ANALIZA ILOŚCIOWA Analiza ilościowa ustalenie składu ilościowego badanego materiału. Można ją prowadzić: metodami chemicznymi - metody wagowe - metody miareczkowe analiza klasyczna metodami fizycznymi i fizykochemicznymi analiza instrumentalna Analiza miareczkowa polega na tym, że do roztworu zawierającego oznaczaną substancję wprowadza się niewielkimi porcjami, tzw. miareczkami równoważną chemicznie ilość odczynnika w postaci roztworu mianowanego, tj. roztworu o dokładnie znanym stężeniu. Roztwór mianowany roztwór o dokładnie znanym stężeniu.
Punkt równoważnikowy moment, w którym została doprowadzona ilość odczynnika równoważna chemicznie ilości składnika oznaczanego. Punkt końcowy miareczkowania np. moment, w którym wskaźnik zmienia barwę. Błąd miareczkowania różnica między punktem końcowym a punktem równoważnikowym. Błąd miareczkowania powinien być jak najmniejszy: 0,05 0,1 %. Krzywa miareczkowania obraz zmian zachodzących w roztworze podczas miareczkowania. Reakcje chemiczne w analizie miareczkowej muszą spełniać kilka warunków: przebieg reakcji między substancją a wprowadzanym odczynnikiem powinien być bardzo szybki, reakcja między substancją oznaczaną a odczynnikiem musi przebiegać stechiometrycznie, wprowadzany odczynnik nie może wchodzić w reakcje z innymi substancjami obecnymi w roztworze, musi istnieć odpowiedni wskaźnik, umożliwiający zauważenie końca miareczkowania. Klasyfikacja metod miareczkowych 1) metody oparte na łączeniu się jonów - alkacymetria - kompleksometria - precypitometria (metody wytrąceniowe) 2) metody oparte na reakcjach redoks - manganometria - chromianometria - bromianometria - cerometria - jodometria
ALKACYMETRIA Podstawą alkacymetrii jest reakcja kwasu z zasadą: H + + OH H 2 O HA + OH H 2 O + A H + + B H 2 O + BH + Zmiana ph podczas miareczkowania: mocnego kwasu mocną zasadą mocnej zasady mocnym kwasem Zmiana ph podczas miareczkowania: słabego kwasu mocną zasadą słabej zasady mocnym kwasem HA + OH H 2 O + A H + + B H 2 O + BH +
Zmiana ph podczas miareczkowania kwasu fosforowego(v) mocną zasadą. Automatyczny titrator dostępny w handlu. Sposoby identyfikacji PR w alkacymetrii : wskaźniki, m.in. oranż metylowy, fenoloftaleina, błękit bromotymolowy pomiar wartości ph pehametrem inne metody (potencjometria, konduktometria) PRECYPITOMETRIA Miareczkowa analiza wytrąceniowa polega na wydzielaniu oznaczanej substancji w postaci trudnorozpuszczalnego osadu przy użyciu mianowanego roztworu drugiej substancji. Punkt końcowy PK miareczkowania strąceniowego można wyznaczyć za pomocą: wskaźników wizualnych elektrometrycznie (potencjometria, konduktometria, amperometra)
Oznaczanie chlorków metodą Mohra Obojętny roztwór chlorku, zawierający pewną ilość chromianu potasu (K 2 CrO 4 ) jako wskaźnika, miareczkuje się mianowanym roztworem AgNO 3. Gdy praktycznie cała obecna w roztworze ilość jonów Cl wydzieli się w postaci białego osadu AgCl : Cl + Ag + AgCl nadmiar roztworu AgNO 3 wytrąca chromian srebra (Ag 2 CrO 4 ), którego czerwonobrunatne zabarwienie wskazuje końcowy punkt miareczkowania: CrO 4 2 + 2 Ag + Ag 2 CrO 4 W tej metodzie wykorzystuje się różnice w rozpuszczalności tych dwóch soli. AgCl Związek Ag 2 CrO 4 K SO 1,0 10 10 9,0 10 12 S o 1,0 10 5 1,3 10 4 REDOKSYMETRIA Redoksymetria skupia metody oparte na reakcjach utleniania i redukcji. Reakcja redoks może przebiegać wówczas, gdy potencjały utleniające obu reagujących układów mają wartości różne. W miarę przebiegu reakcji różnica między potencjałami obu składników maleje. W momencie zrównania się potencjałów utleniających obu układów ustala się w roztworze stan równowagi dynamicznej. Podczas miareczkowania: reduktora roztworem utleniacza potencjał utleniający roztworu wzrasta. utleniacza roztworem reduktora potencjał utleniający roztworu maleje. Punkt równoważnikowy PR miareczkowania redoks można wyznaczyć za pomocą: wskaźników wizualnych elektrometrycznie, np. potencjometrycznie
MANGANOMETRIA (mianowany roztwór KMnO 4 ) Przebieg redukcji anionu manganianowego(vii) zależy od środowiska: +7 MnO 4 + 8 H + + 5 e Mn 2+ + 4 H 2 O b. fioletowa roztwór bezbarwny +7 +4 MnO 4 + 2 H 2 O + 3 e MnO 2 + 4 OH b. fioletowa brunatny osad (E o = 1,52 V) (E o = 0,60 V) +7 +6 MnO 4 + e MnO 4 2 b. fioletowa roztwór zielony Przykłady oznaczeń : - oznaczanie żelaza(ii) Fe 2+, - oznaczanie nadtlenku wodoru (H 2 O 2 ), - oznaczanie azotanów(iii) NO 2 CHROMIANOMETRIA (mianowany roztwór K 2 Cr 2 O 7 ) Przebieg redukcji anionu dichromianowego opisuje równanie: +6 Cr 2 O 7 2 + 14 H + + 6 e Cr 3+ + 7 H 2 O b. pomarańczowa b. zielononiebieska (E o = 1,23 V) Przykłady oznaczeń : oznaczanie żelaza(ii) Fe 2+, oznaczanie miedzi(i) Cu +. CEROMETRIA (mianowany roztwór Ce(SO 4 ) 2 ) Kationy Ce 4+ w śr. kwaśnym należą do najsilniejszych środków utleniających: Ce 4+ + e Ce 3+ b. żółta (E o = 1,72 V) Przykłady oznaczeń : oznaczanie żelazocyjanków [Fe(CN) 6 ] 4, azotanów(iii) NO 2.