Ерітінділерді дайындау (әртүрлі концентрацияларда), реактивтердің синтезі, тазалығын тексеру, тазалау және регенерация - препаративті жұмыстардың негізгі мақсаты.

Реактивтердің тазалығының төмен болуы, стандартты ерітіндінің титрінің дәл болмауы - талдау нәтижесінің нәтижелерін өзгертеді (искажает). Сондықтан аналитик жұмысы бос жұмыс болуы мүмкін. Ендеше, препаративтік жұмыстар неғұрлым дәл жүргізілуін және дәл құжаттамалар жасалуын ескеру керек. Препаративті жұмыстардың негізгілері - ерітінділер мен реактивтер даярлаудың жекелеген әдістері мен әдістемелері минералды шикізаттардың талдауында қолданатылатындықтан толығырақ қарастырылады.

Берілген концентрациялардағы ерітінділерді дайындау.

Препаративті зертханаларда дайындалатын ерітінділер екіге бөлінеді:

1. 
   Концентрациялары жақын шамада белгіленген ерітінділер.
   
2. 
   Концентрациялары дәл ерітінділер.
   

1) Жақын концентрациялы ерітінділер.

Тұздар мен негіздер ерітінділері. Ерітінділерді дайындау үшін техникалық таразыда есептелген мөлшерін өлшеп алып, өлшегіш колбада суда ерітіп алып, деңгейін белгісіне жеткізу қажет. Өлшенді массасын және алынған ерітіндіні көлемін біле отырып ерітінді концентрациясын есептеп шығаруға болады.

Үлкен көлемде (он шақты литр) ерітінді дайындағанда өлшендіні үлкен колбаға салып, қосатын суды үлкен өлшегіш цилиндрмен өлшеп құю арқылы жүргізеді. Эквивалент - 1 атом сутегі, жарты атом оттегі немесе 1 атом кез-келген І валентті элементке тең болатын заттың массалық бөлігі. Эквиваленттік масса грамда көрсетілсе грам-эквивалент болады. Тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыштың эквиваленттері қосып алған немесе беріп жіберген электрондар саны мен молекулалық массасының қатынасына тең. Ерітінді титрі белгілі болса, оның нормальдығын есептеуге болады және керісінше:

Т= N=

Ерітінділер концентрацияларын нормальдылығы арқылы көрсету көлемдік- аналитикалық анықтауларда есептеулер жүргізуді жеңілдетеді. Ескеретін жағдайлар:

1. Егер ерітінді өзара әрекеттессе, эквиваленттік нүкте моментіндегі әрекеттесуші көлемдердің қатынасы олардың нормальдылығының қатынасына кері пропорционал:

= немесе C₁∙V₁=C₂∙V₂

2.Заттар тең эквивалент шамасында ғана әрекеттеседі.

3.Егер анықталатын зат бойынша ерітінді титрі белгілі болса, онда басқа ерітінді бойынша оның титрін табу керек болса

-- формуласын қолдануға болады.

Э_Х- анықталатын зат эквиваленті.

Э_Fe- темірдің эквиваленті.

Бейтараптау реакциясына негізделген ерітінділер.

Қышқылдардың титрленген ерітінділерін дайындау (HCI, HNO₃, H₂SO₄). Әуелі берілген концентрацияға сәйкес ерітінді дайындау қажет. Ол үшін концентрациялы қышқылдың сұйытылған ерітінді дайындауға қажетті шамасын есептейді. Бастапқы зат ретінде қышқылдың титрін белгілеу үшін 300-350⁰С температурада күйдірілген (платина ыдыста) таза сода қолданылады. Сода өлшендісін титрлеуге 50 мл-ден артық 10 мл-ден кем қышқыл ерітіндісі жұмсалмауы тиіс; қышқыл ерітіндісінің нормальдылығы жоғары болса, сода өлшендісі де көбірек алынады. Тәжірибе жүзінде НСІ-дың 0,1 немесе 0,2 нормальды ерітіндісі дайындалады (сәйкес сода өлшендісі 0,15-0,2 г). Конусты колбада өлшендіні 25 мл суда ерітеді, бірнеше тамшы тоқсары метил индикаторы ертіндісін тамызып түсі өзгергенше тұз қышқылы ерітіндісімен титрлейді. Ерітіндіні 1-2 минут СО₂-ден тазарғанша қайнатып, суыған соң титрлеуді аяқтайды.

Na₂CO₃ + 2HCI = 2NaCl + CO₂ + H₂O

теңдеуі бойынша соданың эквиваленті оның молекулалық массасының ½-не тең, яғни 53 болады деп есептейді. Сода өлшендісінің эквииваленттік массасына қатынасы соданың грамм-эквиваленті қышқылдың саны N нормальді V мл көлеміндегі бейтараптанған қышқыл болып табылады.



Қышқыл ерітіндісінің нормальдылығы бірнеше параллель тәжірибелер көрсеткіштері бойынша есептеледі.

Титрленген сілті ерітінділерін дайындау. NaOH пен KOH ерітіндісі кристалдық NaOH пен KOH өлшендісін еріткенде дайындалған ерітінді концентрациясы қажет концентрациядан 10 есе көп болатындай есеппен өлшеп алады. Ерітінді дайын болған соң сілтінің әрбір 1 л көлеміне 50-80 мл ізбес суының қанық ерітіндісі сәйкес келетіндей етіп қосылады. Ерітіндіні қатты араластыра отырып 1 сағаттай тұрғызады. Тұнба тұнғаннан кейін ауа көмірқышқыл газынан сақтандыратын натрон ізбесі (аскарит) сіңіргішімен жабдықталған ыдысқа мөлдір ерітіндіні сифон арқылы өткізеді. Алынған сілті ерітіндісінде кальцийдің (1-2 мг/л) ізі болады. Сілті ерітіндісінің титрі концентрациясы белгілі НСІ бойынша белгіленеді.

Сілті нормальдылығын есептейтін формула:

N_сілті =

Тұндыру реакцияларына негізделген анықтаулар үшін қолданылатын ерітінділер.

Күміс нитратының титрленген ерітіндісін дайындау.

Күміс нитратының ерітіндісін дайындау үшін қажетті тұзды өлшегіш колбаға ауыстырып (эквив. 169,89) хлор-ионсыз дистилденген суда ерітеміз. Бастапқы зат ретінде металдық күміс алуға болады, бұл жағдайда күмістің өлшендісін азот қышқылында (хлор-ионы болмауы тиіс) ерітіп ерітіндіні толық құрғағанша су моншасында буландырады және құрғақ тұзды суда ерітеді. Күміс нитраты ерітіндісінің титрін натрий хлориді өлшендісі бойынша калий хроматы индикаторы қатысында титрлеп, яғни көлемдік әдіс немесе күміс хлоридін тұнбаға түсіріп, салмағын өлшеу арқылы, яғни салмақтық әдіс бойынша анықтап белгілейді.

Тотығу – тотықсыздану реакцияларына негізделген анықтаулар үшін қолданылатын ерітінділер.

Калий перманганаты ерітіндісін дайындау.

Қышқыл ортада перманганат-ион мына схема бойынша тотықсызданады:

MnO₄^- + 8H⁺ +5e → Mn²⁺ + 4H₂O

Сілті ортада:

MnO₄^- + 4H⁺ +3e → MnO2 + 2H₂O

Осыған сәйкес қышқыл ортада калий пермангатының эквиваленті 1/5, ал сілті ортада 1/3. 0,1н ерітінді дайындау үшін 1 л ерітіндіге 3,2г KMnO₄ сәйкес келеді. Өлшендіні еріткенде ерітіндіні қараңғы жерде екі апта қалдырады, өйткені судағы органикалық заттар ізі тотығуы керек. Бұдан соң ерітіндіні кеуекті табанды шыны тигель арқылы сүзеді. Барлық қолданылатын ыдыстар хром қоспасымен және сумен жақсылап жуылуы тиіс.

Ерітінді дайындауды тездету үшін өлшендіні суда еріткенде қайнағанша қыздырып, қайнау температурасына жақын температурада 1 сағаттай ұстау қажет. Сонан соң жоғарыда айтқандай сүзеді. Ерітіндіні қараңғыда, қоңыр ыдыста сақтау қажет. Ерітінді титрін натрий оксалаты немесе қымыздық қышқылы өлшенділері бойынша белгілейді. 0,2г-0,3 г натрий оксалаты өлшендісін алдын ала 100-105⁰С-да кептіріп, конусты колбаға салып, 60 мл суда ерітіп (1:5) сұйытылған күкірт қышқылының 10 мл-ін қосады. Ерітіндіні 80⁰С-ға дейін қыздырады да, қызғылт түс пайда болғанша калий перманганаты ерітіндісімен титрлейді. Қымыздық қышқылын қолданғанда оны әуелі қайта кристалдау қажет. Ол үшін қымыздық қышқылын салмағы бойынша тең ыстық суда (немесе қосылған) ерітіп, суыған соң бөлінген кристалдарды сүзіп алады да HCl қосылмаған дистильденген суда қайта кристалдайды. Бөлме температурасында кептіріп, эксикаторда сулы және сусыз қымыздық қышқылының үстінде сақтайды. Соңғылары термостатта алынған. Мұндай қоспа екі молекула суы бар қышқыл буының қысымындай қысым (упругость) береді.

N=a·1000/Эv

а – натрий оксалаты өлшендісі, г

Э – эквиваленті (67)

v – KMnO₄ жұмсалған көлемі

Формула бойынша KMnO₄ ерітіндісінің нормальдығы анықталады.

Калий бихроматы ерітіндісін дайындау. Қышқыл ортада:

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e = 2Cr³⁺ + 7H₂O тотықсызданады, эквиваленті 1/6; Ерітінді дайындау үшін судан қайта кристалдайды да, 150⁰С температурада кептіреді. Алынған өлшендіні (4,9038 K₂Cr₂O₇ 1л 0,1 н ерітінді дайындауға қажет) қажетті көлемдегі суда ерітеді. Қайта кристалданған және кептірілген тұздың тазалығы өте жоғары болғандықтан титрін калий бихроматы өлшендісі бойынша есептейді. Титрін натрий тиосульфаты ерітіндісімен тексеруге болады. Ол үшін бихроматтың суда сұйытылған, қышқылданған (10 мл конц HCl 50мл ерітіндіге қосады) ерітіндіден өлшеп алып, 2г KI қосып, араластырады. Бөлінген йодты натрий тиосульфаты ерітіндісімен крахмал қатысында титрлейді.

Натрий тиосульфаты ерітіндісін дайындау.

2Na₂S₂O₃ + I₂ → Na₂S₄O₆ + 2NaI

2S₂O₃^2- + I ₂= S₄O₆^2- + 2I^-

Яғни, эквиваленті 1 – ге тең.

Натрий сульфаты 5 молекула сумен кристалданады, бірақ ауада тез құрғайды және судың шамасы азаяды. 0,1 н ерітінді дайындау үшін 25г Na₂S₂O₃∙5H₂O 1л таза суық дистильденген суда ерітеді және 0,1н Na₂СО₃ қосады. Титрін белгімес бұрын ерітінді 2 – 3 күн тұруы қажет. Титрін белгілеу иодометрия әдісімен жүргізіледі. Бастапқы зат ретінде тотықтырғыш алынады. Әдетте, бихромат немесе иодат алынады. Ол үшін 0,2г бихромат өдшендісін суда ерітіп тұз қышқылымен қышқылдап, 2г KI қосып бөлінген иодты натрий тиосульфаты ерітіндісімен титрлейді.

Натрий тиосульфаты ерітіндісі титрін тексеру үшін калийдің перманганаты немесе бихроматының титрленген ерітінділері қолданылады. Ол үшін конусты колбаға 20 мл K₂Cr₂O₇ немесе KMnO₄ ерітіндісі алынып 50- 60 мл-ге дейін су және 10 мл 2н HCl немесе H₂SO₄ ерітіндісін қосады. Бұдан соң 2г KI қосып, араластырған соң бөлінген йодты натрий тиосульфаты ерітіндісімен титрлейді, соңына қарай индикатор ретінде крахмал ерітіндісі қосылады.

N = a∙1000/49,03V және N = N₁∙V₁/V

Формулалары бойынша нормальдығы есептеледі.

а – калий бихроматы өлшендісі, г

V – натрий тиосульфаты ерітіндісінің көлемі, мл

49,03 – калий бихроматы эквиваленті

N₁ – калий бихроматы (перманганаты) ерітіндісінің нормальдылығы

V₁ – көлемі, мл

Крахмал ерітіндісін дайындау. 2 г ерігіш крахмал мен 10 мг HgI₂ келіде және кәрден табақшаларда аздаған су қатысында ұнтақталынады. Алынған суспензияны 1л қайнап жатқан суға ақырындап құйып, ерітіндіні түссіздендіргенше қайнатады.

Иод ерітіндісін дайындау. Йодты алдын-ала возгонкалап тазартады. Ерітінді дайындау үшін 1л сыйымдылықтағы колбаға 25г KI салып 30-40 мл суда ерітеді де, үстіне 12,7г I₂ кристалдарын қосады. Колбаны шыны тығынмен жауып йод толық ерігенше шайқайды. Соңынан белгісіне дейін дистильденген су қосады.

Бұл ерітінді титрін натрий тиосульфаты ерітіндісімен белгілейді. Ол үшін 20-25 мл I₂ ерітіндісіне 200-250 мл су қосады. Ары қарай ашық сары түске дейін Na₂S₂O₃ ерітіндісімен йодты титрлейді, содан соң 5 мл крахмал қатысында ерітінді түссізденгенше титрлеуді жалғастырады.