ELEKTROANALIZA- oparta jest na elektrolizie

elektroliza- energię elektryczną zamieniamy na chemiczną. Elektroliza oparta jest na dwóch
prawach Faradaya
I prawo elektrolizy Faradaya- masa m substancji wydzielonej w elektrolizie jest
proporcjonalna do ładunku Q, który przepłynął przez elektrolit, czyli m = MQ/zF gdzie M jest
masą cząsteczkową, z- liczbą ładunków elementarnych w jej jonie (R= M/z) nazywa się
równoważnikiem elektrochemicznym substancji), a F nazywa się stałą Faradaya;
F = 9,648*10

4

C/mol.

II prawo elektrolizy Faradaya: Stosunek mas m

1

i m

2

substancji wydzielonych na elektrodach

podczas przepływu jednakowych ładunków elektrycznych jest równy stosunkowi ich
równoważników elektrochemicznych R

1

i R

2

:

m

1

/m

2

= R

1

/R

2

.

Szybkość elektrolizy będzie zależała od gęstości prądowej (A/m

2

), od temperatury i od

szybkości mieszania.

Jakie reakcje zachodzą w czasie elektrolizy roztworu wodnego siarczanu miedzi na
elektrodach platynowych?

I Elektrody Pt
KATODA: Cu

2+

+ 2e

-

= Cu F

o

= + 0,34V

ANODA 2H

2

O = O

2

+ 4H

+

4e

-

F

o

= +1,23V

(4OH

-

) → 2H

2

O + O

2

+ 4e

-

)

II Jeśli elektrody są z Cu to (to też pytanie)

KATODA: Cu

2+

+ 2e

-

= Cu

ELEKTRORAFINACJA MIEDZI!!!
ANODA: Cu = Cu

2+

+ 2e

-

E

r

= E

A

– E

K

+ η

A

+ η

K

+IR

Co będzie się działo jeżeli roztwór będzie zawierał jony Pb

2+

, Cu

2+

? Napisz reakcje

zachodzące na katodzie i anodzie.

KATODA: Cu

2+

+ 2e

-

= Cu

ANODA: Pb

2+

+ 2H

2

O = PbO

2

+ 4H

+

+ 2e

-

Jeśli są jony ołowiu(II), to następuje ich utlenienie do ołowiu(IV) i wydziela się ołów w
postaci tlenku PbO

2

, tym sposobem możemy równocześnie oznaczać miedź i ołów.

Siatka platynowa to katoda, spiralka platynowa to anoda.

W jaki sposób produkujemy w Polsce miedź???

Cu

2

S- chalkozyn

CuFeS

2

- chalkopiryt dwa podstawowe minerały w których występuje miedź w Polsce.

FLOTACJA- jedna z metod wzbogacania. Do maszyny flotacyjnej wsypuje się drobno
zmieloną mieszaninę rudy wraz z odpowiednio dobranym środkiem pianotwórczym do wody,
przez którą tłoczy się powietrze. Pęcherzyki piany przyczepiają się tylko do cząstek rudy i
unoszą ją na powierzchnię, pozostawiając cząstki skały płonnej na dnie.
RUDA MIEDZI- 1-2% Cu
Po wzbogaceniu- 20-25% Cu

Stosuje się także elektrorafinację miedzi(opisałem wcześniej)WAŻNE!!!, wtedy miedź ma
czystość ok. 99,99%

ANALIZA MIARECZKOWA

analiza miareczkowa- polega na tym, że do roztworu zawierającego oznaczaną substancję
dodajemy powoli małymi porcjami roztwór o znanym stężeniu, czyli roztwór mianowany
(titrant).

Nie każda reakcja chemiczna może być wykorzystana w analizie miareczkowej.

Jakie kryteria musi spełniać reakcja w analizie miareczkowej???

1) Musi przebiegać szybko.
2) Musi przebiegać stechiometrycznie
3) Musi być selektywna.
4) Musi być możliwość dobrania odpowiedniego składnika.
5) Powinien powstawać jako produkt związek chemicznie trwały.

Jak dzielimy analizę miareczkową (objętościową)? Dzielimy w zależności od dobranego
kryterium na trzy grupy:

1) Typ zachodzącej reakcji chemicznej.
2) W zależności od przeprowadzenia miareczkowania (sposobu miareczkowania).
3) Sposób wyznaczania Punktu Końcowego (P.K.) miareczkowania.

ad 1
Pytanie: Podaj podział analizy miareczkowej w zależności od zachodzącej reakcji. Podaj
titrant i wskaźnik.

a) alkacymetria

alkilometria, roztwór mianowany: NaOH acydymetria, roztwór mianowany HCl

b) redoksymetria, redoksymetrię dzielimy na reduktometrię i

oksydometrię.

manganometria chromianometria
KMnO

4

w manganometrii K

2

Cr

2

O

7

jodometria (I

2

, Na

2

S

2

O

3

) wskaźnikiem jest wskaźnik: difenyloamina

wskaźnik: skrobia sam nadmanganian


utleniająca redukcyjna cerometria Ce(SO

4

)

2

bromianometria

wskaźnik: jon Ceru(IV) KBrO

3

wskaźnik: oranż metylowy

ad 2
Pytanie: Podaj podział analizy miareczkowej w zależności od sposobu miareczkowania.

a) bezpośrednie- np. metoda Mohra

b) pośrednie

odwrotne (np. metoda Volharda) podstawieniowe
ad 3

- wizualne amperometryczne
- instrumentalne

fotokolorometryczne

kolorometryczne

ALKACYMETRIA
H

+

+ OH

-

= H

2

O – podstawowa reakcja a alkacymetrii.

Roztwory mianowane- to roztwory o ściśle określonym stężeniu. Możemy wyrażać to
stężenie w molach, często miano roztworu podaje się w gramach substancji oznaczanej w 1
cm

3

tego roztworu.

Przyrządzanie mianowanych roztworów: zazwyczaj miano roztworu ustala się miareczkowo.
Miareczkuje się ściśle określoną ilość substancji wzorcowej pierwotnej.

Jak dzielimy substancje wzorcowe?

- substancje wzorcowe pierwotne
- substancje wzorcowe wtórne

Jakie wymogi musi spełniać substancja wzorcowa pierwotna???

1) Musi posiadać ściśle określony skład chemiczny.
2) Musi być odpowiednio czysta, zanieczyszczeń może być tylko ok. 0,2%.
3) Łatwa do otrzymania (krystalizacja, suszenie, przechowywanie).
4) Niehigroskopijna.
5) Przebiegająca reakcja miareczkowania z tą substancją musi przebiegać

stechiometrycznie.

6) Substancja ta powinna posiadać dużą masę cząsteczkową.

Podaj spośród wymienionych substancji, która z nich jest substancją wzorcową
pierwotną, a która wtórną???

KMnO

4

, K

2

Cr

2

O

7

, Na

2

S

2

O

3

, HCl, Na

2

C

2

O

4

, NaOH

KMnO

4

- nie jest substancją wzorcową pierwotną, ponieważ nie jest trwały, jest reaktywny.

Ale może być mianowanym roztworem po nastawieniu na inną substancję.

K

2

Cr

2

O

7

- doskonała substancja wzorcowa pierwotna (trwały)

Na

2

S

2

O

3

- nie jest substancją wzorcową pierwotną, nietrwałe, ulega reakcji

dysproporcjonowania.

HCl - nie jest substancją wzorcową pierwotną, jest substancją wzorcową wtórną

Na

2

C

2

O

4

- jest substancją wzorcową wtórną

NaOH- nie jest substancją wzorcową , bo jest higroskopijna..

higroskopijność- właściwość substancji, polegająca na łatwym pochłanianiu wody z
otoczenia.

Wskaźniki w alkacymetrii:
Wskaźniki w alkacymetrii to słabe kwasy organiczne, których dysocjacja zależy od stężenia
jonów wodorowych.

HIn ↔ H

+

+ In

-

barwa 1 barwa 2
Wskaźniki w alkacymetrii dzielimy na jednobarwne i wielobarwne.

Podstawowe wskaźniki w alkacymetrii:

Wskaźnik Barwa

formy

kwasowej

Barwa formy

zasadowej

Przedział pH

Oranż metylowy

czerwona

żółtopomarańczowa 3,1-

4,4

Czerwień metylowa

czerwona

żółta 4,2-

6,2

lakmus czerwona niebieska 5,0-

8,0

fenoloftaleina

brak

czerwono- fioletowa

8,0- 9,8