Chemia analityczna II
(chemiczne metody analizy ilościowej: analiza miareczkowa i wagowa)
II rok chemii
specjalność: chemia podstawowa
Program kolokwiów i ćwiczeń
Wstęp do ćwiczeń
" Zasady BHP i pierwsza pomoc
" Podstawy techniki laboratoryjnej
" Ważenie na wadze analitycznej
" Kalibrowanie kolby i pipety
Kolokwium I
" Zagadnienia ogólne analizy miareczkowej.
Klasyfikacja metod miareczkowych. Substancje podstawowe. Sposoby ustalania miana
roztworów. Krzywa miareczkowania, skok krzywej miareczkowania. Punkt
równoważnikowy i punkt końcowy miareczkowania.
" Równowagi kwasowo - zasadowe i ich wykorzystanie w analizie.
Teorie kwasów i zasad. Moc kwasów i zasad w roztworach wodnych, stałe dysocjacji
sprzężonych par kwas  zasada. Krzywe miareczkowania: mocnego kwasu mocną zasadą
(mocnej zasady mocnym kwasem), słabego kwasu mocną zasadą (słabej zasady mocnym
kwasem), kwasów (zasad) wieloprotonowych oraz mieszanin kwasów (zasad). Wskaz
niki
alkacymetryczne i ich dobór. Substancje wzorcowe w alkacymetrii. Miareczkowanie
potencjometryczne. Elektrody wskaz
nikowe i odniesienia. Zadania rachunkowe.
Ćwiczenia
Alkacymetria
1. Przygotowanie i nastawianie roztworu kwasu solnego o stężeniu 0,1 mol/l
(nastawianie miana roztworu na odważki czystego węglanu sodu)
2. Oznaczanie NaOH
3. Oznaczanie NaOH i Na2CO3 obok siebie (metodÄ… Wardera)
4. Przygotowanie i nastawianie roztworu NaOH o stężeniu 0,1 mol/l na mianowany
roztwór HCl
5. Oznaczanie HCl
6. Oznaczanie CH3COOH
Potencjometria
7. Oznaczanie HCl
8. Oznaczanie CH3COOH
Kolokwium II
" Równowagi reakcji redoks i ich wykorzystanie w analizie.
Potencjały redoks i czynniki wpływające na ich zmianę. Stała równowagi reakcji redoks.
Krzywe miareczkowania redoksymetrycznego. Specyficzne i niespecyficzne wskaz
niki
redoks. Metody redoksymetryczne: manganometria, jodometria, bromianometria.
Zadania rachunkowe.
" Równowagi reakcji kompleksowania i ich wykorzystanie w analizie.
Teoretyczne podstawy kompleksometrii. Kompleksy chelatowe. Czynniki wpływające na
trwałość kompleksu. Stałe trwałości. Kompleksony i ich zastosowanie w analizie
objętościowej. EDTA jako odczynnik analityczny. Trwałość kompleksów
wersenianowych. Metody miareczkowania wersenianem. Wskaz
niki kompleksometryczne
i mechanizm ich działania. Krzywe miareczkowania kompleksometrycznego.
Zadania rachunkowe.
Ćwiczenia
Redoksymetria
Manganometria:
9. Przygotowanie i nastawianie roztworu manganianu(VII) potasu o stężeniu
c1/ 5 KMnO4 = 0,1 mol/l (nastawianie miana na odważki czystego szczawianu sodu)
10. Oznaczanie żelaza(II)
11. Oznaczanie azotanów(III)
12. Pośrednie oznaczanie wapnia
Jodometria:
13. Pośrednie oznaczanie miedzi(II) (roztwór tiosiarczanu sodu o stężeniu
cNa S2O3 = 0,05 mol/l przygotowany przez pracowników)
2
14. Bezpośrednie oznaczanie kwasu askorbinowego (roztwór jodu o stężeniu
c1/ 2 I2 = 0,1 mol/l przygotowany przez pracowników)
Bromianometria:
15. Przygotowanie roztworu bromianu(V) potasu o stężeniu c1/ 6 KBrO3 = 0,1 mol/l
(z odważki czystej soli)
16. Oznaczanie antymonu(III)
Kompleksometria
17. Przygotowanie roztworu wersenianu sodu o stężeniu cEDTA = 0,02 mol/l
(z odważki czystej soli)
18. Oznaczanie miedzi(II)
19. Oznaczanie wapnia i magnezu obok siebie
Kolokwium III
" Równowagi osad  roztwór i ich wykorzystanie w analizie.
Metody objętościowe oparte na wytrącaniu osadów. Argentometria. Wskaz
niki stosowane
w argentometrii. Krzywe miareczkowania argentometrycznego. Zadania rachunkowe.
Podstawy analizy wagowej. Klasyczny i termodynamiczny iloczyn rozpuszczalności. Wpływ
obcych soli i jonu wspólnego z osadem na rozpuszczalność osadu. Zjawiska towarzyszące
wytrącaniu osadów: adsorpcja, okluzja, współstrącanie, strącanie następcze. Podwójna rola
współstrącania w analizie wagowej. Rodzaje osadów i warunki ich wytrącania. Strącanie
z roztworów homogenicznych. Zadania rachunkowe.
Ćwiczenia
Argentometria:
20. Oznaczanie chlorków metodą Mohra (roztwór azotanu(V) srebra(I) o stężeniu
cAgNO = 0,05 mol/l przygotowany przez pracowników)
3
21. Oznaczanie chlorków metodą Fajansa
Oznaczenia wagowe:
22. Oznaczanie siarczanów(VI) w postaci BaSO4
23. Oznaczanie glinu w postaci 8-hydroksychinolinianu glinu
Literatura
1. J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. 1. Podstawy teoretyczne i analiza
jakościowa, PWN, Warszawa 2001
2. J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. 2. Chemiczne metody analizy ilościowej,
PWN, Warszawa 2004
3. Z. S. Szmal, T. Lipiec, Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej, PZWL,
Warszawa 1995
4. A. Cygański, Chemiczne metody analizy ilościowej, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne,
Warszawa 1999
5. R. Kocjan (red), Chemia analityczna. Podręcznik dla studentów. Tom 1. Analiza jakościowa.
Analiza ilościowa klasyczna, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2002
6. B. Chmielewska - Bojarska, D. Kaz
mierczak, Chemia analityczna. Analiza miareczkowa
i wagowa, Wydawnictwo Uniwersytetu A
ódzkiego, A
ódz
2008
7. M. Deka, M. Turowska, Laboratorium analizy ilościowej, Wydawnictwo Uniwersytetu
A
ódzkiego, A
ódz
1998
8. Z. Galus (red.), Ćwiczenia rachunkowe z chemii analitycznej, PWN, Warszawa 1996
Chemia analityczna II
(chemiczne metody analizy ilościowej: analiza miareczkowa i wagowa)
II rok chemii
specjalności: chemia kosmetyczna, chemia i biologia (nauczycielska)
Program kolokwiów i ćwiczeń
Wstęp do ćwiczeń
" Zasady BHP i pierwsza pomoc
" Podstawy techniki laboratoryjnej
" Ważenie na wadze analitycznej
Kolokwium I
" Zagadnienia ogólne analizy miareczkowej.
Klasyfikacja metod miareczkowych. Substancje podstawowe. Sposoby ustalania miana
roztworów. Krzywa miareczkowania, skok krzywej miareczkowania. Punkt
równoważnikowy i punkt końcowy miareczkowania.
" Równowagi kwasowo - zasadowe i ich wykorzystanie w analizie.
Teorie kwasów i zasad. Moc kwasów i zasad w roztworach wodnych, stałe dysocjacji
sprzężonych par kwas  zasada. Krzywe miareczkowania: mocnego kwasu mocną zasadą
(mocnej zasady mocnym kwasem), słabego kwasu mocną zasadą (słabej zasady mocnym
kwasem), kwasów (zasad) wieloprotonowych oraz mieszanin kwasów (zasad). Wskaz
niki
alkacymetryczne i ich dobór. Substancje wzorcowe w alkacymetrii. Miareczkowanie
potencjometryczne. Elektrody wskaz
nikowe i odniesienia. Zadania rachunkowe.
" Równowagi reakcji kompleksowania i ich wykorzystanie w analizie.
Teoretyczne podstawy kompleksometrii. Kompleksy chelatowe. Czynniki wpływające na
trwałość kompleksu. Stałe trwałości. Kompleksony i ich zastosowanie w analizie
objętościowej. EDTA jako odczynnik analityczny. Trwałość kompleksów
wersenianowych. Metody miareczkowania wersenianem. Wskaz
niki kompleksometryczne
i mechanizm ich działania. Krzywe miareczkowania kompleksometrycznego.
Zadania rachunkowe.
Ćwiczenia
1. Przygotowanie i nastawianie roztworu kwasu solnego o stężeniu 0,1 mol/l
(nastawianie miana roztworu na odważki czystego węglanu sodu)
2. Oznaczanie NaOH i Na2CO3 obok siebie (metoda Wardera: miareczkowanie wobec
dwóch wskaz
ników)
3. Oznaczanie HCl (roztwór NaOH o stężeniu 0,1 mol/l przygotowany przez
pracowników)
4. Oznaczanie CH3COOH metodÄ… miareczkowania potencjometrycznego
5. Kompleksometryczne oznaczanie wapnia i magnezu obok siebie (roztwór wersenianu
sodu o stężeniu cEDTA = 0,02 mol/l przygotowany przez pracowników)
Kolokwium II
" Równowagi reakcji redoks i ich wykorzystanie w analizie.
Potencjały redoks i czynniki wpływające na ich zmianę. Stała równowagi reakcji redoks.
Krzywe miareczkowania redoksymetrycznego. Specyficzne i niespecyficzne wskaz
niki
redoks. Metody redoksymetryczne: manganometria, jodometria.
Zadania rachunkowe.
" Równowagi osad  roztwór i ich wykorzystanie w analizie.
Klasyczny i termodynamiczny iloczyn rozpuszczalności. Wpływ obcych soli i jonu
wspólnego z osadem na rozpuszczalność osadu. Zjawiska towarzyszące wytrącaniu
osadów: adsorpcja, okluzja, współstrącanie, strącanie następcze. Podwójna rola
współstrącania w analizie wagowej. Rodzaje osadów i warunki ich wytrącania. Strącanie
z roztworów homogenicznych. Zadania rachunkowe.
Ćwiczenia
6. Manganometryczne oznaczanie szczawianów (roztwór manganianu(VII) potasu
o stężeniu c1/ 5 KMnO4 = 0,1 mol/l przygotowany przez pracowników)
7. Jodometryczne oznaczanie miedzi(II) (roztwór tiosiarczanu sodu o stężeniu
cNa S2O3 = 0,05 mol/l przygotowany przez pracowników)
2
8. Wagowe oznaczanie glinu w postaci 8-hydroksychinolinianu glinu
Literatura
1. J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. 1. Podstawy teoretyczne i analiza
jakościowa, PWN, Warszawa 2001
2. J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. 2. Chemiczne metody analizy ilościowej,
PWN, Warszawa 2004
3. Z. S. Szmal, T. Lipiec, Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej, PZWL,
Warszawa 1995
4. A. Cygański, Chemiczne metody analizy ilościowej, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne,
Warszawa 1999
5. R. Kocjan (red), Chemia analityczna. Podręcznik dla studentów. Tom 1. Analiza jakościowa.
Analiza ilościowa klasyczna, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2002
6. B. Chmielewska - Bojarska, D. Kaz
mierczak, Chemia analityczna. Analiza miareczkowa
i wagowa, Wydawnictwo Uniwersytetu A
ódzkiego, A
ódz
2008
7. M. Deka, M. Turowska, Laboratorium analizy ilościowej, Wydawnictwo Uniwersytetu
A
ódzkiego, A
ódz
1998
8. Z. Galus (red.), Ćwiczenia rachunkowe z chemii analitycznej, PWN, Warszawa 1996
Oznaczanie kwasu askorbinowego (witaminy C)
Kwas askorbinowy C6 H8O6 ma właściwości redukujące i utlenia się do kwasu
dehydroaskorbinowego:
HO C C OH
O C C O
H C
C O
H C
C O
O
O
+
H C OH
+
H C OH
+
2 H 2e
H C OH
H C OH
H
H
kwas askorbinowy kwas dehydroaskorbinowy
Utlenianie kwasu askorbinowego może zachodzić pod wpływem jodu:
+ -
C6 H8O6 + I2 Ì! C6H O6 + 2H + 2I
6
Potencjał redoks układu: kwas dehydroaskorbinowy  kwas askorbinowy (przy pH = 7)
-
wynosi 0,19 V i jest niższy od potencjału układu I2 / 2I (0,53 V). Można więc oznaczyć
zawartość kwasu askorbinowego miareczkując bezpośrednio badaną próbkę mianowanym
roztworem jodu wobec skrobi jako wskaz
nika.
Uwaga: Mianowany roztwór kwasu askorbinowego może też służyć jako titrant
do oznaczania zawartości niektórych utleniaczy, m.in. jodu, jodanów(V), bromianów(V),
azotanów(V), manganianów(VII), jak również wielu związków organicznych.
Miareczkowanie mianowanym roztworem kwasu askorbinowego jest działem reduktometrii
i nosi nazwę askorbinometrii. Niedogodnością tej metody jest niezbyt duża trwałość
mianowanych roztworów kwasu askorbinowego.
Wykonanie oznaczenia
Z próbką zadania kontrolnego zawierającą kwas askorbinowy studenci otrzymują
gotowy mianowany roztwór jodu o stężeniu c1 2 I2 = 0,1 mol/l.
Roztwór zadania kontrolnego zawierający kwas askorbinowy rozcieńczyć w kolbie
miarowej do objętości 100 ml i dokładnie wymieszać. Do trzech kolb stożkowych
odpipetować po 20 (lub 25) ml roztworu.
Następnie dodać 5 mililitrów 2 - molowego roztworu H SO4 , 2 - 3 ml skrobi
2
i miareczkować mianowanym roztworem jodu do pojawienia się niebieskiego zabarwienia
roztworu nie znikajÄ…cego podczas mieszania.
Zawartość kwasu askorbinowego w badanej próbce oblicza się następująco:
Podczas miareczkowania próbki kwasu askorbinowego roztworem jodu zachodzi reakcja:
+ -
C6 H8O6 + I2 Ì! C6H O6 + 2H + 2I
6
Obie połówkowe reakcje przebiegają z udziałem 2 elektronów, można więc zapisać równanie:
nAsc nI
2
=
1 2 1 2
czyli:
mAsc
= c1 2 I2 Å" vI
2
1 2 M
Asc
Ostatecznie więc zawartość kwasu askorbinowego ( mAsc ) w zadaniu kontrolnym
oblicza siÄ™ ze wzoru:
mAsc = c1 / 2 I2 Å" vI Å"1 2 M Å" w [g]
Asc
2
gdzie
c1 2 I2 - stężenie mianowanego roztworu jodu [mol/l]
vI - średnia (z trzech miareczkowanych próbek) objętość roztworu jodu [l]
2
M = 176,1 g/mol
Asc
w - współmierność kolby z pipetą