ANALYTICKÁ CHEMIE. septima

Transkript

1 ANALYTICKÁ CHEMIE septima 1

2 Dodatek ke kvalitativní ANC = důkaz kationtů IV. Třída Důkaz dle zbarvení plamene Pomocí platinového drátku Ca 2+ Sr 2+ cihlově červená Karmínov nově červená Kovy alkalických zemin Ba 2+ žlutozeleně

3 V. třída Li +, Na +, K +, Mg 2+, NH 4 + Li + Na + purpurově červená žlutá Alkalické Kovy K + fialová

4 FILMOVÁ KREV DŮKAZ Fe 3+ Po smíchání roz. thiokyanatanu draselného a chloridu železitého se vytváří tmavočervená sloučenina (thiokyanatan( železitý) připomínající krev. 3 KSCN + FeCl 3 Fe(SCN) KCl

5 Kolik = obsah stanovované složky Používá metody chemické, založené na reakcích: 1) protolytické 2) srážecí 3) komplexotvorné 4) oxidačně-redukční 5

6 a) Vážková analýza (gravimetrie) Princip: Zkoumaný roztok převedeme působením srážedla na nerozpustnou sedlinu. Tu vysušíme, vyžíháme, zvážíme a z hmotnosti vypočteme obsah analyzované složky. Požadavek: Stanovovaná složka (ss) se při srážení musí vylučovat kvantitativně ve formě nerozpustné sraženiny!!!!!!!!!!!!! 6

7 a) Vážková analýza Základní operace : 1) Odebrání vzorku 2) Vážení vzorku 3) Rozpouštění vzorku 4) Srážení 5) Dekantace, filtrace a promývání 6) Sušení, spalování filtru a žíhání 7) Vyhodnocení práce - výpočet Poměrně zdlouhavá metoda 7

8 a) Vážková analýza ad2) vážení vzorku: - v ANC na 4 desetinná místa tzn. 0,0001 g - Na analytických vahách : a) digitální (rychlejší) b) dvouramenné (pomalejší) a) b) 8

9 a) Vážková analýza Ad2) vážení vzorku: způsob navažování b) Staré dvouramenné váhy DIFERENČNÍ způsob: 1) Hmotnost lodičky m (1) přibližně na předvážkách (5,0 g) přesně na anc vahách 5,1811 g 2) Hmotnost lodičky s váženou látkou m (2) přibližně na předvážkách (5,0 g + 0,5 g ) přesně na anc vahách 5,6221 g 3) Hmotnost navážky m z rozdílu m = m (2) m (1) m = 5,6221 5,1811 = 0,4410 g 9

10 a) Vážková analýza Ad2) vážení vzorku: způsob navažování a) digitální váhy 1) Hmotnost lodičky m (1) přibližně na předvážkách přesně na anc vahách (5,0 g) 5,1811 g VYNULUJU SI NAVÁŽKU 0,000 g 2) Hmotnost lodičky s váženou látkou m (2) přibližně na předvážkách (5,0 g + 0,5 g ) 3) Hmotnost navážky m přesně na anc vahách 0,4410 g Rychlejší a pohodlnější 10

11 a) Vážková analýza Ad3) rozpouštění vzorku: 1) (s) v dest.vodě 2) Látky nerozpustné ve vodě (kovy) v kyselinách 3) Silikáty (směs z Si a O) v HF 4) Nerozpustí se v ničem = TAVENÍ 11

12 a) Vážková analýza Ad4) srážení: Přesně dle návodu pro lepší filtraci zisk hrubších částic 12

13 a) Vážková analýza Ad5) dekantace, filtrace, promývání: dekantace = po usazení sraženiny odlijeme čirý roztok (promývací) přes filtr (3x opakujeme) filtrace = oddělení sraženiny od roztoku promývání = k odstranění iontu (ovlivnil by hmotnost sraženiny) 13

14 a) Vážková analýza Ad6) sušení, spalování filtru, žíhání: sušení = v el.sušárnách látky s přesně definovaným složením spalování filtru = na trianglu žíhání = v porcelánovém kelímku do konst.m 14

15 a) Vážková analýza POZOR : Vážit až po vychladnutí. Chládne v EXSIKÁTORu, kde nepřijímá vzdušnou vlhkost. Exsikátor obsahuje sušící látku silikagel nasycený CoCl 2 Bezvodý = modrý Hydratovaný růžový 15

16 a) Vážková analýza Příklady stanovení 1) Stanovení Ca ve formě CaCO 3 2) Stanovení Fe v technickém síranu železnatém ve formě Fe 2 O 3 16

17 Princip: - rychlejší než vážková analýza Podstata = chem. reakce mezi : odměrným roztokem (OR) (o známé c) a přesně definovaným objemem stanovované složky (ss) (v titrační baňce). z V (OR) lze vypočítat obsah ss 17

18 Vhodná reakce pro OA musí splňovat: 1) probíhat poměrně rychle 2) kvantitativně, bez vedlejších reakcí 3) musíme poznat konec reakce (V E ) 18

19 Bod ekvivalence:v E Při TITRACI = okamžik, kdy zreagovalo veškeré množství ss ekvimolárně s OR Určíme ho: a) indikátorem b)přístrojem (potenciometrie) (ph metr + titrace) 19

20 Odměrné roztoky (OR) a jejich stanovení - Musíme znát přesnou c (OR), (chemikálie né zcela čisté!!!, mění složení) (např. NaOH vážíme i uhličitan) ZÁKLADNÍ LÁTKA (STANDARD) - Slouží ke stanovení přesné koncentrace OR Podmínky: - Stálé na vzduchu - Velmi čistá a přesně definované složení - Roztok stabilní - Poměrně vysoká molární hmotnost 20

21 ODMĚRNÉ NÁDOBÍ, ODMĚŘOVÁNÍ V (l) Rozlišujeme: 1) Na dolití (IN) 2) Na vylití (EX) (odměrný válec, baňky) (pipety a byrety) 21

22 ODMĚRNÉ NÁDOBÍ, ODMĚŘOVÁNÍ V (l) Základní druhy: a) Odměrné válce b) Odměrné baňky c) Pipety d) Byrety 22

23 ODMĚRNÉ NÁDOBÍ, ODMĚŘOVÁNÍ V (l) b) Odměrné baňky Příprava zásobního roztoku 1) Kvantitativně spláchnout z lodičky (váženky) látku 2) Rozpustit látku (promíchat) 3) Kapátkem doplnit dest.vodu po rysku Stejné u Odečítání objemu v byretě 23

24 ODMĚRNÉ NÁDOBÍ, ODMĚŘOVÁNÍ V (l) d) Byrety Slouží k přesnému odměřování OR, odečítáme na 2 desetinná místa 15,25 ml!!!!! 24

25 ODMĚRNÉ NÁDOBÍ, ODMĚŘOVÁNÍ V (l) c) Pipety a) nedělené b) dělené 25

26 ODMĚRNÉ NÁDOBÍ, ODMĚŘOVÁNÍ V (l) c) Pipety - zásady pro pipetování 1) Proplach dest.vodou, pak daným roztokem 2) Nasáváme balonkem nebo pipetíkem z kádinky s roztokem (ne ze zásobní lahve) 26

27 ODMĚRNÉ NÁDOBÍ, ODMĚŘOVÁNÍ V (l) c) Pipety - zásady pro pipetování 3) Necháme volně vytéct NIKDY NEVYFUKUJEME ZBYTEK ROZTOKU U ŠPIČKY 27

28 Rozdělení odměrné analýzy dle druhu ch.r.: 1) NEUTRALIZAČNÍ acidimetrie alkalimetrie OR=kyselina, ss je zásada OR=zásada, ss je kyselina - Sledujeme změnu ph, která nastane v bodě V E -Závislost ph soustavy na Objemu přidávaného OR = TITRAČNÍ KŘIVKA 28

29 1) NEUTRALIZAČNÍ TITRAČNÍ KŘIVKA acidimetrie ph V E V (OR)(HCl) 29

30 1)NEUTRALIZA NEUTRALIZAČNÍ INDIKÁTOR : PŘ, FENOLFTALEIN (v zásaditém prostředí růžový, v kyselém bezbarvý) 30

31 1)NEUTRALIZA NEUTRALIZAČNÍ UŽITÍ : PŘ, Stanovení uhličitanů rozpustných ve vodě (stanoveníčistoty bezvodého uhličitanu) 31

32 Rozdělení odměrné analýzy dle druhu ch.r.: 2) SRÁŽEC ECÍ - založeny na tvorbě málo rozpustných látek A) Argentometrie = OR = AgNO 3 32

33 Rozdělení odměrné analýzy dle druhu ch.r.: 3) METODY KOMPLEXOTVORNÉ - založeny na vzniku málo disociovaných rozpustných sloučenin látek a) Chelatometrie = OR = chelatony b) Merkurimetrie = OR = Hg(NO 3 ) 2 33

34 2) KOMPLEXOMETRICKÉ b) CHELATOMETRICKÉ OR = chelatony reakcí s M + nedisociované komplexy = cheláty 1 mol chelatonu váže vždy 1 mol kationtu = 1:1 34

35 2) KOMPLEXOMETRICKÉ b) CHELATOMETRICKÉ Přehled chelatonů: CHELATON II = EDTA CHELATON III = dihydrát disodné soli kyseliny EDTA 35

36 2) KOMPLEXOMETRICKÉ b) CHELATOMETRICKÉ Indikátory : metalochromní Eriochromová čerň T Murexid 36

37 2) KOMPLEXOMETRICKÉ b) CHELATOMETRICKÉ Tlumivé roztoky Pro udržení konst ph, pro barevný přechod indikátoru Př. Amoniakální pufr 37

38 2) KOMPLEXOMETRICKÉ b) CHELATOMETRICKÉ Stanovení celkové tvrdosti vody Způsobují ionty: Ca 2+ a Mg 2+ OR: chelaton III (je čistý = základní látka) Kolik g navážíme (na 4 desetinná místa) pro přípravu 0,05 mol/l roztoku CH III? (Mr (CHIII) = 372,242 g/mol m = c * V* M = 9,3060 g 38

39 LABORATORNÍ PRÁCE č. 1 Úkol: Stanovte celkovou tvrdost vody (stanovte Ca 2+ a Mg 2+ ) Pracovní postup: Stanovení celkové tvrdosti vody: Napipetujte 100 ml vzorku vody do titrační baňky. Přidejte 5 ml pufru pro celkovou tvrdost vody. Do titrační baňky přidej 0,1 až 0,2 g pevného indikátoru eriochromčerň T Po promíchání titruj odměrným roztokem CH3 o koncentraci 0,05 mol/l Přechod barev: z červené do modré. Pracovní postup: Stanovení Ca 2+ Napipetujte 100 ml vzorku vody do titrační baňky. Přidejte 5 ml NaOH (2mol/l) Do titrační baňky přidej 0,3 g pevného indikátoru murexidu Po promíchání titruj odměrným roztokem CH3 o koncentraci 0,05 mol/l Přechod barev: do intenzivně fialového zbarvení Pzn. :PROTOKOL bude mít vše (Hlavička (datum, lab.č.1, název práce),pomůcky, chemikálie, ch. reakce.,postup, vyhodnocení, závěr.) 39

40 Tzn: spotřeba OR (CH3) = 9,80 ml Postup a ) 9,80 ml / 2 = 4,90 mmol/l 4,90 * 5,6 = 27,44 N ( dh) Postup b) 9,80 * 2,8 = 27,44 N ( dh) 40

41 Výpočet obsahu Ca 2+ spotřeba OR (CH3) = 5,4 ml (musí být menší než celková tvrdost) 5,4 ml / 2 = 2,70 mmol/l 2,70 * 40,078 = 108,2 mg/l Ca Výpočet obsahu Mg 2+ Celková tvrdost vody obsah Ca 4,90 mmol/l 2,7 mmol/l = 2,20 mmol/l Mg 2,20 * 24,305 = 53,5 mg/l Mg 41

42 Tvrdost vody je jedním z ukazatelů popisujících kvalitu vody. Voda v přírodě obsahuje minerální soli (kyselý uhličitan vápenatý, kyselý uhličitan hořečnatý). Tvrdost vody pak záleží na charakteru geologického podloží oblastí, kterými voda protéká. Vápenaté podloží dává vodu tvrdší než podloží žulové či písčité. Tvrdost vody se rozděluje na karbonátovou anekarbonátovou. Karbonátová tvrdost je tvořena uhličitany a hydrogenuhličitany vápenatými a hořečnatými, nekarbonátová tvrdost pak solemi jiných kyselin, zejména chloridy, sírany a křemičitany. Součet obou hodnot se nazývá celková tvrdost. 42

43 MEZE TVRDOSTI VODY : Pitná voda mmol/l o dh o F velmi tvrdá > 3,76 > 21,01 > 37,51 tvrdá 2,51-3,75 14, ,01-37,5 středně tvrdá 1,26-2,5 7, ,51-25 měkká 0,7-1,25 3, ,5 velmi měkká < 0,5 < 2,8 < 5 43

44 Rozdělení odměrné analýzy dle druhu ch.r.: 4) METODY OXIDAČNĚ-REDUK REDUKČNÍ - je-li OR oxidačním činidlem = oxidimetrie a) Manganometrie : OR = KMnO 4 b) Bichromátometrie: OR = K 2 Cr 2 O 7 c) Jodometrie: OR = I 2 d) Bromatometrie : OR = KBrO 3 44

45 Rozdělení odměrné analýzy dle druhu ch.r.: 4) METODY OXIDAČNĚ-REDUK REDUKČNÍ - je-li OR redukčním činidlem = reduktometrie a) Titanometrie : OR = TiCl 3 45

46 Rozdělení odměrné analýzy dle druhu ch.r.: 5) METODY DIAZOTAČNÍ - při stanovení některých org. látek OR = NaNO 2 46

47 metody 1) Separační 2) KVANTITATIVNÍ c) Instrumentální anc 2) Elektrochemické 3) Spektrometrické (optické) (spektroskopické) 4) Radiochemické a termické 47