ĆWICZENIE NR 6

MIARECZKOWANIE KULOMETRYCZNE

Celem ćwiczenia jest ilościowe oznaczanie próbki kwasu askorbinowego.

Odczynnikiem miareczkującym jest wytwarzany elektrolitycznie jod. Punkt końcowy miareczkowania określany jest biamperometrycznie z wielkości prądu redukcji wytworzonego w nadmiarze jodu. W układzie zachodzą następujące reakcje:

ANODA:

2Iˉ → I2 + 2 e

Roztwór:

C6H8O6 ↔ C6H6O6 + 2 H+ + 2 e

I + 2 e ↔ 2Iˉ

2

C6H8O6 + I2 ↔ C6H6O6 + 2Iˉ + 2 H+

Do miareczkowania należy zmontować naczynko według zamieszczonego poniżej

schematu:

1.

Dwie platynowe elektrody wskaźnikowe.

2.

Platynowa anoda o dużej powierzchni.

3.

Grafitowa katoda oddzielona od przestrzeni anodowej porowatą przegrodą (4).

5.

Otwór do wlewania próbek.

6.

Mieszadło magnetyczne.

1

WYKONANIE ĆWICZENIA

1.

Przygotować roztwór do analizy:

a) wlać do kolby na 100 cm3 10 cm3 3.0 M NaCl

b) przenieść ilościowo do tejże kolby otrzymaną próbkę kwasu askorbinowego.

c) dodać 10 cm3 1.0 M HCl i uzupełnić wodą destylowaną do kreski.

2.

Zestawić układ do miareczkowania kulometrycznego według schematu:

Układ wskaźnikowy Układ generujący 3, 4 - platynowe elektrody wskaźnikowe 1- platynowa anoda 6 - źródło stałego napięcia

2- grafitowa katoda

7 - miernik natężenia prądu 5 - źródło prądu stałego 8 - miliamperomierz

9 - kulometr

3. Do naczynka kulometrycznego wlać dostateczną ilość 0.2 M roztworu KJ, tak aby wszystkie elektrody były zanurzone.

4. Do naczynka z porowatą przegrodą wlać około 3 cm3 0.2 M KJ.

5. Zapoznać się z obsługą zasilacza prądowego i kulometru. Ustawić prąd generowania jodu na wartość około 3.8 mA.

6. Do naczynka kulometrycznego odmierzyć pipetą 2 cm3 przygotowanego roztworu kwasu askorbinowego. Włączyć mieszadło magnetyczne. Do elektrod wskaźnikowych przyłożyć napięcie około 100 mV. Pokrętło " SELECTOR " na kulometrze ustawić w pozycji " mCb", natomiast przełącznik "MAX CURRENT" ustawić w pozycji 100. Przełączyć źródło prądu stałego na pozycję "PRACA" Przyciskiem " Start " kulometru zamknąć obwód generujący.

2

7. Obserwować natężenie prądu wskaźnikowego (7) i wskazania kulometru. Po pojawieniu się prądu wskaźnikowego przerwać przepływ prądu generującego przyciskiem "Stop" kulometru i zanotować wartość prądu wskaźnikowego i odpowiadający jej ładunek. Następnie ponownie zamknąć obwód generujący i poczekać na pojawienie się prądu wskaźnikowego. Czynność tę powtórzyć kilka razy w celu uzyskania 5 - 6 par wartości prąd - ładunek. Następnie, nie wylewając roztworu z naczynka, dodać kolejną porcję (2 cm3) oznaczanego kwasu i powtórzyć pomiar. W celu możliwości statystycznego opracowania wyników należy wykonać minimum 10

takich miareczkowań.

O P R A C O W A N I E W Y N I K Ó W

1. Narysować schemat układu do miareczkowania kulometrycznego.

2. Nanieść wyniki pomiarów na wykres w układzie współrzędnych prąd wskaźnikowy - ładunek.

Należy tak dobrać skalę na osi ładunku aby otrzymane proste miały nachylenie ok. 45°.

3. Odczytać z wykresu wartości ładunku odpowiadające odmiareczkowaniu pojedynej próbki.

Ze względu na wielokrotność wykonywanego oznaczenia wyniki opracować statystycznie, podając:

a) odchylenie standardowe średniej arytmetycznej ładunku potrzebnego na zmiareczkowanie pojedynczej próbki

b) przedział ufności na poziomie prawdopodobieństwa 95% dla n odpowiadającego liczbie wykonanych oznaczeń

c) ładunek minimalny (Q

) zużyty na zmiareczkowanie pojedynczej próbki

min) i maksymalny (Qmax

d) na podstawie wartości obliczonych ładunków, po uwzględnieniu współmierności, obliczyć masę minimalną i maksymalną próbki. Wynik podać w mg.

Przyjąć F = 96487 C.

Z A G A D N I E N I A

1.

Teoretyczne podstawy kulometrii. Prawa Faraday'a. Interpretacja stałej Faradayà.

2.

Kulometria amperostatyczna i potencjostatyczna.

3.

Zasada miareczkowania kulometrycznego i wpływ wydajności prądowej na wyniki

miareczkowania.

4.

Wydajność miareczkowania

5.

Schemat aparatury do miareczkowania kulometrycznego z biamperometryczną

3

detekcją punktu końcowego.

6.

Zalety miareczkowania kulometrycznego w porównaniu z tradycyjnymi metodami

objętościowymi.

7.

Przykłady oznaczeń.

L I T E R A T U R A

1.

J. J. Lingane, Elektroanaliza chemiczna, PWN, Warszawa 1960.

2.

O. A. Songina, Miereczkowanie amperometryczne, WNT, Warszawa 1972.

3.

W. Szczepaniak, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN, Warszawa -

Poznań 2002.

4.

W. Jędrzejewski, J. Badecka - Jędrzejewska, ćwiczenia z analizy instrumentalnej, skrypt U. Ł., Łódź, 1980.

5.

J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, tom 3, PWN, Warszawa 1985.

6.

J. Garaj, Fizyczne i fizykochemiczne metody analizy, WNT, Warszawa 1981.

7.

G. W. Ewing, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN, Warszawa 1981.

8.

E. Szyszko, Instrumentalne metody analityczne, PZWL, Warszawa 1982.

9.

A. Cygański, Metody elektroanalityczne, WN-T, Warszawa 1995.

10. A. Cygański, Podstawy metod elektroanalitycznych, WN-T, Warszawa 1999.

11. Chemia analityczna, tom 2, red. R. Kocjan, PZWL, Warszawa 2002.

4