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

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

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 5

INŻYNIERIA PROCESÓW CHEMICZNYCH

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

Analiza ilościowa. Kompleksometria Opracowanie: mgr inż. Przemysław Krawczyk

OZNACZANIE TWARDOŚCI WODY SPOSOBEM WARTHA - PFEIFERA

Precypitometria przykłady zadań

INŻYNIERIA PROCESÓW CHEMICZNYCH

Obliczanie stężeń roztworów

OBLICZANIE WYNIKÓW ANALIZ I

ĆWICZENIE 4 OZNACZANIE FENOLU METODĄ BROMIANOMETRYCZNĄ I JODOMETRYCZNĄ. DZIAŁ: Redoksymetria

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

EDTA (roztwór 0,02 mol/l) Zgodnie z rozporządzeniem (WE) 1272/2008 związek nie jest. substancją niebezpieczną.

Obliczanie stężeń roztworów

komplekson I kwas nitrylotrioctowy N(CH 2 COOH) 3 komplekson II kwas wersenowy (etylenodiaminotetraoctowy) o wzorze:

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 ZASADY OCENIANIA

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 ZASADY OCENIANIA

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 ZASADY OCENIANIA

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

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

Spis treści. Wstęp. Twardość wody

ĆWICZENIE 13. ANALIZA INSTRUMENTALNA Miareczkowanie Potencjometryczne

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

OZNACZANIE WŁAŚCIWOŚCI BUFOROWYCH WÓD

Spektrofotometryczne wyznaczanie stałej dysocjacji czerwieni fenolowej

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

ALKACYMETRIA. Ilościowe oznaczanie HCl metodą miareczkowania alkalimetrycznego

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 7

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

10. ALKACYMETRIA. 10. Alkacymetria

RÓWNOWAŻNIKI W REAKCJACH UTLENIAJĄCO- REDUKCYJNYCH

PODSTAWY CHEMII ANALITYCZNEJ. Miareczkowanie kompleksometryczne

STĘŻENIE JONÓW WODOROWYCH. DYSOCJACJA JONOWA. REAKTYWNOŚĆ METALI

VI. ZMIĘKCZANIE WODY METODĄ JONOWYMIENNĄ

PRZYKŁADOWE ROZWIĄZANIA ZADAŃ

XLVII Olimpiada Chemiczna

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

Materiały dodatkowe do zajęć z chemii dla studentów

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

ANALIZA OBJĘTOŚCIOWA

KATALITYCZNE OZNACZANIE ŚLADÓW MIEDZI

PRACOWNIA PODSTAW CHEMII ANALITYCZNEJ -OPISY ĆWICZEŃ

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

HYDROLIZA SOLI. ROZTWORY BUFOROWE

SEMINARIUM Z ZADAŃ ALKACYMETRIA

(Ćwiczenie nr 7) (stała Faradaya, F) (3)

REDOKSYMETRIA ZADANIA

Oznaczanie żelaza i miedzi metodą miareczkowania spektrofotometrycznego

8. MANGANOMETRIA. 8. Manganometria

Część laboratoryjna. Sponsorzy

wiczenie 3 Kompleksometria

GOSPODARKA ODPADAMI. Oznaczanie metodą kolumnową wskaźników zanieczyszczeń wymywanych z odpadów

Ćwiczenie nr 4 PRZYKŁADY OZNACZEŃ ANALITYCZNYCH

Ćwiczenie 5 Alkalimetryczne oznaczanie kwasu solnego.

GOSPODARKA ODPADAMI. Oznaczanie metodą kolumnową wskaźników zanieczyszczeń wymywanych z odpadów

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

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

Zadania laboratoryjne

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

Roztwory elekreolitów

CHEMIA BUDOWLANA ĆWICZENIE NR 2

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

PROCESY JEDNOSTKOWE W TECHNOLOGIACH ŚRODOWISKOWYCH WYMIANA JONOWA

K1. KONDUKTOMETRYCZNE MIARECZKOWANIE STRĄCENIOWE I KOMPLEKSOMETRYCZNE

III A. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych

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

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNYCH WODY

ĆWICZENIE 4. Oczyszczanie ścieków ze związków fosforu

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

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 9

HYDROLIZA SOLI. 1. Hydroliza soli mocnej zasady i słabego kwasu. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

Spektroskopia molekularna. Ćwiczenie nr 1. Widma absorpcyjne błękitu tymolowego

6. ph i ELEKTROLITY. 6. ph i elektrolity

Imię i nazwisko studenta:...

Chemia nieorganiczna Zadanie Poziom: podstawowy

Oznaczanie kwasu fosforowego w Coca-Coli

Związki nieorganiczne

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Wpływ stężenia kwasu na szybkość hydrolizy estru

Miareczkowanie potencjometryczne

Opracowały: Pod kierunkiem

Spis treści. Wstęp... 9

ĆWICZENIE 4 OZNACZANIE TWARDOŚCI WODY. WPROWADZENIE

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 ZASADY OCENIANIA

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

METODY ANALIZY MIARECZKOWEJ

II. ODŻELAZIANIE LITERATURA. Zakres wiadomości obowiązujących do zaliczenia przed przystąpieniem do wykonania. ćwiczenia:

RÓWNOWAGI W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW.

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

ALKACYMETRIA. ĆWICZENIE Acydymetryczne oznaczanie wodorowęglanu sodu

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA im. Stanisława Staszica w Krakowie OLIMPIADA O DIAMENTOWY INDEKS AGH 2017/18 CHEMIA - ETAP I

REAKCJE CHARAKTERYSTYCZNE WYBRANYCH KATIONÓW

OCHRONA ŚRODOWISKA W ENERGETYCE NEUTRALIZACJA ŚCIEKÓW

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

g % ,3%

Etap III. Mieszanina drogowa do posypywania dróg pokrytych lodem składa się z NaCl, CaCl 2 i

ĆWICZENIE 11. ANALIZA INSTRUMENTALNA KOLORYMETRIA - OZNACZANIE Cr(VI) METODĄ DIFENYLOKARBAZYDOWĄ. DZIAŁ: Kolorymetria

Przewodnik do ćwiczeń laboratoryjnych z. chemii nieorganicznej. Semestr I (zimowy) Rok akademicki 2016/17

Przewodnik do ćwiczeń laboratoryjnych z. Chemii Ogólnej. Semestr I (zimowy) Rok akademicki 2016/17

Zakres wymagań z przedmiotu CHEMIA ANALITYCZNA dla II roku OML

Transkrypt:

ĆWICZENIE 7 WSPÓŁOZNACZANIE WAPNIA I MAGNEZU I OBLICZANIE TWARDOŚCI WODY DZIAŁ: Kompleksometria ZAGADNIENIA Stała trwałości i nietrwałości kompleksów. Rodzaje kompleksów i przykłady EDTA Wskaźniki w kompleksometrii Twardość wody, rodzaje twardości wody, sposoby wyrażania twardości wody, usuwanie twardości wody, oznaczanie twardosci wody. Oznaczanie wapnia i magnezu za pomocą miareczkowania kompleksometrycznego LITERATURA [1] A. Cygański, Chemiczne metody analizy ilościowej, WNT W-wa1999. [2] J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna 2 Chemiczne metody analizy ilościowej, Wyd. Naukowe PWN W-wa 2004. I. WSTĘP I CEL ĆWICZENIA Metoda polega na przeprowadzeniu dwóch miareczkowań próbki wody mianowanym roztworem EDTA wobec dwóch wskaźników. 1) Czerń eriochromowa T (czerń kwasu chromowego ET) jest to sol sodowa 1(1- hydroksy-2-naftylazo)-6-nitro-2-naftolo-4-sulfonowego, w skrócie H 2 F -. Czerń eriochromowa zachowuje się jak wskaźnik alkacymetryczny, mający dwa przejścia barwne odpowiadające dwustopniowej dysocjacji protonów z grup hydroksylowych. ph 6,3 ph 11,5 H 2 F - HF 2- F 3- rozowy niebieski pomaranczowy Oznaczanie wykonuje się najczęściej w roztworach o ph 10, przy którym następuje wyraźna zmiana barwy. Czerń eriochromowa tworzy z niektórymi kationami kompleksy o barwie czerwonej (Mg 2+, Zn 2+, Cd 2+, Al 3+ ) Ćwiczenia laboratoryjne z chemii analitycznej i instrumentalnej; oprac.; prowadzący: dr Agnieszka Matłoka Strona 1

2) Mureksyd to sol amonowa kwasu purpurowego w skrócie H 4 Ind - ; Ind-anion mureksydu ph 9 ph 11 H 4 Ind - H 3 Ind 2- H 2 Ind 3- fioletowy Reakcje zachodzące podczas oznaczania magnezu: a) reakcja ze wskaźnikiem Mg 2+ + HF 2- MgF - + H + b) reakcja podczas miareczkowania EDTA niebieski winnoczerwony MgF - + H 2 Y 2- + HF 2- winnoczerwony MgY 2- + + bezbarwny niebieski H Podczas oznaczania wapnia zachodza reakcje: c) a) reakcja ze wskaźnikiem Ca 2+ + H 2 Ind 3- CaH 2 Ind - czerwony d) reakcja podczas miareczkowania EDTA CaH 2 Ind - + H 2 Y 2+ + 2OH - czerwony Dany kation np. Ca 2+ CaY 2+ + H 2 Ind 3- + 2H 2 O czerwonofioletowy niebieskofioletowy niebieskofioletowy nie tworzy tylko jednego kompleksu ze wskaźnikiem, lecz istnieją w równowadze trzy różniące się zabarwieniem kompleksy: Ćwiczenia laboratoryjne z chemii analitycznej i instrumentalnej; oprac.; prowadzący: dr Agnieszka Matłoka Strona 2

CaH 4 Ind + czerwonopomaranczowy zoltopomaranczowy CaH 3 Ind CaH 2 Ind - czerwony Równowaga ta zależy od ph i jest przesunięta w jedna lub druga stronę. Miareczkowanie podstawione polega na miareczkowaniu kationu wypartego z kompleksu. Wiele kationów tworzy z EDTA kompleksy bardziej trwale niż kompleksy magnezu. Jeżeli do roztworu takiego doda się wesnianu magnezu to zachodzi reakcja wypierania: M 2+ + MgY 2- MY 2- + Mg 2+ Uwolniony Mg 2+ w ilości równoważnej do oznaczanego kationu M 2+ miareczkuje się bezpośrednio mianowanym roztworem EDTA, a interesujący nas kation zostaje oznaczony pośrednio. Metodę te stosuje się przede wszystkim do oznaczania jonów Ca 2+ wobec czerni eriochromowej T. Wapń tworzy z czernią kompleks zbyt mało trwały, aby można było miareczkować go bezpośrednio wobec tego wskaźnika. Pierwsze miareczkowanie przeprowadza się w środowisku buforu amoniakalnego /ph=10/ wobec czerni eriochromowej T jako wskaźnika. Objętość titranta odpowiada sumie zawartości jonów wapnia i magnezu. Wobec czerni eriochromowej T jako wskaźnika oznaczamy sumę Ca 2+ i Mg 2+ zużyliśmy V 1. ml EDTA, obserwujemy zmianę zabarwienia roztworu z różowofiołkowej na niebieską. Drugie miareczkowanie przeprowadza się w środowisku zasadowym /ph=12-13/ wobec mureksydu, oznaczamy jony wapnia i obserwujemy zmianę zabarwienia roztworu z różowej na fiołkową. Objętość użytego titranta V 2 zależy od ilości wapnia. Ilość magnezu obecnego w próbce oblicza się z różnicy między tymi objętościami. Objętość EDTA jaka zużyto na zmiareczkowanie magnezu to: V = V 1 V 2 WZÓR STRUKTURALNY EDTA kwas etylenodiaminotetraoctowy, kwas wersenowy Ćwiczenia laboratoryjne z chemii analitycznej i instrumentalnej; oprac.; prowadzący: dr Agnieszka Matłoka Strona 3

HOOCH 2 C CH 2 COOH N- CH 2 - CH 2 - N HOOCH 2 C CH 2 COOH Twardością wody nazywa się właściwość wody wynikająca z obecności w wodzie jonów wapnia i magnezu oraz innych jonów metali wielowartościowych (np. niezdolność wody do wytwarzania piany, mimo dodania do niej określonych ilości mydła). Twardość wody określa się w stopniach twardości. Twardość wody podaje się w milimolach jonów wapnia i magnezu w 1 dm 3 wody lub w stopniach twardości (niemieckich, francuskich, angielskich). 1 mmol jest równy 5,61 o n lub 10 o F 1 stopień niemiecki (1 o n) = 10 mg CaO (lub 7,19 mg MgO) w 1 dm 3 wody, 1 stopień francuski (1 o F) = 10 mg CaCO3w 1 dm 3 wody, 1 mmol = 40,08 mg Ca 2+ (lub 24,32 mg Mg 2+ ) w 1 dm 3 wody, 1ºn = 0,356 mval/dm 3. W Polsce w najszerszym użyciu są tzw. niemieckie stopnie twardości wody. Jeden niemiecki stopień twardości wody odpowiada zawartości 10 mg CaO lub równoważnej ilości, tj. 7,19 mg MgO, w 1 litrze wody. Ćwiczenia laboratoryjne z chemii analitycznej i instrumentalnej; oprac.; prowadzący: dr Agnieszka Matłoka Strona 4

Oznaczanie twardości całkowitej w stopniach niemieckich Twardość całkowitą wody w stopniach niemieckich obliczamy wg wzoru: o N = ( V 1 c 56,08/10 ) 10 gdzie: V 1 - objętość (ml) roztworu EDTA wobec czerni eriochromowej w buforze amaonowym c miano roztworu EDTA wyrażone w molach, 56,08mg ( mmol CaO), 56,08/10 ponieważ 1 o N odpow. 10 mg CaO. Całość mnożymy przez 10 aby wynik odnosił się do całej próbki 100 ml analizowanej wody. Do oznaczania twardości stosuje się najczęściej metody: obliczeniową (w oparciu o wyniki oznaczeń zawartości wapnia i magnezu w wodzie), wersenianową. Tabela 1. Kryterium twardości wody Stopnie twardości Mg CaCO 3 /dm 3 Skala twardości wody 0 5 0 90 Bardzo miękka 5 10 90 180 Miękka 10 15 180 270 Średniej twardości 15 20 270 360 Znacznej twardości 20 30 360 450 Twarda Powyżej 30 Powyżej 450 Bardzo twarda II. SPRZĘT I ODCZYNNIKI: - bufor amoniakalny ph 10 - pipeta poj. 10 ml - 1M NaOH - 0,01M EDTA - pipeta poj. 10 ml jednomiarowa - czerń eriochromowa T - pipeta poj. 5ml wielomiarowa - mureksyd Ćwiczenia laboratoryjne z chemii analitycznej i instrumentalnej; oprac.; prowadzący: dr Agnieszka Matłoka Strona 5

- kolbka miarowa poj. 100 ml - biureta poj.50ml ze statywem - lejek - tryskawka - łopatka metalowa III. METODYKA: Otrzymany w kolbce miarowej roztwór dopełnić wodą destylowaną do kreski. Pobrać pipetą 10 ml badanego roztworu, dodać 5 ml buforu amonowego i szczyptę czerni eriochromowej T. Próbkę miareczkować roztworem EDTA do zmiany zabarwienia roztworu z różowofiołkowego (przed miareczkowaniem po dodaniu czerni eriochromowej T) na niebieskie po miareczkowaniu. WOBEC CZERNI ERIOCHROMOWEJ T oznaczamy sumę jonów Ca 2+ i Mg 2+ i obserwujemy zmianę barwy roztworów: Roztwór barwy różowofiołkowy (przed miareczkowaniem po dodaniu czerni eriochromowej T) Po miareczkowaniu roztwór barwy niebieskiej Do takiej samej objętości badanego roztworu dodać 10 ml 1 molowego roztworu wodorotlenku sodu i szczyptę mureksydu, miareczkować roztworem EDTA do zmiany zabarwienia z różowego na fiołkowe. WOBEC MUREKSYDU oznaczamy Ca 2+ i obserwujemy zmianę barwy roztworów: Ćwiczenia laboratoryjne z chemii analitycznej i instrumentalnej; oprac.; prowadzący: dr Agnieszka Matłoka Strona 6

Roztwór barwy różowej (przed miareczkowaniem po dodaniu mureksydu) Po miareczkowaniu roztwór barwy fiołkowej W celu prawidłowego uchwycenia punktu końcowego miareczkowania należy przeprowadzić miareczkowanie wobec świadka. Każde miareczkowanie przeprowadzić trzy razy. ZESTAWIENIE WYNIKÓW ANALIZY: Wobec czerni eriochromowej T (odmiareczkowanie sumy jonów Ca 2+ +Mg 2+ ) zużyto objętość titrant EDTA: Miareczkowanie I V 1 =.. ml Miareczkowanie II V 1 =.. ml Miareczkowanie III V 1 =.. ml Średnia wartość miareczkowania zużytego EDTA V 1śr =.. ml Wobec mureksydu (odmiareczkowanie jonów Ca 2+ ) zużyto objętość titrant EDTA: Miareczkowanie I V 2 =.. ml Miareczkowanie II V 2 =.. ml Miareczkowanie III V 2 =.. ml Średnia wartość miareczkowania zużytego EDTA V 2śr =.. ml Objętość titrantu EDTA V jaka zużyto na zmiareczkowanie magnezu Mg 2+ to: V = V sr1 V sr2 Ćwiczenia laboratoryjne z chemii analitycznej i instrumentalnej; oprac.; prowadzący: dr Agnieszka Matłoka Strona 7

Ilości oznaczanych jonów obliczyć: 1). stechiometrycznie (proporcjami) 2). ze wzorów: X ca2+ = v 2 c EDTA 0,04008 10 X Mg2+ = (v 1 - v 2 ) c EDTA 0,02432 10 v 1 - objętość EDTA użyta podczas miareczkowania wobec czerni eriochromowej T[ml]; v 2 - objętość EDTA użyta podczas miareczkowania wobec mureksydu [ml]; c EDTA - stężenie EDTA [mmol/ml]; 0,040008 masa milimola Ca 2+ + [g/mmol]; 0,02432 masa molimola Mg 2+ [g/mmol] Twardość całkowitą wody w stopniach niemieckich obliczyć wg wzoru: o N = ( V 1 c 56,08/10 ) 10 IV. WNIOSKI Podać zawartość jonów wapnia, jonów magnezu w analizowanej wodzie. Jaka jest wartość stopnia twardości wody w stopniach niemieckich i określ skalę twardości zbadanej wody. Ćwiczenia laboratoryjne z chemii analitycznej i instrumentalnej; oprac.; prowadzący: dr Agnieszka Matłoka Strona 8