تیتراسیون های رسوبی

تیتراسیون های رسوبی:

اگر یک واکنش رسوبی به طور کمی و سریع انجام شود، می توان از آن برای عمل تیتراسیون و سنجش حجمی استفاده کرد. معرف هایی که معمولا برای تعیین نقطه پایان عمل تیتراسیون های رسوبی به کار می روند به سه دسته ی اصلی طبقه بندی می شوند.

الف) معرف هایی که در دسته اول قرار دارند شامل آن دسته از معرف های شیمیایی هستند که بعد از کامل شدن رسوب گیری با تیترانت اضافی موجود در محلول ترکیب شده و رسوب رنگی تولید می کنند و لذا خاتمه عمل با حجم تیترانت مصرفی و تشکیل رسوب رنگی مشخص می شود. (تشکیل رسوب کرومات نقره آجری رنگ در نقره سنجی به روش مور)

ب) معرف هایی که در دسته ی دوم طبقه بندی می شود شامل ترکیبات شیمیایی هستند که با محلول تیترانت اضافی مازاد بر واکنش رسوبی عمل نموده و خاتمه عمل، محصول رنگی محلول خواهد بود. غالبا این محصول رنگی کمپلکسی است که معرف با تیترانت می دهد. (کمپلکس قرمز Fe³⁺ با تیوسیانات در نقره سنجی به روش ولهارد)

ج) معرف های رسبی که در دسته ی آخر قرار دارند شامل گونه ها و مواد شیمیایی هستند که روی رسوبی که در طول تیتراسیون تشکیل می شود جذب سطحی می شوند، رنگ معرف جذب شده بر روی رسوب با رنگ نمونه محلول آن متفاوت است. از آن جایی که جذب سطحی معرف روی رسوب وقتی صورت می گیرد که تیترانت اضافی در محلول موجود باشد (برای مثبت شدن رسوب)، لذا خاتمه تیتراسیون با تغییر رنگ مشخص می شود. (استفاده از معرف فلوئورسین در تعیین یون کلرید در نقره سنجی به روش فاجانز)

تعیین غلظت یون نقره به روش مور

غالبا در تیتراسیون های رسوبی از محلول های نیترات نقره استفاده می شود. در روش مور، یون نقره برای سنجش یون های کلراید، برماید و یداید به کار می رود.

نقطه پایان با افزودن یون نقره اضافی در حضور پتاسیم کرومات کافی و تشکیل رسوب کرومات نقره قرمز آجری رن تعیین می شود.

2Ag²⁺+ CrO₄^2- ---> Ag₂CrO_{4 (S­)}      قرمز آجری

برای ممانعت در تبدیل یون کرومات به یون هیدروژن کرومات (HCrO₄^-) لازم است PH محلول را بیش از 6/5 نگه داشت. ا طرفی چون در PH های بالاتر از حدود 10/3 هیدروکسید نقره با هالید های نقره همزمان رسوب می کند، PH عمل بایستی بین 6/5-10/3 باشد و بهتر است در PH های خنثی صورت گیرد.

در روش مور برای سنجش یون کلرید، محلول شامل یون های کلرید با محلول استاندارد نقره تیتر می شود و به عنوان شناساگر محلولی از کرومات به محلول مجهول اضافه می شود که ایجاد رنگ زرد می کند. وقتی رسوب کلراید نقره کامل شد، اولین قطره اضافه نقره با یون های کرومات تولید رسوب قرمز آجری کرومات نقره می کند ولی در حضور کلرید نقره سفید رنگ، رنگ محتویات ارلن زرد کدر می گردد.

اگر نیترات نقره به صورت خالص نباشد ابتدا باید محلول تهیه شده آن را توسط محلول استاندارد کلرید سدیم استاندارد نمود.

تعیین مقدار KBr مجهول به روش فاجانز

در روش فاجانز، یک معرف جذبی برای تعیین نقطه پایان تیتراسیون رسوبی به کار می رود. گرچه در تیتراسیون های متعدد، معرف های جذبی زیادی در دستری هستند لکن می توان با یک مثال ساده راهی را که این معرف ها در تعیین نقطه پایان به کار می برند، نشان داد.

معرف خذب سطحی (فلوئورسین در سنجش یون کلرید توسط نیترات نقره و یا معرف ائوزین در سنجش یون برمید توسط نیترات نقره)

در محلول باید به صورت آنیون خارج گردد که چنین شرایطی با کنترل PH محلول حاصل گردد.

قبل از نقطه اکی والان تیتراسیون، محلول حاوی یون های اضافی کلرید می باشد که رسوبی با بار سطحی منفی حاصل می کند و بار سطحی منفی، یون های منفی معرف جذبی را از خود دور کرده و در نتیجه، یون ها به همان حالت در محلول باقی می مانند.

بعد از نقطه اکی والان، یون های Ag⁺ اضافی جذب رسوب کلرید نقره شده و رسوب بار سطحی مثبت حاصل می کند. در این حالت معرف (آنیون) جذب رسوب شده و رنگ رسوب از سفید به رنگی دیگر (صورتی) تغییر می یابد. تغییر رنگ مشاهده شده نشانه پایان تیتراسیون می باشد. معرف های جذبی مناسبی برای تیتراسیون های کلرید، برمید، یدید و تیوسیانات توسط یون نقره وجود دارند.

تیتراسیون های اکسیداسیون و احیا (منگانومتری)

تیتراسیون های اکسیداسیون و احیا (منگانومتری):

تیتراسیون های اکسیداسیون و احیا شامل تمام واکنش هایی است که در برگیرنده ی تغییر عدد اکسیداسیون یا انتقال الکترون بین مواد موجود در واکنش می باشد و محلول های استاندارد عوامل اکسید کننده یا احیا کننده هستند. اما در تیتراسیون ها معمولا از عوامل اکسید کننده استاندارد بیشتر استفاده می شود و از عوامل احیا کننده استاندارد به علت اکسید شدن آن ها توسط اکسیژن هوا کمتر استفاده می شود.

پرمنگنات پتاسیم، اکسید کننده پرقدرتی است که شاید در بین تمام عوامل اکسید کننده استاندارد، بیشترین کاربرد را داشته باشد. دسترسی آسان، قیمت اکسید کنندگی بالا و عدم نیاز به شناساگر در تیتراسیون ها به علت رنگ شدید محلول آن، عواملی است که کاربرد این واکنش گر را گسترش داده است. از جمله معایب این واکنش گر می توان به پایداری محدود محلول های استاندارد آن و وابستگی شدید توان اکسید کنندگی آن به اسیدیته و PH محیط اشاره کرد. بنابراین قدرت اکسید کنندگی و طبیعتا محصولات حاصل از احیای پرمنگنات در شرایط و PHهای مختلف، متفاوت است. غالبا ترجیح داده می شود که تیتراسیون های منگانومتری در محیط اسیدی قوی انجام گیرد. عدد اکسایش اتم منگنز (Mn) +7 است.

تیتراسیون خنثی شدن اسید و باز

تیتراسیون خنثی شدن اسید و باز:

خنثی شدن یعنی از بین رفتن اثر بازها توسط اسیدها و یا اثر اسیدها توسط بازها که محصول این واکنش نمک و آب است. محلول های استاندارد اسیدها و بازها به طور گسترده ای برای تعیین آنالیت هایی استفاده می شوند که خود اسید یا باز و یا ترکیباتی هستند که می توان آن ها را با عوامل شیمیایی به گونه های اسیدی و بازی تبدیل کرد. واکنش های خنثی شدن، واکنش های سریع با معادله شیمیایی مشخص بوده و به طور کلی غالب ویژگی های یک واکنش اسید ایده آل برای تیتراسیون حجمی را دارا می باشد. با استفاده از عمل خنثی شدن و با معلوم بودن غلظت اسید و باز تیترانت، غلظت و مقدار اسید و باز آنالیت را می توان بدست آورد.

اسیدها و یا بازهای قوی به عنوان محلول های استاندارد در تیتراسیون خنثی شدن به کار می روند زیرا واکنش میان آن ها و آنالیت نسبت به اسیدها و بازهای ضعیف، کامل تر است. محلول های اسید استاندارد که برای تیتراسیون بازها مورد استفاده قرار می گیرند می توان HCl، H₂SO₄، HClO₄ را نام برد. از HNO₃ استفاده نمی شود زیرا خاصیت اکسندگی قوی دارد که موجب واکنش های نامطلوب و ناخواسته می گردد. از جمله بازهای استاندارد می توان NaOH، KOH و Ba(OH)₂ را نام برد.

دقت شود که در تیتراسیون اسید قوی و باز قوی و بلعکس، PH نقطه اکی والان برابر 7 است و در مورد دیگر، PH ممکن است بزرگتر یا کوچکتر از 7 بشود که بستگی به جسم تیترشونده و شرایط تیتراسیون دارد.

تیتراسیون ها و سنجش های حجمی

تیتراسیون ها و سنجش های حجمی

مقدمه:

روش های تیترسنجی گروه بزرگ و مهمی از روش های کمی را تشکیل می دهند و از جمله روش های تجزیه ای هستند که در آن ها مقدار یک ترکیب تویط مقدار لازم از یک واکنشگر استاندارد که به طور کامل با نمونه واکنش می دهد، تعیین می شود.

تیتراسیون های حجم سنجی، روش های سریع، راحت و دقیقی هستند که به سهولت انجام پذیرند و به همین دلیل کاربرد گسترده ای یافته اند.

تئوری:

تجزیه حجمی به طور کامل شامل تعیین حجم محلولی با غلظت مشخص است که باید با محلول جسم مورد سنجش یه طور کلی واکنش کند. محلولی که غلظت آن دقیقا معلوم است، محلول استاندارد یا تیترانت نامیده می شود. ماده ای که مقدار آن باید تعیین شود، تیترشونده یا آنالیت نام دارد و فرایند افزودن محلول استاندارد به آنالیت را تا تشکیل واکنش تیتراسیون می نامند.

تیتراسیون معمولا با افزودن محلول استاندارد از یک بورت و یا از یک وسیله ی اندازه گیری حجمی دیگر به حجم معینی از محلول آنالیت انجام می گیرد تا اینکه واکنش بین آن ها کامل شود. نفطه ای که در آن این عمل انجام می گیرد و در آن مقدار واکنش گر استاندراد افزوده شده از نظر شیمیایی دقیقا هم ارز آنالیت است، نقطه هم ارزی یا نقطه اکی والان نامیده می شود.

بدیهی است که هر اندازه در تهیه محلول استاندارد دقت شود، نتایج دقیق تری به دست خواهد آمد و اگر لازم باشد می توان محلول استاندارد تهیه شده را با یک محلول استاندارد اولیه (که غلظت آن دقیقا معلو است و برای همین منظور ساخته شده) تیتر کرد.

تعریف محلول های استاندارد اولیه و ثانویه:

محلول استاندارد اولیه، ماده ای است که برای تعیین غلظت دقیق ماده دیگر، به کار می رود. محلولی را می توان به عنوان محلول استاندارد اولیه به کار برد که دارای خصوصیات زیر باشد:

1.  پایدار باشد (در مقابل عوامل جوی و مواد آزمایشگاه حساس نباشد و واکنشی انجام ندهد، مثلا جاذبه الرطوبه یا فرار نباشد).

2.  خالص باشد یا از درجه خلوص بالا و مشخص برخوردار باشد.

3.  جامد باشد و فرمول شیمیایی، با ترکیب مطابقت داشته باشد.

4.  در حلال محیط تیتزاسیون محلول باشد.

5.  وزن فرمولی و عدد اکی والان بالایی داشته باشد (باعث می شود میزان خطای توزین به حداقل برسد)

6.  تا جایی که امکان دارد انتخاب گر (Selective) باشد.

بنابراین محلول سود که جاذبه الرطوبه است یا محلول هیدروکلریک اسید نمی توانند به عنوان محلول استاندارد اولیه مصرف شوند، زیرا غلظت آن ها دچار تغییراتی می شود لذا برای استاندارد کردن این محلول ها و تعیین نرمالیته دقیق آن ها از یک محلول استاندارد اولیه استفاده می کنند. به عنوان مثال وقتی می خواهیم محلول هیدروکلریک اسید N/10 داشته باشیم، تقریبا محلول N/10 می سازیم و سپس توسط تیتراسیون با محلول استاندارد اولیه سدیم کربنات، دقیقا محلول N/10 را از آن می سازیم که به آن محلول استاندارد ثانویه می گویند.

تشخیص نقطه اکی والان در یک تیتراسیون:

طبیعتا تکمیل تیتراسیون باید با تغییراتی که برای چشم قابل رویت باشد، مشخص می شود. در تیتراسیون هایی که به شیوه کلاسیک انجام می گیرند. این تغییر یا به وسیله خود محلول استاندارد (رنگ خود محلول) و یا اغلب با افزودن واکنشگر کمکی به نام معرف یا شناساگر به محلول آنالیت صورت می گیرد و پس از آن که واکنش بین ماده و محلول استاندارد و عملا کامل شد، شناساگر در محلول تغییر مرئی و واضحی (تغییر رنگ و یا تشکیل کدری) ایجاد می کند. نقطه ای که در آن معرف تغییر رنگ می دهد، نقطه پایانی تیتراسیون نامیده می شود و حجم لازم برای کامل شدن تیتراسیون از اختلاف بین درجات بورت در آغاز و پایان تیتراسیون تعیین می شود.

نقطه اکی والان در یک تیتراسیون یک مفهوم نظری است، در حقیقت موقعیت این نقطه را فقط بر اساس تغییرات فیزیکی که در رابطه با نقطه اکی والان است می توان حدس زد. این تغییرات خود را در نقطه پایانی آشکار می سازد.

در یک تیتراسیون ایده آل، نقطه پایانی بر نقطه اکی والان منطبق می شود. اما در عمل همیشه اختلاف جزیی بین این دو نقطه وجود دارد که مربوط به نارسایی تغییرات فیزیکی (به ندرت شناساگر را می توان یافت که دقیقا در نقطه هم ارزی تغییر رنگ دهد) و محدودیت توانایی ما در مشاهده این تغییرات (توانایی و قدرت بنیادی در تشخیص تغییر رنگ) است. خطای تیتراسیون نیز محصول این عوامل است و در انجام یک تیتراسیون همواره سعی بر این است که شناساگر و شرایط عمل به گونه ای انتخاب شود که اختلاف بین نقطه پایانی و نقطه هم ارزی به حداقل برسد.

برای اینکه یک واکنش شیمیایی در تجزیه حجم سنجی مورد استفاده قرار بگیرد باید دارای شراط زیر باشد:

1.  تیترانت و آنالیت به طور کامل و با نسبت استوکیومتری و هم ارزی مشخص با هم واکنش دهند.

2.  واکنش تیتراسیون باید سریع باشد.

3.  در نقطه هم ارزی تغییر محسوسی در برخی از خواص شیمیایی و فیزیکی محلول آنالیت به وجود آید.

4.  یک معرف مناسب برای واکنش تیتراسیون مورد نظر در نقطه پایانی وجود داشته باشد.

انواع تیتراسیون های حجمی:

الف) تیتراسیون های خنثی شدن اسید و باز (اسید سنجی و قلیا سنجی)

این گروه از تیتراسیون ها شامل سنجش غلظت یک اسید توسط یک محلول باز استاندارد (اسیدیمتری) و یا سنجش و اندازه گیری مقدار باز موجود در یک محلول توسط محلول استاندارد اسید (قلیا سنجی) می باشد. اسید و باز آنالیت می تواند به صورت آزاد وجود داشته باشد یا در نتیجه هیدرولیز یون های آنالیت به وجود آید. واکنش کلی عبارت است از:

H⁺ + OH^- ---> H₂O

زیرا هر مول H⁺ با یک مول OH^- خنثی می شود. یک اکی والان از هر اسید در محلول آبی تولید یک مول پروتون (H⁺) می کند و یک اکی والان از هر باز در محلول آبی تولید یک مول هیدروکسید (OH^-) می کند.

ب) تیتراسیون های اکسیداسیون احیا

واکنش های این نوع از تیتراسیون ها از نوع واکنش های اکسیداسیون و احیا بوده که شامل مبادله الکترون بین گونه های الکترواکتیو است. در این نوع از تیتراسیون ها، تیترانت و تیترشونده عوامل احیا کننده و اکسید کننده هستند و یک آنالیت احیا کننده توسط یک تیترانت اکسید کننده و یا یک آنالیت اکسید کننده با یک عامل احیا کننده تیتر می شود، به عنوان مثال تیتراسیون های منگانومتری

ج) تیتراسیون های رسوبی

در این نوع تیتراسیون ها از واکنش میان تیترانت و تیترشونده، رسوب تشکیل می شود و محصول واکنش تیتراسیون رسوب است. معمولا این تیتراسیون ها توسط محلول های نیترات نقره انجام می گیرد.

د) تیتراسیون های تشکیل کمپلکس

این تیتراسیون ها شامل واکنش های تشکیل کمپلکس است و در آن تیترانت و آنالیت به عنوان عوامل کمپلکس کننده و کمپلکس شونده بر یکدیگر اثر می کنند. مهمترین واکنش گر در تیتراسیون های تشکیل کمپلکس، اتیلن دی آمین تترااستیک اسید (EDTA) است و به عنوان یک عامل کمپلکس کننده ی قوی عمل می کند.

روابط هم ارزی و استوکیومتری و کاربرد آن ها در تیتراسیون:

همان طور که قبلا توضیح داده شد، در نقطه هم ارزی و استوکیومتری و کاربرد آن ها در تیتراسیون:

همان طور که قبلا توضیح داده شد در نقطه هم ارزی تعداد اکی والان های تیترانت و تیترشونده در محلول برابر است:

eq₁ = eq₂

از تعریف نرمالیته محلول داریم:

N=eq/V ---> eq=N.V ---> N₁V₁=N₂V₂

در این رابطه در طرفین معادله عبارت حجم مشاهده می شود. برای بیان V₁ و V₂ از هر واحد حجمی می توان استفاده کرد به شرط آن که واحد یکسانی برای هر دو بکار رود.

اسپکتروفتومتری تشدید مغناطیسی هسته NMR

«اسپکتروفتومتری تشدید مغناطیسی هسته NMR»

 وقتی پروتونی را در میدان مغناطیسی خارجی قرار می دهیم حاصل قرار گرفتن آن ایجاد چرخشی دیگر است. به فرکانس چرخش پروتون در میدان مغناطیسی فرکانس تقدمی پروتون ها می گویند و پروتونها به این ترتیب می توانند امواجی هم فرکانس با فرکانس چرخش را جذب کنند و جذب و نشر انرژی در پروتون ها اتفاق می افتد.

در ساخت دستگاه NMR به دو طریق می توان عمل کرد.

1- تغییر میدان مغناطیسی

2- تغییر فرکانس رادیویی

دستگاهی که در آن فرکانس ثابت است و میدان را به میزان مختصر تغییر می دهیم ساده تر است.

دستگاههای NMR  میدان آنها در محدوده کوچکی تغییر می کند و فرکانس ثابتی به همه پروتون ها می تابد.

بنابراین این نوع دستگاه یک میدان اولیه ثابت و یک میدان ثانویه متغیر دارد که sweep generator این کار را انجام می دهد. به این دستگاهها دستگاه continuous wave (c.w) میگویند.

دستگاههای جدید FT-NMR یا pulse-NMR

به این دستگاهها pulse NMR system گویند. هر پالس شامل تمام فرکانس هایی است که برای رزونانس رسیدن تمام پروتونها لازم است که در 0.01 ثانیه فراهم می شود.  میدان در آنها ثابت است و فرکانس تغییر می کند Magnet باید همواره روشن باشد تا یکنواختی میدان به هم نخورد در زمان کوتاه پالسی به نمونه فرستاده می شود که حاوی تمام فرکانس هایی است که برای به رزونانس رسیدن همه پروتون ها لازم است.

1- با این روش می توان تعداد زیادی طیف را در فواصل زمانی کوتاه گرفت

2- همچنین می توان از هسته هایی با فراوانی کم هم می توان طیف گرفت.(افزایش حساسیت)

3- از نمونه، با مقدار کم طیف بگیریم

طیف گیری از نمونه مقدار کم: زیرا با این دستگاهها می توان در زمان کوتاه تعداد Scanها را زیاد کرد که با جمع کردن پیک ها noise به اندازه پیک اصلی افزایش نمی یابد. افزایش شدت پیک ها با رادیکال تعداد اسکن متناسب است. اما از حدی بیشتر با افزایش تعداد اسکن هم طیف خوبی نمی گیریم و فقط باید مقدار نمونه را زیاد کنیم.

برای یکنواخت (ثابت) بودن میدان لازم است مگنت دائما روشن باشد. روشن بودن دائمی مگنت گرماایجاد می کند با استفاده از chiller آن را خنک می کنیم. مگنت دستگاه ما الکترومگنت فرکانس 80HTZ و میدان حدود 2Tesla است. البته از80HTZ  به بالا دیگر از الکترو مگنت استفاده نمی شودو به جای آن  از مواد ابر رسانا superconductive  برای ایجاد میدان استفاده می شود اما این مواد  در دمای زیر صفر این خاصیت را دارند که برای تامین این دما از ازت یا هلیم مایع استفاده می شود. (عیب آن)

هر چه میدان را قویتر کنیم R(resolution)بیشتر می شود.

دستگاه قدیمC.W-NMR

میدان در محدوده کوچکی تغییر می کند و فرکانس ثابتی به همه پروتون ها می تابد.

 محل جذب پروتون ها در NMR را محل شیفت شیمیایی پروتون ها می گویند. محل شیفت اطلاعات زیادی راجع به ساختمان جسم و محل قرار گرفتن پروتون ها به ما می دهد.

محل جذب:

محل شیفت شیمیایی را بر مبنای استانداردی به نام TMS تترامتیل سیلان بیان می کنیم جذب TMS در صفر PPM است مهمترین عامل موثر بر شیفت شیمیایی الکترونهای های اطراف پروتون است هر چه eها بیشتر روی پروتون ها اثر شیلدینگ بگذارند اثر میدان مغناطیسی کم شده و باید بر شدت میدان مغناطیسی افزوده شود.

TMS محافظت شده ترین پروتونها ها را دارد بنابراین به شدت از میدان مغناطیسی کم می کند و باید بر شدت میدان افزوده شود. بنابراین صفر بالاترین میدان مغناطیسی را دارد.

یک قطره TMS به همه نمونه ها اضافه می شود برای اینکه پیک صفر داشته باشیم- چون TMS 12 پروتون دارد که از لحاظ شیمیایی یکسان هستند با یک قطره جواب می دهد. در 27°C به جوش می آید و از نمونه ها به راحتی جدا می شود.تنها مشکل TMS اینست که با حلال های مائی قابل اختلاط نیست.

برای طیف از حلال مائی: TMS را در لوله مویین می ریزیم و آن را در لوله NMR می اندازیم  (استاندارد خارجی )ویا از DSS سدیم 2,2 دی متیل، سیلاپنتا سولفونات استفاده می کنیم . این ماده هم با یک قطره یک پیک شارپ می دهد.

استفاده از استاندارد خارجی دقت زیادی ندارد بعلت عدم یکنواختی اثرمیدان بر نمونه واستاندارد .

با دستگاه NMR قدیمی(CW-NMR) حدود 50mg نمونه و 0.5cc حلال لازم داریم در دستگاه جدید با 5mg هم می توان طیف گرفت.

وقتی از ماده ای مثل اتیل بروماید طیف می گیریم دو نوع پروتون داریم.

برای یافتن تعداد پروتون ها در هر محل احتیاج به انتگرال گیری داریم.

بنابراین قلم را طوری تنظیم می کنیم که جایی که پیک ندارد خط صاف رسم کند و ابتدای هر پیک متناسب با تعداد پروتون ها بالا رود.پروتون های تحت تاثیر اسپین پروتون ها کربن مجاور هم قرار می گیریند که باعث شاخه دار شدن پیک ها می شود.

تعداد شاخه ها= تعداد پروتون های کربن مجاور +1

وقتی پروتونی از دو طرف تحت تاثیر اسپین کربن مجاور قرار بگیرد فواصل شاخه ها J گفته

 می شود.اگر هر دو کربن مجاور یک پروتون با یک J اثر بگذارند بعضی شاخه ها روی هم می افتند.بنابراین تعداد شاخه ها از فرمول (n_A+n_B+1) بدست می آید.مقدار J گاهی برای شناسایی ترکیب به کار می رود و در ترکیبات ترانس مقدار J بیشتر است و برای شناسایی شکل فضایی ترکیب به کار می رود.

قسمت های مختلف دستگاه NMR:

1- میدان اولیه ثابت Magnet

2-میدان ثانویه متغییر sweep generator

3- فرستنده امواج رادیویی

4- گیرنده امواج رادیویی

5- رکوردر

6- لوله محتوی نمونه

تهیه نمونه:

مهمترین حلال بدون پروتون در NMR ،ccl₄ است اگر ترکیب در آن حل شود ، بعدCDCL₃ کلروفرم دو تره و بعد CD₃OD متانول دوتره و D₂O و در نهایت DMSO دی متیل سولفوکساید استفاده می شود(هر چه تعداد D در حلال بیشتر شود گران تر می شود.)

حلال های دو تریوم صد در صد خالص نیستند و پیک حلال دیده می شود مثلا پیک پروتون کلرفروم مربوط به CDCL₃ در 7.22ppm ظاهر می شود معمولا حلال های 99.5% استفاده می شود البته 99.999% هم وجود دارد که خیلی گران است.

اگر جسم در هیچ کدام از حلال های گفته شده حل نشد در CF₃COOH حل می کنیم پروتون اسید پیک می دهد.

اگر در حدود ppm12-11 ببینیم احتمال می دهیم پیک اسید است برای مطمئن شدن بعد از طیف گرفتن یکی دو قطره آب دو دوتره اضافه می کنیم و دوباره پیک می گیریم اگر پیک شدتش خیلی کم شد پروتون اسید بوده که قابل تبادل بوده است.

برای کالیبراسیون دستگاه NMR از ترکیبی استفاده می شود که پیک های sharp داشته باشد، مثل اتیل بنزن که سه نوع پروتون و سه پیک دارد.

روش کار C.W-NMR:

برای کالیبراسیون دستگاه، نمونه اتیل بنزن را داخل لوله NMR ریخته و داخل Magnet می گذاریم و با 20 دور در ثانیه آن را می چرخانیم .

هر 60HZ=1 ppm

زمان sweep (اسکن)، 50 ثانیه است.

با استفاده ازsweep zero، TMS را روی صفر تنظیم می کنیم.

شدت پیک ها را با Spectrum amplitude تنظیم می کنیم.

هدف از استفاده اتیل بنزن تنظیم دستگاه و اطمینان از تعداد شاخه هایی است که دستگاه می دهد. 

بعد از گرفتن طیف، انتگرال گیری را انجام می دهیم و برای این کار دکمه INT را می زنیم.

سپس دکمه reset را می زنیم برای اینکه مطمئن شویم که قلم ثبات به بالای کاغذ بر خورد

 نمی کند ابتدا قلم را بالا آورده و انتگرال می گیریم و بعد از اطمینان از مناسب بودن شدت انتگرال انتخاب شده ، قلم را پایین می آوریم و انتگرال می گیریم.

برای در آوردن نمونه spin را قطع کرده و دکمه eject را می زنیم.

با پیچ vertical قلم را پایین می آوریم ،کنترل عمودی و پیک را رسم می کنیم اگر شدت زیاد بود شدت را کم می کنیم تنظیم شدت با spectrum amplitude است.

نمونه: بوتیریک اسید

برای مشاهده پیک اسید عرض صفحه را دو برابر می کنیم و برای اینکه روی پیک های قبلی نیفتاد قلم را بالا می آوریم و برای مشاهده پیک اسید off set  600HZ=5ppm می کنیم و مقدار offset را با محل جذب جمع می کنیم در اینجا 6ppm را off set کردیم.

وقتی پیک ها از هم فاصله کمی داشته باشند. انتگرال پیوسته می گیریم زیرا خط پایه مشخص نیست تا برای پیک بعدی روی آن reset  کنیم.

روش کار pulse-NMR

در شروع کار باید از یکنواخت بودن میدان مطمئن شویم که مشخص کننده میدان ثابت، سیگنال دوتریوم است. یعنی اصطلاحا" میدان را روی سیگنالی که از دوتریوم می آید lock می کنیم. (Lock D₂) تا وقتی Lock برقرار باشد میدان هموژن است و می توان طیف گرفت. تا وقتی چراغ روشن باشد و اگر به هر دلیلی lock از دست برود مانند رفتن برق و ... هموژن بودن از بین رفته و حتی روی پیک های گرفته شده نمی توان حساب کرد و باید مجددا طیف گرفت. برای تامین سیگنال دوتریوم در همه حلالها دوتریوم داریم و حتی اگر نمونه تترا کلرید کربن (بهترین حلال) حل شود باز هم مقداری کلروفرم دوتره برای برقراری lock به آن اضافه می کنیم .

طیف گیری از هسته های با فراوانی کمتر: ¹³C در این مورد مهم است زیرا با فراوانی1.1% دارای اسپین 2/1 است. استفاده از طیف ¹³C وقتی اهمیت دارد که مثلا آلکان داریم زیرا تمام آلکان ها در PNMR پیک مشابه در ناحیه ppm 101-0.9 می دهند. اما محل جذب آلکانها در ¹³CNMR در محدوده بیشتر 15-35ppm است بنابراین در طیف ¹³C هر کربنی یک پیک می دهد مگر دو کربن که شرایط کاملا یکسان داشته باشند، یعنی محدوده وسیع طیف ¹³C سبب می شود کربن ها با اختلاف جزئی نیز با فواصل مناسب ppm 6-5 از هم جدا شوند.

محدوده جذب در PNMR ، 0-15ppm ولی در ¹³CNMR ، O-200ppm است که سبب ایجاد پیک های مستقل می شود.

مثلا در طیف PNMR اتیل بنزن 3 پیک زیر را دیدیم.

1-     شاخه ppm 1

2-     4 شاخه 2ppm

3-     پیک آروماتیک 7ppm

ولی در طیف ¹³CNMR اتیل بنزن 6 پیک می بینیم.

در طیف ¹³C ، splitting شاخه شاخه شدن نداریم. زیرا اثر پروتونها بر C را خودمان با عمل decoupling از بین می بریم تا طیف ساده تر شود و در مورد اثر ¹³C بر ¹³C هم احتمال کنار هم قرار گرفتن و مزدوج شدن دو ¹³C حدود صفر است پس در طیف ¹³CNMR پیک ها یک شاخه است و سطح زیر پیک نداریم.

بعلاوه ارتفاع پیک ها که نشان دهنده تعداد ¹³C در یک موقعیت خاص می باشد، هیچ اطلاعی در مورد ساختمان جسم نمی دهد، چون وجود ¹³C در مولکول، اتفاقی است و حتی ممکن است وقتی طیف کربن های همسان روی هم افتاده پیک کوچکتری ببنیم.

بنابراین در ¹³CNMR تنها محل شیفت شیمیایی است که اطلاعاتی در مورد ساختمان جسم می دهد.

کار با دستگاه pulse-NMR :

 گرفتن طیف هیدروژن اتیل بنزن و طیف کربن اتیل بنزن: در دستگاه یک مخزن آب برای خنک کردن مگنت وجود دارد. نمونه می چرخد تا تحت تاثیر یکنواخت میدان قرار گیرد.

همانند دستگاه قبل ارتفاع نمونه ها را تنظیم کرده و در مگنت قرار می دهیم. سپس Spin را روشن می کنیم. نمونه شروع به چرخش می کند. سیگنال دوتریوم را پیدا کرده و در وسط صفحه تنظیم می کنیم سپس دکمه lock را می زنیم تا lock D₂ برقرار شود و چراغ روشن شود و میدان یکنواخت گردد. برای کالیبره کردن دستگاه NMR از اتیل بنزن طیف می گیریم دستگاه وقتی تنظیم است که با یک scan طیف خوبی از اتیل بنزن بگیریم. برای طیف کربن وقتی تنظیم است که با یک Scan طیف خوبی را اتیل بنزن 80% بگیریم پس از گرفتن طیف انتگرال می کنیم.

منبع: وب شیمی www.WebShimi.ir

گاز کروماتوگرافی جرمی GC-Mass

«گاز کروماتوگرافی جرمی   GC-Mass»

  شناسایی دستگاه GC-Mass

مشابه دستگاه GC است. تنها تفاوت آن با GC معمولی این است که در این دستگاه دتکتور مربوطه دتکتور Mass است .تفاوتهای دیگر آن عبارتند از 1- از ستون موئینه (کاپیلری) استفاده می کنیم. نوع ستون به اسم تجارتی DB-5 است. از نظر پلاریته ستون دارای پلاریته متوسطی است. طولش m30است و برای کارهای عمومی استفاده می شود از آنجا که عوض کردن ستون زیاد ساده نمی باشد. سعی می کنیم ستونی را انتخاب کنیم که نمونه های زیادی را با آن تعیین کنیم.

2- احتیاج به حجم نمونه خیلی کمی برای تزریق داریم. معمولا 0.1 میکرولیتر حجم تزریق است، گاهی همین ml0.1 هم برای تزریق به این دستگاه زیاد است پس از سیستمی که برای رقیق کردن نمونه است و split یا spliless نام دارد استفاده می کنیم. Split یعنی چند شاخه شدن یعنی نمونه ای که به دستگاه تزریق می کنیم عدد split را به دستگاه می دهیم .مثلا100،نمونه به همان مقدار تقسیم شده و یکی از آن قسمتها وارد دستگاه می شود.

گاهی نمونه خالص، خیلی غلیظ است و حتی با طریق split خط پایه خوبی ندارد. پس این نمونه ها را رقیق می کنیم (معمولا با متانل) مجبوریم ml 0.2-0.1 از نمونه را تزریق کنیم، چون حجم حلال زیاد و حجم نمونه کم است که در اینجا به مقدار زیاد حلال به دستگاه می رسد که ممکن است فشار زیادی به دستگاه وارد کند، بنابراین به اندازه R_t حلال به دستگاه delay (تاخیر) می دهیم تا فیلاماندستگاه پس از خروج حلال روشن شود، که متانل بعد از 2 دقیقه می آید، یعنی دستگاه 2 دقیقه طیف جرم نمی گیرد.

در Mass احتیاج داریم که مقادیر میکروگرم از نمونه را تحت شرایط خلا بخار نموده و از آن طیف بگیریم . پس نیاز به خلا داریم که توسط توربوپمپ Turbo pump خلا mmHg ^7-10 ایجاد می شود. دو طریق عمده برای یونیزاسیون نمونه داریم: 1- طریقه Electron Ionization الکترون یونیزاسیون (EI): که انرژی حدود ^ev 70 به جسم اعمال می شود. مقدار شکست ها خیلی زیاد است، پس اطلاعات راجع به ساختمان شیمیائی جسم بیشتر می شود. تنها اشکال آن ندیدن پیک یون ملکولی در برخی اوقات است.

2- روش chemical Ionization یونیزاسیون شیمیایی (C.I): از گاز متان، ایزوبوتان، آمونیاک برای شکستن جسم استفاده می کنیم که طریق نرمتری است ولی یون ملکولی را می بینیم.ما به روش EI کار می کنیم.

در شروع کار با دستگاه بایدتشکیل خلا را چک کنیم که به میزان قابل قبولی رسیده باشد به خاطر اینکه وجود آب پیک (18)، ازت (28)، اکسیژن (32) را ایجاد می کنند.با این حال معمولا وقتی طیف Mass می گیریم به آن برنامه می دهیم که از mass 40 به بالا را بگیرد.

لازم است که ماهی یکبار کالیبراسیون را برای دستگاه انجام می دهیم، یعنی از یک جسم استاندارد طیف Mass بگیریم و ببنیم آیا مطابقت دارد یا نه؟ استاندارد: پرفلوروتری بوتیل آمین که در داخل خود دستگاه در داخل یک شیشه کوچک تعبیه شده این جسم دارای پیک های شارپی در نواحی به خصوصی هست، اگر دستگاه بتواند این پیک ها را پیدا کند، در آن صورت اعلام می دارد که آیا دستگاه کالیبره هست یا نه.

مزیت دیگر این دستگاه: امکان جستجو در کتابخانه (Library) دستگاه هست، بعد از گرفتن طیف می توان در کتابخانه دستگاه رفته و search یا جستجو نمود. برای هر گروه از مواد، کتابخانه جداگانه ای وجود دارد. دستگاه 10 کاندید را پیشنهاد می کند.

فاکتور P (purity) درصد احتمال صحت کاندیداها را نشان می دهد که اگر بالاتر از 80% (اعداد بالاتر از 800)  باشد، قابل قیول است.

اگر فاکتور P از 800 به بالا بود، به معنی این است که جسم با احتمال بیش از 80%  همان کاندید است. فرض کنیم پیک جسمی از 3 فراکشن C,B,A تشکیل شده باشد. این دستگاه ضمن اینکه کروماتوگرام را به ما می دهد، طیف Mass را نیز به ما می دهد. یعنی از هر جزء (Fragment) طیف Mass گرفته می شود.

تنها محدودیت این دستگاه این است که چون سیستم وارد کننده نمونه به دستگاه GC, Mass است. پس در واقع تنها موادی را می توان با GC شناسائی نمود که فرار باشند یا از آنها بتوان مواد فرار (توسط مواد مشتق ساز مواد فرار) تهیه کرد. مواد مشتق ساز عبارتند از: مشتقات سیلیس (تری میتل سیلان) که با جسم ایجاد مشتقات فرار قابل تزریق به GC را می نمایند.

قسمتهای مختلف دستگاه:

1- مخزن هلیم: He با خلوص بسیار بالا

2- injector: فلوی گاز حامل را روی Psi 12 تنطیم می کنیم. در قسمت split flow . میزان رقیق شدن نمونه را تعیین می کنیم، یعنی نمونه با گاز حامل تقسیم به نسبت می شود و تنها به نسبت 1به عدد تقسیم وارد ستون می گردد. ممکن است قسمت GC با یک دتکتور FID به عنوان یک بخش مستقل استفاده شود.

3- ستون: از نوع کاپیلری   طول: 30m                      نوع DB-5

بعد از مدتی ستون کثیف می شود که باید آن را مجددا احیاء (رژنره) کنیم، برای این کار مدتی ستون را در دمای ° 215-200 قرار می دهیم تا اشغالها بسوزد. پس از چند بار با این روش هم دیگر نمی توان ستون را احیاء مجدد نمود، و باید cm 20 اول ستون را قطع نمود، چرا که اغلب اشغالها در cm 20 اول ستون هستند.

4- detector( دتکتور همان دستگاه Mass می باشد.

5- Recorder

6- برای قسمت Mass احتیاج به پمپ برای ایجاد خلا داریم

برای کار با دستگاه : ابتدا وارد بخش Instrumental control می شویم که در اینجا میزان آب و هوا را مشاهده می کنیم. سپس calibration Mass انجام می شود که پیکهای استاندارد پیدا شده و منحنی استاندارد رسم می شود. اگر در هر بخش اشکالی ایجاد شود، در بخش Diagnostics اشکال را پیدا می کنیم.

سپس در بخش analysis موارد زیر تعیین می شود:

نام فایل مشخص می شود. 1- Data file

پارامترهایی مثل: دما، زمان و... مشخص می شود 2-GC Method

مشخصات فوق می تواند توسط فرد تعیین شود (با Edit) و یا پیش فرضهای دستگاه پذیرفته شود با فشار دادن کلید C، می توان کروماتوگرام ترکیب را بدست آورد و با کلید F₁ از هر محل دلخواه کروماتوگرام به طیف Mass را بدست آورد.

همچنین در بخش Chrome analysis می توان کروماتوگرام ماده را مشاهده کرد، بخشی از آن را بزرگ کرد و از هر قسمت دلخواه طیف Massرا بدست آورد.

پس از رسم طیف Mass با فشار دادن کلید L وارد کتابخانه (Library) دستگاه می شویم که
می توان در این بخش ترکیب را در کتابخانه موردنظر (مثلا  Libraryترپنوئیدها، و ...) جستجو Search نمود. همانطور که گفته شد فقط انتخابهایی که purity بالاتر از 800  قابل قبول می باشد. در نهایت خاموش کردن دستگاه را می توان بصورت دستی (manual) انجام داد یا از قسمت shut down استفاده نمود که انجام مراحل خاموش کردن دستگاه، چند ساعت طول
می کشد********

اساس کار با دستگاه

به ازای تعداد فراکسیونهای موجود در اساس در کروماتوگرام پیک ظاهر می شود. در کروماتوگرام محور Xها مشخص کننده R_t و محور yها تعیین کننده شدت پیک هاست، طوری که با اندازه گیری AUC می توانیم تعیین مقدار کنیم و نیز با R_t شناسایی کیفی انجام می دهیم.

تفاوت این دستگاه با GC اینست که در اینجا از هر فراکسیون در دستگاه Mass طیف جرم گرفته می شود. در این طیف های جرم پیک ها تک شاخه ایست. فراوانی Base peak ، 100% است و بلندترین پیک انتهایی پیک یون مولکولی می باشد. بعد از انتخاب پیک مربوط به هر فراکسیون در طیف کروماتوگرام تعیین (scan number)، دستگاه طیف جرم مربوط به آن را رسم کرده سپس طیف جرم را به کتابخانه دستگاه برده و برحسب درصد انطباق برای هر طیف 10 تا کاندیدا می دهد.

در این دستگاه GC و Mass از هم جدا نمی شود و طرز وارد کردن نمونه به دستگاه Mass  از طریق GC می باشد، بنابراین در این دستگاه، فقط از نمونه هایی می توانیم طیف جرم تهیه کنیم که بتوانیم به GC تزریق نمائیم. پس به طور عمده این دستگاه برای شناسایی و تعیین مقدار فراکسیونهای اسانس هاست که مواد فرار هستند.

ستون دستگاه GC از نوع لوله موئینه است زیرا باید حجم نمونه کم باشد تا طیف جرمی خوبی به دست آید. برای کاهش حجم نمونه چند کار انجام می شود: یک راه رقیق کردن اسانس با حلال (معمولا متانول) است و یا می توان به جای تزریق، فقط سرسوزن را به اسانس آغشته نمود. اما بازهم گاه مشاهده می شود که تنها با رقیق کردن، پیک ها از صفحه بیرون می زند. به همین منظور در دستگاه سیستم Split  طراحی شده که این سیستم آنچه را که از طریق injector وارد دستگاه می شود، تقسیم می کند و یک قسمت را وارد ستون کرده و بقیه را از پشت دستگاه خارج می کند که براساس میزان فلویی که ما برای دستگاه مشخص می کنیم این تقسیم صورت می گیرد که حداکثر آن معمولا 300/1 است.

برای شروع کار با دستگاه روش کار با دستگاه، باید مطمئن شویم که در دستگاه خلا برقرار شده زیرا باید طیف جرم را در خلا بگیریم. سپس باید دستگاه را کالیبره کنیم. به این منظور از ماده پرفلوئورو تری بوتیل آمین استفاده می کنیم.

دستگاه این ماده را با FC-43 می شناسد. این ترکیب دارای 6 پیک مشخص است و اگر این پیک ها سرجایشان بودند یعنی دستگاه درست کار می کند. این ماده را ما به دستگاه تزریق نمی کنیم، بلکه به دستگاه برنامه ای می دهیم تا براساس این ماده کالیبره شود، یعنی قبل از شروع هر کاری وقتی مطمئن شدیم خلا برقرار شده یک برنامه به دستگاه می دهیم تا از استاندارد استفاده کند.

در مرحله بعد باید متدهای GC و Mass را مشخص کنیم.

متدی که برای GC انتخاب می کنیم ESS است. این متد ترکیبی ازمتد ایزوترمال به مدت min 10 و بعد پروگرامیک  است که در آن دمای شروع و اتمام کار مشخص است. در متدی که برای Mass انتخاب می کنیم Mass range مشخص می شود که معمولا این محدود را از 40 تا 300 می گیریم. زیرا در محدوده کمتر از 40 پیک نداریم و نیز در این جا مزاحمت هایی هم وجود دارد. در متد Mass یک مدت زمان تاخیر (delay time) هم در نظر می گیریم، در این مدت فقط حلال (متانول) از دستگاه خارج می شود و طیف جرم آنرا نمی گیریم بنابراین در دو دقیقه اول پیکی رسم نمی شود. علت این کار اینست که تعداد مولکول های متانول نسبت به جرم ماده نمونه زیاد است که اگر طیف جرم آن را بگیریم فشار زیادی به دستگاه می آید.

در متد Mass روش گرفتن طیف جرم (Ionization mode) را هم مشخص می کنیم. به طور کلی دو روش وجود دارد EI(Electron Ionization) و CI(Chemical Ionization) که ما در این جا از روش EI استفاده می کنیم.شکسته شدن به روش EI شدیدتر از CI است و در این روش طیف های بیشتری مشاهده می شود زیرا شکست ها بیشتر است و ممکن است یون مولکولی مشاهده نشود.

ستون دستگاه با اسم تجارتی DB-5، دارای پلاریته متوسط بوده و در آن از گاز هلیوم به عنوان حامل استفاده می شود. (در اینجا از گاز ازت برای شکستن خلا استفاده می کنیم). اگر ببنیم کیفیت ستون کاهش یافته (به علت چسبیدن ماده به آن کارایی کم شده باشد) 10-20 سانتی متر اول ستون را قطع می کنیم. ستون از یک طرف به سیستم تزریق و از طرف دیگر به دتکتور وصل است. می توان تا 300 فلواسپلیت داشته باشیم. آنچه به ستون تزریق می شود با گاز حامل مخلوط شده و بعد تقسیم می شود.

در قسمت Instrumental control باید چک کنیم که در قسمت خلا آب و هوا نباشد بعد وارد قسمت آنالیز شده و متدهای مورد نظر را به دستگاه download می کنیم. سپس باید منتظر بمانیم تا دستگاه GC  گرم و آماده شود. وقتی چراغ GC روشن شد آماده تزریق خواهد بود. در اینجا مدت تزریق 70 دقیقه طول می کشد. هر چه طیف جرم را با غلظت کمتر بگیریم. طیف بهتری خواهیم داشت مثلا اگر فراکسیون A در بین دقیقه های 3تا5 بیرون آمده در هر ثاینه آن یک طیف جرم گرفته می شود و معمولا طیف جرم از راس پیک با ابتدا و انتهای پیک متفاوت است زیرا در قسمت راس غلظت فراکسیونها بیشتر است. غلظت بیشتر باعث شلوغ شدن طیف جرم می شود. بنابراین از طیف های جرم پای پیک یعنی با scan number پائین تر برای بردن به کتابخانه استفاده می کنیم.

در دستگاه کتابخانه های مختلفی برای جستجو وجود دارد که کتابخانه ترپن ها بهترین کتابخانه برای جستجوی اسانس هاست. (البته کتابخانه های بزرگ دیگری هم وجود دارد).گاه نتایج بسیار متنوعی با جستجو در کتابخانه های مختلف مشاهده می شود. معیار قبول کردن کاندیداها فاکتور purity می باشد که حداکثر آن 1000 است و نشاندهنده انطباق 100% می باشد. معیار قبولی کاندیدا purity برابر 800 را انطباق 80% است. و معمولا سه کاندیدای اول اهمیت بیشتری دارند یادداشت می شوند.

منبع: وب شیمی www.WebShimi.ir

منگانومتری

منگانومتری :

منگانومتری به دسته ای از تیتراسیونهای اکسایش کاهش گفته می شود که در آنها واکنش اکسیداسیون با پتاسیم پرمنگنات انجام می شود یعنی در این روش از محلول استاندارد پتاسیم پرمنگنات استفاده می شود.

شرح آزمایش:

ابتدا بورت را با آب مقطر بشویید. سپس آن را با پتاسیم پر منگنات KMnO4  شست وشو دهید وپس ازشست وشو آن را تا صفر پر از پتاسیم پرمنگنات کنید. سپس حدود ١٠ میلی لیتر اگزالیک اسید را داخل ارلن ریخته و به آن ١٠ میلی لیتر سولفوریک اسید N4 اضافه کنید. ارلن را تا ٦٠ درجه سلسیوس حرارت بدهید. 

حال ارلن را زیر بورتی که به پایه وصل است قرار داده و در حالی که با دست چپ شیر بورت را باز می کنید تا قطره قطره پتاسیم پرمنگنات که رنگ ارغوانی پر رنگی را دارد درون ارلن بریزد، با دست راست ارلن را به صورت دورانی به حرکت در می آوریم  مشاهده کردیم که پس از چند میلی لیتر مصرف پتاسیم پرمنگنات رنگ صورتی در مایع بوجود آمد. دقت شود که هنگامی که ارلن  را می خواهید زیر بورت قرار دهید نباید زیاد گرم باشد .پس از مصرف ١٠ میلی لیتر رنگ صورتی پایداری در محلول بوجود آمد. 

حال می توانیم نرمالیته پرمنگنات پتاسیم را محاسبه کنیم :

 جرم سدیم اگزالات     [NA2C2O4] .134g

عدد اکسایش

مفهوم عدد اکسایش

اعداد اکسایش بارهایی (در مورد ترکیبات کووالانسی ، بارهایی فرضی) هستند که بر طبق قواعدی اختیاری به اتم‌های یک ترکیب نسبت داده می‌شوند. عدد اکسایش یونهای تک اتمی ‌، همانند بار آن یونهاست.

قوانین تعیین اعداد اکسایش

این قوانین باید ساده و روشن باشند و در صورت امکان نتایج مستدلی از نظر شیمیایی ارائه داده و ابهامی‌ نداشته باشند. این قواعد را که عموما پذیرفته شده‌اند، باید به همان ترتیبی که ارائه شده است، بکار برد. اعمال این قوانین برای تعیین اعداد اکسایش ترکیبات معدنی محکی از اظهارات فوق است. عدد اکسایش یونهای تک اتمی‌، همانند بار آن یونها است.

عدد اکسایش اتم‌های یک ترکیب کووالانسی را می‌‌توان با نسبت دادن الکترونهای هر پیوند به اتم الکترونگاتیوتر درگیر در پیوند بدست آورد. در مورد اتم‌های همانند که بین آنها یک پیوند غیرقطبی وجود دارد و الکترونهای پیوند به تساوی بین این اتمها تقسیم شده‌اند، عدد اکسایش صفر است.

قاعده/کاربرد	عدد اکسایش
جمع اعداد اکسایش همه اتمهای موجود در گونه‌ها برابر با بار کلی گونه مربوطه است.
برای اتمها در شکل عنصری	0
برای عناصرگروه I	1+
برای عناصرگروه II	2+
برای عناصرگروه III (به‌غیر از B	3+ برای M+3 و 1+ برای M+1
برای عناصرگروه IV (به‌غیر از C و Si	4+ برای M+4 و 2+ برای M+2
برای هیدروژن	1+ در ترکیب با غیرفلزات و 1- در ترکیب با فلزات
برای فلوئور	1- در همه ترکیبات
برای Cl , Br , I	1- مگر در ترکیب با اکسیژن
برای اکسیژن	2- مگر در ترکیب با F ، 1- در پروکسیدها (O-22) ، 2/1- در سوپروکسیدها (O-2) ،3/1- در اوزونیدها (O-3)

در مواجهه با مولکول آلی و مثالهایی از جمله زنجیری شدن ، آب‌زدایی ، اکسایش و شروع با این قواعد را تشریح می‌کنند. آنچه باعث نگرانی می‌شود، عبارت است از:

·      زنجیری شدن، به عنوان یک واکنش اکسایش ـ کاهش ظاهر می‌‌شود.

·      عدد اکسایش اتم های کربن در هیدروکربنها 5 واحد اختلاف دارد، از 4- در تا صفر در

·      عدد اکسایش اتم کربن ، هنگامی ‌که از به می‌‌رویم، 8 واحد تغییر می‌‌کند.

·      عدد اکسایش اتم کربن موجود در متانول 2- ، در همه انواع الکلهای نوع اول 1- ، در الکل نوع دوم  0، و در الکل نوع سوم 1+ است.

·      آب‌دهی و آب‌زدایی هیدروکربنها مفهوم یکسانی از واکنش‌های اکسایش ـ کاهش هستند، همانند تشکیل الکل یا هالید.

·      عدد اکسایش هیدروژن در پیوند با اکسیژن و با اتم کربن یکسان است

جدول شناساگرهای رایج اسید-باز

شناساگر	محدوده pH	مقدار در هر 10 سی سی	رنگ محیط اسیدی	رنگ محیط بازی
Thymol Blue	1.2-2.8	1-2 drops 0.1% soln. in aq.	قرمز	زرد
Pentamethoxy red	1.2-2.3	1 drop 0.1% soln. in 70% alc.	قرمز-بنفش	بیرنگ
Tropeolin OO	1.3-3.2	1 drop 1% aq. soln.	قرمز	زرد
2,4-Dinitrophenol	2.4-4.0	1-2 drops 0.1% soln. in 50% alc.	بیرنگ	زرد
Methyl yellow	2.9-4.0	1 drop 0.1% soln. in 90% alc.	قرمز	زرد
Methyl orange	3.1-4.4	1 drop 0.1% aq. soln.	قرمز	نارنجی
Bromphenol blue	3.0-4.6	1 drop 0.1% aq. soln.	زرد	آبی-بنفش
Tetrabromphenol blue	3.0-4.6	1 drop 0.1% aq. soln.	زرد	آبی
Alizarin sodium sulfonate	3.7-5.2	1 drop 0.1% aq. soln.	زرد	بنفش
α-Naphthyl red	3.7-5.0	1 drop 0.1% soln. in 70% alc.	قرمز	زرد
p-Ethoxychrysoidine	3.5-5.5	1 drop 0.1% aq. soln.	قرمز	زرد
Bromcresol green	4.0-5.6	1 drop 0.1% aq. soln.	زرد	آبی
Methyl red	4.4-6.2	1 drop 0.1% aq. soln.	قرمز	زرد
Bromcresol purple	5.2-6.8	1 drop 0.1% aq. soln.	زرد	ارغوانی
Chlorphenol red	5.4-6.8	1 drop 0.1% aq. soln.	زرد	قرمز
Bromphenol blue	6.2-7.6	1 drop 0.1% aq. soln.	زرد	آبی
p-Nitrophenol	5.0-7.0	1-5 drops 0.1% aq. soln.	بیرنگ	زرد
Azolitmin	5.0-8.0	5 drops 0.5% aq. soln.	قرمز	آبی
Phenol red	6.4-8.0	1 drop 0.1% aq. soln.	زرد	قرمز
Neutral red	6.8-8.0	1 drop 0.1% soln. in 70% alc.	قرمز	زرد
Rosolic acid	6.8-8.0	1 drop 0.1% soln. in 90% alc.	زرد	قرمز
Cresol red	7.2-8.8	1 drop 0.1% aq. soln.	زرد	قرمز
α-Naphtholphthalein	7.3-8.7	1-5 drops 0.1% soln. in 70% alc.	گلی	سبز
Tropeolin OOO	7.6-8.9	1 drop 0.1% aq. soln.	زرد	گلی-قرمز
Thymol blue	8.0-9.6	1-5 drops 0.1% aq. soln.	زرد	آبی
Phenolphthalein	8.0-10.0	1-5 drops 0.1% soln. in 70% alc.	بیرنگ	قرمز
α-Naphtholbenzein	9.0-11.0	1-5 drops 0.1% soln. in 90% alc.	زرد	آبی
Thymolphthalein	9.4-10.6	1 drop 0.1% soln. in 90% alc.	بیرنگ	آبی
Nile blue	10.1-11.1	1 drop 0.1% aq. soln.	آبی	قرمز
Alizarin yellow	10.0-12.0	1 drop 0.1% aq. soln.	زرد	یاسی
Salicyl yellow	10.0-12.0	1-5 drops 0.1% soln. in 90% alc.	زرد	نارنجی-قهوه ای
Nitramine	11.0-13.0	1-2 drops 0.1% soln in 70% alc.	بیرنگ	نارنجی- قهوه ای
Poirrier’s blue	11.0-13.0	1 drop 0.1% aq. soln.	آبی	بنفش-صورتی
Trinitrobenzoic acid	12.0-13.4	1 drop 0.1% aq. soln.	بیرنگ	نارنجی-قرمز

معرف برموفنول آبی

Bromophenol blue
IUPAC name 4,4'-(1,1-dioxido-3H-2,1-benzoxathiole-3,3-diyl)bis(2,6-dibromophenol)
Properties
Molecular formula	C19H10Br4O5S
Molar mass	669.96 g mol−1