Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

8. Csapadékos titrálások Analitika 13. C, 13. H osztály és 1219/6 modul tanfolyam részére 2010/2011 Frissítés: 2011.02.25.Állapot:

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "8. Csapadékos titrálások Analitika 13. C, 13. H osztály és 1219/6 modul tanfolyam részére 2010/2011 Frissítés: 2011.02.25.Állapot:"— Előadás másolata:

1 8. Csapadékos titrálások Analitika 13. C, 13. H osztály és 1219/6 modul tanfolyam részére 2010/2011 Frissítés: Állapot: kész

2 8.0 Csapadékos titrálások alapjai Csapadék: az adott közegben (pl. vízben) oldhatatlan vegyület. Teljesen oldhatatlan anyag nincs, a csapadéknak is van oldhatósága. Az ionos csapadékok ionjaikra disszociál- nak: pl.AgCl ↔ Ag + + Cl – Telített oldatban az ionok koncentrációinak szorzata (illetve megfelelő hatványon vett szorzata) adott hőmérsékleten állandó, ez az oldhatósági szorzat ( a vízion-szorzathoz hasonló ): L(AgCl) = c(Ag + )·c(Cl – ) Ha az oldathoz valamelyik ion oldatát adjuk, megnöveljük annak koncentrációját, a másik ion koncentrációja csökken, a szorzat állandó marad, így lehet a választott ion lecsapását teljessé tenni. A csapadékok a saját ionjaikat megkötik (adszorbeálják) a felületükön; amelyik ion feleslegben van, azt kötik meg.

3 8.0 Csapadékok oldhatósági szorzatai A vegyület képlete oldhatósági szorzat, L A fémion konc. a telített oldatban, mol/dm 3 Al(OH) 3 2·10 –33 BaSO 4 1·10 –10 CaSO 4 2·10 –4 CaCO 3 1·10 –8 CuS8,5·10 –36 Fe(OH) 3 1,1·10 –36 HgS2·10 –53 MgCO 3 2,6·10 –5 Mg(OH) 2 1,2·10 –11 ZnS1,2·10 –22 2,9·10 –9 1·10 –5 1,4·10 –2 1·10 –4 2,9·10 –18 4,5·10 –10 4,5·10 –27 5,1·10 –3 1,44·10 –4 1,1·10 –11

4 8.0 Ezüst csapadékok oldhatósági szorzatai A vegyület képlete és disszociációja LA fémion konc. a telített oldatban Ag 3 AsO 3 ↔ 3 Ag + + AsO 3 3– 4,5· ,4·10 -5 Ag 3 AsO 4 ↔ 3 Ag + + AsO 4 3– 1,0· ,3·10 -5 AgBrO 3 ↔ Ag + + BrO 3 – 5,77· ,6·10 -3 Ag 2 (CN) 2 ↔ 2 Ag CN – 21,0· ,6·10 -6 AgSCN ↔ Ag + + SCN – 1,2· ,1·10 -6 AgCl ↔ Ag + + Cl – 1,56· ,25·10 -5 AgBr ↔ Ag + + Br – 7,7· ,8·10 -7 AgI ↔ Ag + + I – 1,5· ,23·10 -8 Ag 2 CrO 4 ↔ 2 Ag + + CrO 4 2– 9,0· ,22·10 -4

5 8.1 Csapadékos titrálások Mérőoldat Meghatározandó ionReakciótermék Indikátor AgNO 3 X – (Cl –, Br –, I –, CN –, SCN – ) AgXK 2 CrO 4, fluoreszcein Pb(NO 3 ) 2 PbSO 4 Erythrosin B Pb(NO 3 ) 2 PbMoO 4 Eosin A Pb(CH 3 COO) 2 Pb 3 (PO 4 ) 2 Dibróm-fluoreszcein Pb(CH 3 COO) 2 PbC 2 O 4 Fluoreszcein K 4 Fe(CN) 6 Zn 2+ K 2 ZnFe(CN) 6 Difenil-amin Hg 2 (NO 3 ) 2 Cl –, Br – Hg 2 Cl 2 Brómfenolkék NaClHg 2 Cl 2 Brómfenolkék Th(NO 3 ) 4 F–F– ThF 4 Alizarinvörös BaCl 2 BaSO 4 (50% metanolos oldat) Alizarinvörös S

6 8.2 Csapadékos indikátorok működése Többféle működési elv: 0.A csapadék megjelenése 1.A mérőoldattal szintén csapadékot adó ion Feltétel: a mérni kívánt ionnal alkotott csapadékhoz képest – jobban oldódjék, – és attól eltérő színű legyen. Pl. kromát az Ag + ionhoz. 2.Adszorpciós: a csapadékon megkötődő színes anyag, pl. fluoreszcein. 3.A vizsgált ion feleslege az indikátorral színes vegyületet ad: pl. SCN – ion a Fe 3+ ionnal. Ez fordított titrálás és visszatitrálás esetén használható.

7 8.3 Mérőoldat készítése, pontos koncentráció 500 cm 3 c = 0,05 mol/dm 3 névleges koncentrációjú AgNO 3 mérőoldat készítéséhez hány g AgNO 3 szükséges? M(AgNO 3 ) = 169,88g/mol AgNO 3 anyagmennyiség n(AgNO 3 ) = c(AgNO 3 )·V(AgNO 3 ) = 0,025 mol AgNO 3 tömeg m(AgNO 3 ) = n(AgNO 3 )·M(AgNO 3 ) = 4,247 g A bemérésünk ténylegesen m(AgNO 3 ) = 4,2456 g lett. Mennyi az oldat pontos koncentrációja? c(AgNO 3 ) = 0,04998 mol/dm 3

8 8.3 Pontos koncentráció meghatározása Ha nincs megfelelő minőségű ezüst-nitrát, a pontos koncentrációt titrálással kell meghatározni. 2,9456 g NaCl feloldásával készítettünk 500 cm 3 oldatot. Az oldat 10,0 cm 3 térfogataira 20,13 cm 3 átlagfogyást kaptunk az ezüst-nitrát mérőoldatból. Mennyi a pontos koncentráció? M(NaCl) = 58,45 g/molNaCl anyagmennyiség n(NaCl) = m(NaCl)/M(NaCl) = 0,05040 mol c(NaCl) = 0,1008 mol/dm 3 A titrált NaCl anyagmennyiség n(NaCl) = c(NaCl)·V(NaCl) = 0, mol AgNO 3 anyagmennyiség n(AgNO 3 ) = n(NaCl) = 0, mol AgNO 3 pontos koncentráció c(AgNO 3 ) = n(AgNO 3 )/V(AgNO 3 ) = 0,05007 mol/dm 3

9 8.4 Egyenértékpont jelzése az argentometriában Az Ag + ionok feleslege többféle módon is jelezhető. a)Adszorpciós: a fluoreszcein mindaddig nem tud kötődni a csapadékon, amíg annak felületén a negatív klorid-ionok vannak. Természetes vizeknél nem mindig jó! b)Színes csapadékos: kromát – az ezüst-ionok feleslegével vörös csapadékot alkot. (2 Ag + + CrO 4 2– → Ag 2 CrO 4 ) Mennyi indikátor kell? Annyi, hogy 1.ne váljék le Ag 2 CrO 4 csapadék, amíg van klorid-ion, de 2.azonnal keletkezzék 1 csepp mérőoldat felesleg hatására (ld. a következő oldal) További lehetőség(ek) c)Visszatitrálás: az ezüst-ionok feleslegét olyan mérőoldattal titráljuk meg, aminek feleslegét az indikátor jelzi (pl. NH 4 SCN feleslegét a Fe 3+ indikátor).

10 8.4 Mennyi indikátor kell? A 2. meggondolás (azonnal keletkezzék Ag 2 CrO 4 csapadék 1 csepp mérőoldat felesleg hatására) alapján számoljuk ki, a 0,5 mol/dm 3 -es K 2 CrO 4 indikátorból hány csepp kell legalább 50 cm 3 titrált térfogat, 0,05 cm 3 csepptérfogat és 0,05 mol/dm 3 mérőoldat koncentráció esetén! c(Ag +, felesleg) = 0,05 mol/dm 3 ·0,05 cm 3 /50 cm 3 c(Ag +, felesleg) = 0,00005 mol/dm 3 = 5·10 -5 mol/dm 3 L = c(Ag + ) 2 ·c(CrO 4 2– ) = 9,0· c(CrO 4 2– ) = 0,5 mol/dm 3 ·x cm 3 /50 cm 3 x = 0,036 cm 3, azaz 1 csepp, a valóságban legalább 3-5 csepp, hogy tényleges csapadék leválás legyen.

11 8.4 Mennyi indikátor kell? Az 1. meggondolás (ne váljék le Ag 2 CrO 4 csapadék, amíg van klorid-ion) alapján számoljuk ki, a 0,5 mol/dm 3 -es K 2 CrO 4 indikátorból hány cseppet használhatunk legfeljebb 50 cm 3 titrált térfogat, 0,05 cm 3 csepptérfogat és 0,05 mol/dm 3 mérőoldat koncentráció esetén! c(Ag +, egyenértékpont) = 1,25·10 -5 mol/dm 3 L = c(Ag + ) 2 ·c(CrO 4 2– ) = 9,0· c(CrO 4 2– ) = 0,5 mol/dm 3 ·x cm 3 /50 cm 3 x = 0,58 cm 3, azaz kb. 12 csepp. Így a gyakorlatban az alkalmazott mennyiség a 10 w%-os oldatból kb. az oldat térfogatának 1 %-a, az 5 w%-os oldatból kb. az oldat térfogatának 2 %-a.

12 8.5 Eredmény számítása: Cl – ionok mérése A klorid-ionok az ezüst-ionokkal fehér csapadékot adnak: Ag + + Cl – → AgCl 50 cm 3 vízmintát titráltunk c = 0,0507 mol/dm 3 -es AgNO 3 mérőoldattal. Az átlag fogyás 12,53 cm 3. a) Mennyi a víz klorid-ion tartalma mg/dm 3 -ben? n(AgNO 3 ) = 12,53 cm 3 ·0,0507 mmol/cm 3 = 0,635 mmol n(Cl – ) = 0,635 mmol c(Cl – ) = 12,7 mmol/dm 3 M(Cl – ) = 35,45 g/mol = 35,45 mg/mmol ρ B (Cl – ) = 450 mg/dm 3 b)Alkalmas-e ivóvíznek, ha 250 mg/dm 3 a klorid-ion határ- érték? NEM.

13 8.7 Fordított titrálás: SCN – ionok mérése A rodanid-ionok az ezüst-ionokkal fehér csapadékot adnak: Ag + + SCN – → AgSCN A Fe 3+ ionnal a rodanid-ionok feleslege jelezhető: Fe SCN – → [Fe(SCN) 6 ] 3– A végpont jelzése fordított titrálással egyszerűbb: az AgNO 3 mérőoldatot titráljuk a mérendő (pl. NH 4 SCN) oldattal. 50 cm 3 c = 0,0498 mol/dm 3 -es AgNO 3 oldatra fogyott átlag 14,37 cm 3 NH 4 SCN oldat. Mennyi az oldat rodanid-ion tartalma g/dm 3 -ben? n(AgNO 3 ) = 50 cm 3 ·0,0498 mmol/cm 3 = 2,490 mmol n(SCN – ) = 2,490 mmol c(SCN – ) = 173,3 mmol/dm 3 M(SCN – ) = 58,1 g/mol ρ B (SCN – ) = 10,07 g/dm 3

14 8.9 Összefoglaló kérdések 1.Mi a csapadék? (2 pont) 2.Mi az oldhatósági szorzat? (2 pont) 3.Mi kötődhet meg a csapadékok felületén? Mit okoz ez? (2+1+2 pont) 4.Mi a csapadékos titrálásoknál alkalmazott indikátorok működési elve? (2+2+2 pont) 5.Milyen mennyiségű csapadékos (kromát) indikátor kell? (3 pont) cm 3 c = 0,05 mol/dm 3 névleges koncentrációjú AgNO 3 mérőoldat készítéséhez hány g AgNO 3 szükséges? A bemérésünk ténylegesen m(AgNO 3 ) = 4,2456 g lett. Mennyi az oldat pontos koncentrációja? M(AgNO 3 ) = 169,88g/mol (3+3 pont)

15 8.9 Összefoglaló kérdések 7.2,9456 g NaCl feloldásával készítettünk 500 cm 3 oldatot. Az oldat 10,0 cm 3 térfogataira 20,13 cm 3 átlagfogyást kaptunk az ezüst-nitrát mérőoldatból. Mennyi a pontos koncentráció? (4 pont) 8.50 cm 3 vízmintát titráltunk c = 0,0507 mol/dm 3 -es AgNO 3 mérőoldattal. Az átlag fogyás 12,53 cm 3. (5 pont) a) Mennyi a víz klorid-ion tartalma mg/dm 3 -ben? b) Alkalmas-e ivóvíznek, ha 250 mg/dm 3 a klorid-ion határérték?


Letölteni ppt "8. Csapadékos titrálások Analitika 13. C, 13. H osztály és 1219/6 modul tanfolyam részére 2010/2011 Frissítés: 2011.02.25.Állapot:"

Hasonló előadás


Google Hirdetések