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
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