रेडॉक्स अनुमापन. रेडॉक्स अनुमापन विधियों का सार और वर्गीकरण

ऑक्सीकरण अवस्थाएँ

उदाहरण के लिए:

टी.ई. की स्थापना के तरीके

रेडॉक्स अनुमापन के दौरान तुल्यता बिंदु निर्धारित करने के लिए, उपयोग करें:

ए) गैर-संकेतक तरीके। ऐसे मामले में जहां अनुमापित पदार्थ या अनुमापक का घोल रंगीन है, टीई को क्रमशः इस रंग के गायब होने या प्रकट होने से निर्धारित किया जा सकता है;

बी) विशिष्ट संकेतक - टाइट्रेंट प्रकट होने पर रंग बदलना या निर्धारित किया जा रहा पदार्थ गायब हो जाना। उदाहरण के लिए, जे 2/2 जे - प्रणाली के लिए, विशिष्ट संकेतक स्टार्च है, जो जे 2 युक्त समाधानों को नीला रंग देता है, और Fe 3+ आयनों के लिए विशिष्ट संकेतक एससीएन - आयन (थियोसाइनेट आयन) है, जिसके परिणामस्वरूप परिसर रंगीन रक्त है -लाल ;

सी) आरएच (रेडॉक्स) संकेतक - सिस्टम की आरएच क्षमता बदलने पर रंग बदलना। एकल-रंग संकेतक डिफेनिलमाइन हैं, दो-रंग संकेतक फेरोइन हैं।

रेडॉक्स संकेतक दो रूपों में मौजूद होते हैं - ऑक्सीकृत (इंड ओके) और कम (इंड रिक), और एक रूप का रंग दूसरे से अलग होता है। एक संकेतक का एक रूप से दूसरे रूप में संक्रमण और उसके रंग में परिवर्तन एक निश्चित संक्रमण क्षमता पर होता है, जो तब देखा जाता है जब संकेतक के ऑक्सीकृत और कम रूपों की सांद्रता बराबर होती है और नर्नस्ट-पीटर्स समीकरण के अनुसार होती है:

एसिड-बेस संकेतकों के विपरीत, रेडॉक्स संकेतकों का संक्रमण अंतराल बहुत छोटा है।

आरएच अनुमापन वक्र

आरएच अनुमापन वक्र टाइट्रेंट समाधान जोड़े जाने पर सिस्टम की आरएच क्षमता में परिवर्तन को दर्शाते हैं।

रिडक्टोमेट्री, जब ऑक्सीकरण एजेंट के घोल को कम करने वाले एजेंट के मानक घोल के साथ अनुमापन किया जाता है

रिडक्टोमेट्री में, अनुमापन वक्रों की गणना की जाती है:

ऑक्सीडिमेट्री, जब एक कम करने वाले एजेंट समाधान को मानक ऑक्सीकरण एजेंट समाधान के साथ अनुमापन किया जाता है

ऑक्सीडिमेट्री में, अनुमापन वक्रों की गणना की जाती है:

उदाहरण।आइए 0.1 mol/dm 3 के बराबर दाढ़ सांद्रता वाले FeSO 4 के 100 सेमी 3 समाधान के साथ समान सांद्रता वाले KMnO 4 समाधान के अनुमापन वक्र की गणना करें।

प्रतिक्रिया समीकरण:

इस प्रतिक्रिया का संतुलन स्थिरांक है

संतुलन स्थिरांक का एक बड़ा संख्यात्मक मान इंगित करता है कि प्रतिक्रिया का संतुलन लगभग पूरी तरह से दाईं ओर स्थानांतरित हो गया है। टाइट्रेंट की पहली बूंदों को जोड़ने के बाद, समाधान में दो ओएम जोड़े बनते हैं: जिनमें से प्रत्येक की क्षमता की गणना नर्नस्ट समीकरण का उपयोग करके की जा सकती है:

इस मामले में, कम करने वाले एजेंट समाधान को ऑक्सीकरण एजेंट समाधान के साथ अनुमापन किया जाता है, अर्थात। अनुमापन ऑक्सीडिमेट्री विधि को संदर्भित करता है; अनुमापन वक्र की गणना उचित योजना के अनुसार की जाती है।

3) टी.ई. के बाद

अनुमापन वक्र के निर्माण के लिए गणना डेटा

नहीं।	τ	गणना सूत्र	ई, बी
	0,10		0,71
0,50	0,77
0,90	0,83
0,99	0,89
0,999	0,95
			1,39
	1,001		1,47
1,01	1,49
1,10	1,50
1,50	1,505

तालिका डेटा का उपयोग करके, हम एक अनुमापन वक्र बनाते हैं:

अनुमापन त्रुटि के लिए ±0.1% अनुमापन छलांग

∆E = E τ =1.001 - E τ =0.999 = 1.47 – 0.95 = 0.52.

अनुमापन त्रुटि के लिए ± 1.0% अनुमापन छलांग

∆E = E τ =1.01 - E τ =0.99 = 1.49 – 0.89 = 0.60.

टीई के क्षेत्र में, जब 0.1% से अधिक अनुमापित समाधान से 0.1% से अधिक अनुमापित समाधान की ओर बढ़ते हैं, तो संभावित परिवर्तन 0.5 वी से अधिक हो जाता है। संभावित छलांग सीधे पोटेंशियोमेट्रिक माप या आरएच संकेतक, रंग का उपयोग करना संभव बनाती है। जो क्षमता में परिवर्तन के साथ बदलता है। इसके अलावा, इस मामले में, एक रंगीन घोल का उपयोग टाइट्रेंट के रूप में किया जाता है, इसलिए टी.ई. पोटेशियम परमैंगनेट की एक अतिरिक्त बूंद से हल्के गुलाबी रंग की उपस्थिति से निर्धारित किया जा सकता है।

परमैंगनोमेट्री

यह विधि पोटेशियम परमैंगनेट KMnO4 के साथ कम करने वाले एजेंटों के समाधान के ऑक्सीकरण पर आधारित है। कम करने वाले एजेंटों का ऑक्सीकरण विभिन्न वातावरणों में किया जा सकता है, और मैंगनीज (VII) अम्लीय वातावरण में Mn 2+ आयनों में, तटस्थ वातावरण में मैंगनीज (IV) और क्षारीय वातावरण में मैंगनीज (VI) में कम हो जाता है। आमतौर पर, परमैंगनेटोमेट्री विधि में, प्रतिक्रिया अम्लीय वातावरण में की जाती है। इस स्थिति में, आधी-प्रतिक्रिया होती है

एक सटीक वजन का उपयोग करके एक अनुमापित समाधान तैयार नहीं किया जा सकता है, क्योंकि इसमें है । इसलिए, पहले लगभग आवश्यक सांद्रता का घोल तैयार करें, इसे 7-10 दिनों के लिए एक अंधेरी बोतल में छोड़ दें, अवक्षेप को छान लें और फिर परिणामी घोल की सटीक सांद्रता निर्धारित करें। समाधान का मानकीकरण ऑक्सालिक एसिड के अनुमापित समाधान का उपयोग करके किया जाता है ( ) या सोडियम ऑक्सालेट ()।

सूचक स्वयं परमैंगनेट है, जिसका रंग लाल-बैंगनी है। प्रतिक्रिया का अंत परमैंगनेट की एक अतिरिक्त बूंद से रंग में परिवर्तन से आसानी से निर्धारित होता है। अम्लीय वातावरण में, एमएनओ 4 - आयनों की अधिकता के कारण अनुमापित घोल गुलाबी हो जाता है। रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का एक बड़ा नुकसान उनकी कम गति है, जो अनुमापन प्रक्रिया को जटिल बनाता है। धीमी प्रतिक्रियाओं को तेज़ करने के लिए ऊष्मा का उपयोग किया जाता है। एक नियम के रूप में, तापमान में प्रत्येक 10° की वृद्धि के साथ, प्रतिक्रिया दर 2-3 गुना बढ़ जाती है। ऑक्सालिक एसिड परमैंगनेट के साथ ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया 70-80 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर की जाती है। इन शर्तों के तहत, अनुमापन सामान्य रूप से आगे बढ़ता है, क्योंकि प्रतिक्रिया दर काफी बढ़ जाती है।

यदि हीटिंग का उपयोग नहीं किया जा सकता है (पदार्थों में से किसी एक का वाष्पीकरण, अपघटन, आदि), तो प्रतिक्रिया को तेज करने के लिए प्रतिक्रियाशील पदार्थों की सांद्रता बढ़ा दी जाती है। घोल में उत्प्रेरक डालने से प्रतिक्रिया दर प्रभावित हो सकती है।

ऑक्सालिक एसिड परमैंगनेट की ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया को एमएनएसओ 4 के अतिरिक्त उत्प्रेरक रूप से तेज किया जा सकता है, जिसकी भूमिका इस प्रकार है:

परिणामस्वरूप मैंगनीज डाइऑक्साइड ऑक्सालिक एसिड को ऑक्सीकरण करता है, जिससे मैंगनीज (III) में कमी आती है:

इस प्रकार, घोल में मिलाया गया मैंगनीज (II) पूरी तरह से पुनर्जीवित हो जाता है और प्रतिक्रिया में खर्च नहीं होता है, लेकिन प्रतिक्रिया को काफी तेज कर देता है। परमैंगनेटोमेट्री में, ऑक्सालिक एसिड ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया के उत्पादों में से एक एमएन 2+ आयन है, जो समाधान में बनते ही प्रतिक्रिया प्रक्रिया को तेज कर देते हैं। ऐसी प्रतिक्रियाएँ कहलाती हैं स्वत: उत्प्रेरकऑक्सालिक एसिड के गर्म अम्लीय घोल के अनुमापन के दौरान परमैंगनेट की पहली बूंदें धीरे-धीरे फीकी पड़ जाती हैं। जैसे ही एमएन 2+ आयनों की एक छोटी मात्रा बनती है, परमैंगनेट का और अधिक मलिनकिरण लगभग तुरंत होता है, क्योंकि गठित एमएन 2+ आयन उत्प्रेरक की भूमिका निभाते हैं।

रेडॉक्स अनुमापन

रेडॉक्स प्रक्रियाओं में रासायनिक प्रक्रियाएं शामिल होती हैं जो परिवर्तनों के साथ होती हैं ऑक्सीकरण अवस्थाएँप्रतिक्रिया में भाग लेने वाले पदार्थों के परमाणु।

वे पदार्थ जिनके परमाणु किसी प्रतिक्रिया के दौरान इलेक्ट्रॉनों के जुड़ने के कारण अपनी ऑक्सीकरण अवस्था को कम कर देते हैं, ऑक्सीकरण एजेंट कहलाते हैं, अर्थात। वे इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता हैं। इस मामले में, ऑक्सीकरण एजेंट स्वयं कम हो जाते हैं। इलेक्ट्रॉन दाता होने के कारण अपचायक एजेंट ऑक्सीकृत हो जाते हैं।

किसी ऑक्सीकरण एजेंट के अपचयन के उत्पाद को कम किया गया रूप कहा जाता है, और किसी कम करने वाले एजेंट के ऑक्सीकरण के उत्पाद को उसका ऑक्सीकृत रूप कहा जाता है। ऑक्सीकरण एजेंट अपने कम रूप के साथ रेडॉक्स प्रणाली का आधा जोड़ा बनाता है, और दूसरा आधा जोड़ा अपने ऑक्सीकृत रूप के साथ कम करने वाला एजेंट है। इस प्रकार, ऑक्सीकृत रूप वाला एक कम करने वाला एजेंट और इसके कम रूप वाला ऑक्सीकरण एजेंट रेडॉक्स प्रणाली के दो अर्ध-जोड़े (रेडॉक्स जोड़े) बनाते हैं।

सभी OM प्रक्रियाओं (रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं) को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है

ए) अंतरआणविक, जब ओबी प्रतिक्रिया के दौरान विभिन्न पदार्थों के कणों के बीच इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण होता है। उदाहरण के लिए

इस प्रतिक्रिया में, H 3 O + की उपस्थिति में ऑक्सीकरण एजेंट की भूमिका आयनों द्वारा निभाई जाती है, और आयन एक कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करते हैं

बी) डिसम्यूटेशन (असमानुपातन), जिसके दौरान एक ही पदार्थ के कणों के बीच इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण होता है। अनुपातहीनता के परिणामस्वरूप, परमाणुओं के एक भाग की ऑक्सीकरण अवस्था उसी परमाणुओं के दूसरे भाग की कीमत पर कम हो जाती है, जिसकी ऑक्सीकरण अवस्था अधिक हो जाती है।

उदाहरण के लिए:

सी) इंट्रामोल्यूलर, जिसमें इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण दो परमाणुओं के बीच होता है जो किसी पदार्थ के एक ही कण का हिस्सा होते हैं, जिससे पदार्थ का विघटन सरल हो जाता है।

रेडॉक्सोमेट्री विधियाँ ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाओं पर आधारित हैं। बहुत सारी विधियाँ विकसित की गई हैं। उन्हें उपयोग किए गए मानक (कामकाजी, टाइट्रेंट) समाधान के अनुसार वर्गीकृत किया गया है। सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधियाँ हैं:

परमैंगनेटोमेट्री -एक विधि जो पोटेशियम परमैंगनेट KMnO4 के कार्यशील घोल की ऑक्सीकरण क्षमता पर आधारित है। अनुमापन बिना किसी संकेतक के किया जाता है। इसका उपयोग प्रत्यक्ष अनुमापन के दौरान केवल कम करने वाले एजेंटों को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। परमैंगनेटोमेट्री पोटेशियम परमैंगनेट के कार्यशील समाधान के साथ विभिन्न कम करने वाले एजेंटों की ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया पर आधारित है, अर्थात। MnO4- आयन. पोटेशियम परमैंगनेट के साथ ऑक्सीकरण अम्लीय, तटस्थ और क्षारीय वातावरण में किया जा सकता है। अत्यधिक अम्लीय वातावरण में, परमैंगनेट आयनों (MnO4-) में उच्च रेडॉक्स क्षमता होती है, जो Mn2+ तक कम हो जाती है, और उनका उपयोग कई कम करने वाले एजेंटों को निर्धारित करने के लिए किया जाता है: MnO4 - + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O

क्षारीय वातावरण में, MnO4- मैंगनीज आयन में अपचयित हो जाता है: MnO4- + e = MnO42-

तटस्थ या थोड़ा क्षारीय वातावरण में, परमैंगनेट आयन परमैंगनिक एसिड MnO(OH)2 या MnO2 में कम हो जाता है: MnO4- + 2H2O + 3e = MnO2v + 4OH-

KMnO4 समाधान एक सेट टिटर वाला टाइट्रेंट है। इस संबंध में, विश्लेषण में इसका उपयोग करने से पहले, KMnO4 समाधान का उपयोग टाइट्रेंट के रूप में किया जाता है।

आयोडोमेट्री- एक विधि जिसमें कार्यशील शीर्षक वाला घोल सीआई में मुक्त आयोडीन का घोल होता है। यह विधि ऑक्सीकरण एजेंटों और कम करने वाले एजेंटों दोनों के निर्धारण की अनुमति देती है। स्टार्च एक संकेतक के रूप में कार्य करता है। टाइट्रिमेट्रिक विश्लेषण की आयोडोमेट्रिक विधि प्रतिक्रिया पर आधारित है: I2 + 2e = 2I-

ऑक्सीकरण एजेंटों का निर्धारण करते समय, सोडियम थायोसल्फेट के घोल का उपयोग टाइट्रेंट के रूप में किया जाता है, जो समतुल्य मात्रा में जारी आयोडीन (प्रतिस्थापन) के साथ प्रतिक्रिया करता है। Na 2 S 2 O 3 -थायोसल्फेट

32. पोटेंशियोमेट्री- एक ओर इलेक्ट्रोकेमिकल सर्किट के ईएमएफ और दूसरी ओर समाधानों और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के भौतिक रासायनिक और मापदंडों के बीच थर्मोडायनामिक संबंधों पर आधारित एक शोध पद्धति।

अक्रिय इलेक्ट्रोड- मुश्किल से ऑक्सीकरण होने वाली धातुओं से बनी एक प्लेट या तार - प्लैटिनम, सोना, पैलेडियम। इनका उपयोग रेडॉक्स युगल वाले समाधानों में ई को मापने के लिए किया जाता है (उदाहरण के लिए, /)।

विभिन्न प्रकार के झिल्ली इलेक्ट्रोडों में एक झिल्ली होती है जिस पर झिल्ली क्षमता E उत्पन्न होती है। E का मान झिल्ली के विभिन्न पक्षों पर एक ही आयन की सांद्रता में अंतर पर निर्भर करता है। सबसे सरल और सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला झिल्ली इलेक्ट्रोड ग्लास इलेक्ट्रोड है।

कुछ प्लास्टिक (रबड़, पॉलीइथाइलीन, पॉलीस्टाइनिन) के साथ अघुलनशील लवण जैसे AgBr, AgCl, AgI और अन्य को मिलाने से आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड का निर्माण हुआ जो पैनेथ-फ़ैन्स-हैन नियम के कारण समाधान से इन आयनों को चुनिंदा रूप से सोख लेते हैं। चूंकि इलेक्ट्रोड के बाहर पता लगाने योग्य आयनों की सांद्रता इलेक्ट्रोड के अंदर से भिन्न होती है, झिल्ली सतहों पर संतुलन अलग होता है, जिससे झिल्ली क्षमता की उपस्थिति होती है।

अक्सर, पोटेंशियोमीटर का उपयोग पीएच के प्रत्यक्ष माप, अन्य आयनों pNa, pK, pNH₄, pCl और mV की सांद्रता के संकेतक के लिए किया जाता है। माप उपयुक्त आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड का उपयोग करके किया जाता है।

पीएच मापने के लिए, एक ग्लास इलेक्ट्रोड और एक संदर्भ इलेक्ट्रोड - सिल्वर क्लोराइड - का उपयोग किया जाता है। विश्लेषण करने से पहले, मानक बफर समाधानों का उपयोग करके पीएच मीटर के अंशांकन की जांच करना आवश्यक है, जिसका निर्धारण डिवाइस से जुड़ा हुआ है।

पीएच, पीएनए, पीके, पीएनएच₄, पीसीएल और अन्य के प्रत्यक्ष निर्धारण के अलावा, पीएच मीटर निर्धारित किए जा रहे आयन के पोटेंशियोमेट्रिक अनुमापन की अनुमति देते हैं।

पोटेंशियोमेट्रिक अनुमापन.

पोटेंशियोमेट्रिक अनुमापन उन मामलों में किया जाता है जहां रासायनिक संकेतकों का उपयोग नहीं किया जा सकता है या जब कोई उपयुक्त संकेतक उपलब्ध नहीं है।

पोटेंशियोमेट्रिक अनुमापन में, अनुमापित घोल में रखे गए पोटेंशियोमीटर इलेक्ट्रोड को संकेतक के रूप में उपयोग किया जाता है। इस मामले में, इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है जो अनुमापित आयनों के प्रति संवेदनशील होते हैं। अनुमापन प्रक्रिया के दौरान, आयन सांद्रता में परिवर्तन होता है, जिसे पोटेंशियोमीटर के मापने के पैमाने पर दर्ज किया जाता है। पीएच या एमवी इकाइयों में पोटेंशियोमीटर रीडिंग रिकॉर्ड करने के बाद, टाइट्रेंट वॉल्यूम (अनुमापन वक्र) पर उनकी निर्भरता का प्लॉट करें, तुल्यता बिंदु और अनुमापन के लिए खपत किए गए टाइट्रेंट की मात्रा निर्धारित करें। प्राप्त आंकड़ों के आधार पर, एक पोटेंशियोमेट्रिक अनुमापन वक्र का निर्माण किया जाता है।

पोटेंशियोमेट्रिक अनुमापन वक्र का आकार अनुमापनीय विश्लेषण में अनुमापन वक्र के समान होता है। अनुमापन वक्र का उपयोग तुल्यता बिंदु निर्धारित करने के लिए किया जाता है, जो अनुमापन छलांग के मध्य में स्थित होता है। ऐसा करने के लिए, अनुमापन वक्र के खंडों पर स्पर्शरेखाएँ खींची जाती हैं और अनुमापन छलांग की स्पर्शरेखा के मध्य में तुल्यता बिंदु निर्धारित किया जाता है। ∆рН/∆V में परिवर्तन समतुल्य बिंदु पर सबसे बड़ा मूल्य प्राप्त करता है।

तुल्यता बिंदु को ग्रैन विधि द्वारा और भी अधिक सटीक रूप से निर्धारित किया जा सकता है, जो टाइट्रेंट वॉल्यूम पर ∆V/∆E की निर्भरता को प्लॉट करता है। ग्रैन विधि का उपयोग करके, पोटेंशियोमेट्रिक अनुमापन को समतुल्य बिंदु पर लाए बिना किया जा सकता है।

पोटेंशियोमेट्रिक अनुमापन का उपयोग अनुमापनीय विश्लेषण के सभी मामलों में किया जाता है।

एसिड-बेस अनुमापन में एक ग्लास इलेक्ट्रोड और एक संदर्भ इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है। चूँकि ग्लास इलेक्ट्रोड माध्यम के pH में परिवर्तन के प्रति संवेदनशील होता है, जब उन्हें अनुमापित किया जाता है, तो माध्यम के pH में परिवर्तन पोटेंशियोमीटर पर दर्ज किए जाते हैं। कमजोर एसिड और बेस (pK≤8) के अनुमापन में एसिड-बेस पोटेंशियोमेट्रिक अनुमापन का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है। एसिड के मिश्रण का अनुमापन करते समय, यह आवश्यक है कि उनके पीके में 4 इकाइयों से अधिक का अंतर हो, अन्यथा कमजोर एसिड का हिस्सा मजबूत के साथ अनुमापन हो जाता है, और अनुमापन कूद स्पष्ट रूप से व्यक्त नहीं होता है।

यह पोटेंशियोमेट्री के उपयोग को प्रायोगिक अनुमापन वक्र बनाने, अनुमापन के लिए संकेतकों का चयन करने और अम्लता और बुनियादी स्थिरांक निर्धारित करने की अनुमति देता है।

अवक्षेपण पोटेंशियोमेट्रिक अनुमापन में, धातु से बना एक इलेक्ट्रोड जो निर्धारित किए जा रहे आयनों के साथ एक इलेक्ट्रोड युग्म बनाता है, एक संकेतक के रूप में उपयोग किया जाता है।

जब कॉम्प्लेक्सोमेट्रिक अनुमापन का उपयोग किया जाता है: ए) निर्धारित किए जा रहे धातु के आयन के प्रतिवर्ती एक धातु इलेक्ट्रोड; बी) समाधान में रेडॉक्स जोड़े की उपस्थिति में एक प्लैटिनम इलेक्ट्रोड। जब रेडॉक्स युगल के घटकों में से एक को टाइट्रेंट द्वारा बांधा जाता है, तो इसकी एकाग्रता बदल जाती है, जिससे संकेतक प्लैटिनम इलेक्ट्रोड की क्षमता में परिवर्तन होता है। लौह (III) नमक के घोल के साथ धातु नमक में जोड़े गए अतिरिक्त EDTA घोल का बैक टाइट्रेशन भी उपयोग किया जाता है।

रेडॉक्स अनुमापन के लिए, एक संदर्भ इलेक्ट्रोड और एक प्लैटिनम संकेतक इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है, जो रेडॉक्स जोड़ों के प्रति संवेदनशील होता है।

पोटेंशियोमेट्रिक अनुमापन अपनी सरलता, पहुंच, चयनात्मकता और व्यापक क्षमताओं के कारण वाद्य विश्लेषण के सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले तरीकों में से एक है।

33. इलेक्ट्रोड क्षमताएं और उनकी घटना के तंत्र।जलीय घोलों में रेडॉक्स प्रणालियों के बीच रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की दिशा और पूर्णता निर्धारित करने के लिए, मान इलेक्ट्रोड क्षमताये सिस्टम. इलेक्ट्रोड क्षमता की घटना का तंत्र, उनका मात्रात्मक निर्धारण, विद्युत प्रवाह की घटना के साथ होने वाली या विद्युत प्रवाह के कारण होने वाली प्रक्रियाओं का अध्ययन रसायन विज्ञान की एक विशेष शाखा - इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री द्वारा किया जाता है। एक मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड के साथ अध्ययन के तहत रेडॉक्स प्रणाली का प्रतिनिधित्व करने वाले इलेक्ट्रोड को जोड़कर, इस प्रणाली की इलेक्ट्रोड क्षमता ई निर्धारित की जाती है। विभिन्न प्रणालियों के रेडॉक्स गुणों की उनकी इलेक्ट्रोड क्षमता के आधार पर तुलना करने में सक्षम होने के लिए, यह आवश्यक है कि बाद वाले को भी मानक परिस्थितियों में मापा जाए। ये आम तौर पर 1 mol/l की आयन सांद्रता, 101.325 kPa के गैसीय पदार्थों का दबाव और 298.15 K का तापमान होते हैं। ऐसी स्थितियों के तहत मापी गई क्षमता को मानक इलेक्ट्रोड क्षमता कहा जाता है और उन्हें Eo नामित किया जाता है। उन्हें अक्सर रेडॉक्स क्षमता या रेडॉक्स क्षमता भी कहा जाता है, जो मानक स्थितियों के तहत सिस्टम की रेडॉक्स क्षमता और मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड की क्षमता के बीच अंतर का प्रतिनिधित्व करता है। मानक इलेक्ट्रोड क्षमता सभी पदार्थों की सांद्रता पर किसी दिए गए इलेक्ट्रोड प्रक्रिया की क्षमता है इसमें एकता के बराबर शामिल हैं। रिडॉक्स सिस्टम के लिए मानक इलेक्ट्रोड क्षमताएं संदर्भ साहित्य में दी गई हैं। इन प्रणालियों को कमी अर्ध-प्रतिक्रियाओं के समीकरणों के रूप में लिखा जाता है, जिसके बाईं ओर परमाणु, आयन या अणु होते हैं जो इलेक्ट्रॉनों (ऑक्सीकृत रूप) को स्वीकार करते हैं। वोल्टेज की विद्युत रासायनिक श्रृंखला जलीय घोल में धातुओं के गुणों की विशेषता बताती है: धातु की इलेक्ट्रोड क्षमता जितनी कम होगी, उसका ऑक्सीकरण करना उतना ही आसान होगा और उसके आयनों को कम करना उतना ही कठिन होगा; नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता वाली धातुएँ, अर्थात्। हाइड्रोजन के बाईं ओर वोल्टेज श्रृंखला में खड़े लोग इसे पतला एसिड समाधान से विस्थापित करने में सक्षम हैं; प्रत्येक धातु नमक के घोल से उन धातुओं को विस्थापित (कम करने) करने में सक्षम है जिनकी इलेक्ट्रोड क्षमता अधिक होती है। मानक स्थितियों से भिन्न परिस्थितियों में, रेडॉक्स सिस्टम के लिए संतुलन इलेक्ट्रोड क्षमता का संख्यात्मक मान, फॉर्म में लिखा गया है, द्वारा निर्धारित किया जाता है नर्नस्ट समीकरण:सिस्टम के इलेक्ट्रोड और मानक क्षमताएँ क्रमशः कहाँ और हैं; आर - सार्वभौमिक गैस स्थिरांक; टी - पूर्ण तापमान; एफ - फैराडे स्थिरांक; n रेडॉक्स प्रक्रिया में शामिल इलेक्ट्रॉनों की संख्या है। C(लाल) और C(ऑक्स) क्रमशः यौगिक के कम और ऑक्सीकृत रूपों की दाढ़ सांद्रता हैं। उदाहरण के लिए, एक रेडॉक्स प्रणाली के लिए, नर्नस्ट समीकरण का रूप होता है

(रेडॉक्सोमेट्री, ऑक्सीडिमेट्री)

रेडॉक्स अनुमापन विधियों का सार और वर्गीकरण

परमैंगनेटोमेट्री एक ऐसी विधि है जो पोटेशियम परमैंगनेट KMnO4 के कार्यशील घोल की ऑक्सीकरण क्षमता पर आधारित है। अनुमापन बिना किसी संकेतक के किया जाता है। प्रत्यक्ष अनुमापन के दौरान केवल कम करने वाले एजेंटों को निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

आयोडोमेट्री एक ऐसी विधि है जिसमें कार्यशील शीर्षक वाला घोल सीआई में मुक्त आयोडीन का घोल होता है। यह विधि ऑक्सीकरण एजेंटों और कम करने वाले एजेंटों दोनों के निर्धारण की अनुमति देती है। स्टार्च एक संकेतक के रूप में कार्य करता है।

डाइक्रोमैटोमेट्री एक कार्यशील समाधान के रूप में पोटेशियम डाइक्रोमेट K2Cr2O7 के उपयोग पर आधारित है। इस विधि का उपयोग कम करने वाले एजेंटों के प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष दोनों निर्धारण के लिए किया जा सकता है।

ब्रोमेटोमेट्री कम करने वाले एजेंटों के निर्धारण में टाइट्रेंट के रूप में पोटेशियम ब्रोमेट KBrO3 के उपयोग पर आधारित है।

आयोडेटोमेट्री कम करने वाले एजेंटों का निर्धारण करते समय एक कार्यशील समाधान के रूप में पोटेशियम आयोडेट KIO3 के समाधान का उपयोग करता है।

वैनाडाटोमेट्री अमोनियम वैनाडेट NH4VO3 की ऑक्सीकरण क्षमता का उपयोग करना संभव बनाती है। सूचीबद्ध विधियों के अलावा, सेरिमेट्री (Ce4+), टाइटैनोमेट्री और अन्य जैसी विधियों का भी प्रयोगशाला अभ्यास में उपयोग किया जाता है।

ऑक्सीकरण एजेंटों या कम करने वाले एजेंटों के बराबर दाढ़ द्रव्यमान की गणना करने के लिए, रेडॉक्स प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या को ध्यान में रखा जाता है (Me = M/ne, जहां n इलेक्ट्रॉनों की संख्या e है)। इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करने के लिए, ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट की प्रारंभिक और अंतिम ऑक्सीकरण अवस्था को जानना आवश्यक है।

बड़ी संख्या में रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में से, केवल उन प्रतिक्रियाओं का उपयोग रासायनिक विश्लेषण के लिए किया जाता है:

· अंत तक आगे बढ़ें;

· जल्दी और स्टोइकोमेट्रिक रूप से पास करें;

· एक निश्चित रासायनिक संरचना (सूत्र) के उत्पाद बनाते हैं;

· आपको तुल्यता बिंदु को सटीक रूप से ठीक करने की अनुमति देता है;

· परीक्षण समाधान में मौजूद उप-उत्पादों के साथ प्रतिक्रिया न करें।

प्रतिक्रिया दर को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण कारक हैं:

· प्रतिक्रियाशील पदार्थों की सांद्रता;

· तापमान;

· समाधान का पीएच मान;

उत्प्रेरक की उपस्थिति.

ज्यादातर मामलों में, प्रतिक्रिया दर सीधे समाधान के तापमान और पीएच पर निर्भर होती है। इसलिए, रेडॉक्स अनुमापन द्वारा कई निर्धारण एक निश्चित पीएच मान पर और हीटिंग के तहत किए जाने चाहिए।

रिडॉक्स अनुमापन संकेतक

ऑक्सीडेटिव कमी अनुमापन

रेडॉक्स अनुमापन विधियों द्वारा विश्लेषण करते समय, प्रत्यक्ष, विपरीत और प्रतिस्थापन अनुमापन का उपयोग किया जाता है। रेडॉक्स अनुमापन का तुल्यता बिंदु संकेतकों का उपयोग करके और संकेतकों के बिना दोनों तय किया जाता है। संकेतक-मुक्त विधि का उपयोग उन मामलों में किया जाता है जहां टाइट्रेंट के ऑक्सीकृत और कम किए गए रूप भिन्न होते हैं। तुल्यता बिंदु पर, अतिरिक्त टाइट्रेंट घोल की 1 बूंद डालने से घोल का रंग बदल जाएगा। चूंकि, किसी संकेतक के बिना परमैंगनेटोमेट्रिक विधि का उपयोग करके निर्धारण किया जा सकता है तुल्यता बिंदु पर, पोटेशियम परमैंगनेट घोल की एक बूंद अनुमापित घोल को हल्का गुलाबी रंग में बदल देती है।

तुल्यता बिंदु को निश्चित करने की सूचक विधि में विशिष्ट एवं रेडॉक्स सूचकों का प्रयोग किया जाता है। विशिष्ट संकेतकों में आयोडोमेट्री में स्टार्च शामिल है, जो मुक्त आयोडीन की उपस्थिति में नीले सोखने वाले यौगिक के निर्माण के कारण तीव्र नीला हो जाता है। रेडॉक्स संकेतक वे पदार्थ होते हैं जिनका रंग एक निश्चित रेडॉक्स संभावित मूल्य तक पहुंचने पर बदल जाता है। रेडॉक्स संकेतकों में, उदाहरण के लिए, डिफेनिलमाइन NH(C6H5)2 शामिल हैं। जब इसके ऑक्सीकरण एजेंटों द्वारा रंगहीन घोल के संपर्क में लाया जाता है, तो यह नीला-बैंगनी रंग में बदल जाता है।

रेडॉक्स संकेतकों की निम्नलिखित आवश्यकताएं हैं:

· ऑक्सीकृत और अपचित रूपों का रंग अलग-अलग होना चाहिए;

· संकेतक की थोड़ी मात्रा के साथ रंग परिवर्तन ध्यान देने योग्य होना चाहिए;

· सूचक को तुल्यता बिंदु पर कम करने वाले एजेंट या ऑक्सीकरण एजेंट की बहुत कम मात्रा के साथ प्रतिक्रिया करनी चाहिए;

· इसका क्रिया अंतराल यथासंभव छोटा होना चाहिए;

· संकेतक पर्यावरणीय घटकों (O2, वायु, CO2, प्रकाश, आदि) के प्रति प्रतिरोधी होना चाहिए।

रेडॉक्स संकेतक के क्रिया अंतराल की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

ई = ईओ ± 0.058/एन,

जहां ईओ सूचक की सामान्य रेडॉक्स क्षमता है (संदर्भ पुस्तक में), एन सूचक के ऑक्सीकरण या कमी की प्रक्रिया में स्वीकार किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या है।

परमैंगनेटोमेट्री

परमैंगनेटोमेट्री पोटेशियम परमैंगनेट के कार्यशील समाधान के साथ विभिन्न कम करने वाले एजेंटों की ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया पर आधारित है, अर्थात। MnO4- आयन. पोटेशियम परमैंगनेट के साथ ऑक्सीकरण अम्लीय, तटस्थ और क्षारीय वातावरण में किया जा सकता है

अत्यधिक अम्लीय वातावरण में, परमैंगनेट आयनों (MnO4-) में उच्च रेडॉक्स क्षमता होती है, जिसे Mn2+ तक कम किया जाता है, और उनका उपयोग कई कम करने वाले एजेंटों को निर्धारित करने के लिए किया जाता है:

MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O

E0 MnO4- / Mn2+ = 1.51 V

क्षारीय वातावरण में, MnO4- मैंगनेट आयन में अपचयित हो जाता है:

MnO4- + e = MnO42-

तटस्थ या थोड़े क्षारीय वातावरण में, परमैंगनेट आयन परमैंगनिक एसिड MnO(OH)2 या MnO2 में कम हो जाता है:

МnО4- + 2Н2О + 3е = МnО2↓ + 4ОН-

E0 MnO4- / MnO2 = 0.59 V

परमैंगनेट के साथ अनुमापन करते समय, संकेतकों का उपयोग नहीं किया जाता है, क्योंकि अभिकर्मक स्वयं रंगीन होता है और एक संवेदनशील संकेतक होता है: 0.01 एम KMnO4 समाधान का 0.1 मिलीलीटर 100 मिलीलीटर पानी को हल्का गुलाबी बना देता है। एक अम्लीय माध्यम में एक कम करने वाले एजेंट के साथ पोटेशियम परमैंगनेट की प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, रंगहीन एमएन 2+ आयन बनते हैं, जो तुल्यता बिंदु को स्पष्ट रूप से निर्धारित करना संभव बनाता है।

KMnO4 समाधान एक सेट टिटर वाला टाइट्रेंट है। इस संबंध में, विश्लेषण में इसे टाइट्रेंट के रूप में उपयोग करने से पहले, KMnO4 समाधान को शेवेलिक एसिड या सोडियम ऑक्सालेट के शुरुआती पदार्थों के समाधान की एकाग्रता के अनुसार मानकीकृत किया जाता है। पोटेशियम परमैंगनेट का घोल शुद्ध रूप में प्राप्त करना बहुत कठिन है। यह आमतौर पर मैंगनीज (IV) ऑक्साइड के अंश से दूषित होता है। इसके अतिरिक्त, शुद्ध आसुत जल में आमतौर पर ऐसे पदार्थों के अंश होते हैं जो पोटेशियम परमैंगनेट को कम करके मैंगनीज (IV) ऑक्साइड बनाते हैं:

4 KMnO4 + 2H2O = 4 MnO2↓ + 4OH- + 3O2

जब ठोस रूप में संग्रहीत किया जाता है, तो पोटेशियम परमैंगनेट प्रकाश के प्रभाव में विघटित हो जाता है, MnO2 से भी दूषित हो जाता है:

КМnО4 = К2МnО4 + МnО2↓ + О2

पोटेशियम परमैंगनेट का घोल एक मानक टिटर और तकनीकी पैमाने पर लिए गए नमूने से तैयार किया जा सकता है। पहले मामले में, ampoule की सामग्री को मात्रात्मक रूप से 2-लीटर वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में स्थानांतरित किया जाता है, ampoule और फ़नल को गर्म आसुत जल से धोया जाता है। क्रिस्टल को घोलने के लिए वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में थोड़ी मात्रा में गर्म पानी डालें, फिर परिणामी घोल को कमरे के तापमान पर ठंडा करें, घोल की मात्रा को निशान पर लाएँ और हिलाएँ। परिणामी घोल की दाढ़ सांद्रता 0.05 mol/l है।

दूसरे मामले में, 1.6 ग्राम वजन वाले पोटेशियम परमैंगनेट के एक नमूने को तकनीकी पैमाने पर बीकर में या वॉच ग्लास पर तौलें, इसे बीकर में रखें और परिणामी घोल को अच्छी तरह से मिलाते हुए इसे गर्म आसुत जल में घोलें, यह सुनिश्चित करने का प्रयास करें कि सभी KMnO4 क्रिस्टल घुल जाते हैं। फिर ध्यान से एक फ़नल के माध्यम से घोल को 1-लीटर वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में डालें और अच्छी तरह से मिलाएं, फ्लास्क को ग्राउंड-इन स्टॉपर से बंद करने के बाद (रबर स्टॉपर का उपयोग न करें)। तैयार KMnO4 घोल को 7-10 दिनों के लिए छोड़ दें, फिर घोल को कांच के ऊन के साथ एक फ़नल के माध्यम से फ़िल्टर करें या साइफन का उपयोग करके सावधानीपूर्वक इसे दूसरी बोतल में डालें। विघटन को रोकने के लिए KMnO4 घोल को प्रकाश से सुरक्षित अंधेरी बोतलों में संग्रहित करना अनिवार्य है।

एक नमूने से तैयार पोटेशियम परमैंगनेट घोल का अनुमापांक ऑक्सालिक एसिड H2C2O4*2H2O या सोडियम ऑक्सालेट Na2C2O4 का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है।

समाधान में नाइट्राइट आयनों का निर्धारण

तटस्थ या क्षारीय वातावरण में, नाइट्राइट पोटेशियम परमैंगनेट के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं; गर्म अम्लीय घोल में वे नाइट्रेट में ऑक्सीकृत हो जाते हैं:

5КNO3 + 2КМnO4 + 3Н2SO4 = 2MnSO4 + 5KNO2 + K2SO4 + 3H2O

जब सोडियम नाइट्राइट के अम्लीकृत घोल को पोटेशियम परमैंगनेट के घोल के साथ धीरे-धीरे अनुमापन किया जाता है, तो कम परिणाम प्राप्त होते हैं क्योंकि नाइट्रोजन ऑक्साइड बनाने के लिए नाइट्राइट एसिड द्वारा आसानी से ऑक्सीकृत हो जाते हैं:

2NO2- + 2H+ → 2 HNO2 → NO2- + NO + H2O

इसलिए, नुकसान से बचने के लिए, आप बैक टाइट्रेशन विधि या लिंग विधि का उपयोग कर सकते हैं - सोडियम नाइट्राइट के घोल के साथ पोटेशियम परमैंगनेट के अम्लीय घोल का अनुमापन।

कैल्शियम कार्बोनेट में कैल्शियम का निर्धारण

परमैंगनेटोमेट्रिक अनुमापन द्वारा घोल में कैल्शियम का निर्धारण रिवर्स या प्रतिस्थापन अनुमापन द्वारा संभव है। पहले मामले में, ऑक्सैलिक एसिड के अनुमापित घोल की सटीक रूप से मापी गई अतिरिक्त मात्रा को कैल्शियम युक्त घोल में डाला जाता है। परिणामी CaC2O4 + H2SO4 अवक्षेप, CaC2O4 को फ़िल्टर किया जाता है, और जो अवशेष ऑक्सालिक एसिड प्रतिक्रिया में शामिल नहीं होता है उसे पोटेशियम परमैंगनेट के एक मानक समाधान के साथ अनुमापन किया जाता है। प्रस्तुत मात्रा और अवशेष के बीच अंतर के आधार पर, यह निर्धारित किया जाता है कि Ca2+ की वर्षा के लिए कितने ऑक्सालिक एसिड की आवश्यकता थी, जो समाधान में कैल्शियम सामग्री के बराबर होगा।

प्रतिस्थापन अनुमापन की विधि के अनुसार, Ca2+ को CaC2O4 के अवक्षेप के रूप में पृथक किया जाता है, जिसे फ़िल्टर, धोया और H2SO4 या HC1 में घोल दिया जाता है।

CaC2O4 + H2SO4 → H2C2O4 + CaSO4

परिणामी ऑक्सालिक एसिड को पोटेशियम परमैंगनेट के एक मानक समाधान के साथ अनुमापन किया जाता है, जिसकी मात्रा समाधान में कैल्शियम सामग्री के बराबर होती है।

आयोडोमेट्री

अनुमापांक विश्लेषण की आयोडोमेट्रिक विधि प्रतिक्रिया पर आधारित है:

I2 + 2e= 2I- ; Ео I2/3I- = 0.545 V

(रेडॉक्सोमेट्री, ऑक्सीडिमेट्री)

रेडॉक्स अनुमापन विधियों का सार और वर्गीकरण

ऑक्सीकरण एजेंटों या कम करने वाले एजेंटों के बराबर दाढ़ द्रव्यमान की गणना करने के लिए, रेडॉक्स प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या को ध्यान में रखा जाता है (Me = M/ne, जहां n इलेक्ट्रॉनों ई की संख्या है)। इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करने के लिए, ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट की प्रारंभिक और अंतिम ऑक्सीकरण अवस्था को जानना आवश्यक है।

· अंत तक आगे बढ़ें;

· जल्दी और स्टोइकोमेट्रिक रूप से पास करें;

· एक निश्चित रासायनिक संरचना (सूत्र) के उत्पाद बनाते हैं;

· आपको तुल्यता बिंदु को सटीक रूप से ठीक करने की अनुमति देता है;

· परीक्षण समाधान में मौजूद उप-उत्पादों के साथ प्रतिक्रिया न करें।

प्रतिक्रिया दर को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण कारक हैं:

· प्रतिक्रियाशील पदार्थों की सांद्रता;

· तापमान;

· समाधान का पीएच मान;

उत्प्रेरक की उपस्थिति.

रिडॉक्स अनुमापन संकेतक

ऑक्सीडेटिव कमी अनुमापन

रेडॉक्स संकेतकों की निम्नलिखित आवश्यकताएं हैं:

· ऑक्सीकृत और अपचित रूपों का रंग अलग-अलग होना चाहिए;

· संकेतक की थोड़ी मात्रा के साथ रंग परिवर्तन ध्यान देने योग्य होना चाहिए;

· इसका क्रिया अंतराल यथासंभव छोटा होना चाहिए;

रेडॉक्स संकेतक के क्रिया अंतराल की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

ई = ईओ ± 0.058/एन,

परमैंगनेटोमेट्री

MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O

E0 MnO4- / Mn2+ = 1.51 V

क्षारीय वातावरण में, MnO4- मैंगनेट आयन में अपचयित हो जाता है:

MnO4- + e = MnO42-

МnО4- + 2Н2О + 3е = МnО2↓ + 4ОН-

E0 MnO4- / MnO2 = 0.59 V

4 KMnO4 + 2H2O = 4 MnO2↓ + 4OH- + 3O2

КМnО4 = К2МnО4 + МnО2↓ + О2

समाधान में नाइट्राइट आयनों का निर्धारण

5КNO3 + 2КМnO4 + 3Н2SO4 = 2MnSO4 + 5KNO2 + K2SO4 + 3H2O

2NO2- + 2H+ → 2 HNO2 → NO2- + NO + H2O

कैल्शियम कार्बोनेट में कैल्शियम का निर्धारण

CaC2O4 + H2SO4 → H2C2O4 + CaSO4

आयोडोमेट्री

अनुमापांक विश्लेषण की आयोडोमेट्रिक विधि प्रतिक्रिया पर आधारित है:

I2 + 2e= 2I-; Ео I2/3I- = 0.545 V

यह समीकरण योजनाबद्ध रूप से लिखा गया है, क्योंकि व्यवहार में, I2 की घुलनशीलता बढ़ाने के लिए, KI के एक समाधान का उपयोग किया जाता है, जो I2 के साथ एक जटिल K बनाता है। फिर आयोडोमेट्रिक निर्धारण के लिए समीकरण इस तरह दिखता है:

निर्धारित किए जाने वाले पदार्थ की मात्रा को अवशोषित या जारी आयोडीन की मात्रा से आंका जाता है। वे पदार्थ जिनकी रेडॉक्स क्षमता 0.545 V से कम है, वे कम करने वाले एजेंट (SO2, Na2S2O3, SnCl2, आदि) होंगे और इसलिए, आयोडीन के अवशोषण के साथ एक प्रतिक्रिया होगी। संतुलन दाहिनी ओर स्थानांतरित हो जाएगा। वे पदार्थ जिनकी रेडॉक्स क्षमता 0.545 V से अधिक है, ऑक्सीकरण एजेंट (KMnO4, MnO2, K2Cr2O7, Cl2, Br2, आदि) होंगे और मुक्त आयोडीन की रिहाई की ओर प्रतिक्रिया को बाईं ओर निर्देशित करेंगे।

इस संबंध में, आयोडोमेट्रिक विधि का उपयोग कम करने वाले एजेंटों और ऑक्सीकरण एजेंटों दोनों के निर्धारण के लिए किया जाता है। आयोडोमेट्रिक निर्धारण एक अम्लीय वातावरण में किया जाता है, क्योंकि एक क्षारीय वातावरण में एक हाइपोआयोडाइड आयन बन सकता है, जिसकी ऑक्सीकरण क्षमता आयोडीन की तुलना में अधिक होती है, जो साइड प्रक्रियाओं की घटना में योगदान कर सकती है, विशेष रूप से, थायोसल्फेट को ऑक्सीकरण करती है। आयन से सल्फेट और परिणाम विकृत हो जाएंगे।

मजबूत कम करने वाले एजेंटों का निर्धारण करते समय (ईओ 0.545 वी से बहुत अधिक है), प्रत्यक्ष अनुमापन का उपयोग किया जाता है, और कमजोर लोगों (ईओ 0.545 वी के करीब है) का उपयोग रिवर्स अनुमापन द्वारा किया जाता है। कार्यशील समाधान (टाइट्रेंट) I2 का एक समाधान है। ऑक्सीकरण एजेंटों को केवल प्रतिस्थापन अनुमापन द्वारा निर्धारित किया जाता है, क्योंकि पोटेशियम आयोडाइड को कार्यशील समाधान के रूप में उपयोग करते समय, तुल्यता बिंदु (जिस क्षण आयोडीन की रिहाई बंद हो जाती है) को ठीक करना असंभव है। ऑक्सीकरण एजेंटों का निर्धारण करते समय, सोडियम थायोसल्फेट के घोल का उपयोग टाइट्रेंट के रूप में किया जाता है, जो समतुल्य मात्रा में जारी आयोडीन (प्रतिस्थापन) के साथ प्रतिक्रिया करता है।

ताज़ा तैयार 1% स्टार्च घोल का उपयोग आयोडोमेट्री में एक संकेतक के रूप में किया जाता है। जब स्टार्च आयोडीन के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो 2 प्रक्रियाएँ होती हैं - जटिलता और सोखना, जिसके परिणामस्वरूप एक नीला यौगिक बनता है। स्टार्च के साथ प्रतिक्रिया की संवेदनशीलता अधिक होती है, लेकिन बढ़ते तापमान के साथ तेजी से घट जाती है। स्टार्च को अनुमापित घोल में तभी मिलाया जाना चाहिए जब आयोडीन की मुख्य मात्रा पहले ही अनुमापित हो चुकी हो, अन्यथा स्टार्च अतिरिक्त आयोडीन के साथ इतना मजबूत यौगिक बनाता है कि सोडियम थायोसल्फेट की अधिक खपत देखी जाती है।

पोटेशियम डाइक्रोमेट के साथ सोडियम थायोसल्फेट घोल का मानकीकरण

थायोसल्फेट को सीधे पोटेशियम डाइक्रोमेट के साथ टाइट्रेट करना असंभव है, क्योंकि यह सभी मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों (डाइक्रोमेट, परमैंगनेट, ब्रोमेट, आदि) के साथ नॉनस्टोइकोमेट्रिक रूप से प्रतिक्रिया करता है। इसलिए, प्रतिस्थापन विधि का उपयोग किया जाता है, पहले डाइक्रोमेट और आयोडाइड के बीच स्टोइकोमेट्रिक प्रतिक्रिया का उपयोग किया जाता है:

Cr2O72- + 6I- + 14 H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O (1)

डाइक्रोमेट के बराबर मात्रा में जारी आयोडीन को थायोसल्फेट के एक मानक समाधान के साथ अनुमापित किया जाता है:

I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62- (2)

प्रतिक्रिया (1) के घटित होने के लिए, हाइड्रोजन आयनों की उच्च सांद्रता की आवश्यकता होती है, क्योंकि अम्लीय वातावरण में, Cr2O72-/ 2Cr3+ जोड़ी की रेडॉक्स क्षमता बढ़ जाती है, यानी। पोटेशियम डाइक्रोमेट की ऑक्सीकरण क्षमता बढ़ जाती है। अतिरिक्त I- जारी आयोडीन को घोलता है और रेडॉक्स युगल I3-/ 3I- की क्षमता को कम करता है, इस प्रकार प्रतिक्रिया का ईएमएफ बढ़ जाता है (1)। जारी आयोडीन का अनुमापन करने से पहले, साइड रिएक्शन होने से रोकने के लिए घोल को पानी से पतला करके उसकी अम्लता को कम करना आवश्यक है:

2H+ + S2O32- = H2S2O3 = H2O + SO2 + S

डाइक्रोमेटोमेट्री

डाइक्रोमैटोमेट्रिक अनुमापन का सार

डाइक्रोमैटोमेट्रिक अनुमापन रेडॉक्स अनुमापन के तरीकों में से एक है, जो ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में पोटेशियम डाइक्रोमेट K2Cr207 के उपयोग पर आधारित है। कम करने वाले एजेंटों के संपर्क में आने पर, डाइक्रोमेट आयन Cr2O72- छह इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है और Cr3+ में कम हो जाता है।

Сr2О72- + 6е + 14Н+ = 2Сr3+ + 7Н20

इसलिए, पोटेशियम डाइक्रोमेट समकक्ष का दाढ़ द्रव्यमान दाढ़ द्रव्यमान का 1/6 है। प्रतिक्रिया समीकरण से यह स्पष्ट है कि Cr2O72- आयनों का Cr3+ धनायनों में अपचयन H+ आयनों की उपस्थिति में होता है।

इसलिए, अम्लीय माध्यम में डाइक्रोमेट के साथ अनुमापन करें। Сr2О72-/2Сr3+ सिस्टम की रेडॉक्स क्षमता 1.36 V है। [H+] = 1 mol/l पर। इसलिए, अम्लीय वातावरण में, पोटेशियम डाइक्रोमेट एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। इसलिए, परमैंगनोमेट्रिक रूप से निर्धारित लगभग सभी कम करने वाले एजेंटों को निर्धारित करने के लिए डाइक्रोमैटोमेट्री का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है। परमैंगनेटोमेट्री की तुलना में डाइक्रोमैटोमेट्री के कुछ फायदे भी हैं।

पुनर्क्रिस्टलीकरण द्वारा पोटेशियम डाइक्रोमेट आसानी से रासायनिक रूप से शुद्ध रूप में प्राप्त किया जाता है। इसलिए इसका मानक घोल एक सटीक नमूना घोलकर तैयार किया जाता है। बंद कंटेनरों में संग्रहीत होने पर पोटेशियम डाइक्रोमेट के समाधान बेहद स्थिर होते हैं; अम्लीय घोल को उबालने पर भी यह विघटित नहीं होता है और घोल के खड़े रहने पर व्यावहारिक रूप से नहीं बदलता है।

इसके अलावा, कार्बनिक पदार्थों द्वारा पोटेशियम डाइक्रोमेट को कम करना परमैंगनेट की तुलना में अधिक कठिन है। इसलिए, यह कार्बनिक पदार्थों की यादृच्छिक अशुद्धियों का ऑक्सीकरण नहीं करता है। यह समाधान में इसके अनुमापांक की स्थिरता को भी निर्धारित करता है। पोटेशियम डाइक्रोमेट क्लोराइड आयनों को (गर्म किए बिना) ऑक्सीकरण नहीं करता है। यह उन्हें एचसीएल की उपस्थिति में कम करने वाले एजेंटों का अनुमापन करने की अनुमति देता है।

डाइक्रोमैटोमेट्रिक अनुमापन में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला सूचक डिफेनिलमाइन है, जो डाइक्रोमेट की थोड़ी सी भी अधिकता पर घोल को नीला कर देता है। डिफेनिलमाइन तथाकथित रेडॉक्स संकेतक (रेडॉक्स संकेतक) के समूह से संबंधित है। वे रेडॉक्स सिस्टम हैं जो रंग बदलते हैं जब एक कम रूप एक ऑक्सीकृत रूप में बदलता है, या इसके विपरीत।

यदि हम सूचक इंडोऑक्सिड के ऑक्सीकृत रूप को निर्दिष्ट करते हैं। घटे हुए रूप को पुनर्स्थापित किया गया है, और स्थानांतरित इलेक्ट्रॉनों की संख्या n है, तो ऐसे संकेतक के एक रूप का दूसरे में परिवर्तन को एक आरेख द्वारा दर्शाया जा सकता है;

इंडोक्सिड। ↔इंडस्ट्री बहाल -ने-

प्रत्येक रेडॉक्स संकेतक को एक निश्चित रेडॉक्स क्षमता की विशेषता होती है। डिफेनिलमाइन के लिए यह +0.76 V है। डिफेनिलमाइन का ऑक्सीकृत रूप नीला है, और कम किया गया रूप रंगहीन है।

डिफेनिलमाइन के अलावा, रेडॉक्स संकेतकों में फेरोइन, सोडियम डिफेनिलैमिनोसल्फोनेट, फेनिलैंथ्रानिलिक एसिड आदि शामिल हैं।

Fe2+ आयन एचसीएल समाधानों में या सल्फ्यूरिक एसिड समाधानों में डाइक्रोमेटोमेट्रिक रूप से निर्धारित होते हैं। यदि क्लोराइड आयनों की सांद्रता 1 mol/l से अधिक न हो तो वे निर्धारण में हस्तक्षेप नहीं करते हैं।

हालाँकि, जब Fe2+ लवण को डाइक्रोमेट के साथ अनुमापित किया जाता है, तो Fe3+ धनायन घोल में जमा हो जाते हैं, Fe3+↔Fe2+ प्रणाली की रेडॉक्स क्षमता बढ़ जाती है और डिफेनिलमाइन ऑक्सीकृत हो जाता है। इसलिए, जब तुल्यता बिंदु अभी तक नहीं पहुंचा है तो नीला रंग दिखाई दे सकता है।

Fe2+ ↔ Fe3+ सिस्टम की रेडॉक्स क्षमता को कम करने के लिए, घोल में डिफेनिलमाइन और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के अलावा, ऑर्थोफॉस्फोरिक एसिड मिलाया जाता है। बाद वाले मास्क Fe3+ आयनों में हस्तक्षेप करते हैं, उन्हें एक स्थिर, रंगहीन Fe (HP04)+ कॉम्प्लेक्स में बांधते हैं।

पोटेशियम डाइक्रोमेट का एक मानक समाधान तैयार करना

एक वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में पोटेशियम डाइक्रोमेट (अभिकर्मक ग्रेड) के सटीक रूप से तौले गए हिस्से को घोलकर एक मानक समाधान तैयार किया जाता है। पोटेशियम डाइक्रोमेट को पहले एक जलीय घोल से पुनः क्रिस्टलीकृत किया जाना चाहिए और 150°C पर सुखाया जाना चाहिए।

लगभग 0.1 एन पोटेशियम डाइक्रोमेट मानक घोल का 100 मिलीलीटर तैयार करें। यह ऊपर उल्लेख किया गया था कि अम्लीय वातावरण में कम करने वाले एजेंटों के साथ बातचीत करते समय, डाइक्रोमेट आयन Cr2O72- छह इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है। इसलिए, K2Cr207 के समतुल्य का दाढ़ द्रव्यमान 294.20:6 = 49.03 g/mol है और 0.1 N घोल का 0.1 लीटर तैयार करने के लिए 49.03 * 0.1 * 0.1 = 0.4903 ग्राम पोटेशियम डाइक्रोमेट की आवश्यकता होगी।

एक छोटी परखनली में लगभग 0.5 ग्राम ताजा पुनः क्रिस्टलीकृत पोटेशियम डाइक्रोमेट लें और इसे एक विश्लेषणात्मक तराजू पर तौलें। फ़नल का उपयोग करके, टेस्ट ट्यूब की सामग्री को 100 मिलीलीटर वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में स्थानांतरित करें। टेस्ट ट्यूब को फिर से तौलें और नमूने का द्रव्यमान ज्ञात करने के लिए अंतर का उपयोग करें

आसुत जल में पोटेशियम डाइक्रोमेट का एक नमूना घोलें, फ़नल को हटा दें और पिपेट का उपयोग करके फ्लास्क में घोल की मात्रा को निशान पर लाएँ। पोटेशियम डाइक्रोमेट घोल के अनुमापांक और सामान्य सांद्रता की गणना करें।

आइए मान लें कि पोटेशियम डाइक्रोमेट का भाग 0.4916 ग्राम था। फिर समाधान का अनुमापांक

टी= एम/वी= 0.4916/100 = 0.004916 ग्राम/एमएल,

और सामान्य सांद्रता (दाढ़ सांद्रता समतुल्य)

सी = 0.004916*1000 /49.03 = 0.1003.

घोल में आयरन (II) की मात्रा का निर्धारण

लोहा मुख्य रूप से अयस्कों, मिश्र धातुओं, स्लैग और अन्य सामग्रियों में डाइक्रोमेटोमेट्रिक रूप से निर्धारित होता है। हालाँकि, जब वे घुलते हैं, तो लोहा आंशिक रूप से Fe3+ आयनों में बदल जाता है। इसलिए, निर्धारण से पहले Fe3+ को Fe2+ तक कम करना आवश्यक है। यह धातुओं (या उनके मिश्रण) की क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है, उदाहरण के लिए, धात्विक जस्ता की क्रिया द्वारा:

2Fe3++ Zn = 2Fe2+ + Zn2+

घोल से अतिरिक्त जस्ता को निस्पंदन द्वारा हटा दिया जाता है (उदाहरण के लिए, रूई के माध्यम से)। Fe2+ के डाइक्रोमेटोमेट्रिक निर्धारण के लिए उपयोग की जाने वाली प्रतिक्रिया का सार समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है

6Fe2++ Сr2О72- + 14Н+ → 6Fe3+ + 2Сr3+ + 7Н20

निर्धारण में डाइफेनिलमाइन की उपस्थिति में पोटेशियम डाइक्रोमेट के एक मानक समाधान के साथ विश्लेषण किए गए समाधान का प्रत्यक्ष अनुमापन शामिल है:

6FeS04 + K2Сr207 + 7H2S04 = 3Fe 2 (S04)3 + Cr2 (S04)3 + K2S04 + 7H20

1 Сr2О72- + 14H+ + 6е = 2Cr3+ + 7Н20

6 Fe 2+ - e= Fe3+

माध्यम की उच्च अम्लता बनाए रखने के लिए परीक्षण समाधान में सल्फ्यूरिक एसिड मिलाया जाता है और संचित Fe3+ आयनों को बांधने के लिए फॉस्फोरिक एसिड मिलाया जाता है, जो समय से पहले डिफेनिलमाइन को ऑक्सीकृत (रंगीन) रूप में परिवर्तित कर सकता है।

परिवर्तनीय ऑक्सीकरण अवस्था वाले रासायनिक तत्वों को ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रिया (ओआरआर) का उपयोग करके अनुमापनीय रूप से मात्राबद्ध किया जा सकता है। ऑक्सीकरण-कमी (आरओ) अनुमापन विधियाँ या रेड-ऑक्स विधियाँ रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के उपयोग पर आधारित अनुमापनीय विधियाँ हैं।

रेडॉक्स अनुमापन को इसमें विभाजित किया जा सकता है:

1 अनुमापक की प्रकृति के अनुसार:

– ऑक्सीडिमेट्रिक- ऑक्सीकरण टाइट्रेंट का उपयोग करके कम करने वाले एजेंटों को निर्धारित करने के तरीके;

– रिडक्टोमेट्रिक- कम करने वाले टाइट्रेंट का उपयोग करके ऑक्सीकरण एजेंट निर्धारित करने की विधियाँ।

2 एक निश्चित पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया करने वाले अभिकर्मक (टाइट्रेंट) की प्रकृति से:

- KMnO 4 - परमैंगनेटोमेट्री;

– KBrO 3 – ब्रोमेटोमेट्री;

– KI,Na 2 S 2 O 3 – आयोडोमेट्री;

- मैं 2 - आयोडिमेट्री;

– बीआर 2 – ब्रोमोमेट्री;

- सीई (एसओ 4) 2 - सेरिमेट्री

हल की जा रही विश्लेषणात्मक समस्या के आधार पर, रेडॉक्सिमेट्री में प्रत्यक्ष, विपरीत और प्रतिस्थापन अनुमापन का उपयोग किया जाता है। अकार्बनिक और कार्बनिक दोनों पदार्थों को रेडॉक्सिमेट्रिक रूप से मात्राबद्ध किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, अत्यधिक क्षारीय माध्यम में पोटेशियम परमैंगनेट के साथ कमी करके, मेथनॉल, फॉर्मिक, टार्टरिक, साइट्रिक, सैलिसिलिक एसिड, साथ ही ग्लिसरॉल, फिनोल, फॉर्मेल्डिहाइड, आदि निर्धारित किया जा सकता है।

योजनाबद्ध रूप से, ओआरआर, समाधान की इलेक्ट्रोन्यूट्रलिटी के नियम को ध्यान में रखते हुए, निम्नानुसार चित्रित किया जा सकता है:

mOX1+ nRed2↔ mRed1+ n OX2

यहां, सूचकांक 1 और 2 ऑक्सीकृत (Ox1 और Ox2) और अपचित (Red1 और Red2) रूपों में पदार्थ 1 और 2 को संदर्भित करते हैं। ओआरआर के दौरान, उच्च इलेक्ट्रॉन आत्मीयता (ऑक्सीकारक एजेंट) वाला पदार्थ Ox1 इलेक्ट्रॉन जोड़ता है, इसकी ऑक्सीकरण अवस्था कम करता है, और कम हो जाता है, और कम इलेक्ट्रॉन आत्मीयता (घटाने वाला एजेंट) वाला पदार्थ Red2 ऑक्सीकृत हो जाता है।

ORR में प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थों के ऑक्सीकृत और कम किए गए रूप रेडॉक्स (ऑक्सरेड-, रेडॉक्स) जोड़े Ox1/Red1 और Ox2/Red2 बनाते हैं, और Ox+ze रेड प्रकार के परिवर्तनों को ऑक्सीड- (रेडॉक्स) संक्रमण या रेडॉक्स अर्ध-प्रतिक्रियाएं कहा जाता है।

§2. रेडॉक्स संभावित।

नर्नस्ट समीकरण.

रेडॉक्स प्रक्रियाएं, सभी गतिशील प्रक्रियाओं की तरह, एक डिग्री या किसी अन्य तक प्रतिवर्ती होती हैं। प्रतिक्रियाओं की दिशा एक रेडॉक्स अर्ध-प्रतिक्रिया की प्रणाली के घटकों के इलेक्ट्रॉन-दान गुणों और दूसरे के इलेक्ट्रॉन-स्वीकर्ता गुणों के अनुपात से निर्धारित होती है (बशर्ते कि संतुलन रासायनिक प्रतिक्रियाओं के बदलाव को प्रभावित करने वाले कारक स्थिर हों) ). रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के दौरान इलेक्ट्रॉनों की गति एक क्षमता को जन्म देती है।इस प्रकार, वोल्ट में मापी गई क्षमता, किसी यौगिक की रेडॉक्स क्षमता के माप के रूप में कार्य करती है।

रेडॉक्स जोड़े के रेडॉक्स गुणों को मापने के लिए, रेडॉक्स (ऑक्सीकरण-कमी) क्षमता का उपयोग किया जाता है। रेडॉक्स क्षमता की गणना करते समय, उपयोग करें नर्नस्ट समीकरण:

ई (बैल/लाल) = ई 0 (बैल/लाल) +

जहां E(Ox/Red) वास्तविक या संतुलन रेडॉक्स क्षमता है, V;

ई 0 (ऑक्स/लाल) - मानक रेडॉक्स क्षमता, ए(ऑक्स) = ए(लाल) = 1 मोल/डीएम 3 पर संतुलन के बराबर;

आर सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है (8.31 जे/के मोल);

टी - पूर्ण तापमान, के; एफ - फैराडे संख्या (96500 सी/मोल);

z, OX+ze dRed में रेडॉक्स संक्रमण में भाग लेने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या है;

ए(ओएक्स) और ए(लाल) - पदार्थ के ऑक्सीकृत और कम रूपों की गतिविधियां, क्रमशः मोल/डीएम 3।

नर्नस्ट समीकरण में मान R, F और T = 298 K को प्रतिस्थापित करते समय, साथ ही दशमलव लघुगणक से गुजरने पर, हम प्राप्त करते हैं

ई(बैल/लाल) =ई 0 (बैल/लाल) +

रेडॉक्स क्षमता रेडॉक्स संक्रमण के दौरान माध्यम की अम्लता, रेडॉक्स जोड़ी के घटकों में से एक की जटिलता या वर्षा पर भी निर्भर करती है। घोल में हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता जितनी अधिक होगी, रेडॉक्स युग्म पदार्थ के ऑक्सीकृत रूप की ऑक्सीकरण क्षमता उतनी ही अधिक होगी और ई (ऑक्स/रेड) भी उतना ही अधिक होगा।

रेडॉक्सिमेट्री में एक टाइट्रेंट पदार्थ का चयन करते समय, टाइट्रेंट और निर्धारित किए जा रहे पदार्थ के बीच ओआरआर के पारित होने की संभावना (दिशा) और पूर्णता का गुणात्मक और मात्रात्मक मूल्यांकन किया जाता है।

विश्लेषणात्मक, रासायनिक और भौतिक रासायनिक संदर्भ पुस्तकों में दिए गए टाइट्रेंट पदार्थ के ई 0 (ऑक्स | रेड) के सारणीबद्ध मूल्यों और निर्धारित किए जा रहे पदार्थ की तुलना करके गुणात्मक मूल्यांकन किया जाता है।

परमैंगनेटोमेट्री

वॉल्यूमेट्रिक विश्लेषण की परमैंगनेटोमेट्रिक विधि पोटेशियम परमैंगनेट (KMnO 4) के साथ विभिन्न पदार्थों के ऑक्सीकरण पर आधारित एक विधि है।

उन स्थितियों के आधार पर जिनके तहत ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रिया होती है, एमएनओ 4 - आयन विभिन्न संख्या में इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार कर सकते हैं।

अम्लीय वातावरण में:

तटस्थ वातावरण में:

क्षारीय वातावरण में:

सिस्टम की सामान्य क्षमता E 0 (MnO 4 – ⁄Mn 2+) = +1.52 V है, और E 0 (MnO 4 – ⁄ MnO 2) = +0.57 V है, इसलिए अम्लीय वातावरण में पोटेशियम परमैंगनेट में मजबूत ऑक्सीकरण गुण होते हैं और कई पदार्थों को ऑक्सीकरण करने में सक्षम है।

अम्लीय माध्यम में पोटेशियम परमैंगनेट का समतुल्य है:

एम(1/जेडकेएमएनओ 4) = एम(केएमएनओ 4)/एन ई = 158/5 = 31.608 ग्राम/मोल

प्रयोगशाला अभ्यास में, पोटेशियम परमैंगनेट का उपयोग विभिन्न सांद्रता के समाधान के रूप में किया जाता है। आमतौर पर KMnO4 का 0.1 N समाधान उपयोग किया जाता है, हालांकि कुछ मामलों में 0.01 N, 0.05 N, 0.2 N समाधान का उपयोग किया जाता है।

कार्यशील समाधान KMnO4 की तैयारी

पोटेशियम परमैंगनेट, जिसका उपयोग KMnO4 का कार्यशील घोल तैयार करने के लिए किया जाता है, में आमतौर पर कई अशुद्धियाँ होती हैं, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण मैंगनीज (IV) यौगिक होते हैं। इसके अलावा, समाधान तैयार करने के बाद पहले दिनों में, आसुत जल में भी मौजूद कार्बनिक अशुद्धियों से KMnO 4 कम हो जाता है। परिणामस्वरूप, KMnO4 समाधान की सांद्रता बदल जाती है:

इसलिए, पहले अनुमानित सांद्रता का घोल तैयार करें। उदाहरण के लिए, 0.1 N KMnO 4 घोल का 500 मिलीलीटर तैयार करने के लिए, सूत्र का उपयोग करके पदार्थ के आवश्यक वजन की गणना करें:

एम(केएमएनओ 4) = एन(केएमएनओ 4) एम(1/जेडकेएमएनओ 4) वी

एम=31.608 0.1 0.5≈1.58 ग्राम।

नमूना को 0.5 लीटर वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में घोल दिया जाता है। घोल को एक गहरे रंग की कांच की बोतल में डाला जाता है और कम से कम एक सप्ताह के लिए एक अंधेरी जगह पर छोड़ दिया जाता है। इस समय के दौरान, परमैंगनेट पानी में मौजूद सभी अशुद्धियों को ऑक्सीकरण कर देगा, और परमैंगनेट की आंशिक कमी के परिणामस्वरूप बनने वाला मैंगनीज डाइऑक्साइड एमएनओ 2 बोतल के नीचे बस जाएगा। घोल को एमएनओ 2 से फ़िल्टर किया जाता है और अंधेरे फ्लास्क में संग्रहित किया जाता है। जाहिर है, इसके बाद वे समाधान का मानकीकरण करना शुरू करते हैं।

अमोनियम ऑक्सालेट (एनएच 4) 2 सी 2 ओ 4 एच 2 ओ, सोडियम ऑक्सालेट ना 2 सी 2 ओ 4 और ऑक्सालिक एसिड एच 2 सी 2 ओ 4 2 एच 2 ओ का उपयोग आमतौर पर केएमएनओ 4 की सटीक एकाग्रता निर्धारित करने के लिए प्रारंभिक सामग्री के रूप में किया जाता है। समाधान सबसे सुविधाजनक सोडियम ऑक्सालेट है, क्योंकि... यह पानी के बिना क्रिस्टलीकृत हो जाता है और हीड्रोस्कोपिक नहीं है।

प्रतिक्रिया स्वतः उत्प्रेरक है, इसलिए प्रक्रिया को तेज़ करने के लिए घोल को गर्म किया जाना चाहिए।

इस प्रतिक्रिया के लिए संभावित अंतर MnO 4 - /Mn 2+ सिस्टम (E 0 = +152V) की सामान्य क्षमता से 2CO 2 /C 2 O 4 2- सिस्टम (E 0 =) की सामान्य क्षमता को घटाकर निर्धारित किया जाता है। –0.49V), तो E = +1.52–(–0.49)=2.01V

एक बड़ा संभावित अंतर इंगित करता है कि प्रतिक्रिया अपरिवर्तनीय है।

इस प्रतिक्रिया के सभी उत्पाद रंगहीन हैं, जबकि KMnO4 समाधान लाल-बैंगनी है। इसलिए, प्रतिक्रिया के साथ-साथ अतिरिक्त परमैंगनेट घोल का रंग भी बदलना चाहिए। यदि आप अम्लीय सोडियम ऑक्सालेट घोल में KMnO 4 घोल की 2-3 बूंदें मिलाते हैं, तो रंगहीन घोल गुलाबी हो जाएगा, जो अप्रतिक्रियाशील KMnO 4 की उपस्थिति का संकेत देगा। कुछ मिनटों के बाद ही रंग गायब हो जाता है। यह इंगित करता है कि प्रतिक्रिया दर प्रारंभ में कम है। KMnO4 घोल की बाद की बूंदें मिलाने के बाद घोल का मलिनकिरण तेजी से और तेजी से होता है, और अंत में समतुल्य बिंदु तक लगभग तुरंत घटित होगा। KMnO4 की एक अतिरिक्त बूंद अनुमापित घोल को स्थायी गुलाबी रंग में रंग देगी।

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