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*104 C/mol.
II prawo elektrolizy Faradaya: Stosunek mas m1 i m2 substancji wydzielonych na elektrodach podczas przepływu jednakowych ładunków elektrycznych jest równy stosunkowi ich równoważników elektrochemicznych R1 i R2:
m1/m2 = R1/R2.
Szybkość elektrolizy będzie zależała od gęstości prądowej (A/m2), od temperatury i od szybkości mieszania.
Jakie reakcje zachodzą w czasie elektrolizy roztworu wodnego siarczanu miedzi na elektrodach platynowych?
I Elektrody Pt
KATODA: Cu2+ + 2e- = Cu Fo = + 0,34V
ANODA 2H2O = O2 + 4H+ 4e- Fo = +1,23V
(4OH-) → 2H2O + O2 + 4e-)
II Jeśli elektrody są z Cu to (to też pytanie)
KATODA: Cu2+ + 2e- = Cu
ELEKTRORAFINACJA MIEDZI!!!
ANODA: Cu = Cu2+ + 2e-
Er = EA – EK + ηA + ηK +IR
Co będzie się działo jeżeli roztwór będzie zawierał jony Pb2+, Cu2+? Napisz reakcje zachodzące na katodzie i anodzie.
KATODA: Cu2+ + 2e- = Cu
ANODA: Pb2+ + 2H2O = PbO2 + 4H+ + 2e-
Jeśli są jony ołowiu(II), to następuje ich utlenienie do ołowiu(IV) i wydziela się ołów w postaci tlenku PbO2, tym sposobem możemy równocześnie oznaczać miedź i ołów.
Siatka platynowa to katoda, spiralka platynowa to anoda.
W jaki sposób produkujemy w Polsce miedź???
Cu2S- chalkozyn
CuFeS2- 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
KMnO4 w manganometrii K2Cr2O7
jodometria (I2, Na2S2O3) wskaźnikiem jest wskaźnik: difenyloamina wskaźnik: skrobia sam nadmanganian
utleniająca redukcyjna cerometria Ce(SO4)2 bromianometria wskaźnik: jon Ceru(IV) KBrO3
wskaźnik: oranż metylowy
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- = H2O – 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
cm3 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???
KMnO4, K2Cr2O7, Na2S2O3, HCl, Na2C2O4, NaOH
KMnO4- nie jest substancją wzorcową pierwotną, ponieważ nie jest trwały, jest reaktywny.
Ale może być mianowanym roztworem po nastawieniu na inną substancję.
K2Cr2O7- doskonała substancja wzorcowa pierwotna (trwały)
Na2S2O3- nie jest substancją wzorcową pierwotną, nietrwałe, ulega reakcji dysproporcjonowania.
HCl - nie jest substancją wzorcową pierwotną, jest substancją wzorcową wtórną Na2C2O4- 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
Barwa formy
Przedział pH
kwasowej
zasadowej
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