Potencjometryczna metoda oznaczania chlorków w wodach i ściekach z zastosowaniem elektrody jonoselektywnej

Podobne dokumenty
Ćwiczenie 5 AN Potencjometryczna metoda oznaczania chlorków z zastosowaniem elektrody jonoselektywnej.

1. za pomocą pomiaru SEM (siła elektromotoryczna róŝnica potencjałów dwóch elektrod) i na podstawie wzoru wyznaczenie stęŝenia,

ANALIZA INSTRUMENTALNA

Oznaczanie zawartości fluorków w naparze herbacianym z wykorzystaniem potencjometrii bezpośredniej

A4.05 Instrukcja wykonania ćwiczenia

Ćwiczenie 8 (studenci biotechnologii) Potencjometria Potencjometryczne wyznaczanie PK miareczkowania słabego kwasu

Metody Badań Składu Chemicznego

ĆWICZENIE 2 KONDUKTOMETRIA

Laboratorium Podstaw Biofizyki Pomiar potencjału dyfuzyjnego i błonowego 4

LABORATORIUM Z PODSTAW BIOFIZYKI ĆWICZENIE NR 4 1. CEL ĆWICZENIA

WPROWADZENIE DO ANALIZY INSTRUMENTALNEJ POTENCJOMETRIA

ELEMENTY ANALIZY INSTRUMENTALNEJ. Ćwiczenie 2 Temat: Potencjometria bezpośrednia i pośrednia (miareczkowanie potencjometryczne) POTENCJOMETRIA

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

WYZNACZANIE STAŁEJ DYSOCJACJI SŁABEGO KWASU ORGANICZNEGO

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Me a X b a Me b+ + b X a- + SO 4. =. W danej

Sporządzanie roztworów buforowych i badanie ich właściwości

Wyznaczanie stałej i stopnia dysocjacji kwasu octowego i chlorooctowego

LABORATORIUM Z CHEMII FIZYCZNEJ POTENCJOMETRYCZNY POMIAR PH POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY. Agata Blacha-Grzechnik.

Spektrofotometryczne wyznaczanie stałej dysocjacji czerwieni fenolowej

KATALITYCZNE OZNACZANIE ŚLADÓW MIEDZI

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

Me a X b a Me b+ + b X a- + SO 4. =. W danej

ODCZYN WODY BADANIE ph METODĄ POTENCJOMETRYCZNĄ

POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Adsorpcja kwasu octowego na węglu aktywnym. opracowała dr hab. Małgorzata Jóźwiak

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

dla której jest spełniony warunek równowagi: [H + ] [X ] / [HX] = K

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I NAWOZÓW MINERALNYCH. Ćwiczenie nr 6. Adam Pawełczyk

Ćwiczenie 25. Piotr Skołuda OGNIWA STĘŻENIOWE

PEHAMETRIA I ROZTWORY BUFOROWE

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

1. PRZYGOTOWANIE ROZTWORÓW KOMPLEKSUJĄCYCH

OZNACZANIE ZAWARTOŚCI MANGANU W GLEBIE

Labindex mgr inż. Marcin Grzelka

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

HYDROLIZA SOLI. ROZTWORY BUFOROWE

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Spektrofotometryczne oznaczanie stężenia jonów żelaza(iii) opiekun mgr K. Łudzik

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

WYBRANE TECHNIKI ELEKTROANALITYCZNE

ĆWICZENIE 4. Oczyszczanie ścieków ze związków fosforu

Katedra Chemii Analitycznej Metody elektroanalityczne. Ćwiczenie nr 5 WOLTAMPEROMETRIA CYKLICZNA

Oznaczanie SO 2 w powietrzu atmosferycznym

GOSPODARKA ODPADAMI. Oznaczanie metodą kolumnową wskaźników zanieczyszczeń wymywanych z odpadów

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Sn, Pb, H, Cu, Ag, Hg, Pt, Au

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

ANALIZA MIARECZKOWA. ALKACYMERIA

GOSPODARKA ODPADAMI. Oznaczanie metodą kolumnową wskaźników zanieczyszczeń wymywanych z odpadów

Miareczkowanie potencjometryczne

ĆWICZENIE 13. ANALIZA INSTRUMENTALNA Miareczkowanie Potencjometryczne

ĆWICZENIE NR 4 PEHAMETRIA. Poznanie metod pomiaru odczynu roztworów wodnych kwasów, zasad i soli.

Ćw. 2 Miareczkowanie potencjometryczne

KOROZJA. Korozja kontaktowa z depolaryzacja tlenową 1

AUTOMATYKA I POMIARY LABORATORIUM - ĆWICZENIE NR 13 WŁAŚCIWOŚCI METROLOGICZNE POTENCJOMETRYCZNYCH CZUJNIKÓW GAZOWYCH

Spis treści. Wstęp. Roztwory elektrolitów

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 7

Spis treści. Wstęp... 9

WYMAGANIA DO KOLOKWIUM

Opracowanie: dr Jadwiga Zawada, dr inż. Krystyna Moskwa

10. OGNIWA GALWANICZNE

Celem dwiczenia są ilościowe oznaczenia metodą miareczkowania konduktometrycznego.

KWASY I WODOROTLENKI. 1. Poprawne nazwy kwasów H 2 S, H 2 SO 4, HNO 3, to:

Miareczkowanie kulometryczne

10. OGNIWA GALWANICZNE

Podstawowe pojęcia 1

RSM ROZTWÓR SALETRZANO-MOCZNIKOWY

Maria Bełtowska-Brzezinska, Tomasz Węsierski

Ćwiczenie 1. Sporządzanie roztworów, rozcieńczanie i określanie stężeń

ĆWICZENIE 2. Usuwanie chromu (VI) z zastosowaniem wymieniaczy jonowych

Ćwiczenie 1: Wyznaczanie warunków odporności, korozji i pasywności metali

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

Przewodnictwo elektryczne roztworów wodnych. - elektrolity i nieelektrolity.

Porównanie precyzji i dokładności dwóch metod oznaczania stężenia HCl

wykład 6 elektorochemia

cyklicznej woltamperometrii

LABORATORIUM Z KATALIZY HOMOGENICZNEJ I HETEROGENICZNEJ WYZNACZANIE STAŁEJ SZYBKOŚCI REAKCJI UTLENIANIA POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY

Utylizacja i neutralizacja odpadów Międzywydziałowe Studia Ochrony Środowiska

Instrukcje. Analiza Instrumentalna. Ochrona Środowiska I stopień 2 rok

Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu Elektroniczna Aparatura Medyczna

Ćwiczenie 1: Podstawowe parametry stanu.

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

I. Cel ćwiczenia. II. Zagadnienia wprowadzające

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1)

DEZYNFEKCJA WODY CHLOROWANIE DO PUNKTU

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

Ustalenie wartości ph i kalibracja elektrody ph - Podstawowe zasady pomiaru ph

Ćwiczenie 32. Jacek Kłos. Aktywności i stężenia jonów wodorowych.

ĆWICZENIE 16 Potencjały równowagowe elektrod siła elektromotoryczna ogniw.

Ćwiczenie 8 Wyznaczanie stałej szybkości reakcji utleniania jonów tiosiarczanowych

Bufory ph. Pojemność buforowa i zakres buforowania

Zmiana barwy wskaźników w roztworach kwaśnych, obojętnych i zasadowych.

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 9

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

Oznaczanie żelaza i miedzi metodą miareczkowania spektrofotometrycznego

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Oznaczanie chlorowodoru w powietrzu atmosferycznym

Ćwiczenie 2. Charakteryzacja niskotemperaturowego czujnika tlenu. (na prawach rękopisu)

Podział metod elektrochemicznych

Transkrypt:

Potencjometryczna metoda oznaczania chlorków w wodach i ściekach z zastosowaniem elektrody jonoselektywnej opracowanie: dr Jadwiga Zawada Cel ćwiczenia: poznanie podstaw teoretycznych i praktycznych metody potencjometrycznego oznaczania jonów w roztworze. I. Wprowadzenie do zagadnienia 1. Metoda potencjometryczna Układy do badań potencjometrycznych składają się z dwóch zasadniczych części: pary elektrod tworzących z badanym roztworem ogniwo pomiarowe oraz przyrządu pomiarowego, pozwalającego na pomiar siły elektromotorycznej (SEM) tego ogniwa. Jedna z elektrod jest zwykle elektrodą wskaźnikową, a druga elektrodą porównawczą (odniesienia). Elektrody wskaźnikowe decydują o możliwościach analitycznych potencjometrii. Daną substancję można oznaczyć potencjometrycznie tylko wtedy, gdy istnieje czuła na nią elektroda wskaźnikowa. Potencjał elektrody wskaźnikowej zależy od stężenia oznaczanego jonu oraz od zmian zachodzących w roztworze. Potencjał elektrody odniesienia w trakcie pomiarów jest stały i nie zależy od oznaczanego jonu. Do grupy elektrod wskaźnikowych należą elektrody jonoselektywne (EIS). Schemat najprostszego układu do pomiarów potencjometrycznych 2. Charakterystyka elektrod jonoselektywnych Elektrody jonoselektywne są to elektrody membranowe, o rozmaitych rozwiązaniach konstrukcyjnych. Przez odpowiedni dobór związku chemicznego, stanowiącego materiał elektroaktywny membrany, uzyskano elektrody czułe na różne jony (kationy i aniony). W zależności od stanu skupienia fazy tworzącej membranę EIS można podzielić na: - elektrody jonoselektywne ze stałymi membranami:

a/ odmiana homogeniczna (membrany wykonuje się z monokryształów lub polikryształów odpowiednich trudno rozpuszczalnych związków) b/ odmiana heterogeniczna (membrany utworzone są z elektroaktywnego materiału jonowymiennego) - elektrody jonoselektywne z ciekłymi membranami (membranę tworzy substancja elektrodowo czynna rozpuszczona w rozpuszczalniku organicznym nie mieszającym się z wodą) - elektrody membranowe enzymatyczne, stwarzające możliwość oznaczania związków organicznych - selektywne elektrody gazowe, czułe na: CO 2, SO 2, NO, NO 2 i NH 3. Przykłady konstrukcji jonoselektywnych elektrod membranowych 3. Potencjometria i zastosowanie elektrod jonoselektywnych Podstawę teoretyczną bezpośrednich oznaczeń potencjometrycznych stanowi równanie Nernsta. Metodą potencjometrii bezpośredniej można oznaczyć stężenie każdej substancji, o ile istnieje czuła na nią elektroda wskaźnikowa. Wspólną cechą elektrod membranowych jest to, że ich potencjał zależy nie tylko od stężenia jonu oznaczanego, ale również od stężenia innych jonów obecnych w roztworze. Potencjał jonoselektywnych elektrod membranowych opisany jest przez wzór Nikolskiego:

gdzie: o RT E = E + ln(ai + K nf n j= 1 ij a n / z j ) a i aktywność oznaczanego jonu a j aktywność jonu przeszkadzającego n wartościowość jonu i, na który elektroda jest czuła z - wartościowość jonu przeszkadzającego j K ij współczynnik selektywności (stała selektywności) elektrody czułej na jon i względem jonu j. Im większa jest wartość współczynnika selektywności, tym mniej selektywna ( gorsza ) jest dana elektroda. Podstawowe parametry wybranych jonoselektywnych elektrod membranowych 4. Oznaczanie stężeń jonów za pomocą elektrody jonoselektywnej metodą krzywej wzorcowej

Metoda krzywej wzorcowej polega na zanurzeniu ogniwa pomiarowego w badanym roztworze, odczytaniu SEM, a następnie odczytaniu stężenia badanej substancji z krzywej wzorcowej, sporządzonej odpowiednio wcześniej. Krzywa wzorcowa jest wynikiem wykreślenia z danych eksperymentalnych (uzyskanych dla roztworów o znanych stężeniach oznaczanego jonu) funkcji E = f (log a i ). Aktywność jonu a i jest związana z jego stężeniem równaniem: a i = f i c i, gdzie: f i współczynnik aktywności jonu c i - stężenie jonu w roztworze Dla roztworów bardzo rozcieńczonych wykreśla się zazwyczaj krzywą wzorcową w układzie E = f (log ci). Aby zniwelować wpływ wzrostu stężenia roztworu na przebieg krzywej wzorcowej przeprowadza się pomiary w roztworach o stałej sile jonowej. W celu uzyskania stałej siły jonowej dodaje się do roztworów wzorcowych i roztworów badanych odpowiedni nadmiar elektrolitu obojętnego, czyli nie mającego wpływu na potencjał elektrody. W tak przygotowanych roztworach współczynniki aktywności mają stałą wartość, a zatem aktywność jest proporcjonalna do stężenia. Metoda krzywej wzorcowej jest prosta, lecz wrażliwa na obecność w badanej próbce substancji zakłócających, nieobecnych w roztworach wzorcowych. II. Część doświadczalna 1. Zasada metody i zakres jej stosowania Oznaczanie polega na pomiarze potencjału jonoselektywnej elektrody chlorkowej względem elektrody odniesienia. Różnica potencjałów między elektrodami jest miarą stężenia jonów chlorkowych. Metodę stosuje się do oznaczania chlorków w wodzie i ściekach przy ich zawartości 5,0 500 mg/cm 3. Przez odpowiednie rozcieńczenie zakres ten można rozszerzyć do 5000 mg/cm 3. 2. Aparatura oraz sprzęt laboratoryjny a) elektroda jonoselektywna b) elektroda kalomelowa jako elektroda odniesienia c) klucz elektrolityczny wypełniony 1 M roztworem KNO 3 d) minikomputer wielofunkcyjny e) papierki wskaźnikowe f) zlewki pojemności 150 cm 3 g) kolbki pomiarowe pojemności 100 cm 3 3. Odczynniki i roztwory a) azotan (V) potasu cz.d.a. roztwór 1 M b) kwas siarkowy (VI) stężony (1,84). cz.d.a. roztwór 1 +1 c) wodorotlenek sodowy cz.d.a. 5% roztwór d) wzorcowy roztwór podstawowy chlorku sodowego cz.d.a. ( 1 cm 3 tego roztworu zawiera 5 mg chlorków) e) badane roztwory o nieznanej zawartości jonów chlorkowych

4. Przygotowanie skali wzorców i sporządzanie krzywej wzorcowej Do 6-ciu kolb pomiarowych pojemności 100 cm 3 każda odmierzyć kolejno: 0,1; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; i 10 cm 3 podstawowego roztworu wzorcowego chlorku sodowego, uzupełnić wodą destylowaną do kreski i wymieszać. Stężenie chlorków w tak przygotowanych roztworach wynoszą kolejno: 5,0; 25,0; 50,0; 100; 250; i 500 mg/dm 3. Następnie do 6-ciu zlewek pojemności 150 cm 3 każda wlewać kolejno po 100 cm 3 roztworu (czyli całą zawartość kolbki) i dodać do każdego roztworu po 10 cm 3 roztworu KNO 3. Zestawić układ pomiarowy według schematu podanego w części I.1. W tym celu należy: - podłączyć elektrody do minikomputera wielofunkcyjnego ( jako miernika potencjału), włączając elektrodę chlorkową w gniazdko [ ph, jon, mv], a elektrodę kalomelową jako elektrodę odniesienia w gniazdko oznaczone [ GND]. Następnie: - wcisnąć przyciski: on oraz mv - elektrodę chlorkową zanurzać kolejno w poszczególnych roztworach wzorcowych i wykonać pomiary wartości potencjału ( w mv) dla poszczególnych wzorców. Wartości potencjału odczytywać zawsze po upływie1 minuty, licząc od chwili zanurzenia elektrody we wzorcu. Po każdym pomiarze elektrody opłukać wodą destylowaną i osuszyć bibułą do sączenia. Wyniki pomiarów zamieścić w tabeli: Obj. roztw. podst. [cm 3 ] Stężenie Cl - [mg/dm 3 ] Poten. E [mv] 0,1 cm 3 0,5 cm 3 1,0 cm 3 2,0 cm 3 5,0 cm 3 10,0 cm 3 Na podstawie otrzymanych wyników pomiarów wykreślić krzywą wzorcową na papierze półlogarytmicznym, odkładając na osi logarytmicznej wartość stężeń chlorków w mg/dm 3, a na osi arytmetycznej odpowiadające im wartości potencjału. 5. Wykonanie oznaczenia Odpipetować 100 cm 3 badanego roztworu i dodać 10 cm 3 roztworu azotanu potasowego. Sprawdzić ph roztworu za pomocą papierka wskaźnikowego. Jeżeli wartość ph nie mieści się w granicach 2-12, należy ją skorygować za pomocą roztworu H 2 SO 4 lub roztworu NaOH. Następnie zanurzyć elektrody włączone do minikomputera i po upływie 1 minuty odczytać wartość potencjału. Zawartość chlorków w badanej próbce wyrażoną w mg/dm 3 odczytać z krzywej wzorcowej. Za wynik końcowy oznaczenia należy przyjąć średnią arytmetyczną wyników dwóch równolegle wykonanych oznaczeń, różniących się między sobą nie więcej niż 5% wyniku mniejszego. Wszystkie wyniki zamieścić w tabeli podanej poniżej: Badane roztwory Woda wodociąg. Woda destylowana Roztwór I Roztwór II Potencjał I pomiar [mv] Potencjał II pomiar [mv] Potencjał średni [mv] Stężenie chlorków [mg/dm 3 ]

6. Opracowanie ćwiczenia 1. Ćwiczenie opracować w postaci sprawozdania według formy podanej przez asystenta. 2. Krzywą wzorcową narysować na papierze półlogarytmicznym i załączyć do sprawozdania. 3. Zaznaczyć na krzywej wartości stężeń jonów chlorkowych badanych próbek. 4. Zawartość chlorków w poszczególnych próbkach [mg/dm 3 ] podać jako średnią arytmetyczną dwóch równolegle wykonanych oznaczeń w badanej próbce. Literatura 1. Norma PN-80 / C-04617 / 04. Woda i ścieki. Badanie zawartości chlorków. 2.Szczepaniak W. : Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN, Warszawa 1985.