VOLUMETRIJSKE METODE - analiticka.tmf.bg.ac.rsanaliticka.tmf.bg.ac.rs/wp-content/uploads/...i-talozne-titracije.pdf · Metode kompleksometrijske titracije zasnivaju se na stvaranju
Post on 17-Feb-2019
240 Views
Preview:
Transcript
VOLUMETRIJSKE METODE
KISELINSKO-BAZNE
KOMPLEKSOMETRIJSKE
TALOŽNE
REDOKS
------------------------------------------------------------ titraciono sredstvo (standardizacija)
- indikator
- primena
- izračunavanje
Kompleksometrijske titracije
Kompleksometrijske titracije
Metode kompleksometrijske titracije zasnivaju se na stvaranju stabilnih kompleksa u toku
titracije.
Titrant
Rastvor kompleksona, Na2H2Y 2H2O koji pri rastvaranju daje hidratisane H2Y2-
-
jone. Komplekson reaguje sa jonima metala gradeći stabilna kompleksna
jedinjenja helatnog tipa.
Standardizacija titranta
Rastvor kompleksona ima odlike primarnog standarda, posle pripremanja
rastvora nije neophodna naknadna standardizacija. Ukoliko je potrebno proveriti
koncentraciju koristi se standardni rastvor jona cinka ili magnezijuma. Za
kompleksometrijske titracije obično se priprema rastvor kompleksona
koncentracije oko 0,01 mol/dm3 (sa tačnošću od najmanje tri značajne cifre).
Titrand, Primena
Kompleksometrijske titracije koriste za određivanje jona metala (Mn+
) i ukupne tvrdoće vode.
Indikatori
Metal-indikatori, najpoznatiji su eriohromcrno T i mureksid.
Karakteristična reakcija u toku titracije:
Mn+
(aq) + H2Y2-
(aq) = MY(n - 4)+-
(aq) + 2H+(aq)
Odnos molova u toku titracije: n(Mn+
): n(H2Y2-
) = 1: 1
Osetljivost, Granica određivanja
Najmanja koncentracija koja može da se odredi kompleksometrijskom titracijom
je oko 1 mg/dm3.
Karakteristična izračunavanja
Karakteristični izrazi za izračunavanje mase i masenog udela nekog metala, na
primer bakra, određivanog kompleksometrijski u rastvorenom uzorku su:
m(Cu) = qMcV
1000
)Cu()K()K( IIIIII ;
w(Cu) = qMcV
1000
)Cu()K()K( IIIIII
u
100
m.
Kompleksometrijske titracije
Uzorak nikla mase 0,4500 g rastvoren je i titrisan rastvorom
kompleksona, KIII koncentracije 0,0100 mol/dm3. Za titraciju,
uz mureksid kao indikator, utrošeno je 34,50 cm3 rastvora
kompleksona. Izračunati maseni udeo nikla u uzorku.
Podatak: M(Ni)=58,70 g/mol
Kompleksometrijske titracije
Rešenje: Ni
2+ (aq) + H 2 Y
2 - (aq) = NiY
2 - (aq) + 2H
+ (aq)
n (Ni): n (K III ) = 1: 1
) Ni ( m = 1000
) Ni ( ) K ( ) K ( III IIl M c V
w (Ni)= 100 ) Ni (
u m
m =
u
III IIl 100
1000
) Ni ( ) K ( ) K (
m q
M c V
w (Ni) = 500 0,4
100
1000
70 , 58 50 , 34 0100 , 0 = 4,50 %
Kako je EDTA četvorobazna kiselina, njenom disocijacijom mogu nastati četiri različita anjona:
26,10p16,6p67,2p0,2p
YHYYHYHYH
4a3a2a1a
4OH3OH22
OH3
OH4
3333
K K K K
Koji će se oblici EDTA nalaziti u rastvoru, zavisiće od pH, kao što se vidi na slici IV-9, gde su prikazani molski udeli ( ) pojedinih oblika EDTA u zavisnosti od pH.
Tako se u slabo kiseloj sredini (pH = 3-6) nastajanje metal-EDTA kompleksa može prikazati
jednačinama:
a u neutralnoj ili slabo baznoj sredini (pH = 6-10) jednačinom:
odakle se vidi da prilikom nastajanja kompleksa joni metala istiskuju preostale protone iz Y4-
.
Tek pri visokom pH (većem od 10) ligand se nalazi u obliku Y4-
i reaguje prema jednačini:
Konstante stabilnosti metal-EDTA kompleksa odnose se na ovu poslednju ravnotežu u kojoj
učestvuje jon metala Mn+
i anjon Y4-
, tj.:
]Y[]M[
]MY[4n
)n4(
MYK .
)aq(MY)aq(Y)aq(M )n4(4n
;)aq(OH2)aq(MY)l(OH2)aq(YH)aq(M
;)aq(OH2)aq(MY)l(OH2)aq(YH)aq(M
;)aq(OH2)aq(MY)l(OH2)aq(YH)aq(M
322
24
322
23
32
22
22
)aq(OH)aq(MY)l(OH)aq(HY)aq(M 3)n4(
23n
Karakteristične tačke (oblasti) titracije:
• I PRE POČETKA TITRACIJE
• II TOK TITRACIJE
• III EKVIVALENTNA TAČKA
• IV POSLE EKVIVALENTNE TAČKE
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
0
2
4
6
8
10
e.t.
IV. [MgY2-] + [H
2Y
2-]
III. [MgY2-]
II. Mg2+
+ [MgY2-]
I. Mg2+
pMg
VEDTA
(cm3)
Slika III.2.2.1 pMg kriva Kriva titracije 25,00 cm3 rastvora MgCl2, koncentracije 0,01 mol/dm
3
standardnim rastvorom EDTA iste koncentracije, pH=10,00
IV za V(KIII)= 30cm3 ;
pMg =8,0
III [Mg2+] = pMg =5,5
II pMg= -log [Mg2+] za V(KIII)= 5 cm3 ; pMg = 2,2
I pMg= -log [Mg2+] pMg =2,00
Primer: Titracija magnezijum-hlorida konc. 0,01 mol/dm3 rastvorom
kompleksona III (EDTA) iste koncentracije
2HMgYYHMg 22
2
2
8
42
2
st 105][Y][Mg
][MgYK
422 YMgMgY
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
0
2
4
6
8
10
e.t.
IV. [MgY2-] + [H
2Y
2-]
III. [MgY2-]
II. Mg2+
+ [MgY2-]
I. Mg2+
pMg
VEDTA
(cm3)
Slika III.2.2.1 pMg kriva Kriva titracije 25,00 cm3 rastvora MgCl2, koncentracije 0,01 mol/dm
3
standardnim rastvorom EDTA iste koncentracije, pH=10,00
kompleksaiz
2
neproreag.
2
ukupna
2 ][Mg][Mg][Mg 0
]MgY[1 2
stK
Kd = 1/Kst
]Y[
]MgY[]Mg[
4
2
d
2 K
IV
VOLUMETRIJSKE METODE
KISELINSKO-BAZNE
KOMPLEKSOMETRIJSKE
TALOŽNE
REDOKS
------------------------------------------------------------ titraciono sredstvo (standardizacija)
- indikator
- primena
- izračunavanje
Taložne titracije
Taložne titracije
Volumetrijska određivanja, koja se zasnivaju na stvaranju teško rastvornih jedinjenja u
toku titracije, nazivaju se taložne titracije.
Titrant
Rastvor AgNO3, zbog čega se ove metode nazivaju još i argentometrijske metode
(argentum, lat.=srebro).
Standardizacija titranta
Priprema se rastvor AgNO3 koncentracije oko 0,1 mol/dm3
(sa tačnošću od
najmanje tri značajne cifre). Za standardizaciju rastvora AgNO3 u taložnim
metodama koristi se čist, bezvodni NaCl.
Titrand, Primena
Taložne titracije se koriste za određivanje anjona, najviše za određivanje
halogenid-jona: Cl-, Br
- i I
--jona, a mogu se primeniti i za određivanje CO3
2-,
CrO42-
, CN-, SCN
- i PO4
2--jona..
Indikatori
Jedinjenja koja sa viškom titracionog sredstva grade ili obojene taloge ili obojene
rastvore: K2CrO4,, FeNH4(SO4)2
Osetljivost, Granica određivanja
Najmanja koncentracija koja može da se odredi titracijom je oko 5 mg/dm3.
Karakteristična izračunavanja
Karakteristični izrazi za izračunavanje mase i masenog udela nekog anjona, na
primer Cl--jona, određivanog taložnom titracijom u rastvorenom uzorku su:
Cl-(aq) + Ag
+(aq) = AgCl(s)
n(Cl-) : n(AgNO3) = 1: 1
m(NaCl)1000
)NaCl()AgNO()AgNO( 33 McVq
w(NaCl)=u
)NaCl(
m
m100.
Taložne titracije
Taložne titracije
Od svih taložnih titracija najčešće se primenjuju Morova (Mohr) i Folhardova (Volhard) metoda za određivanje hlorid - jona.
Morova metoda se primenjuje za određivanje hlorid - jona u neutralnim i/ili sl abo alkalnim rastvorima, pri čemu se kao indikator koristi K 2 CrO 4 .
Cl - (aq) + Ag
+ (aq) = AgCl(s) reakcija titracije
beo
Ag + (aq) + CrO 4
2 - (aq) = Ag 2 CrO 4 (s) reakcija indikacije
crven
Folhardova metoda se primenjuje za određivanje hlorid - jona u jako kiselim rastvorima. Višak dodatog titranta, AgNO 3 retitriše se rastvorom NH 4 CNS ili KCNS uz indikator FeNH 4 (SO 4 ) 2 .
Cl - (aq) + Ag
+ (aq) = AgCl(s) reakcija titracije
višak beo
Ag + (aq) + SCN
- (aq) = AgSCN(s) reakcija retitracije
beo
SCN - (aq) + Fe
3+ (aq)= [Fe(SCN)]
2+ (aq) reakcija indikacije
crvena boja rastvora
Taložne titracije
Uzorak srebra mase 1,5208 g rastvoren je u HNO3. Rastvor je
neutralisan i razbažen na 250,0 cm3. Alikvotni deo od 25,00 cm3
titrisan je rastvorom NaCl koncentracije 9,91 10-2 mol/dm3, pri
čemu je utrošeno 11,35 cm3 rastvora. Izračunati maseni udeo
srebra u uzorku i titar, T(NaCl), za određivanje srebra.
Podatak: M(Ag)= 107,9 g/mol
Re šenje: Ag +
(aq) + Cl - (aq) = AgCl(s) n (Ag): n (NaCl) = 1: 1
) Ag ( m = q M c V
1000
) Ag ( ) NaCl ( ) NaCl (
w (Ag) = u
100
1000
) Ag ( ) NaCl ( ) NaCl (
m q
M c V =
5208 , 1
100 10
1000
90 , 107 10 91 , 9 35 , 11 2
= 79,80 %
T (NaCl/Ag) = ) NaCl (
) Ag (
V
m =
) NaCl (
) Ag ( ) Ag (
V
M n =
) NaCl (
) Ag ( ) NaCl (
V
M n = c (NaCl) M (Ag)
T (NaCl/Ag) = 9,91 10 - 2 107,9 = 1,07 10
- 2 g/cm
3
Ag+(aq) + Cl
-(aq) = AgCl(s)
n(Ag): n(NaCl) = 1: 1
)Ag(
)Ag(
M
m=
1000
)NaCl()NaCl( cV
T =)NaCl(
)Ag(
V
m=
1000
)Ag()NaCl( Mc=
1000
9,1071091,9 2-
= 1,07 10-5
g/cm3
TITAR
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0
2
4
6
8
10
e.t.
IV. AgCl(s) + AgNO3
III. AgCl(s)
II. NaCl + AgCl
I. NaCl
pCl
VAgNO
3
(cm3)
pCl funkcija
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0
2
4
6
8
10
e.t.
IV. AgCl + AgNO3
III. AgCl
II. NaCl + AgCl
I. NaClpAg
VAgNO
3
(cm3)
pAg funkcija
Slika III.2.3.1 Kriva titracije 25,00 cm3 rastvora NaCl koncentracije 0,100 mol/dm
3
standardnim rastvorom AgNO3 iste koncentracije
Taložne titracije
IV [Cl-] = pCl = 7,13
Za V=26,25 cm3
III [Ag+] = [Cl-]= pCl = 4,87
II pCl =1,37
Za V=10 cm3
I pCl = -log [Cl-] pCl =1,0
Primer: Titracija 25,00 cm3 natrijum-hlorida konc. 0,1 mol/dm3
rastvorom AgNO3 iste koncentracije (argentometrijska titracija)
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0
2
4
6
8
10
e.t.
IV. AgCl(s) + AgNO3
III. AgCl(s)
II. NaCl + AgCl
I. NaCl
pCl
VAgNO
3
(cm3)
pCl funkcija
0
;
AgClrastvoruuukupnoClClCl .AgCl
AgCl
ukupno
3AgNO3AgNONaClNaCl
ukupnoV
cVcV
AgClK
]Ag[
AgClK
AgCl
ukupno
NaClNaCl3AgNO3AgNOClAg
V
cV-cV 0
TALOŽNE TITRACIJE Primer: Titracija 25,00 cm3 natrijum-hlorida konc. 0,1 mol/dm3
rastvorom AgNO3 iste koncentracije (argentometrijska titracija)
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0
2
4
6
8
10
e.t.
IV. AgCl + AgNO3
III. AgCl
II. NaCl + AgCl
I. NaClpAg
VAgNO
3
(cm3)
pAg funkcija
Taložne titracije
mu
top related