Ćwiczenie nr 4 PRZYKŁADY OZNACZEŃ ANALITYCZNYCH

Podobne dokumenty
Analiza miareczkowa. Alkalimetryczne oznaczenie kwasu siarkowego (VI) H 2 SO 4 mianowanym roztworem wodorotlenku sodu NaOH

MIANOWANE ROZTWORY KWASÓW I ZASAD, MIARECZKOWANIE JEDNA Z PODSTAWOWYCH TECHNIK W CHEMII ANALITYCZNEJ

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 7

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 5

ĆWICZENIE 2 WSPÓŁOZNACZANIE WODOROTLENKU I WĘGLANÓW METODĄ WARDERA. DZIAŁ: Alkacymetria

Ćwiczenie 5 Alkalimetryczne oznaczanie kwasu solnego.

CHEMIA BUDOWLANA ĆWICZENIE NR 2

Obliczanie stężeń roztworów

Materiały dodatkowe do zajęć z chemii dla studentów

Zakres wymagań z przedmiotu CHEMIA ANALITYCZNA dla II roku OML

OBLICZANIE WYNIKÓW ANALIZ I

RÓWNOWAŻNIKI W REAKCJACH UTLENIAJĄCO- REDUKCYJNYCH

PRACOWNIA ANALIZY ILOŚCIOWEJ. Analiza substancji biologicznie aktywnej w preparacie farmaceutycznym kwas acetylosalicylowy

ALKACYMETRIA. Ilościowe oznaczanie HCl metodą miareczkowania alkalimetrycznego

ANALIZA MIARECZKOWA. ALKACYMERIA

Analiza ilościowa. Kompleksometria Opracowanie: mgr inż. Przemysław Krawczyk

Chemia nieorganiczna Zadanie Poziom: podstawowy

MIARECZKOWANIE ALKACYMETRYCZNE

Obliczanie stężeń roztworów

10. ALKACYMETRIA. 10. Alkacymetria

Własności kwasów i zasad

MIARECZKOWANIE ALKACYMETRYCZNE

SEMINARIUM Z ZADAŃ ALKACYMETRIA

ĆWICZENIE 7 WSPÓŁOZNACZANIE WAPNIA I MAGNEZU I OBLICZANIE TWARDOŚCI WODY. DZIAŁ: Kompleksometria

INŻYNIERIA PROCESÓW CHEMICZNYCH

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 6. Manganometryczne oznaczenia Mn 2+ i H 2 O 2

ĆWICZENIE 3. I. Analiza miareczkowa mocnych i słabych elektrolitów

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 8. Argentometryczne oznaczanie chlorków metodą Fajansa

Ważniejsze wskaźniki ph. 1,2 2,8 1,7 czerwone pomarańczowe żółte. 8,0 9,6 8,9 żółte zielone niebieskie

HYDROLIZA SOLI. ROZTWORY BUFOROWE

OZNACZANIE WŁAŚCIWOŚCI BUFOROWYCH WÓD

1. Stechiometria 1.1. Obliczenia składu substancji na podstawie wzoru

Pracownia analizy ilościowej dla studentów II roku Chemii specjalność Chemia podstawowa i stosowana. Argentometryczne oznaczanie chlorków w mydłach

STĘŻENIE JONÓW WODOROWYCH. DYSOCJACJA JONOWA. REAKTYWNOŚĆ METALI


EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

KONDUKTOMETRIA. Konduktometria. Przewodnictwo elektrolityczne. Przewodnictwo elektrolityczne zaleŝy od:

ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII I GOSPODARKA ODPADAMI STUDIA STACJONARNE

TWARDOŚĆ WODY. Ca(HCO 3 ) HCl = CaCl 2 + 2H 2 O + 2CO 2. Mg(HCO 3 ) 2 + 2HCl = MgCl 2 + 2H 2 O + 2CO 2

8. MANGANOMETRIA. 8. Manganometria

KATALITYCZNE OZNACZANIE ŚLADÓW MIEDZI

Ćwiczenie 1. Ćwiczenie Temat: Podstawowe reakcje nieorganiczne. Obliczenia stechiometryczne.

Wodorotlenki. n to liczba grup wodorotlenowych w cząsteczce wodorotlenku (równa wartościowości M)

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

Pracownia analizy ilościowej dla studentów II roku Chemii specjalność Chemia podstawowa i stosowana Wyznaczanie parametrów kolektywnych układu

ETAP III B r. Godz Analiza objętościowa alkacymetria i redoksometria

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 ZASADY OCENIANIA

PODSTAWY STECHIOMETRII

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 ZASADY OCENIANIA

PROGRAM ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z CHEMII (SEMESTR LETNI) OCHRONA ŚRODOWISKA

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 ZASADY OCENIANIA

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 9

Ćwiczenia nr 2: Stężenia

Analiza ilościowa ustalenie składu ilościowego badanego materiału. Można ją prowadzić: metodami chemicznymi - metody wagowe - metody miareczkowe

ROLNICTWO. Ćwiczenie 1

OZNACZANIE TWARDOŚCI WODY SPOSOBEM WARTHA - PFEIFERA

SPRAWOZDANIE 2. Data:... Kierunek studiów i nr grupy...

6. ph i ELEKTROLITY. 6. ph i elektrolity

Związki nieorganiczne

ANALIZA OBJĘTOŚCIOWA

INŻYNIERIA PROCESÓW CHEMICZNYCH

Metody otrzymywania kwasów, zasad i soli. Reakcje chemiczne wybranych kwasów, zasad i soli. Ćwiczenie 1. Reakcja otrzymywania wodorotlenku sodu

ELEMENTY ANALIZY KLASYCZNEJ. Ćwiczenie 1 Temat: Wprowadzenie do analizy wagowej oraz klasyczna analiza miareczkowa. Wprowadzenie do ANALIZY WAGOWEJ

PRZYKŁADOWE ROZWIĄZANIA ZADAŃ

WYKONANIE ANALIZ. Chemia analityczna ilościowa- metody chemiczne (klasyczne)

Miareczkowanie potencjometryczne

Ćwiczenie 1. Sporządzanie roztworów, rozcieńczanie i określanie stężeń

III A. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych

Chemia nieorganiczna Zadanie Poziom: rozszerzony Punkty

Chemiczne metody analizy ilościowej (laboratorium)

Reakcje utleniania i redukcji Reakcje metali z wodorotlenkiem sodu (6 mol/dm 3 )

LABORATORIUM Z CHEMII ANALITYCZNEJ. II rok Ochrony Środowiska (I stopnia)

WYDZIAŁ BIOLOGII I BIOTECHNOLOGII KIERUNEK MIKROBIOLOGIA HARMONOGRAM ĆWICZEŃ Z CHEMII OGÓLNEJ I NIEORGANICZNEJ 2014/2015

XXIII KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2015/2016

X Konkurs Chemii Nieorganicznej i Ogólnej rok szkolny 2011/12

4. Jakie reakcje mogą być wykorzystywane w analizie miareczkowej? Jakie reakcje są wykorzystywane w poszczególnych działach analizy miareczkowej?

Ćwiczenie 1. Technika ważenia oraz wyznaczanie błędów pomiarowych. Ćwiczenie 2. Sprawdzanie pojemności pipety

ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJĄCEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE CZERWIEC 2010

g % ,3%

Zadanie: 1 (1 pkt) Oblicz stężenie molowe jonów OH w roztworze otrzymanym przez rozpuszczenie 12g NaOH w wodzie i rozcieńczonego do 250cm 3

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

RÓWNOWAGI W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW.

Opisy ćwiczeń laboratoryjnych z chemii. Semestr I (zimowy) Rok akademicki 2012/13

Zagadnienia z chemii na egzamin wstępny kierunek Technik Farmaceutyczny Szkoła Policealna im. J. Romanowskiej

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 ZASADY OCENIANIA

Ćwiczenie 1. Zależność szybkości reakcji chemicznych od stężenia reagujących substancji.

CHEMIA ANALITYCZNA. 1 mol Na 2 CO mole HCl 0, mola x moli HCl x = 0,00287 mola HCl

Spektrofotometryczne wyznaczanie stałej dysocjacji czerwieni fenolowej

ĆWICZENIE 2 KONDUKTOMETRIA

Laboratorium 3 Toksykologia żywności

roztwory elektrolitów KWASY i ZASADY

LABORATORIUM Z CHEMII ANALITYCZNEJ. II rok Ochrony Środowiska (I stopnia)

Ćwiczenie 1. Badanie wypierania wodoru z wody za pomocą metali

Scenariusz lekcji w technikum zakres podstawowy 2 godziny

Oznaczanie kwasu fosforowego w Coca-Coli

OCENA CZYSTOŚCI WODY NA PODSTAWIE POMIARÓW PRZEWODNICTWA. OZNACZANIE STĘŻENIA WODOROTLENKU SODU METODĄ MIARECZKOWANIA KONDUKTOMETRYCZNEGO

Wyznaczanie stałej dysocjacji pk a słabego kwasu metodą konduktometryczną CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA. Tabela wyników pomiaru

Odpowiedź:. Oblicz stężenie procentowe tlenu w wodzie deszczowej, wiedząc, że 1 dm 3 tej wody zawiera 0,055g tlenu. (d wody = 1 g/cm 3 )

Oznaczanie SO 2 w powietrzu atmosferycznym

Transkrypt:

Ćwiczenie nr 4 PRZYKŁADY OZNACZEŃ ANALITYCZNYCH Analiza chemiczna dzieli się na analizę jakościową i analizę ilościową. Analiza jakościowa ma za zadanie określenie jakościowego składu badanej substancji, tj. ustalenie z jakich pierwiastków, związków chemicznych lub jonów składa się dana substancja. Analiza ilościowa określa w jakich stosunkach ilościowych poszczególne składniki (pierwiastki, związki chemiczne, jony) znajdują się w badanej substancji. Metody analizy ilościowej dzieli się na chemiczne i instrumentalne. Metody chemiczne, zwane klasycznymi, obejmują metody miareczkowe i wagowe. Do metod chemicznych można zaliczyć również metody spektrofotometryczne, ze względu na udział w nich reakcji chemicznych. Metody wagowe polegają na oznaczaniu składnika na podstawie masy trudno rozpuszczalnego związku tego składnika, strąconego z roztworu i odpowiednio wysuszonego lub wyprażonego do stałej masy. Analiza objętościowa (miareczkowa) jest obok metod wagowych drugą podstawową metodą klasycznej analizy ilościowej. Opiera się ona na podstawowych prawach chemicznych: prawie zachowania masy, prawie stałości składu oraz na prawie równoważnikowym. W analizie objętościowej oznaczeniu podlega zawartość substancji rozpuszczonej w określonej objętości roztworu o nieznanym stężeniu za pomocą roztworu mianowanego tzw. titranta, tj. roztworu o dokładnie znanym stężeniu. Odczynnik ten (titrant) dodawany jest w objętości kontrolowanej za pomocą biurety z dokładnością do 0,05 lub niekiedy większą do badanego roztworu, która to czynność nazywa się miareczkowaniem. Najistotniejszym problemem w analizie miareczkowej jest dokładna znajomość stężenia i objętości odczynnika miareczkującego, oraz właściwe rozpoznanie tzw. punktu równoważnikowego w toku miareczkowania. (Uwaga: Punkt miareczkowania, w którym oznaczany składnik przereagował ilościowo (stechiometrycznie) z dodawanym z biurety odczynnikiem, nazywa się punktem równoważnikowym (PR) miareczkowania). Stężenie titranta jest wyrażone zazwyczaj: (i) liczbą gramów danej substancji zawartej w roztworu (miano roztworu), (ii) liczbą moli substancji zawartej w określonej objętości roztworu (stężenie molowe), lub (iii) liczbą gramorównoważników substancji zawartej w określonej objętości

I n s t r u k c j e d o ć w i c z e ń l a b o r a t o r y j n y c h ; k i e r u n e k : l o g i s t y k a, p r z e d m i o t : c h e m i a opracowanie: Jan Kalem bkiewicz, Bogdan Papciak, Janusz Pusz roztworu (stężenie normalne). Z odczytanej na biurecie objętości danego roztworu i jego miana (lub stężenia normalnego lub stężenia molowego) oblicza się, jaka ilość odczynnika (np. gram, mol, gramorównoważnik) przereagowała z oznaczaną ilością analizowanej substancji. Na tej podstawie, znając przebieg reakcji, oblicza się ilość analizowanej substancji w badanej próbce. Roztwory mianowane Sporządzanie roztworów mianowanych nie jest sprawą prostą, ponieważ bardzo wiele substancji nie można dokładnie odważyć na wadze analitycznej. Pochłaniają one bowiem parę wodną lub dwutlenek węgla z powietrza lub też same odznaczają się łatwą lotnością. Niektóre substancje, po odważeniu i rozpuszczeniu ich w wodzie reagują, chociaż w bardzo niewielkiej ilości z substancjami organicznymi zawartymi w wodzie, a ich stężenie w roztworze wodnym ustala się dopiero po kilku dniach (np. roztwór KMnO 4 lub Na S O ). Dopiero wówczas należy ustalić miano takiego roztworu w oparciu o dodatkowo przeprowadzone miareczkowanie przy pomocy roztworu sporządzonego z substancji podstawowej. Substancja podstawowa - posiada ściśle określony skład stechiometryczny, w czasie ważenia nie ulega żadnym zmianom, nie odznacza się lotnością, posiada dość duży ciężar cząsteczkowy co prowadzi do małych błędów podczas pobierania ich próbek. W zależności od przyjętego kryterium metody objętościowe analizy ilościowej podlegają podziałowi na kilka grup. Podstawą klasyfikacji jest: A. Typ reakcji będącej podstawą miareczkowania. Rozróżnia się: a) alkacymetrię - metody alkalimetryczne i acydymetryczne bazujące na reakcjach zobojętniania kwas-zasada i obejmujące metody oznaczeń przy użyciu mianowanych roztworów zasad i kwasów, b) redoksymetrię - metody oksydymetryczne i reduktometryczne bazujące na reakcjach utleniania i redukcji wymagające stosowania w miareczkowaniu roztworów utleniaczy bądź reduktorów, c) kompleksometrię - metody analizy miareczkowej oparte na tworzeniu trwałych, dobrze rozpuszczalnych związkach kompleksowych, d) metody strąceniowe - wykorzystujące reakcje, w których jony obecne w roztworze miareczkowanym łącząc się ze sobą dają trudno rozpuszczalne związki. B. Sposób identyfikacji punktu równoważnikowego. Rozróżnia się:

a) metody wizualnej obserwacji punku końcowego miareczkowania (barwniki organiczne itp.), b) metody fizykochemiczne identyfikacji punktu końcowego miareczkowania (miareczkowanie potencjometryczne, amperometryczne, konduktometryczne). C. Sposób przeprowadzenia miareczkowania. Obejmuje: a) miareczkowanie bezpośrednie, b) miareczkowanie odwrotne, c) miareczkowanie podstawieniowe. W analizie miareczkowej stosuje się przede wszystkim środowisko wodne. W wielu przypadkach stosuje się także metody miareczkowe do oznaczeń w środowiskach niewodnych lub mieszanych. Oznaczając daną substancję w roztworze trzeba znaleźć odpowiedni odczynnik reagujący z nią w sposób stechiometryczny (ilościowy). Punkt miareczkowania, w którym oznaczany składnik przereagował ilościowo (stechiometrycznie) z dodawanym z biurety odczynnikiem, nazywa się punktem równoważnikowym (PR) miareczkowania. Istnieją różne metody pozwalające ustalić ten punkt z różną dokładnością. Tak wyznaczony doświadczalnie punkt nazywa się punktem końcowym (PK) miareczkowania. Należy starać się, aby PK = PR, wtedy bowiem miareczkowanie pozwala wyznaczyć zawartość oznaczanego składnika bez błędu. Punkt końcowy miareczkowania określa się wizualnie, korzystając z barwnych wskaźników lub metodami instrumentalnymi. Metody alkacymetryczne Terminem alkacymetria obejmuje metody oparte na reakcji zobojętniania. Produktem reakcji zobojętniania jest woda, gdyż zarówno przed jak i po reakcji jony soli istnieją w takiej samej postaci (np. KOH titrant + HCl r-r badany = KCl + H O, lub H + + OH - = H O). Metody alkacymetryczne stosuje się bardzo powszechnie do oznaczania kwasów i zasad, zarówno nieorganicznych jak i organicznych, i obejmują one alkalimetrię i acydymetrię. W alkalimetrii operuje się mianowanym roztworem zasady (oznaczana substancja jest kwasem), zaś w acydymetrii mianowanym roztworem jest kwas, a oznaczaną substancją zasada. W zależności od typu soli powstającej w reakcji

I n s t r u k c j e d o ć w i c z e ń l a b o r a t o r y j n y c h ; k i e r u n e k : l o g i s t y k a, p r z e d m i o t : c h e m i a opracowanie: Jan Kalem bkiewicz, Bogdan Papciak, Janusz Pusz zobojętniania, mogą zachodzić reakcje uboczne w układzie miareczkującym, tj. może mieć miejsce reakcja odwrotna do zobojętniania (reakcja hydrolizy powstałej soli). Przy stosowaniu barwnika organicznego, stosowanego jako wskaźnik punktu końcowego miareczkowania, należy rozpatrzyć oba te procesy razem. W praktyce w alkacymetrii wyróżnia się trzy typy miareczkowania: miareczkowanie mocnych kwasów i mocnych zasad (np. HCl, H SO 4, NaOH, KOH), miareczkowanie słabych kwasów i słabych zasad (np. CH COOH, H CO, NH. H O), miareczkowanie mieszanin kwasów (zasad) o różnej mocy (np. HNO /HCl). We wszystkich przypadkach odczynnikiem miareczkującym (titrantem) jest roztwór mocnej zasady albo mocnego kwasu (w praktyce analitycznej nie stosuje się miareczkowania roztworami słabych kwasów lub zasad). I tak podczas miareczkowania mocnej zasady mocnym kwasem (rys.) lub odwrotnie, ph roztworu w punkcie równoważnikowym wynosi 7. Jako wskaźnik w tym układzie stosuje się np. czerwień metylową, która w środowisku kwaśnym ma zabarwienie czerwone, zaś w zasadowym - zabarwienie żółte, lub błękit bromotymolowy, który w środowisku kwaśnym jest żółty, a w zasadowym - niebieski. 7,00 PR Rys.. Miareczkowanie mocnej zasady NaOH roztworem mocnego kwasu HCl W przypadku miareczkowania słabego kwasu silną zasadą (rys. ), np. kwasu octowego zasadą sodową, ph roztworu w punkcie równoważnikowym jest większe od 7, i należy zastosować wskaźnik punktu końcowego miareczkowania np. fenoloftaleinę, która w zakresie ph = 8, - 0, z bezbarwnej w środowisku kwaśnym staje się różowa. 4

8,50 PR Rys.. Miareczkowanie słabego kwasu CH COOH mocną zasadą NaOH Jeśli zaś miareczkuje się słabą zasadę mocnym kwasem, ph roztworu w punkcie równoważnikowym jest mniejsze od 7, i w tym przypadku najczęściej jako wskaźnik stosuje się oranż metylowy, który zmienia się z czerwonego w środowisku kwaśnym w żółty przy odczynie zasadowym. Metodami miareczkowymi, w zależności od stężenia titranta i wielkości stosowanej biurety, można oznaczać zawartość oznaczanych składników roztworu w zakresie 0 - - 0 - g, z błędem nie przekraczającym 0, - 0,%. Sporządzanie roztworów mianowanych sprowadza się do rozpuszczenia w wodzie destylowanej określonej liczby gramorównoważników danej substancji i rozcieńczeniu otrzymanego roztworu do odpowiedniej objętości. Powyższy sposób może być stosowany tylko w przypadku posiadania odczynnika absolutnie czystego i spełniającego wymogi stawiane tego typu substancjom. Większość jednak substancji zawiera domieszki trudne do oddzielenia, wskutek czego otrzymanie ich zupełnie w czystym stanie jest niemożliwe. W tych przypadkach sporządza się roztwór o stężeniu zbliżonym do żądanej molowości i następnie eksperymentalnie ustala się miano roztworu. Do mianowania tych roztworów używa się tzw. substancji podstawowych, inaczej wzorcowych. Stosuje się dwa sposoby ustalania miana roztworów: na naważkę, na roztwór wzorcowy. 5

I n s t r u k c j e d o ć w i c z e ń l a b o r a t o r y j n y c h ; k i e r u n e k : l o g i s t y k a, p r z e d m i o t : c h e m i a opracowanie: Jan Kalem bkiewicz, Bogdan Papciak, Janusz Pusz Nastawianie miana roztworu należy wykonać -krotnie w celu zwiększenia dokładności oznaczenia. W alkacymetrii stosuje się mianowane roztwory mocnych kwasów i zasad. Do najczęściej stosowanych roztworów kwasów zaliczamy: kwas solny i rzadziej kwas siarkowy(vi), zaś jako zasady używa się prawie wyłącznie wodorotlenku sodu. Metody kompleksometryczne Dział analizy miareczkowej zwany kompleksometrią, obejmuje wszystkie metody miareczkowe, w których podstawą oznaczenia jest reakcja tworzenia się trwałego, trudno dysocjującego, rozpuszczalnego związku kompleksowego. Związki stosowane w tym dziale analizy objęto wspólną nazwą - kompleksonów. Z punktu widzenia budowy związki te są -aminokwasami. Najprostszym połączeniem tego typu jest kwas iminodioctowy: HN CH CH COOH COOH Inne kompleksony można uważać za pochodne tego kwasu. Do najważniejszych należą: kwas metyloiminodioctowy, kwas fenyloiminooctowy, kwas uramilo-n,n-dioctowy, a głównie kwas etylenodiaminotetraoctowy (EDTA) - jest to najważniejszy i najbardziej rozpowszechniony związek: HOOC HOOC CH C H COOH N CH CH N CH CH COOH kwas etylenodiaminotetraoctowy (EDTA) Kwas etylenodiaminotetraoctowy (EDTA, kwas wersenowy, komplekson II) jest to biała krystaliczna substancja, słabo rozpuszczalna w wodzie, Jest to kwas czterozasadowy i oznaczany jest wzorem H 4 Y. Stałe dysocjacji (jako pk) tego kwasu wynoszą: pk =,07; pk =,75; pk = 6,4; pk 4 = 0,4. 6

Jeżeli miareczkuje się kwas (EDTA) wodorotlenkiem sodu najpierw zostają zobojętnione dwa wodory równocześnie, a następnie kolejno trzeci i czwarty. Zatem w roztworze istnieją aniony H Y -, HY - i Y 4-. W praktyce, w metodach kompleksometrycznych stosuje się sól disodową kwasu wersenowego jako dihydrat: NaOOC CH CH N CH CH N HOOC CH CH COO Na COOH. H O Sól ta spotykana jest pod licznymi nazwami: komplekson III, chelaton III, Trylon B, Tetralon, Versene, Sekwestren, Nuulapon, Titriplex II. Stosuje się też nazwę EDTA dla soli disodowej, a jej skrócony wzór ma postać: Na H Y H O lub Na H edta H O. Sól ta jest rozpuszczalna w wodzie. Wodny 0, M roztwór tej soli wykazuje ph = 5. Zachowuje się w roztworze jako kwas o średniej mocy. Otrzymana w stopniu czystości cz.d.a. może być stosowana jako substancja wzorcowa, i jej mianowany roztwór sporządza się przez odważenie odpowiedniej ilości na określoną objętość roztworu. Tak przygotowane roztwory nie wymagają nastawiania. EDTA posiada szczególną cechę: cząsteczka tego związku (EDTA) wiąże zawsze tylko kation metalu niezależnie od jego wartościowości, tzn. EDTA łączy się z jonami metali zawsze w stosunku molowym : (np. CaY -, FeY -, TiY) Uwaga. Kompleksy EDTA z dwuwartościowymi kationami są trwałe w roztworach zasadowych i słabo kwaśnych, kompleksy metali trójwartościowych są bardzo trwałe w roztworach o ph -, zaś kompleksy metali czterowartościowych mogą istnieć w roztworach o ph nawet mniejszych od. Ważniejsze metody miareczkowe z zastosowaniem EDTA są następujące: miareczkowanie bezpośrednie, miareczkowanie odwrócone, miareczkowanie przez podstawienie. 7

I n s t r u k c j e d o ć w i c z e ń l a b o r a t o r y j n y c h ; k i e r u n e k : l o g i s t y k a, p r z e d m i o t : c h e m i a opracowanie: Jan Kalem bkiewicz, Bogdan Papciak, Janusz Pusz ` W miareczkowaniach kompleksometrycznych stosuje się roztwory EDTA o bardzo różnych stężeniach: 0,00 M - 0, M - zależnie od zawartości oznaczanego pierwiastka w badanym roztworze. Przy użyciu wersenianu można oznaczyć m.in. zawartość wapnia, magnezu bądź łączną ich zawartość. Kompleks Na H edta z jonami wapniowymi jest ponad 00 razy trwalszy od analogicznego połączenia z jonami magnezowymi. Kompleksy wapnia i magnezu są bezbarwne, dlatego też miareczkowanie roztworów trzeba prowadzić w obecności odpowiednich wskaźników. Literatura. Kopacz M., Chemia analityczna. Podstawy teoretyczne analizy ilościowej, Politechnika Rzeszowska, Rzeszów 00.. Szmal Z.S., Lipiec T., Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej, PZWL, Wydanie VII, Warszawa, 997.. Minczewski J., Marczenko Z., Chemia analityczna t II, Chemiczne metody analizy ilościowej, PWN, Warszawa, 008. 8

CZEŚĆ DOŚWIADCZALNA Cele ćwiczenia: opanowanie podstawowych czynności analitycznych, przygotowanie roztworów mianowanych wodorotlenku sodu i wersenianu disodu do oznaczeń analitycznych, oznaczanie zawartości kwasu octowego metodą miareczkowana alkacymetrycznego, oznaczanie zawartości wapnia w roztworze metodą miareczkowana kompleksometrycznego, opanowanie podstawowych obliczeń w analizie miareczkowej. Odczynniki: wodorotlenek sodu (stały), roztwór kwasu solnego (HCl) 0, mol/dm, wersenian disodu (Na H edta H O, stały), roztwór kwasu octowego (CH COOH) do analizy, roztwór chlorku wapnia (CaCl ) do analizy, wskaźniki: fenoloftaleina, oranż metylowy, kalces, woda destylowana. Sprzęt: kolby miarowe, kolby stożkowe (erlenmayera), biureta, pipeta, zlewki, cylinder miarowy, bagietka, szalka Petriego, naczyńka wagowe, lejek, waga analityczna, statyw. Doświadczenie. Sporządzanie 0, M roztworu NaOH W celu przygotowania 0,5 dm roztworu wodorotlenku sodu 0, M (stężenie przybliżone) odważyć na wadze technicznej w małej zlewce ok.,5 g chemicznie czystego wodorotlenku sodu. Odważone granulki NaOH zalać małą ilością wody destylowanej (około 0 ) w celu usunięcia znajdującej się na ich powierzchni warstwy węglanu, wodę szybko zlać i odrzucić. Następnie granulki rozpuścić w wodzie pozbawionej ditlenku węgla (świeżo przegotowana i ostudzona woda destylowana). Po rozpuszczeniu i ostudzeniu całość roztworu przenieść do kolby miarowej o objętości 0,5 dm, dopełnić wodą destylowaną do kreski i wymieszać 9

I n s t r u k c j e d o ć w i c z e ń l a b o r a t o r y j n y c h ; k i e r u n e k : l o g i s t y k a, p r z e d m i o t : c h e m i a opracowanie: Jan Kalem bkiewicz, Bogdan Papciak, Janusz Pusz Uwaga. Stężenie molowe tak przygotowanego roztworu wodorotlenku sodu ustala się na: (i) substancje podstawowe, m.in.: kwaśny ftalan potasu, kwas szczawiowy, kwas benzoesowy lub kwaśny jodan(v) potasu, (ii) acydymetrycznie, stosując roztwory kwasu solnego o dokładnie oznaczonym stężeniu (zob. doświadczenie ). Doświadczenie. Mianowanie roztworu NaOH za pomocą mianowanego roztworu HCl Miano otrzymanego roztworu NaOH oznaczyć przy pomocy nastawionego poprzednio roztworu 0, M kwasu solnego. Reakcja zobojętniania jaka zachodzi podczas oznaczania (miareczkowania) ma następujący przebieg: NaOH + HCl = NaCl + H O OH - + H + = H O Sposób wykonania Do trzech kolb stożkowych o objętości 50 odmierzyć pipetą 0 (lub 5 ) 0, M kwasu solnego. Następnie dodać po 0 wody destylowanej pozbawionej CO, krople oranżu metylowego i miareczkować roztworem wodorotlenku sodu, którego molowość ma być wyznaczona, aż do pojawienia się barwy żółtej (nie cebulkowej). Odczytać i zanotować objętości zużytego roztworu NaOH (wyniki poszczególnych oznaczeń nie powinny się różnić między sobą więcej niż 0,05 ). Molowość wodorotlenku sodu obliczyć ze wzoru: c NaOH f V NaOH NaOH c HCl V f HCl gdzie: c - stężenie molowe odpowiednio NaOH i HCl (mol/dm ), V - objętość roztworów odpowiednio NaOH i HCl, f - współczynniki równoważności NaOH i HCl. Uwaga. Dla powyższej reakcji f NaOH = oraz f HCl =. Wzór na obliczanie stężenia roztworu wodorotlenku sodu przyjmuje postać: c NaOH = HCl chcl V V NaOH HCl. 0

Tablica. Wyniki mianowania roztworu NaOH za pomocą mianowanego roztworu HCl Lp. V HCl V NaOH Wartość średnia stężenia roztworu NaOH c NaOH mol/dm Doświadczenie. Oznaczanie zawartości kwasu octowego Oznaczanie kwasu octowego jest przykładem miareczkowania słabego kwasu mocną zasadą według reakcji: Sposób wykonania CH COOH + NaOH = CH COONa + H O CH COOH + OH - = CH COO - + H O ( f CH COOH ; f NaOH = ) Otrzymaną próbkę kwasu octowego w kolbie miarowej o poj. 00, rozcieńczyć do kreski świeżo przegotowaną i ostudzoną wodą destylowaną. Porcję roztworu o objętości 0 (lub 5 ) przenieść ilościowo pipetą do kolby stożkowej o poj. 50, dodać 0 wody destylowanej oraz krople 0,%-owego roztworu fenoloftaleiny i miareczkować nastawionym roztworem wodorotlenku sodu do słaboróżowego zabarwienia, utrzymującego się przez 0 s. Odczytać na biurecie objętość zużytego roztworu NaOH i zanotować wynik w tablicy. Oznaczenie powtórzyć razy, i jako wynik końcowy zużycia wodorotlenku sodu ( V NaOH, ) przyjąć średnią wartość z poszczególnych oznaczeń. Ilość (g) kwasu octowego w badanej próbce obliczyć ze wzoru: m CH COOH cnaoh V NaOH MCH COOH w cnaoh V NaOH 0, 06005 w [g]. gdzie: c NaOH - stężenie molowe NaOH (mol/dm ), V NaOH - średnia objętość zużytej zasady ( ), 0,06005 - milirównoważnik CH COOH (g/mmol), w - współmierność kolby i pipety (w = V kolbki miarowej V pipety ).

I n s t r u k c j e d o ć w i c z e ń l a b o r a t o r y j n y c h ; k i e r u n e k : l o g i s t y k a, p r z e d m i o t : c h e m i a opracowanie: Jan Kalem bkiewicz, Bogdan Papciak, Janusz Pusz Tablica. Wyniki oznaczania zawartości kwasu octowego w badanej próbce Lp. V CHCOOH V NaOH Współmierność kolby z pipetą w Wartość średnia zawartości kwasu octowego w próbce badanej m CHCOOH g Doświadczenie 4. Przygotowanie 0,0 M roztworu Na H edta Podczas miareczkowania kompleksometrycznego stosuje się przeważnie 0,0 M roztwór kompleksonu III. Roztwór soli sodowej kwasu etylenodiaminotetraoctowego przygotowuje się przez rozpuszczenie w wodzie ściśle określonej odważki odczynnika (dwuwodnej soli). Jeżeli miano roztworu otrzymanego z odważki nie jest pewne, to należy je nastawić na wzorcowe roztwory metali, np. magnezu, cynku, miedzi, trójtlenku bizmutu i in. W celu przygotowania 0,5 dm 0,0 M roztworu Na H edta, odważyć na wadze analitycznej dokładną odważkę tej soli o masie 0,90 g (lub 0,840 g bezwodnej soli wysuszonej w temp. 0-0 0 C ), przenieść ilościowo do kolby miarowej o objętości 0,5 dm, rozpuścić, dopełnić do kreski wodą destylowaną i wymieszać. Dane dotyczące przygotowania roztworu zestawić w tablicy 4. Tak przygotowany roztwór zastosować do oznaczenia wapnia (zob. doświadczenie 5). Uwaga. Roztwory soli wersenianu disodu przechowywane w butlach szklanych są trwałe i nie zmieniają miana (stężenia) nawet w ciągu kilku miesięcy. Tablica 4. Dane do przygotowania roztworu Na H edta Lp. mna H edta g vna Hedta cna H edta mol/dm

Doświadczenie 5. Oznaczanie zawartości wapnia Reakcja kompleksowania jonów wapnia (Ca + ) w roztworze za pomocą wersenianu disodu (Na H edta Na + + H edta - ) przebiega wg równania: Ca + + H edta - Caedta - + H + Sposób wykonania Badaną próbkę zawierającą jony Ca + rozcieńczyć w kolbie miarowej o objętości 50 wodą destylowaną do kreski i dokładnie wymieszać. Do kolby stożkowej o objętości 50 dodać kolejno: (i) 0 M roztworu NaOH, (ii) 50 wody destylowanej oraz (iii) szczyptę wskaźnika - kalcesu do uzyskania barwy niebieskiej. Następnie pobrać porcję roztworu soli wapnia o objętości 0 (lub 5 ) i przenieść ilościowo do kolby stożkowej. Miareczkować 0, M roztworem EDTA do zmiany zabarwienia roztworu z różowej na niebieskiej. Odczytać na biurecie objętość zużytego roztworu EDTA i wynik zanotować w tablicy 5. Oznaczenie powtórzyć - razy i jako wynik końcowy zużycia roztworu Na H edta (V, ) przyjąć średnią wartość poszczególnych oznaczeń. Zawartość wapnia (g) obliczyć ze wzoru: m Ca = cna H edta V NaH edta 0,04008 w [g] gdzie: cna H edta - stężenie molowe roztworu Na H edta (mol/dm ), V NaH edta - średnia objętość roztworu Na H edta ( ) wyznaczone z -4 miareczkowań próbki roztworu soli wapnia, 0,04008 milirównoważnik (g/mmol), w - współmierność kolby i pipety (w = V kolbki miarowej V pipety ). Tablica 5. Wyniki oznaczania zawartości wapnia w badanej próbce Lp. V Ca VNa Hedta Współmierność kolby z pipetą w Wartość średnia zawartości jonów wapnia w roztworze m Ca g

I n s t r u k c j e d o ć w i c z e ń l a b o r a t o r y j n y c h ; k i e r u n e k : l o g i s t y k a, p r z e d m i o t : c h e m i a opracowanie: Jan Kalem bkiewicz, Bogdan Papciak, Janusz Pusz SPRAWOZDANIE Z LABORATORIUM Z CHEMII ZAKŁAD CHEMII NIEORGANICZNEJ I ANALITYCZNEJ TEMAT ĆWICZEŃ Przykłady oznaczeń analitycznych NR ĆWICZENIA Ćwiczenie nr 5 Nazwisko, imię studenta Ocena: Kierunek studiów LOGISTYKA Data: I. Metody alkacymetryczne Doświadczenie. Sporządzanie 0, M roztworu NaOH V roztworu =...dm, m NaOH =... g, n NaOH =.. mol Doświadczenie. Mianowanie roztworu NaOH za pomocą mianowanego roztworu HCl Tablica. Wyniki mianowania roztworu NaOH za pomocą mianowanego roztworu HCl Lp. V HCl V NaOH Wartość średnia stężenia roztworu NaOH c NaOH mol/dm 4

Doświadczenie. Oznaczanie zawartości kwasu octowego Tablica. Wyniki oznaczania zawartości kwasu octowego w badanej próbce Lp. V CHCOOH V NaOH Współmierność kolby z pipetą w Wartość średnia zawartości kwasu octowego w próbce badanej m CHCOOH g II. Metody kompleksometryczne Doświadczenie 4. Przygotowanie 0,0 M roztworu Na H edta Tablica 4. Dane do przygotowania roztworu Na H edta Lp. mna H edta vna Hedta cna H edta g mol/dm Doświadczenie 5. Oznaczanie zawartości wapnia Tablica 5. Wyniki oznaczania zawartości wapnia w badanej próbce Lp. V Ca VNa Hedta Współmierność kolby z pipetą w Wartość średnia zawartości jonów wapnia w roztworze m Ca g 5