Chemiczne metody analizy ilościowej (laboratorium)

Transkrypt

1 heizne etody analizy ilośiowej (laboratoriu) Jodoetria 14. Przygotowanie i nastawianie iana roztworu tiosiarzanu sodu o stężeniu 0,1 ol/l K r Na 7 = na odważki Na Tiosiarzan sodu NaS 5 ożna otrzyać w stanie bardzo zysty, jednak zawartość wody krystalizayjnej w ząsteze oże ulegać ziano. Nie ożna wię przygotować roztworu ianowanego z odważki tiosiarzanu. Sporządza się roztwór o stężeniu przybliżony, którego iano ustala się następnie na odpowiednią substanję podstawową (, K, KBr, K r7 ). W elu przygotowania 1 litra roztworu tiosiarzanu sodu o stężeniu około 0,1 ol/l należy odważyć (na wadze tehniznej) około 5 g krystaliznego NaS 5 (lub około 1 g soli bezwodnej) i rozpuśić w 1 litrze wody destylowanej. Trwałość roztworu ożna zwiększyć dodają do niego 0,1 g węglanu sodu. Miano ustala się po kilku dniah od przygotowania roztworu. W naszy laboratoriu iano roztworu tiosiarzanu sodu nastawia się na odważki zystego dihroianu(v) potasu. Sposób wykonania Do trzeh kolb stożkowyh o pojenośi 50 l odważyć na wadze analityznej (z dokładnośią do 0,1 g) trzy odważki zystego K r rzędu 0,15-0,0 g. Do każdej 7 kolby dodać około 50 l wody, g jodku potasu oraz 10 l roztworu l o stężeniu ol/l. Roztwór w kolbah zaieszać, przykryć szkiełkie zegarkowy i odstawić w iene iejse na około 5 inut. Następnie odiarezkować wydzielony jod roztwore tiosiarzanu, dodają pod konie iarezkowania około l roztworu skrobi. Zabarwienie roztworu zienia się pod konie iarezkowania z niebieskiego na jasnozielone.

2 W środowisku kwaśny jony dihroianowe reagują z jonai jodkowyi: r r 14 wydzielają równoważną ilość jodu, który następnie odiarezkowuje się roztwore tiosiarzanu sodu: Z reakji dihroianu sodu z jonai jodkowyi wynika, że n r n 7 = ; z kolei 1 1 z reakji jodu z tiosiarzane: n n = S 1. Na podstawie obu reakji ożna wię zapisać równanie, z którego ożna oblizyć stężenie nastawianego roztworu Na S : gdzie K r7 1 K r M NaS - asa odważki K r [g] 7 7 K r = 7 1 = M Na K r7 K r7 v v Na NaS NaS - stężenie nastawianego roztworu Na S [ol/l] v NaS - objętość roztworu tiosiarzanu sodu zużyta na ziarezkowanie K r7 [l] M = 94,4 g/ol Kr7 Na podstawie wyników iarezkowania trzeh różnyh odważek K r7 otrzyuje się trzy wartośi stężenia roztworu Na S. Jeśli błąd względny poiędzy kolejnyi wynikai nie przekraza 0,5 %, należy oblizyć średnią arytetyzną ze wszystkih trzeh wyników, otrzyują w ten sposób ostatezne stężenie nastawianego roztworu. Jeśli jeden z wyników różni się znaząo od pozostałyh, należy go odrzuić i średnie stężenie tiosiarzanu oblizyć na podstawie dwóh pozostałyh. Jeśli wszystkie wyniki różnią się znaznie od siebie (błąd względny poiędzy wynikai jest większy niż 0,5 %), należy przygotować następne odważki i iarezkować nastawiany roztwore Na S aż do osiągnięia zadowalająyh rezultatów.

3 dzynnik Na S (stały) Na S (roztwór 0,1 ol/l) K r 7 (stały) K (stały) l (roztwór 4 ol/l) Rodzaj zagrożenia Zgodnie z rozporządzenie (WE) 17/008 związek nie jest substanją niebezpiezną. Zgodnie z rozporządzenie (WE) 17/008 związek nie jest substanją niebezpiezną. Może intensyfikować pożar; utleniaz. Działa toksyznie po połknięiu. Działa szkodliwie w kontakie ze skórą. Powoduje poważne oparzenia skóry oraz uszkodzenia ozu. Może powodować reakję alergizną skóry. Wdyhanie grozi śierią. Może powodować objawy alergii lub asty lub trudnośi w oddyhaniu w następstwie wdyhania. Może powodować wady genetyzne. Może powodować raka. Może działać szkodliwie na płodność. Może działać szkodliwie na dzieko w łonie atki. Powoduje uszkodzenie narządów poprzez długotrwałe lub powtarzane narażenie. Działa bardzo toksyznie na organizy wodne, powodują długotrwałe skutki. Działa szkodliwie po połknięiu. Działa drażniąo na skórę. Działa drażniąo na ozy. Powoduje poważne oparzenia skóry oraz uszkodzenia ozu. Może powodować podrażnienie dróg oddehowyh.

4 15. znazanie iedzi () Jodoetryzne oznazanie iedzi() jest przykłade iarezkowania pośredniego. Zaiast iedzi iarezkuje się jod wydzielony w ilośi równoważnej ilośi iedzi w badanej próbe. Sole dwuwartośiowej iedzi w roztworah obojętnyh lub słabo kwaśnyh utleniają jony jodkowe do wolnego jodu: u u + W wyniku reakji wydziela się wolny jod i tworzy się osad jodku iedzi(). Dzięki tworzeniu się osadu u ożliwy jest przebieg powyższej reakji w prawo (patrz rozdział o wpływie wytrąania osadów na potenjał redoks układu). + lość wydzielonego jodu jest równoważna ilośi jonów u : n u = n 1 Wydzielony jod odiarezkowuje się tiosiarzane sodu: + lość tiosiarzanu jest równoważna ilośi jodu: 4 + n = n S 1 Z powyższyh równań wynika, że n u = n s tiosiarzanu. Zawartość iedzi w analizowanej próbe obliza się wię z ilośi zużytego Reakja jodoetryznego oznazania iedzi () przebiega szybiej w środowisku kwaśny. ptyalne p roztworu wynosi,7. Zbytnie zakwaszanie jest niekorzystne, gdyż zwiększa niebezpiezeństwo utlenienia jonów jodkowyh tlene z powietrza (jony iarezkowanie stosunkowo szybko. + u katalizują tę reakję). Z tego też powodu należy przeprowadzać Do zakwaszenia roztworu stosuje się kwas siarkowy. Nie należy stosować kwasu solnego, gdyż wiąże on jony + u w połązenia kopleksowe. Kwas azotowy jest również niedogodny, ze względu na zawarte w ni ewentualnie tlenki azotu. Jony hlorkowe i azotanowe (jeżeli są obene) należy usunąć przez odparowanie roztworu ze stężony kwase siarkowy aż do pojawienia się białyh dyów S. Aby analizowana reakja zaszła ilośiowo, należy stosować duży nadiar jodku potasu (przewyższająy około 50-krotnie ilość wynikająą ze stehioetrii reakji). Można tego uniknąć prowadzą iarezkowanie w obenośi tioyjanianu potasu. Tworząy się osad u zostaje w tyh warunkah przeprowadzony w trudniej rozpuszzalny usn :

5 u + SN usn + Uwalniane w tej reakji jony jodkowe ogą reagować z następnyi porjai jonów iedzi. Wykonanie oznazenia Roztwór zadania kontrolnego rozieńzyć wodą destylowaną w kolbie iarowej do objętośi 100 l i dobrze wyieszać. Do trzeh kolbek stożkowyh odpipetować po 0 (lub 5) l roztworu, dodać 4-8 l roztworu S 4 o stężeniu 1 ol/l oraz około 1,5 - g stałego K (lub 5 l jego około 0 % roztworu). Na S Po dokładny wyieszaniu iarezkować wydzielony jod ianowany roztwore. Pod konie iarezkowania (kiedy w roztworze jest już niewiele jodu i roztwór staje się wyraźnie jaśniejszy) dodać - 4 l skrobi. Miarezkowanie zakońzyć w hwili, gdy zniknie niebieska barwa związku skrobi z jode i powstanie białoróżowy osad. Jeżeli iarezkowanie prowadzi się w obenośi tioyjanianu potasu, do roztworu po zakwaszeniu dodaje się 1-15 l 10% roztworu KSN i l 10 % roztworu K. Dalej postępuje się zgodnie z podany przepise. gdzie Zawartość iedzi ( u ) w zadaniu kontrolny oblizyć ze wzoru: u = Na vna M u w [g] NaS - stężenie ianowanego roztworu Na S [ol/l] v NaS - średnia (z trzeh iarezkowanyh próbek) objętość Na S [l] M u =,54 g/ol w - współierność kolby z pipetą dzynnik Na S (roztwór 0,1 ol/l) K (stały) S 4 (roztwór 4 ol/l) u(n ) (roztwór 0,1 0,5 ol/l) Rodzaj zagrożenia Zgodnie z rozporządzenie (WE) 17/008 związek nie jest substanją niebezpiezną. Działa szkodliwie po połknięiu. Działa drażniąo na skórę. Działa drażniąo na ozy. Powoduje poważne oparzenia skóry oraz uszkodzenia ozu. Może intensyfikować pożar; utleniaz. Działa szkodliwie po połknięiu. Działa drażniąo na skórę. Działa drażniąo na ozy. Działa bardzo toksyznie na organizy wodne, powodują długotrwałe skutki.

6 0,05 1. Przygotowanie i nastawianie roztworu jodu o stężeniu = 0,1 ol/l 1/ ( = ) na ianowany roztwór tiosiarzanu sodu ol/l Roztwór jodu przygotowuje się przez rozpuszzenie krystaliznego jodu w wodny roztworze jodku potasu (rozpuszzalność jodu w zystej wodzie jest bardzo ogranizona). Jeśli roztwór jodu przygotowuje się z jodu dwukrotnie subliowanego, to ożna uzyskać roztwór ianowany przez rozpuszzenie dokładnej odważki preparatu subliowanego i dopełnienie wodą w kolbie iarowej. Jeśli roztwór przygotowuje się z jodu niesubliowanego, należy przygotować roztwór o stężeniu przybliżony i następnie ustalić jego iano. W elu otrzyania 1 litra roztworu jodu o stężeniu około = 0,05 ol/l należy rozpuśić w zlewe 0 g jodku potasowego w 5 l wody. Następnie odważyć,4 g jodu krystaliznego (na wadze tehniznej) i dodać do przygotowanego roztworu jodku potasowego, jednoześnie ieszają roztwór. Po ustaleniu się teperatury dopełnić wodą do litra. Tak przygotowany roztwór jodu należy przehowywać w butele z ienego szkła. Miano roztworu jodu nastawia się najzęśiej na odważki As lub na ianowany roztwór Na S. Na W naszy laboratoriu nastawia się iano roztworu jodu na ianowany roztwór. Jest to etoda prosta i szybka: iarezkuje się dokładnie odierzoną objętość roztworu jodu ianowany roztwore tiosiarzanu sodu wobe skrobi jako wskaźnika. Sposób wykonania Do trzeh kolb stożkowyh o pojenośi 50 l odierzyć pipetą po 0 l (lub 5 l) roztworu jodu, którego iano ustala się. Miarezkować jod ianowany roztwore tiosiarzanu sodu. Przed końe iarezkowania (kiedy w roztworze jest już niewiele jodu i roztwór staje się wyraźnie jaśniejszy) dodać około l roztworu skrobi i iarezkować do odbarwienia się roztworu. Reakja tiosiarzanu z jode przebiega według równania: Z reakji tej wynika, że n n NaS = i 1 Na v Na = v 1

7 zyli gdzie 1 = Na v v Na - stężenie nastawianego roztworu jodu [ol/l] v - objętość roztworu jodu (0 lub 5 l) odierzona pipetą [l] - stężenie ianowanego roztworu tiosiarzanu sodu [ol/l] NaS v - objętość (średnia z trzeh iarezkowanyh próbek) ianowanego roztworu NaS tiosiarzanu sodu [l] dzynnik Na S (roztwór 0,1 ol/l) (stały) (roztwór 0,1 ol/l) Rodzaj zagrożenia Zgodnie z rozporządzenie (WE) 17/008 związek nie jest substanją niebezpiezną. Działa szkodliwie w kontakie ze skórą. Działa szkodliwie w następstwie wdyhania. Działa bardzo toksyznie na organizy wodne. Zgodnie z rozporządzenie (WE) 17/008 związek nie jest substanją niebezpiezną.

8 17. znazanie kwasu askorbinowego (witainy ) Kwas askorbinowy 8 a właśiwośi redukująe i utlenia się do kwasu dehydroaskorbinowego: e kwas askorbinowy kwas dehydroaskorbinowy Utlenianie kwasu askorbinowego oże zahodzić pod wpływe jodu: Potenjał redoks układu: kwas dehydroaskorbinowy kwas askorbinowy (przy p = 7) wynosi 0,19 V i jest niższy od potenjału układu / (0,5 V). Można wię oznazyć zawartość kwasu askorbinowego iarezkują bezpośrednio badaną próbkę ianowany roztwore jodu wobe skrobi jako wskaźnika. Uwaga: Mianowany roztwór kwasu askorbinowego oże też służyć jako titrant do oznazania niektóryh utleniazy,.in. jodu, jodanów(v), broianów(v), azotanów(v), anganianów(v), jak również wielu związków organiznyh. Miarezkowanie ianowany roztwore kwasu askorbinowego jest działe reduktoetrii i nosi nazwę askorbinoetrii. Niedogodnośią tej etody jest niezbyt duża trwałość ianowanyh roztworów kwasu askorbinowego.

9 Wykonanie oznazenia Roztwór zadania kontrolnego zawierająy kwas askorbinowy rozieńzyć w kolbie iarowej do objętośi 100 l i dokładnie wyieszać. Do trzeh kolb stożkowyh odpipetować po 0 (lub 5) l roztworu. Następnie dodać 5 l - olowego roztworu S i podgrzać próbki do o. Dodać - l skrobi i iarezkować ianowany roztwore jodu do pojawienia się niebieskiego zabarwienia roztworu nie znikająego podzas ieszania. Zawartość kwasu askorbinowego w badanej próbe obliza się następująo: Podzas iarezkowania próbki kwasu askorbinowego roztwore jodu zahodzi reakja: bie połówkowe reakje przebiegają z udziałe elektronów, ożna wię zapisać równanie: zyli: n As n = lub n As = n 1 1 M As As = v stateznie wię zawartość kwasu askorbinowego ( As obliza się ze wzoru: gdzie As = v M As w [g] - stężenie ianowanego roztworu jodu [ol/l] v - średnia (z trzeh iarezkowanyh próbek) objętość roztworu jodu [l] M As = 17,1 g/ol w - współierność kolby z pipetą ) w zadaniu kontrolny dzynnik (roztwór 0,1 ol/l) S 4 (roztwór 4 ol/l) kwas askorbinowy (roztwór 0,1 0,5 ol/l) Rodzaj zagrożenia Zgodnie z rozporządzenie (WE) 17/008 związek nie jest substanją niebezpiezną. Powoduje poważne oparzenia skóry oraz uszkodzenia ozu. Zgodnie z rozporządzenie (WE) 17/008 związek nie jest substanją niebezpiezną.

10 18. znazanie aldehydu rówkowego (iarezkowanie nadiaru jodu) Aldehyd rówkowy (foraldehyd) utlenia się ilośiowo jode w środowisku alkalizny do kwasu rówkowego. W środowisku alkalizny powstają z jodu nietrwałe jony Jony + : + + są rzezywisty zynnikie utleniająy aldehyd rówkowy (pod warunkie, że reakja utleniania zahodzi szybiej niż ewentualna reakja dysproporjonowania jonów do jodków i jodanów(v)): + + Suaryznie proes utleniania aldehydu jode w środowisku alkalizny ożna zapisać w postai równania: Utlenianie aldehydu zahodzi z udziałe elektronów, redukja jodu zahodzi również z udziałe elektronów, ożna wię zapisać: n n = lub n = n 1 1 W elu oznazenia aldehydu rówkowego badany roztwór alkalizuje się i dodaje znaną ilość ianowanego roztworu jodu w nadiarze. Nie zużyty w reakji utleniania aldehydu jod odiarezkowuje się (po zakwaszeniu roztworu) ianowany roztwore tiosiarzanu sodu: + S + Na podstawie powyższej reakji ożna zapisać równanie: n n = S 1 ały dodany jod jest zużywany na utlenienie aldehydu i na reakję z tiosiarzane. lość aldehydu ożna wię oblizyć jako różnię iędzy ałkowitą ilośią dodanego jodu i zęśią odiarezkowaną tiosiarzane: zyli M n 1 = n n S = v 1 NaS 4 v NaS pisaną etodę stosuje się najzęśiej do oznazania zawartośi aldehydu rówkowego w foralinie (0-40 % -owy wodny roztwór ).

11 Wykonanie oznazenia Zadanie kontrolne dopełnić w kolbie wodą destylowaną do kreski iarowej i dokładnie wyieszać. Do trzeh kolb stożkowyh odpipetować po 0 (lub 5) l roztworu, rozieńzyć wodą destylowaną do objętośi około 100 l i zalkalizować dodają 10 l roztworu Na o stężeniu ol/l. Mieszają roztwór dodawać następnie powoli 50 l ianowanego roztworu jodu (roztwór ianowany należy dodawać z biurety albo za pooą pipety jednoiarowej o pojenośi 50 l). Przykryć kolbę szkiełkie zegarkowy i odstawić w iene iejse na 15 inut. Następnie zakwasić roztwór dodają 10 l roztworu S 4 o stężeniu ol/l, przykryć kolbę i odzekać jeszze inutę, po zy odiarezkować wydzielony jod ianowany roztwore tiosiarzanu sodu, dodają pod konie iarezkowania (roztwór jaśnieje w iarę ubywania jodu) około l roztworu skrobi. Miarezkowanie należy zakońzyć, kiedy zniknie niebieskie zabarwienie roztworu. gdzie Zawartość aldehydu rówkowego ( ) w zadaniu kontrolny oblizyć ze wzoru: 1 = ( v Na vna ) M 1 - stężenie ianowanego roztworu jodu [ol/l] v - objętość (odierzona dokładnie z biurety) roztworu jodu [l] - stężenie ianowanego roztworu tiosiarzanu sodu [ol/l] NaS NaS v - średnia (z trzeh iarezkowań) objętość roztworu tiosiarzanu sodu [l] M = 0,0 g/ol w - współierność kolby z pipetą w dzynnik Na S (roztwór 0,1 ol/l) (roztwór 0,1 ol/l) aldehyd rówkowy (foralina) (roztwór 0,1 0,5 ol/l) Na (roztwór ol/l) S 4 (roztwór 4 ol/l) Rodzaj zagrożenia Zgodnie z rozporządzenie (WE) 17/008 związek nie jest substanją niebezpiezną. Zgodnie z rozporządzenie (WE) 17/008 związek nie jest substanją niebezpiezną. Działa toksyznie po połknięiu. Działa toksyznie w kontakie ze skórą. Może powodować reakję alergizną skóry. Działa toksyznie w następstwie wdyhania. Podejrzewa się, że powoduje raka. Powoduje poważne oparzenia skóry oraz uszkodzenia ozu. Powoduje poważne oparzenia skóry oraz uszkodzenia ozu.

12