Dwa pierwsze ćwiczenia, a mianowicie: RozdziaÅ‚ i identyfikacja mieszaniny wybranych kationów wystÄ™pujÄ…cych w pÅ‚ynach ustrojowych oraz RozdziaÅ‚ i identyfikacja mieszaniny wybranych anionów ważnych w diagnostyce medycznej należy samodzielnie opracować na podstawie podrÄ™cznika Z.Szmal, T.Lipiec: Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej , Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 1997 (lub wydania nastÄ™pne) lub skryptu, z którego korzystano na zajÄ™ciach z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej: Chemia analityczna jakoÅ›ciowa. PodrÄ™cznik dla studentów I roku farmacji i analityki medycznej , red. A.Sobczak, J.Sochacka, ÅšlÄ…ski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, Katowice 2010. ALKACYMETRIA Alkalimetryczne oznaczanie kwasu solnego Zasada oznaczenia Alkalimetryczne oznaczanie kwasu solnego roztworem wodorotlenku sodu jest przykÅ‚adem miareczkowania mocnego kwasu mocnÄ… zasadÄ… HCl + NaOH NaCl + H2O W wyniku zachodzÄ…cej reakcji powstaje roztwór obojÄ™tny. Wskaznikiem w oznaczaniu jest oranż metylowy. W przypadku stosowania oranżu metylowego roztwór kwasu solnego należy miareczkować mianowanym roztworem wodorotlenku sodu do pierwszej zmiany barwy z czerwonej na cebulkowÄ…. Odczynniki i roztwory SprzÄ™t i aparatura badany roztwór kwasu solnego, wodorotlenek biureta 25 cm3, kolba miarowa 100 cm3, sodu okoÅ‚o 0,1 mol/dm3, mianowany roztwór pipeta jednomiarowa 25 cm3, cylinder HCl, 0,1% roztwór oranżu metylowego miarowy 25 cm3, kolba stożkowa 250 cm3 Nastawianie miana titrantu roztworu wodorotlenku sodu na mianowany roztwór kwasu solnego. Podczas miareczkowania roztworu wodorotlenku sodu kwasem solnym zachodzi reakcja NaOH + HCl NaCl + H2O W celu nastawienia miana roztworu wodorotlenku sodu na mianowany roztwór kwasu solnego należy odmierzyć pipetÄ… jednomiarowÄ… 25 cm3 roztworu NaOH przeznaczonego jako titrant, przenieść iloÅ›ciowo do kolby stożkowej o pojemnoÅ›ci 250 cm3 oraz dodać 75 cm3 wody destylowanej i w obecnoÅ›ci 1-2 kropel oranżu metylowego miareczkować roztworem mianowanego kwasu solnego do momentu zmiany barwy z żółtej na cebulkowÄ…. Obliczyć stężenie molowe wodorotlenku sodu w [mol/dm3] wg wzoru: VHCl ×ð c ×ð f HCl NaOH c =ð [mol/dm3] NaOH VNaOH ×ð f HCl gdzie: f współczynnik równoważnoÅ›ci odpowiednio NaOH i HCl, VHCl objÄ™tość roztworu kwasu solnego zużyta do miareczkowania roztworu wodorotlenku sodu [dm3], VNaOH objÄ™tość roztworu NaOH użyta do nastawiania miana [dm3] Wykonanie oznaczenia PróbkÄ™ kwasu solnego przenieść iloÅ›ciowo do kolby miarowej o pojemnoÅ›ci 100 cm3 i uzupeÅ‚nić wodÄ… destylowanÄ… do kreski. NastÄ™pnie pobrać 25 cm3 tego roztworu przenieść pipetÄ… jednomiarowÄ… do kolby stożkowej, rozcieÅ„czyć wodÄ… destylowanÄ… do objÄ™toÅ›ci okoÅ‚o 50 cm3, dodać 1-2 krople oranżu metylowego i miareczkować roztworem NaOH do chwili zmiany barwy próbki z czerwonej na żółtÄ…. Obliczyć zawartość w [g] kwasu solnego w próbce wg wzoru: x = cNaOH · VNaOH · MHCl · W [g] gdzie: cNaOH stężenie molowe roztworu wodorotlenku sodu [mol/dm3], VNaOH objÄ™tość roztworu NaOH zużytego do miareczkowania próbki HCl [dm3], MHCl masa molowa kwasu solnego [g/mol], W współmierność kolby i pipety. [1] W. Wardas, Chemia Analityczna Ćwiczenia Laboratoryjne, Wyd.1, 2001 REDOKSYMETRIA PoÅ›rednie, jodometryczne oznaczanie jonów miedzi (II) Zasada oznaczenia Oznaczanie jonów Cu2+ metodÄ… jodometrycznÄ… polega na ich redukcji do Cu+ za pomocÄ… jodku potasu. W wyniku tej reakcji strÄ…ca siÄ™ osad CuI, dziÄ™ki czemu zachodzi ona w kierunku odwrotnym do tego, który wynikaÅ‚by z porównania standardowych potencjałów 0 0 2 +ð +ð redoks ukÅ‚adów Cu2+/Cu+ oraz I2/2I- ( E ) Å„ð E ( I2 / 2 I-ð ) (Cu / Cu ) 2 Cu2+ + 4 I- I2 + 2 CuI“! Wykorzystanie omawianej reakcji do jodometrycznego oznaczania miedzi jest możliwe przy zastosowaniu miareczkowania poÅ›redniego (mianowanym roztworem Na2S2O3), wydzielonego w równoważnej iloÅ›ci wolnego jodu zamiast jonów Cu2+ I2 + 2 S2O32- 2 I- + S4O62- Pod koniec miareczkowania dodaje siÄ™ roztworu tiocyjanianiu potasu, który tworzy trudniej rozpuszczalny od jodku miedzi (I) osad tiocyjanianu miedzi (I) CuI“! + SCN- CuSCN“! + I- DziÄ™ki temu zmniejsza siÄ™ roztworze, i tak już bardzo maÅ‚e, stężenie jonów Cu+ nad osadem CuI, a jednoczeÅ›nie nastÄ™puje dalszy wzrost potencjaÅ‚u utleniajÄ…cego ukÅ‚adu Cu2+/Cu+ (od czego zależy zarówno kierunek, jak i w peÅ‚ni iloÅ›ciowy przebieg omawianej reakcji redukcji Cu2+ do Cu+) Odczynniki i roztwory SprzÄ™t i aparatura badany roztwór jonów Cu2+, Kolba miarowa 100 cm3, kolba stożkowa- 1 mol/dm3 roztwór H2SO4, 300 cm3, pipeta jednomiarowa 25 cm3, 0,1 mol/dm3 roztwór tiosiarczanu(VI) sodu, biureta 25 cm3, cylinder miarowy 100 cm3, 0,5% roztwór skrobi, jodek potasu, waga analityczna 25% roztwór tiocyjanianu potasu lub amonu 0,1 mol/dm3 dichromian (VI) potasu (odważka analityczna) Nastawianie miana titrantu tio(II) siarczanu(VI) sodu na 0,1 mol/dm3 roztwór dichromianu (VI) potasu (odważka analityczna). Do kolby stożkowej o pojemnoÅ›ci 300 cm3 ( z doszlifowanym korkiem- unikniÄ™cie strat jodu w wyniku jego sublimacji) przenieść 25 cm3 roztworu dichromianu (VI) potasu pipetÄ… jednomiarowÄ…, dodać 2 g jodku potasu, 50 cm3 wody destylowanej oraz 20 cm3 kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 1 mol/dm3. Zawartość kolby dokÅ‚adnie wymieszać i odstawić w ciemne miejsce na 15 minut. Wydzielony jod miareczkować roztworem Na2S2O3 do uzyskania żółtozielonego zabarwienia. NastÄ™pnie dodać 3 cm3 wodnego roztworu skrobi oraz 50 cm3 wody destylowanej nadal miareczkować roztworem Na2S2O3 (titrantem) do chwili zmiany zabarwienia z niebieskofioletowego na jasnozielone. Podczas nastawiania miana roztworu tio(II)siarczanu(VI)sodu na dichromian(VI) potasu zachodzi reakcja Cr2O72- + 6 I- + 14H+ 3I2 + 2Cr3+ + 7H2O Powyższe równanie pozwala na obliczanie stężenia [mol/dm3] roztworu Na2S2O3 ze wzoru c ×ð v 1 K Cr O 2 2 7 6 c1 =ð v1 ( c1 - stężenie uÅ‚amkowo- molowe roztworu K2Cr2O7 [mol/dm3], v objÄ™tość K Cr O 2 2 7 6 roztworu K2Cr2O7 pobranego do analizy [dm3], v1 objÄ™tość roztworu Na2S2O3 zużytego do miareczkowania). Wykonanie oznaczenia PróbkÄ™ roztworu zawierajÄ…cego jony Cu2+ przenieść iloÅ›ciowo do kolby miarowej o pojemnoÅ›ci 100 cm3 i uzupeÅ‚nić wodÄ… do kreski. NastÄ™pnie 25 cm3próbki odpipetować do kolby stożkowej o pojemnoÅ›ci 300 cm3 (z doszlifowanym korkiem), dodać 8 cm3 1 mol/dm3 roztworu H2SO4 oraz 2 g staÅ‚ego jodku potasu, caÅ‚ość energicznie wymieszać. Natychmiast miareczkować mianowanym roztworem Na2S2O3 do uzyskania jasnożółtego zabarwienia. NastÄ™pnie dodać 4ml roztworu skrobi i 6 cm3 25% roztworu tiocyjanianu potasu i kontynuować miareczkowanie do zaniku niebieskofioletowego zabarwienia. NastÄ™pnie obliczyć zawartość [g] miedzi ze wzoru: x = c · v · M · f · W gdzie: c stężenie molowe roztworu Na2S2O3 [mol/dm3], v objÄ™tość roztworu Na2S2O3 zużytego do miareczkowania wydzielonego jodu [dm3], M masa molowa miedzi [g/mol], f współczynnik równoważnoÅ›ci miedzi w reakcji Cu2+do Cu+, W współmierność kolby i pipety. [1] Andrzej CygaÅ„ski, Chemiczne Metody Analizy IloÅ›ciowej, Wyd.4, 1994 KOMPLEKSOMETRIA Kompleksometryczne oznaczanie jonów żelaza (III) Zasada oznaczenia Jony Fe3+ tworzÄ… bardzo trwaÅ‚e kompleksy z EDTA, nawet w silnie kwaÅ›nych roztworach. Umożliwia to ich kompleksonometryczne oznaczenie w obecnoÅ›ci innych kationów. Oznaczenie to przeprowadza siÄ™ w roztworach o pH 1-3, wobec wskazników- kwasu salicylowego lub sulfosalicylowego. SÄ… to bezbarwne metalowskazniki, tworzÄ…ce z jonami żelaza czerwono- fioletowy kompleks. Kompleksowanie Fe3+ przez EDTA Fe3+ + H2Y2- = FeY- + 2H+ zachodzi szybciej w podwyższonej temperaturze. Odczynniki i roztwory SprzÄ™t i aparatura badany roztwór jonów Fe3+, kolba miarowa - 100 cm3, biureta - 25 cm3, mianowany roztwór EDTA (odważka pipeta jednomiarowa - 25 cm3, analityczna), cylinder miarowy - 100 cm3, Å‚aznia wodna, 5% alkoholowy roztwór kwasu salicylowego, kolba miarowa Erlenmayera - 300 cm3 papierki wskaznikowe (pH 1-10) Wykonanie oznaczenia PróbkÄ™ roztworu Fe3+ przenieść iloÅ›ciowo do kolby miarowej o pojemnoÅ›ci 100 cm3 i uzupeÅ‚nić wodÄ… destylowanÄ… do kreski. PipetÄ… jednomiarowÄ… pobrać 25 cm3 roztworu, przenieść do kolby stożkowej o pojemnoÅ›ci 300 cm3 i rozcieÅ„czyć wodÄ… destylowanÄ… do objÄ™toÅ›ci okoÅ‚o 50 cm3. Wprowadzić 1 cm3 alkoholowego roztworu kwasu salicylowego, o ogrzać do temperatury 40 C i miareczkować ostrożnie roztworem EDTA, do momentu zmiany barwy z czerwono- fioletowej na żółtÄ…. NastÄ™pnie obliczyć zawartość (g) Fe3+ w próbce ze wzoru: x = c · v · M · W [g] gdzie: c stężenie molowe roztworu EDTA (mol/dm3), v- objÄ™tość roztworu EDTA zużytego do miareczkowania próbki jonów Fe3+(dm3), M - masa molowa żelaza (g/mol), W- współmierność kolby i pipety. [1] W. Wardas, Chemia Analityczna Ćwiczenia Laboratoryjne, Wyd.1, 2001 ANALIZA WAGOWA Wagowe oznaczanie jonów wapnia w postaci szczawianu wapnia Zasada oznaczenia Jony wapnia (Ca2+) wytrÄ…ca siÄ™ w Å›rodowisku obojÄ™tnym z roztworu rozpuszczalnej soli wapnia np. CaCl2 w postaci dwuwodnego szczawianu wapnia za pomocÄ… kwasu szczawiowego. CaÅ‚kowite strÄ…cenie jonów wapnia zachodzi przy pHe"3,3. StrÄ…cania dwuwodnego szczawianu wapnia przeprowadza siÄ™ w obecnoÅ›ci amoniaku. W celu ustalenia pH bliskiego tej wartoÅ›ci stosuje siÄ™ wskaznik czerwieÅ„ metylowÄ…, który zmienia swojÄ… barwÄ™ z czerwono-różowej na żółtÄ… w pobliżu pHH"4. CaCl2 + H2C2O4 ·2H2O = CaC2O4·2H2O“! + 2HCl Po przemyciu osadu mieszaninÄ… aceton + woda i przesÄ…czeniu osadu na lejku, osad dwuwodnego szczawianu wapnia należy wysuszyć w suszarce w temp. 105-110°C, nastÄ™pnie ostudzić w eksykatorze i zważyć. Odczynniki i roztwory SprzÄ™t i aparatura badany roztwór jonów Ca2+, 10% roztwór kolba miarowa - 100 cm3, zlewka -250 cm3, kwasu szczawiowego, wodny roztwór pipeta jednomiarowa 25 cm3, pipeta amoniaku (1:15), 1% alkoholowy roztwór wielomiarowa - 20 cm3, cylinder miarowy - czerwieni metylowej 25cm3, szkieÅ‚ko zegarkowe, lejek P-4, Å‚aznia mieszanina aceton + woda (do przemywania wodna, suszarka laboratoryjna, eksykator, osadu) pompka wodna Wykonanie oznaczenia OtrzymanÄ… próbkÄ™ roztworu jonów wapnia (Ca2+) należy przenieść iloÅ›ciowo do kolby miarowej o pojemnoÅ›ci 100 cm3 i uzupeÅ‚nić wodÄ… destylowanÄ… do kreski. Do zlewki odpipetować 25cm3 próbki oraz dodać 25cm3 wody do objÄ™toÅ›ci 50cm3. NastÄ™pnie odmierzyć cylindrem miarowym 20cm3 10% roztworu kwasu szczawiowego i wprowadzić go powoli do zlewki z próbkÄ… ciÄ…gle mieszajÄ…c. W dalszej kolejnoÅ›ci dodać 5 kropli roztworu czerwieni metylowej jako wskaznika, a nastÄ™pnie niewielkimi porcjami amoniaku, do momentu zaniku czerwono-różowej barwy mieszaniny (do pojawienia siÄ™ koloru żółtego). Unikać nadmiaru amoniaku! Powinno zostać zużyte ok. 30-50 cm3 roztworu amoniaku w zależnoÅ›ci od iloÅ›ci jonów wapnia w badanej próbce. Po dodaniu amoniaku zlewkÄ™ pozostawić w spokoju na 15 minut. W tym czasie zważyć lejek. WytrÄ…cony osad przesÄ…czyć przez lejek, przemywajÄ…c go na lejku niewielkÄ… iloÅ›ciÄ… mieszaniny aceton + woda. NastÄ™pnie wstawić lejek z osadem na 5 minut do suszarki i suszyć go w temp. 105-110°C. Po wyjÄ™ciu lejka z osadem z suszarki, ostudzić go w eksykatorze i dokÅ‚adnie zważyć. Obliczyć zawartość jonów wapnia w próbce ze wzoru: x = m · F ·W [g] gdzie: m - masa osadu dwuwodnego szczawianu wapnia [g], F mnożnik analityczny do przeliczania masy dwuwodnego szczawianu wapnia na masÄ™ jonów wapnia, wynosi 0,2442, W- współmierność kolby i pipety. [1] W. Aleksiejew. Chemia analityczna. Wyd.1. Wydaw. PWN., W-wa, 1955. PRECYPITOMETRIA Precypitometryczne oznaczanie chlorków metodÄ… Fajansa Zasada oznaczenia Przy precypitometrycznym oznaczaniu Cl- metodÄ… Fajansa, podczas miareczkowania badanego roztworu mianowanym roztworem azotanu (V) srebra, zachodzi wytrÄ…canie trudno rozpuszczalnego osadu chlorku srebra Ag+ + Cl- AgCl“! Miareczkowanie prowadzi siÄ™ wobec wskaznika adsorpcyjnego, np. fluoresceinianu sodu. Pierwsza kropla nadmiaru titrantu wprowadzona do roztworu powoduje powstanie fluoresceinianu srebra, który adsorbuje siÄ™ na powierzchni osadu AgCl, barwiÄ…c go na kolor różowy. Fluoresceina jako wskaznik może być stosowana jedynie w roztworach obojÄ™tnych; w roztworach kwaÅ›nych wystÄ™puje w postaci niezdysocjowanych, bezbarwnych czÄ…steczek. Odczynniki i roztwory SprzÄ™t i aparatura badany roztwór jonów Cl-, kolba miarowa 100 cm3, biureta 25 cm3, mianowany roztwór azotanu (V) srebra pipeta jednomiarowa 25 cm3, kolba (odważka analityczna), stożkowa 250 cm3 0,1% roztwór fluoresceinianu sodu (wskaznik) Wykonanie oznaczenia BadanÄ… próbkÄ™ zawierajÄ…cÄ… jony chlorkowe przenieść iloÅ›ciowo do kolby miarowej o pojemnoÅ›ci 100 cm3 i uzupeÅ‚nić wodÄ… destylowanÄ… do kreski. przenieść 25 cm3 tego roztworu do kolby stożkowej o pojemnoÅ›ci 250 cm3, dodać 1-2 krople roztworu fluoresceinianu sodu, miareczkować mianowanym roztworem azotanu (V) srebra do momentu, gdy osad chlorku srebra zabarwi siÄ™ na różowo. Zawartość chlorków [g] w próbce obliczyć ze wzoru: x = c · v · M · W [g] gdzie: c stężenie molowe AgNO3 [mol/dm3], v objÄ™tość roztworu AgNO3 zużytego do miareczkowania jonów Cl-, M masa molowa jonu chlorkowego[g/mol], W współmierność kolby i pipety. [1] W. Wardas, Chemia Analityczna Ćwiczenia Laboratoryjne, Wyd.1, 2001