ACIDOBAZICKÉ TITRACE ALKALIMETRIE A ACIDIMETRIE I. Stadardizace roztoku hydroxidu sodého a/ Příprava 0, M roztoku hydroxidu sodého M(NaOH) = 40,00 g.mol - Na předvážkách se aváží do kádiky předem vypočteé možství pevého hydroxidu sodého. Pevý NaOH se rozpustí v destilovaé vodě a poté se opatrě převede do odměré baňky a 500 ml. Odměrá baňka se po rysku doplí destilovaou vodou. Před každým použitím se roztok důkladě protřepe! b/ Příprava roztoku dihydrátu kyseliy šťavelové Stadardí roztok kyseliy šťavelové se připravuje z dihydrátu kyseliy šťavelové čistoty p.a. (molárí hmotost dihydrátu kys. šťavelové je 6,07 g.mol - ). Na aalytických váhách se aváží předem vypočteé možství kyseliy šťavelové. Navážeá kyselia se převede kvatitativě do odměré baňky a 00 ml a doplí se destilovaou vodou po rysku. Obsah baňky se důkladě promíchá, aby došlo k dokoalému rozpuštěí. c/ Stadardizace odměrého roztoku NaOH Kyselia šťavelová reaguje s hydroxidem sodým podle rovice : (COOH) + NaOH = (COONa) + H O Do titračí baňky se odpipetuje 0,00 ml stadardího roztoku kyseliy šťavelové, teto roztok se zředí asi a 60 ml destilovaou vodou, přidají se tři kapky idikátoru methyloraže a titruje se roztokem hydroxidu sodého. Hydroxid sodý se přidává až do okamžiku, kdy se změí barva titrovaého roztoku z červeé a oražově-žlutou. Nyí se k titrovaému roztoku přidá 0,0 ml 0% roztoku chloridu vápeatého, jehož účikem roztok zovu zčerveá a hydroxidem sodým se dotitruje zovu do oražově-žlutého zbarveí. Stadardizace se provádí ejméě x. Do protokolu zdůvodit přidáí roztoku CaCl! II. Staoveí kyseliy octové v octu Do titračí baňky odpipetujeme,00 ml octu. Přidáme 60,0 ml destilovaé vody a 3 kapky feolftaleiu a poté titrujeme roztokem 0, M hydroxidu sodého až bezbarvý roztok zrůžoví. M(CH 3 COOH) = 60,05 g.mol - Kyselia octová reaguje s hydroxidem sodým ve smyslu: CH 3 COOH + NaOH = CH 3 COONa + H O Z rovice vyplývá, že: ml 0, M NaOH 0, mmol NaOH 0, mmol CH 3 COOH 6,005 mg CH 3 COOH Obsah kyseliy octové ve vzorku octa (g) se tedy vypočte takto: 0,0605 x přesá molárí kocetrace NaOH x spotřeba NaOH v ml
III. Staoveí vícesytých kyseli V roztoku apř. dvojsyté kyseliy H B se ustaovují dvě rovováhy H B = H + + HB - a HB - = H + + B - s příslušými hodotami disociačích kostat K a K : [ H ] [ ] + HB [ ] [ ] + H B K = K = H B HB [ ] [ ] Je-li rozdíl mezi hodotami disociačích kostat dostatečě velký (pk pk 4), je možo přesě titrovat vícesytou kyseliu do jedotlivých stupňů. Titračí kompoet je dá vztahem pt = 0,5(pK + pk ) a pt = 0,5(pK + pk 3 ), apř. pro kyseliu fosforečou je pk =,3, pk = 7, a pk 3 =,3. Při meším rozdílu v disociačích kostatách je změa v okolí bodu ekvivalece pozvolá a staoveí eí přesé.. Vizuálí staoveí kyseliy fosforečé M(H 3 PO 4 ) = 98,00 g.mol - Vzorek v odměré baňce doplíme po rysku a důkladě promícháme. a/ Titrace do prvého stupě pt = 0,5(,3 + 7,) = 4,7 H 3 PO 4 + NaOH = NaH PO 4 + H O K titraci odpipetujeme 5,00 ml vzorku do titračí baňky. Přidáme kapku methyloraže a titrujeme 0, M hydroxidu sodého do změy zbarveí z červeého zbarveí a oražovéžluté. Idikátor methyloraž (rozmezí idikátoru je 3, až 4,4). Titrace je a hraici rozmezí idikátoru, uto tedy titrovat až do žlutého zbarveí!!! b/ Titrace do druhého stupě pt = 0,5(7, +,3) = 9,76 H 3 PO 4 + NaOH = Na HPO 4 + H O K titraci odpipetujeme 5,00 ml vzorku do titračí baňky, přidáme kapku feolftaleiu a titrujeme 0, M hydroxidu sodého až bezbarvý roztok zrůžoví. Idikátor feolftalei (rozmezí idikátoru je 8, až 0,0). Vypočítat procetuálí obsah a kocetraci (mol.l - ) kyseliy fosforečé ve vzorku a porovat výsledky obou titrací.. Poteciometrické staoveí kyseliy fosforečé Roztok se vzorkem v odměré baňce doplíme po rysku a důkladě promícháme. Alikvotí podíl 5,00 ml vzorku odpipetujeme do čisté kádiky vhodé velikosti. Roztok zředíme asi a 30 ml destilovaou vodou, tak aby bylo možé poořit fritu elektrody. Do kádiky přidáme -3 kapky methyloraže a -3 kapky feolftaleiu a pak do í vložíme míchadlo. Kádiku umístíme a elektromagetickou míchačku. Kombiovaou skleěou elektrodu vyjmeme
z roztoku chloridu draselého opatrě oplácheme fritu elektrody destilovaou vodou a vložíme elektrodu do roztoku. Potom pustíme mícháí a zapeme přístroj. Do tabulky zazameáme počátečí hodoty a postupujeme v titraci. Nejprve přidáme 0, M roztok NaOH po 0,5 ml, v okolí bodu ekvivalece pak po 0, ml. Po ukočeí titrace se elektroda opláche destilovaou vodou a vloží zpět do roztoku chloridu draselého.. Pomocí programu MS Excel zazameat titračí křivku kyseliy fosforečé.. Vypočítat spotřeby titračího čiidla v jedotlivých bodech ekvivalece. a/ Naměřeé dvojice hodot objemu V (ml) a se zapíší do tabulky a vypočtou se příslušé diferece V,, dvou po sobě ásledujících hodot. = + - = - - Hlavička tabulky: V [ml] V [ml] b/ Výpočet spotřeby titračího čiidla se provede podle vzorce: V x = V + V + V x... hledaý objem titračího čiidla odpovídající bodu ekvivalece V... objem čiidla odpovídající posledí hodotě druhé diferece před změou zaméka V... kostatí přídavek titračího čiidla v okolí bodu ekvivalece... posledí kladá hodota druhé diferece +... prví záporá hodota druhé diferece 3. Zjistit kocetraci kyseliy fosforečé ve vzorku. 4. Vypočítat hodotu roztoku a začátku titrace a porovat je s aměřeou hodotou. Literatura:. A. Berka a kol. Příručka k praktiku z kvatitativí aalytické chemie, skripta Uiverzity Karlovy, Praha 98.. J. Fogl a kol., Návody pro laboratorí cvičeí z aalytické chemie, skripta VŠCHT, Praha 000 (ISBN 80-7080-9-X,. vydáí ebo80-7080-393-). 3. Z. Stráský a kol. Návody pro cvičeí z aalytické chemie pro studující biologické směry, skripta Uiverzity Palackého, Olomouc 99. 4. K. Volka a kol., Příklady z aalytické chemie, skripta VŠCHT, Praha 999 (ISBN 80-7080- -357-6,. vydáí). 3
Otázky a příklady k přípravě a zkoušeí k úloze Acidobazické titrace:. Vysvětlete pricip acidobazických titrací (alkalimetrie a acidimetrie)?. Jaké odměré roztoky a základí látky se používají v acidimetrii a alkalimetrii? 3. Podle čeho volíme idikátor? 4. Co je to zpětá titrace? 5. Zázorěte titračí křivky a vyzačte body ekvivalece: a/ titrace 0, M kyseliy chlorovodíkové 0, M hydroxidem sodým? b/ titrace kyseliy octové v octu 0, M hydroxidem sodým? c/ titrace 0, M kyseliy fosforečé 0, M hydroxidem sodým? 6. V jakých prostředích lze provádět acidobazické titrace? 7. Vysvětlete pricip poteciometrických titrací? Jaké typy měrých elektrod by jste použili k titracím acidobazickým, komplexomterickým a redoxím? 8. Jakým způsobem se vyhodocují poteciometrické titračí křivky? Početí příklady. Jaký objem 0, molárího roztoku NaOH je možo připravit z 0 ml roztoku s hmotostím obsahem 40% NaOH (ρ =,4300 g cm -3 )?. Kolika molárí je roztok kyseliy sírové s hmotostí obsahem 48% H SO 4? ρ =,975 g cm -3. 3. Je třeba připravit 500 ml M KOH z roztoku s hmotostí obsahem 50% KOH. Jaký objem tohoto roztoku je třeba odměřit? (ρ =,506 g cm -3 ) 4. Jaká je látková kocetrace roztoku NaOH, jestliže a eutralizaci 0,0396 g dihydrátu kyseliy šťavelové bylo spotřebováo 3, ml roztoku hydroxidu? 5. Jakou hmotost by měl mít oxid rtuťatý, aby se při titraci spotřebovalo 30ml 0,05 M HCl? 6. Jaký je hmotostí obsah CaCO 3 ve vápeci, jestliže bylo rozpuštěo 0,5000 g vzorku vápece v 50,00 ml 0,5000 M HCl a po vyvařeí CO bylo k titraci adbytečé kyseliy spotřebováo 30,50 ml 0,4965 M NaOH? 7. Amoiak uvolěý hydroxidem sodým z amoé soli o hmotosti 0,7358 g byl jímá do předlohy obsahující 50,00 ml 0,000 H SO 4. Nezreagovaá kyselia sírová byla titrováa a methylovou červeň a spotřebováo bylo 6,84 ml 0,9764 M NaOH. Jaký je hmotostí obsah amoiaku ve vzorku soli? 4
8. Jaký je hmotostí obsah kyseliy octové v prodejím octu, jestliže a eutralizaci,00 ml vzorku (ρ =,000 g cm -3 ) se spotřebovalo 4,93 ml odměrého roztoku NaOH? Jeho kocetrace byla staovea a hydrogeftala draselý - a 0,0789 g KHC 8 H 4 O 4 čiila spotřeba,7 ml NaOH. Hustota kyseliy octové ρ 00 =,0498 g cm -3. M (KHC 8 H 4 O 4 ) = 04,3 g mol - 9. K alkalickému staoveí kyseliy octové bylo avážeo,437 g vzorku a po zředěí byl roztok doplě v odměré baňce a objem 00 ml. Do titračí baňky byl odpipetová alikvotí podíl 0 ml tohoto roztoku a při titraci se spotřebovalo 3,05 ml 0,0955 mol l -. Vypočítejte hmotostí obsah kyseliy octové ve vzorku? 0. Jaký je procetový obsah Na CO 3 ve vzorku, jestliže a avážku 0,5000 g bylo při titraci a idikátor feolftalei spotřebováo 0,80 ml odměrého roztoku kyseliy sírové o kocetraci 0,05000 mol l -?. Vypočítejte kocetraci roztoku HCl, jestliže 0 ml 30% (m/m) HCl (ρ =,493 g cm -3 ) bylo doplěo vodou a objem 50 ml?. Vypočtěte procetový obsah H SO 4 ve vzorku, jestliže a avážku,0540 g bylo při titraci a idikátor methylovou oraž spotřebováo 34,65 ml 0,550 mol l -? 5