Grupa nr: 20I1	Ćwiczenie 1	15.11.2012
Magdalena Bieniasz Grusiecki Maciej	Spektofotometria absorpcyjna. Oznaczenie ilościowe żelaza metodą rodankową.

1. Wstęp teoretyczny.

Potencjometria:

Jest jedną z najstarszych metod instrumentalnych w analizie chemicznej.

Polega na wyznaczaniu wartości potencjału elektrody wskaźnikowej(roboczej) względem elektrody porównawczej (odniesienia) w funkcji logarytmu stężenia jonów elektroaktywnych. Pomiary są wykonywane w warunkach bezprądowych (w stanie równowagi), dzięki czemu może być stosowane równanie Nernsta:

gdzie:

• E – potencjał elektrody, V

• R – stała gazowa równa 8,314 J·K^–1 mol^–1

• T – temperatura wyrażona w kelwinach

• z – liczba elektronów wymienianych w reakcji połówkowej

• F – stała Faradaya równa 96485 C·mol^–1

• a – aktywność molowa indywiduów chemicznych biorących udział w reakcji elektrodowej w formie utlenionej i zredukowanej.

Potencjometria jest stosowana jako:

• bezpośrednia metoda wyznaczania stężenia składnika elektroaktywnego przez pomiar siły elektromotorycznej ogniwa złożonego z elektrody wskaźnikowej i elektrody odniesienia (np. pH-metria),

• metoda wykrywania punktu końcowego miareczkowania (miareczkowanie potencjometryczne).

1. Wyniki pomiarów:

Wyznaczanie charakterystyki elektrody szklanej, SEM=f(pH):

- pH-metr 1:

• pH = 7,00 t=18,9°C SEM = -53 mV przesunięcie zera: -0.92

• pH = 4,00 SEM = 130 mV nachylenie charakterystyki

elektrody: 105%

• pH = 11,46 SEM = -259 mV (roztwór buforowy o pH=11,6)

Obliczenie wartości zmiany SEM na jedną jednostkę pH:

3 jedn. - 183 mV

1 jedn. - x mV

x= 61 mV na jednostkę pH

Kalibracja elektrody:

pH buforu	pH elektrody	SEM elektrody [mV]	Temperatura [C]
7,00	7,00	-53	18,9
4,00	4,00	130	--
11,6	11,46	-259	--

Nachylenie charakterystyki elektrody wynosi 51,7 mV/pH

W obu przypadkach na podstawie wyznaczenia krzywej kalibracyjnej można stwierdzić,
że elektroda jest sprawna.

Miareczkowanie potencjometryczne z użyciem elektrody szklanej – alkacymetria:

• Miareczkowanie kwasu chlorowodorowego za pomocą 0,1000 $\frac{\text{mol}}{\text{dm}^{3}}$ NaOH:

Reakcja przebiegająca podczas miareczkowania:

HCl + NaOH→ NaCl + H₂O

V_HCl= 2 ml

t= 18,9

pH=-0,92

Metoda graficzna:

Punkt końcowy miareczkowania wyznaczamy dwoma metodami: metodą pierwszej pochodnej i metodą graficzną.

Objętość NaOH [cm^3] SEM [mV] ΔE [mV] ΔV [cm3] ΔΕ/ΔV 0 268 0 0,5 0 0,5 268 0 0,5 0 1 268 0 0,5 0 1,5 266 -2 0,5 -4 2 264 -2 0,5 -4 2,5 259 -5 0,5 -10 3 257 -2 0,5 -4 3,5 254 -3 0,5 -6 4 251 -3 0,5 -6 4,5 248 -3 0,5 -6 5 243 -5 0,5 -10 5,5 237 -6 0,5 -12 6 226 -11 0,5 -22 6,5 210 -16 0,5 -32 7 165 -45 0,5 -90 7,5 -148 -313 0,5 -626 8 -211 -63 0,5 -126 8,5 -231 -20 0,5 -40 9 -241 -10 0,5 -20 9,5 -250 -9 0,5 -18 10 -255 -5 0,5 -10

Według obu metod punkt końcowy miareczkowania to objętość titranta równa 7,5 ml.

PK miareczkowania wynosi 7,5 cm³.

V_NaOH = 7, 5 cm³ = 0,0075 dm³

C_NaOH = 0,1 mol/l

V_kwasu = 0,002 dm³

$C_{\text{HCl}} = \frac{C_{\text{NaO}H}V_{\text{NaOH}}}{V_{\text{HCl}}}$

$$C_{\text{HCl}} = \frac{0,1 \bullet 0,0075}{0,002} = 0,375\ \text{mol}/\text{dm}^{3}$$

M_HCl = 36,46 g/mol

m_HCl =  C_NaOH  • V_NaOH • M_HCl

m_HCl = 0, 1 • 0, 0075 • 36, 46 = 0, 027345 g = 26,345 mg

• Miareczkowanie kwasu octowego za pomocą 0,1000 $\frac{\text{mol}}{\text{dm}^{3}}$ NaOH:

Reakcje przebiegająca podczas miareczkowania:

CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O

Objętość NaOH [cm^3]	SEM [mV]	DE [mV]	DV [cm^3]	DE/DV
0	197	0	0,5	0
0,5	192	-5	0,5	-10
1	183	-9	0,5	-18
1,5	161	-22	0,5	-44
2	152	-9	0,5	-18
2,5	144	-8	0,5	-16
3	137	-7	0,5	-14
3,5	130	-7	0,5	-14
4	125	-5	0,5	-10
4,5	118	-7	0,5	-14
5	112	-6	0,5	-12
5,5	104	-8	0,5	-16
6	95	-9	0,5	-18
6,5	85	-10	0,5	-20
7	71	-14	0,5	-28
7,5	46	-25	0,5	-50
8	-111	-157	0,5	-314
8,5	-205	-94	0,5	-188
9	-226	-21	0,5	-42
9,5	-239	-13	0,5	-26
10	-247	-8	0,5	-16

Punkt końcowy miareczkowania wyznaczamy dwoma metodami: metodą pierwszej pochodnej i metodą graficzną.

Według obu metod punkt końcowy miareczkowania to objętość titranta równa 8,0 ml.

PK miareczkowania wynosi 8,0 cm³.

V_NaOH = 8,0 cm³ = 0,0080 dm³

C_NaOH = 0,1 mol/l

V_kwasu = 0,002 dm³

$C_{\text{CH}3\text{COOH}} = \frac{C_{\text{NaOH}} \bullet V_{\text{NaOH}}}{V_{\text{CH}3\text{COOH}}}$

$C_{\text{CH}3\text{COOH}} = \frac{0,1 \bullet 0,0080}{0,002} = 0,4\text{mol}/l$

M_CH3COOH = 60,05g/mol

m_CH3COOH =  C_NaOH  • V_NaOH • M_CH3COOH

m_CH3COOH = 0, 1 • 0, 0080 • 60, 05 = 0, 04804 g = 48,04 mg