METODE ZASNOVANE NA REDOKS-REAKCIJAMA - Hemijski …helix.chem.bg.ac.rs/~rbaosic/AH2_HZS_NH/08-Redoks_metode_1.pdf · 1 METODE ZASNOVANE NA REDOKS-REAKCIJAMA - niz elemenata se može

1

METODE ZASNOVANE NA REDOKS-REAKCIJAMA

- niz elemenata se može pojavljivati u više oksidacionih stanja

- izbor standardnih rastvora reagenasa je veći nego kod

drugih metoda

- primena se proširuje dodatkom kompleksirajućih supstanci,

koje građenjem kompleksa mogu menjati elektrodni potencijal

titrovane supstance ili reagensa čime reakcija postaje brža i

kvantitativnija

2

TITRACIONE KRIVE

- zavisnost negativnog logaritma brojčane vrednosti

koncentracije titrovane supstance od zapremine dodatog

reagensa

- na ordinatu se nanosi elektrodni potencijal !!!

1. Elektrodni potencijal je logaritamska funkcija koncentracija supstanci koje reaguju.

2. Korišćenje elektrodnih potencijala olakšava izbor redoks-indikatora (redoks parovi koji reaguju na promenu potencijala).

3

Podela titracija:

1.titracije kod kojih se pojavljuje isti broj elektrona u obe jednačine polureakcija

2. titracije kod kojih se pojavljuje različit broj elektrona u jednačinama polureakcija

3. titracije kod kojih se u jednačina polureakcije pojavljuju voda i njeni joni

4. titracije kod kojih jedan jon ili molekul rektanata daju više jona ili molekula proizvoda reakcije ili obrnuto

4

Titracije sa istim brojem

elektrona u obe jednačine

polureakcija

5

Titruje se 100,00 mL rastvora Fe2+ c=0,1000 mol/L rastvorom Ce4+ c=0,1000 mol/L u kiselo-sulfatnom rastvoru c(H2SO4)=1 mol/L

Titracija Fe(II) rastvorom Ce(IV)

Fe2+ + Ce4+ Fe3+ + Ce3+

9,12V059,0

EEKlogKlog

2334FeFeCeCe

*** u H2SO4 se Ce4+ nalazi u obliku [Ce(SO4)3]2-

V68,0E

V44,1E

`

FeFe

`

CeCe

23

34

1. Na početku titracije u rastvoru su samo joni Fe2+, ali...

Rastvor sadrži i malu, nepoznatu koncentraciju Fe3+ (oksidacija vazdušnim kiseonikom) - elektrodni potencijal ne može da se izračuna !!!

6

2. Do TE

u rastvoru su neistitrovani joni Fe2+, ekvivalentne količine Fe3+ i Ce3+, kao i vrlo mala (zanemarljiva) količinu Ce4+

2

3

FeFeFe

Felog059,0EE 23

- jednostavnije, do TE, jer konc. Fe(II) i Fe(III) mogu lako da se izračunaju na osnovu količine dodatog reagensa

Fe2+ + Ce4+ Fe3+ + Ce3+

7

3. TE

u rastvoru su ekvivalentne količine Fe3+ i Ce3+, kao i vrlo mala (zanemarljiva) količina Ce4+ i Fe2+ (iz povratne rekacije)

2

EEE

3423 CeCeFeFe

ba

EaEbE BA

TE

aA + bB cC + dD

Fe2+ + Ce4+ Fe3+ + Ce3+

8

4. posle TE

u rastvoru je višak Ce4+ i ekvivalentne količine Fe3+ i Ce3+, dok je konc. Fe2+ jako mala

3

4

CeCeCe

Celog059,0EE 34

Fe2+ + Ce4+ Fe3+ + Ce3+

9

Titraciona kriva je simetrična oko TE (isti molski odnos !) i nezavisna od razblaženja.

10

Titracije sa različitim brojem elektrona u

jednačinama polureakcija

11

Titracija Sn(II) rastvorom Fe(III)

Titruje se 100,00 mL rastvora Sn2+ C=0,1000 mol/L rastvorom Fe3+ C=0,1000 mol/L u rastvoru HCl C=1 mol/L

Sn2+ + 2 Fe3+ 2 Fe2+ + Sn4+

3,18V059,0

EE2

KlogKlog2

4

2

3

SnSn

FeFe

V68,0E

V14,0E

`

FeFe

`

SnSn

23

24

12

2. Do TE

u rastvoru su neistitrovani joni Sn2+, ekvivalentne količine Fe2+ i Sn4+, kao i vrlo mala (zanemarljiva) količina Fe3+

[ ][ ]+2

+4

SnSnSn

Snlog

059,0+E=E +2+4

2

Sn2+ + 2 Fe3+ 2 Fe2+ + Sn4+

13

3. TE

u rastvoru su ekvivalentne količine Fe2+ i Sn4+, kao i vrlo mala (zanemarljiva) količina Sn2+ i Fe3+ (iz povratne rekacije)

3

E2+E=E

+2+4+2+3SnSnFeFe

Sn2+ + 2 Fe3+ 2 Fe2+ + Sn4+

14

2

3

FeFeFe

Felog059,0EE 23

4. posle TE

u rastvoru je višak Fe3+ i ekvivalentne količine Fe2+ i Sn4+, dok je konc. Sn2+ jako mala

Sn2+ + 2 Fe3+ 2 Fe2+ + Sn4+

15

Nesimetričnost krive raste povećanjem razlike u broju elektrona koji se pojavljuju u dve polureakcije.

16

Titracije kod kojih se u

jednačinama polureakcija pojavljuje

voda i njeni joni

17

Titracija Fe2+ rastvorom MnO4-

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ 5 Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

3,70

V059,0

EE5KlogKlog

2324 FeFeMnMnO

18

2. Do TE

u rastvoru su neistitrovani joni Fe2+, ekvivalentne količine Fe3+ i Mn2+, kao i vrlo mala (zanemarljiva) količina MnO4

-

2

3

FeFeFe

Felog059,0EE 23

Titruje se 100,00 mL rastvora Fe2+ c=0,1000 mol/L rastvorom MnO4

- c=0,0200 mol/L u kiseloj sredini c(H+)=1 mol/L

19

3. TE

u rastvoru su ekvivalentne količine Fe3+ i Mn2+, kao i vrlo mala (zanemarljiva) količina MnO4

- i Fe2+ (iz povratne rekacije)

8

FeFeMnMnOHlog

6

059,0

6

EE5E

2324

20

4. posle TE

u rastvoru je višak MnO4- i ekvivalentne

količine Fe3+ i Mn2+, dok je konc. Fe2+ jako mala

8

2

4

MnMnOHlog

6

059,0

Mn

MnOlog

6

059,0EE 2

4

21

Titraciona kriva titracije Fe2+ rastvorom KMnO4 (pH=0)

22

Titracije gde jedan molekul ili jon

reaktanata daje dva ili više molekula ili

jona proizvoda reakcije ili obrnuto

23

Cr2O72- + 14 H+ + 6 e- 2 Cr3+ + 7 H2O

S4O62- + 2 e- 2 S2O3

2-

***koncentracioni članovi Ox i Red oblika u Nernstovoj jednačini imaju različite eksponente, pa elektrodni potencijali zavise od razblaženja rastvora

24

Titracija Fe2+ rastvorom Cr2O72-

3

14

FeFeCr2OCr

TE

Cr

Hlog

16

059,0

16

EE6E

233272

6 Fe2+ + Cr2O72- + 14 H+ 2 Cr3+ + 6Fe3+ + 7 H2O

14

2

72

62

23

63

r

HOCrFe

CrFeK

059,0

EE16Klog

o

FeFe

o

Cr2OCr

r

233272

25

2

3

FeFeFe

Felog059,0EE 231

6/

Cr

HOCrlog

6

059,0EE

23

142

72

Cr2OCr2 3272

23

142

72

Cr2OCr2

Cr

HOCrlog059,0E6E6 32

72

TE21 EEE

26

REDOKS INDIKATORI

- Boja se menja u zavisnosti od elektrodnog potencijala rastvora.

- Organske supstance koje se ponašaju kao slabi oksidansi ili reduktori

- Boja oksidovanog i redukovanog oblika je različita

Inox + z e- Inred E

oin

boja 1 boja 2

27

Dvobojni indikatori:

red

ox`0

InIn

Inlog

z

059,0EE

10In

In

red

ox 10

1

In

In

red

ox

Interval prelaza TE

`0

In Ez

059,0EE

28

Jednobojni indikatori:

min0

min`0

Incc

clog

z

059,0EE

c0 ukupna koncentracija

cmin minimalna koncentracija neophodna de se primeti obojenost rastvora

*** difenilamin; feroin; metilensko plavo

29

PODELA REDOKS METODA

** na osnovu toga da li se koristi standardni rastvor oksidansa ili reduktora

oksidimetrija reduktometrija

30

** na osnovu toga koji se standardni rastvor primenjuje

permanganometrija

dihromatometrija

cerimetrija

jodimetrija

jodometrija

bromatometrija

.............................................