8 AlkalimetrickÃ¡ titrace slabÃ© jednosytnÃ© kyseliny silnou

More documents

Recommendations

Info

úloha 8 Chemie NaOH: pracovní list studenta Odměrná analýza – acidobazická <strong>titrace</strong> S-věty S1/2 Uchovávejte uzamčené a mimo dosah dětí. S23 Nevdechujte plyny/dýmy/páry/aerosoly (příslušný výraz specifikuje výrobce). S26 Při zasažení očí okamžitě důkladně vypláchněte vodou a vyhledejte lékařskou pomoc. S45 V případě nehody nebo necítíte-li se dobře, okamžitě vyhledejte lékařskou pomoc (je-li možno, ukažte toto označení). H-věty H314 Způsobuje těžké poleptání kůže a poškození očí. R-věty R35 Způsobuje těžké poleptání. S-věty S1/2 Uchovávejte uzamčené a mimo dosah dětí. S26 Při zasažení očí okamžitě důkladně vypláchněte vodou a vyhledejte lékařskou pomoc. S37/39 Používejte vhodné ochranné rukavice a ochranné brýle nebo obličejový štít. S45 V případě nehody nebo necítíte-li se dobře, okamžitě vyhledejte lékařskou pomoc, je-li možno, ukažte toto označení. Teoretický úvod Použitá instrumentální technika detekce bodu ekvivalence je využitelná tam, kde sledované látky ovlivňují vodivost roztoku. Vzhledem k tomu, že na vodivosti roztoků či tavenin se podílejí ionty, základní podmínkou je disociovatelnost studovaných sloučenin. Elektrická vodivost je ovlivněna koncentrací přítomných iontů v roztoku nebo v tavenině, velikostí jejich elektrického náboje a pohyblivostí iontů, což je individuální vlastnost každého iontu. Na elektrodách, na které je vkládáno vnější napětí, vzniká polarizační napětí. To by stanovení zkreslovalo, a proto se při konduktometrii jako instrumentální technice užívá střídavého napětí. Podle pracovní frekvence rozlišujeme dvě kategorie: nízkofrekvenční konduktometrie: používaná pracovní frekvence se pohybuje v intervalu 50–10 4 Hz. vysokofrekvenční konduktometrie: používaná pracovní frekvence je v řádech 10 6 Hz. Konduktometrii lze využít k přímému proměření vodivosti roztoků elektrolytů. Z naměřených hodnot lze následně vypočítat molární koncentraci látky A v roztoku nebo lze ze škály roztoků různých koncentrací téže látky sestavit kalibrační křivku a z grafu závislosti G(σ)=ƒ(c (A) ) následně odečíst molární koncentraci roztoku látky A o neznámé koncentraci. Velmi dobře lze konduktometrii využít i k indikaci bodu ekvivalence v odměrné analýze při titracích s konduktometrickou detekcí bodu ekvivalence. Konduktance (vodivost) G je převrácenou hodnotou elektrického odporu. 1 S G = = ⋅ σ R l G = konduktance (vodivost) R = elektrický odpor l k = [ cm −1 ] S = plocha elektrod S l = vzdálenost mezi elektrodami σ = konduktivita (měrná vodivost) + − σ = ∑ [ K ] ⋅ λ + + ∑ [ A ] ⋅ λ − K A Je vidět, že vodivost roztoků závisí přímo úměrně na ploše elektrod a nepřímo úměrně na jejich vzdálenosti. Ve vztahu se setkáváme i s důležitým členem měrné vodivosti (konduktivita), která (při konstantních parametrech konduktometrické cely) přímo určuje míru vodivosti roztoku. 1 Sl mol. Při konduktometrickém měření povětšinou G = l ekv. pracujeme = ⋅ σ R l z s konduktometrickými celami (nádobkami), kde jsou S a l konstantní a jejich poměr označujeme jako konstanta cely k. σ l + − = ∑ [ K ] k ⋅= z ⋅ λ[ cm −1 + + ] ∑ [ A ] ⋅ z ⋅ λ − S K A 66 Lze říci, že u roztoků čistých látek při měření konduktometrickou celou o k = 1 cm -1 je jejich + − vodivost úměrná měrné vodivosti σ = σ. ∑ [ Měrná K ] ⋅ λ vodivost + + ∑ [ A je ] ⋅ definována − NaOH (aq) + HCl K (aq) NaCl λ následujícím způsobem: A (aq) + H 2 O (l) (OH) – (aq) + H 3 O + (aq) 2H 2 O (l)
G = 1 R = S l ⋅ σ pracovní list studenta Odměrná analýza l – acidobazická <strong>titrace</strong> k = [ cm −1 ] S 1 S G = = ⋅ σ R l + − σ = ∑ [ K ] 1⋅ λ + + S ∑ [ A ] ⋅ λ − G = = K ⋅ σ A R l l k = [ cm −1 ] [K + ][A - ] = molární koncentrace všech kationtů S i aniontů v roztoku (jednotka: mol·m -3 ) λ = molární iontová vodivost každého iontu l k = v [ roztoku lmol (jednotka: S·cm 2·mol cm . l ekv. = −1 ] -1 ). + S z − σ = ∑ [ K ] ⋅ λ + + ∑ [ A ] ⋅ λ − K A U iontů, které nesou nejednotkový elektrický náboj, je nutné tento promítnout do hodnoty měrné vodivosti. Hovoříme o tzv. ekvivalentové + − σ = ∑ [ K ] ⋅ λ vodivosti. + + ∑ [ A ] ⋅ λ − + K A − σ = ∑ [ K ] ⋅ z ⋅ λ + + ∑ [ ] ⋅ z ⋅ λ − K A lmol. l ekv. = z lmol. NaOH (aq) + HCl (aq) l NaCl (aq) + H 2 O ekv. = (l) z Následující rovnice tedy zohledňuje (OH) – (aq) + = H ∑ [ 3 O i + − σ K ] hodnotu elektrického ⋅ z ⋅ λ + + ∑ [ A ] náboje iontů: ⋅ (aq) 2Hz 2 ⋅O λ − K A (l) Chemie úloha 8 σ + − = ∑ [ K ] ⋅ z ⋅ λ + + ∑ [ A ] ⋅ z ⋅ λ − K A NaOH (aq) + HCl (aq) NaCl (aq) + H 2 O (l) Ke zvláštnímu jevu dochází v 0,1⋅ 10,67 (OH) – c 0,1067 ( ) mol.L -1 H3 = = (aq) + roztocích H 3 O elektrolytů, jejichž molární koncentrace dosahuje vyšších hodnot. U silných, NaOH + + (aq) tedy + HCl téměř (aq) úplně 10,00 disociujících NaCl 2H (aq) 2 elektrolytů, O + (l) H 2 O (l) dochází k silné solvataci rozpouštědlem a efektem (OH) – (aq) + H 3 O je vzájemné ovlivňování iontů. Jde o vzájemné brzdění iontů, tzv. elektroforetický efekt. Je + (aq) tedy lepší pracovat 2Hse 2 O zředěnějšími (l) roztoky, poněvadž se vzrůstající koncentrací se tento + σ efekt = ⋅ − λ ( Cl ) + [ ] + [ Clzesiluje − ] a výsledky Na ⋅ λ jsou potom zkreslenější – vodivost v takových roztocích klesá. Ve zředěnějších 0,1⋅ 10,67roztocích c ( Na ) ( ) mol.L -1 H3 O = = + σ = − ⋅( λ ( Cl ) + + [ Cl − 10,00 ] λ 0,1067 molární iontová vodivost, v tom důsledku i měrná vodivost, s klesající koncentrací roste, což odporuje definičnímu vztahu! ( Na V neposlední řadě je třeba připomenout, )) 0,1⋅že 10,67 molární c 0,1067 iontová vodivost se mění i s teplotou. Se vzrůstající teplotou, tedy i s ( ) mol.L -1 H3 rostoucí O = energií = + 10,00 iontů, molární iontová vodivost roste. U slabých elektrolytů je jejich vodivost dána σ σ [ = Cl − + ] − = ⋅λ ( Cl ) + [ ] + [ Cl − jejich omezenou disociační schopností, která se ] Na ⋅ λ ( Na ) stupněm zředění roste. Vodivost se tedy s mírou − λ ( Cl ) + zředění + λ také zvyšuje. ( Na ) Stojí za to zmínit ještě výrazně vyšší σ σ = molární = − ⋅ λ ( Cl ) + + [ Cl − + ⋅ − ] λ ( Cl ) + [ λ ] + [ Cl − iontovou ] Na ⋅ λ vodivost iontů, které ovlivňují hodnotu pH vodných roztoků, tedy iontů H ( Na )) ( Na ) 3 O + a (aq) (OH)- . Tato skutečnost souvisí se způsobem, (aq) jakým se v roztoku „pohybují“. Tyto ionty −4 2081 fyzicky ⋅10 nemigrují, ale přenáší se mezi molekulami − −3 [ Cl ] = σ = − ⋅( λ = 16,456 mol ⋅m = 0,01645 mol⋅L −4 σ + + H [ Cl − ] −4 76,35[ Cl ⋅10 − ( Cl ) λ ( Na 2 O. V podstatě dochází k předávání iontu H + mezi molekulami )) H ] = + 2 O, a to při přenosu iontů H 50,11⋅10 3 O + i iontů (aq) (OH)- . Ionty H (aq) 3 O+ či (aq) (OH)- − λ vznikají ( Cl ) + + λ na koncích řetězců molekul H O, které (aq) ( Na ) 2 jsou vzájemně poutány H-můstky, velice rychle, σ a tím lze vysvětlit výrazně vyšší hodnoty molárních iontových vodivostí těchto [ Cl − ] = iontů. − + + λ λ ( Cl ) ( Na ) −4− [ ] ( 0 ekv . 2081⋅10 HCl NaOH Vzhledem k následným − Cl ⋅ V + V + V ) 0 H O −3 −1 [ Cl ] výpočtům = c jsou = na závěr uvedeny = 16,456 molární mol iontové ⋅m 2 = vodivosti 0,01645 mol některých běžnějších iontů (viz. 76,35 tab.) ⋅10 + 50,11⋅10 −4 V HCl ⋅L HCl −4 −4 0 2081⋅10 − −3 −1 [ Cl ] = = 16,456 mol ⋅m = 0,01645 mol⋅L −4 −4 76,35⋅10 + 50,11⋅10 λ λ kation (K + ) 0 0 − − c HCl ⋅ HCl [ Cl ][ = ] ( 0 ekv . [·10 -4 S·m 2·mol anion (A - ) -1 ] Cl ⋅ V HCl + V NaOH + V [·10 ) -4 S·m 2·mol-1 ] 0 0 ekv. H O c = 2 HCl ( V HCl + V NaOH + V ) 0 H 2O (H 3 O) + 349,82 − (OH) V - HCl [ ] ( 0 ekv . 198,60 Cl ⋅ V HCl + V NaOH + V ) 0 H O Li + 38,68 c = F - 2 55,40 HCl 0 V HCl Na + 50,11 Cl - 76,35 0 0 − c 0 1,645⋅10 [ ] -2 HCl ⋅ V HCl K + 73,52 Cl = ⋅ 100 + 10,67Br ekv + . 50 - ) 78,14 −3 c HCl = ( V HCl + V NaOH + = V0,116 ) mol ⋅ dm H 2O (NH 10 0 0 4 ) + 73,60 c HCl ⋅ V I - 76,80 − HCl 1 [ Cl ] = / 0 ekv. 2 Zn 2+ 54,00 ( V HCl + V (SCN) NaOH + - V ) 66,00 H 2O 1 / 2 Fe 2+ 53,50 (ClO c 3 ) - 64,60 HCl ⋅VHCl ⋅ M HCl 1 / V( HCl ) = 3 Fe 3+ 68,00 35% 0 1,645⋅10 -2 ⋅ ( 10 + 10,67 (NO + w50 2 ) ( - 71,40 HCl ) 35% ⋅ r ( HCl ) −3 c HCl = = 0,116 mol 35% ⋅ dm Ag + 61,90 10 (NO 3 ) - 71,44 ½Ca 0 1,645⋅10 -2 ⋅ ( 10 + 10,67 + 50) 2+ −3 c HCl = 59,50 CH 3 COO= - 0,116 mol ⋅ dm 40,90 10 ½Mg 2+ 53,06 0,1 ⋅(ClO 0,1 ⋅ 36,45 V( HCl ) = c 4 ) - 67,36 HCl ⋅VHCl = ⋅ M0,89 HCl 1 V mL ≈ 0,9 mL 35% / 3 La 3+ 69,60 ( HCl ) = 35% 0,35 ½(SO w ⋅1,17 4 ) 2- 80,00 ( HCl ) 35% ⋅ r ( HCl ) 35% cHCl ⋅VHCl ⋅ M HCl V( HCl ) = 35% w ⋅ r ( HCl ) 35% ( HCl ) 35% −1 67
Page 1: pracovní list studenta Acidobazick
Page 5: pracovní list studenta Odměrná a

8 AlkalimetrickÃ¡ titrace slabÃ© jednosytnÃ© kyseliny silnou

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?