REDOKSYMETRIA. Jodometria. Przygotowanie i nastawianie miana roztworu tiosiarczanu sodu o stężeniu

Transkrypt

1 REDOKSYMETRIA Jodoetria Przygotowanie i nastawianie iana roztworu tiosiarzanu sodu o stężeniu 0,05ol/l na odważki K ro7 Na S O Tiosiarzan sodu NaS O 5H O 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, KIO, KBrO K r. I, O7 W elu przygotowania 0,5 litra roztworu tiosiarzanu sodu o stężeniu około 0,05 ol/l należy odważyć (na wadze tehniznej) około 6, g krystaliznego Na S O H O 5 i rozpuśić w 0,5 litra wody destylowanej. Trwałość roztworu ożna zwiększyć dodają do niego 0,5 l hloroforu. Miano ustala się po kilku dniah od przygotowania roztworu. W naszy laboratoriu iano roztworu tiosiarzanu sodu nastawia się na odważki zystego dihroianu(vi) 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 0,075 - O7 0,100 g. Do każdej kolby dodać około 50 l wody, 1 g jodku potasu oraz 5 l roztworu Hl 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 -4 l roztworu skrobi. Zabarwienie roztworu zienia się pod konie iarezkowania z niebieskiego na jasnozielone. 1

2 W środowisku kwaśny jony dihroianowe reagują z jonai jodkowyi: r O 6I 14H 7 r I 7H O wydzielają równoważną ilość jodu, który następnie odiarezkowuje się roztwore tiosiarzanu sodu: S O I S O 4 6 I n ro7 Z reakji dihroianu sodu z jonai jodkowyi wynika, że n1 I ; z kolei 1 6 z reakji jodu z tiosiarzane: n n1 I. SO Na podstawie obu reakji ożna wię zapisać równanie, z którego ożna oblizyć stężenie nastawianego roztworu Na S : gdzie KrO7 1 6 O KrO7 M NaSO KrO7 - asa odważki K r [g] Na SO O7 1 6 M NaSO K ro7 K ro7 NaSO NaSO - stężenie nastawianego roztworu Na S [ol/l] Na SO O - objętość roztworu tiosiarzanu sodu zużyta na ziarezkowanie K r [l] M K ro7 = 94,4 g/ol O7 Na podstawie wyników iarezkowania trzeh różnyh odważek K ro7 otrzyuje się trzy wartośi stężenia roztworu Na S O. 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 rezultatów. Na S O aż do osiągnięia zadowalająyh

3 REDOKSYMETRIA Jodoetria Przygotowanie i nastawianie roztworu jodu o stężeniu 1/ I 0,05 ol/l na ianowany roztwór tiosiarzanu sodu 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. 1/ I W elu otrzyania 0,5 litra roztworu jodu o stężeniu około 0,05 ol/l należy rozpuśić w zlewe 10 g jodku potasowego w l wody. Następnie odważyć, g jodu krystaliznego (na wadze tehniznej) i dodać do przygotowanego roztworu jodku potasowego, jednoześnie ieszają roztwór. Po ustaleniu się teperatury dopełnić wodą do 0,5 litra. Tak przygotowany roztwór jodu należy przehowywać w butele z ienego szkła. Miano roztworu jodu nastawia się najzęśiej na odważki ianowany roztwór Na S. roztwór O As O lub na W naszy laboratoriu nastawia się iano roztworu jodu na ianowany Na S O. Jest to etoda prosta i szybka: iarezkuje się dokładnie odierzoną objętość roztworu jodu ianowany roztwore tiosiarzanu sodu wobe skrobi jako wskaźnika.

4 Sposób wykonania Do trzeh kolb stożkowyh o pojenośi 50 l odierzyć pipetą po 0 (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 -4 l roztworu skrobi i iarezkować do odbarwienia się roztworu. Reakja tiosiarzanu z jode przebiega według równania: S O I S O 4 6 I Z reakji tej wynika, że nna i SO n 1 / I NaSO NaSO 1/ I I zyli 1/ I Na S O I Na S O gdzie - stężenie nastawianego roztworu jodu [ol/l] 1 / I I - objętość roztworu jodu (0 lub 5 l) odierzona pipetą [l] - stężenie ianowanego roztworu tiosiarzanu sodu [ol/l] Na SO - objętość (średnia z trzeh iarezkowanyh próbek) ianowanego roztworu Na SO tiosiarzanu sodu [l] 4

5 REDOKSYMETRIA Jodoetria Oznazanie kwasu askorbinowego (witainy ) Kwas askorbinowy dehydroaskorbinowego: 6H 8O6 a właśiwośi redukująe i utlenia się do kwasu HO OH O O H H O OH O H H O OH O + H + + e H OH H OH H H kwas askorbinowy kwas dehydroaskorbinowy Utlenianie kwasu askorbinowego oże zahodzić pod wpływe jodu: 6H 8O6 I H O H I Potenjał redoks układu: kwas dehydroaskorbinowy kwas askorbinowy (przy ph = 7) wynosi 0,19 V i jest niższy od potenjału układu I / I (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 zawartośi niektóryh utleniazy,.in. jodu, jodanów(v), broianów(v), azotanów(v), anganianów(vii), 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. 5

6 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 H i podgrzać próbki do o SO 4. 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: 6H 8O6 I H O H I Obie połówkowe reakje przebiegają z udziałe elektronów, ożna wię zapisać równanie: n As n I 1 1 zyli: As 1 M As 1 I I Ostateznie wię zawartość kwasu askorbinowego ( [g]) w zadaniu kontrolny obliza się ze wzoru: gdzie 1 I As 1 / I I 1 M As w [g] - stężenie ianowanego roztworu jodu [ol/l] - średnia (z trzeh iarezkowanyh próbek) objętość roztworu jodu [l] I M As = 176,1 g/ol w - współierność kolby z pipetą As 6

7 REDOKSYMETRIA Jodoetria Oznazanie aldehydu rówkowego Aldehyd rówkowy (foraldehyd) utlenia się ilośiowo jode w środowisku alkalizny do kwasu rówkowego. W środowisku alkalizny powstają z jodu nietrwałe jony IO : Jony IO I OH IO I H O są rzezywisty zynnikie utleniająy aldehyd rówkowy (pod warunkie, że reakja utleniania zahodzi szybiej niż ewentualna reakja dysproporjonowania jonów IO do jodków i jodanów(v)): HOH IO HOOH I Suaryznie proes utleniania aldehydu jode w środowisku alkalizny ożna zapisać w postai równania: HOH I OH HOOH I H O Utlenianie aldehydu zahodzi z udziałe elektronów, redukja jodu zahodzi również z udziałe elektronów, ożna wię zapisać: n HOH n I 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: I S O I S 4O6 Na podstawie powyższej reakji ożna zapisać równanie: n S O ni 1 ały dodany jod jest zużywany na utlenienie aldehydu i na reakję z tiosiarzane. Ilość aldehydu ożna wię oblizyć jako różnię iędzy ałkowitą ilośią dodanego jodu i zęśią odiarezkowaną tiosiarzane: 7

8 n HOH 1 ni n SO 1 zyli HOH 1 M HOH 1 / I I NaSO NaSO Opisaną etodę stosuje się najzęśiej do oznazania zawartośi aldehydu rówkowego w foralinie (0-40 %-owy wodny roztwór HOH ). 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 NaOH 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 H SO 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 -4 l roztworu skrobi. Miarezkowanie należy zakońzyć kiedy zniknie niebieskie zabarwienie roztworu. ze wzoru: gdzie Zawartość aldehydu rówkowego ( HOH HOH 1 ( 1 / I I Na S O Na S O ) [g]) w zadaniu kontrolny oblizyć 1/ I - stężenie ianowanego roztworu jodu [ol/l] I - objętość (odierzona dokładnie z biurety) roztworu jodu [l] - stężenie ianowanego roztworu tiosiarzanu sodu [ol/l] NaSO NaSO - średnia (z trzeh iarezkowań) objętość roztworu tiosiarzanu sodu [l] M HOH = 0,0 g/ol w - współierność kolby z pipetą M HOH w 8

9 REDOKSYMETRIA Broianoetria Oznazanie 8-hydroksyhinoliny Oznazanie 8-hydroksyhinoliny jest przykłade broianoetryznego oznazania organiznyh związków aroatyznyh w reakjah broowania, zyli podstawienia wodoru pierśienia aroatyznego przez bro. Jako ilośiowe źródło wolnego brou wykorzystuje się ieszaninę ianowanego roztworu broianu potasu i nadiaru broku potasu. Wykorzystują broianoetryzne oznazanie 8-hydroksyhinoliny ożna też w sposób pośredni oznazać jony etali, np. glinu zy agnezu, po strąeniu ih i oddzieleniu w postai 8-hydroksyhinolinianów. W reakji broianu z nadiare broku wytwarza się równoważna broianowi ilość wolnego brou: BrO 5Br 6H Br H O n BrO n Br Roztwór broianu potasu dodaje się w nadiarze, ponieważ reakje broowania nie zahodzą zwykle dostateznie szybko, tak aby ożna było wykonać iarezkowanie bezpośrednie roztwore broianu w obenośi broku. zęść wydzielonego brou zostaje zużyta w reakji broowania pierśienia aroatyznego 8-hydroksyhinoliny (powstaje dibroopohodna): ( Br H Br ( OH ) H Br 9H 6 N OH ) 9 n 9 H 6 N ( OH ) nbr Nadiar brou oznaza się jodoetryznie: dodaje się jodku potasu i wydzielony jod iarezkuje się ianowany roztwore tiosiarzanu sodu: Br I 4 Br I n Br n I 1 1 I O S I S 4O6 n O S ni 1 9

10 Z obu powyższyh równań wynika, że n O S n Br 1 Ilość 8-hydroksyhinoliny jest różnią iędzy ałkowitą ilośią brou a jego nadiare, odiarezkowany tiosiarzane: n H N ( OH ) n BrO n SO 1 6 H N ( OH ) M 6 H N ( OH ) / 6KBrO KBrO Na S O Na S O Wykonanie oznazenia Zadanie kontrolne dopełnić w kolbie wodą destylowaną do kreski iarowej i dokładnie wyieszać. Do trzeh kolbek stożkowyh odpipetować po 0 (lub 5) l roztworu, rozieńzyć wodą destylowaną do objętośi około 100 l, dodać 5 l -olowego roztworu Hl, 0,5 g KBr (odważonego na wadze tehniznej) oraz 5 l ianowanego roztworu broianu potasu (roztwór ianowany należy dodawać z biurety albo za pooą pipety jednoiarowej o pojenośi 5 l). Przykryć kolbę szkiełkie zegarkowy i odstawić na 5 inut. Następnie dodać około g stałego KI (lub 5 l jego 0 % roztworu) i odiarezkować wydzielony jod ianowany roztwore tiosiarzanu sodu. Pod konie iarezkowania dodać około l roztworu skrobi i iarezkować do zaniku niebieskiego zabarwienia. Wykonać iarezkowanie próbek roztworu 8-hydroksyhinoliny. Zawartość 8-hydroksyhinoliny ( 9H 6 N ( OH ) ) w zadaniu kontrolny oblizyć ze wzoru: H N OH ) ( 1/ 6 KBrO KBrO Na S O Na S O ) M 9H N ( OH ) 4 ( 6 w gdzie 1/ 6 KBrO - stężenie ianowanego roztworu KBrO [ol/l] KBrO - objętość (odierzona dokładnie z biurety) roztworu KBrO [l] - stężenie ianowanego roztworu tiosiarzanu sodu [ol/l] Na Na SO - średnia (z trzeh iarezkowań) objętość roztworu tiosiarzanu sodu [l] M SO 9H 6 N ( OH ) = 145,08 g/ol w - współierność kolby z pipetą 10

11 KOMPLEKSOMETRIA Pośrednie oznazanie siarzanów(vi) Oznazanie siarzanów jest przykłade kopleksoetryznego oznazania anionów etodą pośrednią. Pośrednie oznazanie anionów polega na strąeniu oznazanego anionu znaną ilośią ianowanego roztworu odpowiedniego kationu, oddzieleniu osadu i kopleksoetryzny odiarezkowaniu nadiaru użytego kationu. Można też oznazany anion strąić, odsązyć a następnie rozpuśić osad i odiarezkować kopleksoetryznie równoważną oznazaneu anionowi ilość kationu. Jeszze inny sposób oznazania polega na strąeniu anionu, rozpuszzeniu osadu w znanej ilośi ianowanego roztworu wersenianu i odiarezkowaniu nadiaru wolnego wersenianu ianowany roztwore soli etalu tworząego z werseniane niej trwały kopleks niż kopleks wersenianu z katione strąająy oznazany anion. W naszy laboratoriu oznazenie siarzanów wykonuje się wytrąają siarzan(vi) baru znaną ilośią ianowanego roztworu hlorku baru, którego nadiar odiarezkowuje się ianowany roztwore wersenianu sodu wobe zerni eriohroowej T jako wskaźnika. Aby ziana barwy wskaźnika w punkie końowy iarezkowania była wyraźna, w roztworze usi być obeny również agnez. Dlatego dodawany ianowany roztwór hlorku baru zawiera również hlorek agnezu. 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, dodać 5 l roztworu Hl o stężeniu ol/l i ogrzewać do wrzenia. Do gorąego roztworu dodać 5 l ianowanego roztworu Bal Mgl (roztwór ianowany należy dodawać z biurety albo za pooą pipety jednoiarowej o pojenośi 5 l). Po ostygnięiu roztworu dodać 5 l roztworu buforu aonowego, szzyptę zerni eriohroowej T i iarezkować ianowany roztwore do ziany barwy z fioletowej na niebieską. Odsązanie osadu przed iarezkowanie nie jest koniezne. 11

12 Zawartość siarzanów ( SO4 ) w zadaniu kontrolny oblizyć ze wzoru: SO4 ( ) M w [g] Bal Mgl Bal Mgl SO4 gdzie - stężenie ianowanego roztworu Bal Mgl [ol/l] Bal Mgl - objętość (odierzona dokładnie z biurety) roztworu Bal Mgl [l] Bal Mgl - stężenie ianowanego roztworu [ol/l] - średnia (z trzeh iarezkowań) objętość roztworu [l] M SO 4 = 96,07 g/ol w - współierność kolby z pipetą Przygotowanie i nastawianie iana roztworu Bal Mgl na ianowany roztwór W elu przygotowania 0,5 l roztworu Bal o stężeniu około 0,05 ol/l i Mgl o stężeniu około 0,015 ol/l (taki stosunek stężeń zapewnia wyraźną zianę barwy wskaźnika w punkie końowy iarezkowania) należy odważyć do zlewki na wadze tehniznej 1, g Bal H O i 0,64 g Mgl 5H O i rozpuśić w wodzie, rozieńzają do objętośi 0,5 l. Aby ustalić iano tego roztworu należy odpipetować do trzeh kolbek stożkowyh po 0 (lub 5 l) roztworu, dodać 100 l wody i 5 l buforu aonowego i iarezkować ianowany roztwore wobe zerni eriohroowej T jako wskaźnika do ziany barwy z zerwonofioletowej na niebieską. Stężenie nastawianego roztworu Bal Mgl ( ) oblizyć ze wzoru: Bal Mgl Bal Mgl [ol/l] Bal Mgl gdzie - stężenie ianowanego roztworu [ol/l] - średnia (z trzeh iarezkowań) objętość roztworu [l] - objętość (odierzona dokładnie z biurety) roztworu Bal Mgl [l] Bal Mgl 1

13 ARGENTOMETRIA Przygotowanie ianowanego roztworu azotanu(v) srebra(i) o stężeniu AgNO 0,05 ol/l (z odważki zystej soli) Dostateznie zysty azotan(v) srebra(i) spełnia warunki stawiane substanjo podstawowy i oże służyć do przygotowywania roztworów ianowanyh. Mianowany roztwór AgNO ożna sporządzić bezpośrednio przez rozpuszzenie w wodzie dokładnej odważki AgNO i uzupełnienie wodą w kolbie iarowej. Do przygotowania 0,5 litra roztworu AgNO o stężeniu dokładnie 0,05 ol/l należy odważyć na wadze analityznej 4,47 g zystej soli, przenieść ją ilośiowo do kolby iarowej o pojenośi 0,5 litra i dopełnić wodą destylowaną do kreski. Można odważyć nieo inną ilość soli (w graniah 4-4,5 g, z dokładnośią do 0,1 g), rozpuśić ją w kolbie iarowej o pojenośi 0,5 litra dopełniają wodą destylowaną do kreski iarowej i oblizyć dokładne stężenie roztworu AgNO ze wzoru: AgNO gdzie AgNO - asa odważki AgNO [g] M AgNO 169,88 g / ol AgNO M AgNO AgNO - objętość roztworu (pojeność kolby iarowej 0,5 l) [l] 1

14 ARGENTOMETRIA Przygotowanie i nastawianie roztworu tioyjanianu aonu o stężeniu NH 0,05 4SN ol/l na ianowany roztwór azotanu(v) srebra(i) Tioyjanian aonu jest substanją higroskopijną, toteż nie ożna przyrządzić jego roztworów ianowanyh przez rozpuszzenie odważki zystej soli i uzupełnienie wodą w kolbie iarowej. Sporządza się roztwór o stężeniu przybliżony i nastawia się jego iano na ianowany roztwór AgNO. W elu przygotowania 0,5 l roztworu NH 4 SN o stężeniu około 0,05 ol/l należy odważyć do zlewki na wadze tehniznej 1 g soli i rozpuśić ją w wodzie, rozieńzają do 0,5 l. W elu nastawienia iana roztworu tioyjanianu aonu iarezkuje się ni dokładnie odierzone objętośi ianowanego roztworu jako wskaźnika. Podzas oznazania iana zahodzi reakja: Ag SN AgSN AgNO wobe soli żelaza(iii) Pierwsza kropla nadiaru NH 4 SN z jonai żelaza(iii) tworzy zerwone zabarwienie pohodząe od tioyjanianowyh kopleksów żelaza(iii). Sposób wykonania Aby ustalić iano roztworu NH 4 SN należy odpipetować do trzeh kolb stożkowyh po 0 (lub 5 l) ianowanego roztworu AgNO, dodać 100 l wody i iarezkować roztwore NH 4 SN, którego iano się ustala, wobe soli żelaza(iii) jako wskaźnika do wystąpienia zerwonawego zabarwienia. 4 Stężenie nastawianego roztworu NH 4 SN ( ) oblizyć ze wzoru: NH SN NH 4SN AgNO AgNO [ol/l] NH 4SN gdzie AgNO - stężenie ianowanego roztworu AgNO [ol/l] AgNO - objętość roztworu AgNO (0 lub 5 l) [l] - średnia (z trzeh iarezkowań) objętość roztworu NH [l] 4 4 SN NH SN 14

15 ARGENTOMETRIA Oznazanie broków etodą Volharda Metoda Volharda jest bezpośrednią etodą oznazania jonów srebra za pooą iarezkowania kwaśnego roztworu zawierająego jony srebra ianowany roztwore tioyjanianu aonu (lub potasu) w obenośi jonów Fe jako wskaźnika. Metodę tę, jako etodę pośrednią, ożna wykorzystać do oznazania hlorków, broków lub jodków w środowisku kwaśny. Polega ona na strąeniu odpowiedniego halogenku nadiare ianowanego roztworu azotanu srebra i odiarezkowaniu nadiaru jonów srebra ianowany roztwore tioyjanianu aonu. Wskaźnikie są jony Fe dodane w postai zakwaszonego roztworu siarzanu(vi)aonu i żelaza(iii) (tradyyjnie ałun żelazowoaonowy FeNH ( SO ) 1H O ), które tworzą 4 4 z pierwszą kroplą nadiaru roztworu tioyjanianu zerwony kopleks Fe(SN). W przypadku oznazania hlorków etodą Volharda występuje pewna trudność. Ponieważ tioyjanian srebra ( ) jest trudniej rozpuszzalny niż hlorek 10 srebra ( 1,1 10 ) to nadiar jonów SN reaguje z Agl wypierają Ir Agl jon hlorkowy: Ir AgSN 6,8 10 Agl SN 1 AgSN l Unieożliwia to dokładne ustalenie końa iarezkowania, ponieważ w wyniku powyższej reakji znika zerwone zabarwienie Fe(SN ) pojawiająe się w PK iarezkowania. Aby teu zapobie, należałoby odsązyć osad Agl przed rozpozęie iarezkowania tioyjaniane, albo dodać przed iarezkowanie niewielką ilość iezy nie ieszająej się z wodą np. nitrobenzenu, hloroforu zy tetrahlorku węgla. Nitrobenzen lepiej zwilża osad niż woda (adsorbuje się na powierzhni ząstek osadu Agl ) i oddziela fazę stałą od roztworu wodnego, zapobiegają w ten sposób niepożądanej reakji jonów SN z osade Agl. W przypadku oznazania etodą Volharda broków lub jodków oówiona trudność nie występuje, ponieważ zarówno AgBr jak i AgI są trudniej rozpuszzalne niż AgSN. 15

16 Wykonanie oznazenia Zadanie kontrolne dopełnić w kolbie wodą destylowaną do kreski iarowej i dokładnie wyieszać. Do trzeh kolbek stożkowyh odpipetować po 0 (lub 5) l roztworu, rozieńzyć wodą destylowaną do objętośi około 100 l, dodać 0 l -olowego HNO oraz 50 l ianowanego roztworu AgNO (roztwór ianowany należy dodawać z biurety albo za pooą pipety jednoiarowej o pojenośi 50 l). Następnie dodać około l wskaźnika (nasyony na zino roztwór FeNH ( SO4 4 ) rozieńzony -olowy roztwore w stosunku objętośiowy 1:1) i odiarezkować nadiar jonów srebra ianowany roztwore NH 4 SN o stężeniu rzędu 0,05 ol/l aż do wystąpienia trwałego zerwonawgo zabarwienia. 1H O Zawartość broków ( gdzie Br Br ) w zadaniu kontrolny oblizyć ze wzoru: ( AgNO AgNO NH SN NH SN ) M Br w [g] 4 4 HNO AgNO - stężenie ianowanego roztworu AgNO [ol/l] AgNO - objętość (odierzona dokładnie z biurety) roztworu AgNO [l] NH 4 SN - stężenie ianowanego roztworu NH 4 SN [ol/l] - średnia (z trzeh iarezkowań) objętość roztworu NH [l] 4 4 SN NH SN M Br = 79,9 g/ol w - współierność kolby z pipetą 16

17 KOLUMNY JONITOWE Oznazanie niklu i ynku obok siebie (rozdzielanie jonów na anioniie, oznazanie kopleksoetryzne niklu i ynku) Kopleksy hlorkowe niklu są znaznie niej trwałe od kopleksów hlorkowyh ynku. Fakt ten ożna wykorzystać do oddzielenia tyh etali. Jony ynku tworzą trwałe kopleksy hlorkowe Znl i Znl w roztworah o stężeniu 1-4 ol/l. Przepuszzają silnie kwasowy roztwór soli ynku i niklu przez silnie zasadowy anionit w postai hlorkowej, uzyskuje się ilośiowe oddzielenie tyh etali: jony ynku w postai ujenie naładowanyh kopleksów hlorkowyh ulegają zatrzyaniu na anioniie, a jony niklu, które nie tworzą w tyh warunkah kopleksów, przehodzą do eluatu nie zatrzyywane przez kolunę. W zasie przepuszzania roztworu przez anionit w forie hlorkowej zahodzą reakje wyiany jonowej następuje wyiana anionów hlorkowyh jonitu na kopleksowe aniony ynku: Znl l Znl l ( ) 4 ( r) ( j) 4 ( j) r 4 Hl Znl l Znl l ( ) ( r ) ( j) ( j) r Przeywanie koluny rozieńzony kwase (poniżej 0,1 ol/l) lub wodą pozwala wyyć jony ynku z koluny. W takih warunkah anionowe kopleksy ynku rozpadają się i jony ynku w postai kationów przehodzą do eluatu. Wykonanie oznazenia Przygotowanie koluny Przez kolunę zawierająą anionit przepuśić około 100 l roztworu 0,0 ol/l Hl (usunięie ewentualnyh śladów ynku z poprzednih rozdzieleń). Następnie w elu regeneraji anionitu przeyć kolunę 100 l roztworu ol/l Hl. 17

18 Hl Oddzielanie niklu od ynku Pobrane do kolbki iarowej zadanie uzupełnić do kreski roztwore ol/l i dobrze wyieszać. Pobrać pipetą 0 lub 5 l tak przygotowanego roztworu i przenieść ilośiowo na kolunę. Należy wlewać roztwór na kolunę w taki sposób, aby pozio iezy był tuż nad złoże jonitu. Po przepuszzeniu badanego roztworu przeyć kolunę, przepuszzają przez nią 50 l roztworu ol/l zawierająy jony niklu zbiera się do kolby stożkowej o pojenośi 50 l. Kopleksoetryzne oznazanie niklu Do roztworu zawierająego nikiel dodawać roztworu - ol/l Hl. Eluat do pierwszego zętnienia, nie zanikająego w zasie ieszania. Zętnienie usunąć przez dodanie kilku kropel roztworu ol/l Hl. Do otrzyanego roztworu dodać 0 l stężonego aoniaku, szzyptę ureksydu i iarezkować ianowany roztwore (~0,0 ol/l) aż do ziany zabarwienia z żółtego na fioletowe. Zawartość niklu [g] oblizyć ze wzoru: Ni NaOH Ni M Ni w - stężenie ianowanego roztworu [ol/l] - objętość roztworu zużyta na iarezkowanie [l] M Ni 58,7g/ol w - współierność kolby z pipetą Wyywanie ynku z koluny W elu usunięia ynku z koluny należy przepuśić przez nią 150 l roztworu 0,0 ol/l Hl. Wyiek zawierająy kationy ynku zbiera się w kolbie stożkowej o pojenośi 50 l. Kopleksoetryzne oznazanie ynku Roztwór zawierająy ynk zobojętnić roztwore ol/l (wobe papierka wskaźnikowego), następnie dodać 5 l roztworu buforu aonowego, szzyptę zerni eriohroowej T i iarezkować ianowany roztwore do ziany barwy z zerwonofioletowej na niebieską. Zawartość ynku [g] oblizyć ze wzoru: Zn NaOH Zn M Zn w - stężenie ianowanego roztworu [ol/l] - objętość roztworu zużyta na iarezkowanie [l] M Zn 65,9 g/ol w - współierność kolby z pipetą 18

19 KOLUMNY JONITOWE Oznazanie stężenia soli Oznazanie stężenia soli jest przykłade rozdzielania jonów o ładunkah przeiwnyh, tj. kationów od anionów. Zasada oznazania polega na ty, że obojętny roztwór soli (np. hlorku, siarzanu zy azotanu) przepuszza się przez kolunę z silnie kwasowy kationite w postai wodorowej. Następuje wtedy oddzielenie kationu od anionu soli w wyniku reakji wyiany iędzy kationai z roztworu soli a jonai wodoru z kationitu. Na przykład dla soli iedzi(ii) reakję wyiany ożna przedstawić w postai równania: u ( r ) H ( j) u ( j) H ( r ) W eluaie znajduje się ilość kwasu równoważna wprowadzonej na kolunę ilośi soli. Tę ilość kwasu oznaza się alkayetryznie, iarezkują wyiek z koluny ianowany roztwore onej zasady wobe oranżu etylowego jako wskaźnika. Regeneraja i przygotowanie koluny Przez kolunę należy przepuśić 100 l ol/l Hl. W ten sposób usuwa się zatrzyane na kolunie kationy, a kationit przehodzi w postać wodorową. Następnie należy przepuszzać przez kolunę wodę destylowaną do oentu, aż wyiek z koluny nie będzie zieniał barwy oranżu etylowego z żółtej na zerwoną (próbę wykonywać z kroplą wyieku na szkiełku zegarkowy). Wykonanie oznazenia Pobrane do kolbki iarowej zadanie uzupełnić do kreski wodą destylowaną i dobrze wyieszać. Pobrać pipetą 0 lub 5 l tak przygotowanego roztworu i przenieść ilośiowo na kolunę. Po przepuszzeniu badanego roztworu przeyć kolunę, przepuszzają przez nią wodę do oentu, aż wyiek z koluny nie będzie zieniał barwy oranżu etylowego z żółtej na zerwoną. Do zebranego w kolbie stożkowej eluatu dodać się - krople oranżu etylowego i iarezkować ianowany roztwore NaOH do ziany zabarwienia z zerwonego na żółte. 19

20 Z równania wyiany jonowej wynika, że Z reakji zobojętniania: n H n OH n u 1 n H zyli n u 1 n OH i 1 n u n OH Ostateznie wię gdzie n u 1 NaOH NaOH n - ilość ilioli jonów iedzi (ilość ilioli soli iedzi(ii)) [ol] u NaOH - stężenie ianowanego roztworu NaOH [ol/l] NaOH - objętość ianowanego roztworu NaOH zużyta na iarezkowanie eluatu [l] w - współierność kolby z pipetą w 0

21 ELEKTROGRAWIMETRIA Oznazanie iedzi i niklu obok siebie (elektrograwietryzne oznazanie iedzi i kopleksoetryzne oznazanie niklu) Miedź ożna oddzielić od niklu i oznazyć ją wydzielają elektrolityznie w postai etalu z kwaśnyh roztworów na elektrodzie platynowej lub iedzianej. Nikiel ożna oznazyć w roztworze pozostały po elektrolizie kopleksoetryznie lub wagowo (w postai dietyloglioksyianu niklu). W ty ćwizeniu nikiel oznaza się kopleksoetryznie poprzez iarezkowanie roztwore wobe ureksydu jako wskaźnika. Zasada oddzielania iedzi od niklu Do oddzielania iedzi od niklu etodą elektrolityzną wykorzystuje się różnie potenjałów wydzielania tyh dwu etali. Miedź a wyższy potenjał wydzielania od wodoru i oże być osadzana z roztworów kwaśnyh. W tyh warunkah nikiel, ze względu na bardziej ujeny potenjał rozkładowy, nie ulega redukji. Elektrolityzne oznazanie iedzi Elektrolityzne wydzielanie iedzi prowadzi się z kwaśnyh roztworów zawierająyh jony azotanowe(v). Po przyłożeniu do elektrod potenjału wyższego od potenjału wydzielania iedzi na katodzie zahodzi reakja redukji jonów iedzi (II) do iedzi etaliznej: u e 0 u Na anodzie zahodzi wtedy reakja utlenienia wody: 1 H O O H e Dokładność oznazenia elektrograwietryznego jest zależna od postai osadu etalu wydzielanego na elektrodzie. Aby uniknąć strat, powinien to być osad drobnokrystalizny, równoierną zwartą warstwą pokrywająy elektrodę, o powierzhni gładkiej i błyszząej. W przypadku iedzi jest to osad o barwie różowej. 1

22 Na jakość wytworzonej warstwy etalu a wpływ gęstość prądu na elektrodzie. Prąd o zbyt ałej gęstośi daje osady krystalizne, które nie pokrywają ałej powierzhni elektrody i łatwo odpadają, natoiast prąd o zbyt dużej gęstośi daje osady gąbzaste, iene, łatwo oddzielająe się od elektrody i łatwo utleniająe się na powietrzu. Dobór właśiwej gęstośi prądu a wię deydująy wpływ na właśiwośi osadu osadzanego etalu. Główny powode powstawania gąbzastyh osadów na katodzie podzas stosowania dużyh gęstośi prądu jest równozesne wydzielanie z oznazany etale wodoru. Wskutek zwykłej elektrolizy ilość dostarzanyh drogą dyfuzji i konwekji do elektrody jonów etalu jest zbyt ała, aby przenieść odpowiednie ilośi elektryznośi i w przypadku dostateznej siły elektrootoryznej zazynają redukować się jony wodorowe. Wydzielająy się wodór oraz rozkład powstająyh wodorków etali powodują rozluźnienie warstewki osadu oraz jej gąbzastą postać. Wydzielanie wodoru ożna zniejszyć dodają do roztworu depolaryzatora. Najzęśiej stosuje się w ty elu jony azotanowe(v). Proes redukji jonów azotanowyh na katodzie platynowej zahodzi według równania: NO 10H 8e NH 4 H O Potenjał redukji jonów azotanowyh(v) jest wyższy od potenjału redukji wodoru. Optyalne warunki wydzielania iedzi uzyskuje się stosują elektrolit zawierająy - 4% kwasu siarkowego(vi) i 1- % kwasu azotowego(v) lub odpowiednią ilość azotanu(v) aonu. Zbyt duże stężenie kwasu unieożliwia ilośiowe wydzielanie iedzi z roztworu. Nie używa się kwasu solnego jako elektrolitu, gdyż wydzielająy się na anodzie hlor rozpuszza platynę elektrody, a także osadzony na katodzie etal. Jeżeli w roztworze elektrolitu obene są hlorki, dodaje się silnyh reduktorów, jak np. hydroksyloaina, kwas szzawiowy itp. Wykonanie oznazenia iedzi Układ poiarowy składa się z: nazyńka poiarowego z elektrodai (ylindryzna katoda z siatki platynowej i anoda w postai drutu platynowego zwiniętego w kształt spirali) ieszadła agnetyznego z grzanie zasilaza stabilizowanego

23 Przed przystąpienie do analizy należy uyć katodę w kwasie azotowy(v) (1:1), następnie wypłukać dokładnie wodą destylowaną i wysuszyć w suszare przez 10 inut w teperaturze 110 o. Katodę należy wystudzić do teperatury pokojowej i dokładnie zważyć na wadze analityznej. Pobrać próbkę badanego roztworu (0 lub 5 l) i uieśić w zlewe o pojenośi 50 l, dodać - l stężonego H SO 4, około g azotanu(v) aonu i rozieńzyć wodą do około 150 l. Ogrzać roztwór do teperatury około 80 i ostrożnie włożyć do zlewki wirnik ieszadła agnetyznego. W uhwyie uieśić uyte i wysuszone elektrody. Sprawdzić właśiwe podłązenie elektrod (katoda (-), anoda (+)). Zlewkę z roztwore uieśić na płyte ieszadła, włązyć powoli ieszanie i tak ustawić zlewkę, aby wirnik obraał się w jej środku. Zanurzyć elektrody do / wysokośi katody, włązyć grzanie i przeprowadzić elektrolizę przy napięiu,5 V. Natężenie prądu powinno wynosić 1 - A. Gdy roztwór ulegnie odbarwieniu (po upływie około 15 in.), o wskazuje na wydzielenie się z roztworu prawie ałej ilośi iedzi, zwiększyć napięie do,5 V i prowadzić elektrolizę jeszze 15 inut. ałkowitość wydzielenia iedzi sprawdza się przez zanurzenie głębiej elektrod do roztworu lub dodanie wody destylowanej. Jeżeli na zystej powierzhni elektrody pojawi się osad iedzi, należy przedłużyć zas elektrolizy. Po zakońzeniu elektrolizy, nie wyłązają napięia, aby iedź nie rozpuśiła się w kwaśny roztworze, podnieść elektrody, przepłukać je wodą destylowaną i wyjąć z uhwytów. Wyłązyć prąd, ieszanie i ogrzewanie. Katodę uieśić na szkiełku zegarkowy i suszyć przez 10 in. w tep. 110, następnie ostudzić i zważyć. Z przyrostu asy elektrody otrzyuje się ilość wydzielonej iedzi na elektrodzie. Natoiast asę iedzi w badany roztworze otrzyuje się z poniższego wzoru: gdzie : asa iedzi na elektrodzie w - współierność kolby z pipetą u w

24 Wykonanie oznazenia niklu Roztwór po zakońzonej elektrolizie należy wystudzić, następnie dodać do niego stężonego aoniaku (1:1) do uzyskania ph ok. 8 i dodać szzyptę ureksydu. Miarezkować powoli ianowany roztwore. Przed końe iarezkowania dodać 1 l stężonego aoniaku i kontynuować powoli iarezkowanie do ziany zabarwienia roztworu z żółtego na fioletowe. Zawartość niklu [g] oblizyć ze wzoru: Ni Ni M Ni w - stężenie ianowanego roztworu [ol/l] - objętość roztworu zużyta na iarezkowanie [l] M Ni 58,7g/ol w - współierność kolby z pipetą 4