Chemia analityczna.

Semestr III.

Konwersatorium z chemii analitycznej-koło I

1.240,5 mg K₂Ni(CN)₄ rozpuszczono w 10 ml wody. Jakie jest stężenie jonów Ni²⁺ w otrzymanym roztworze? W obliczeniach nie uwzględniaj protolizy jonów CN^-. Zaproponuj rozwiazanie zadania uwzględniające protolizę. Jak wynik z uwzględnieniem protolizy różni się od tego bez uwzględnienia protolizy? Odpowiedź uzasadnij.

2.Do 5 ml 0,01 M Bi(NO₃)₃ dodano 99,6 mg KI. Jakie jest stężenie wolnych jonów I^- w tym roztworze? Jakie jest stężenie jonów Bi³⁺ ? W obliczeniach przyjmij, że tworzy się wyłącznie kompleks BiI₆^3-.

3.Jaka jest rozpuszczalność Zn(OH)₂ w roztworze NaOH o pH=13,3? A jaka w 1 M NH₃?

4.Jaka jest rozpuszczalność CaCO₃ w roztworze o pH=9,8?

5.Roztwór K₂Cd(CN)₄ wykazuje pH=10,55. Jakie jest całkowite stężenie tej soli w roztworze?

6.Roztwór opH-10 jest 0,01 M względem Cu(C₂O₄)₂^2- i 0,01 M względem jonów C₂O₄^2- . O ile procent wzrośnie stężenie jonów Cu²⁺, jeśli pH roztworu zmniejszy się o 5 jednostek?

7.Jaki jest potencjał elektrody bromortęciowej Hg|Hg₂Br₂|Br^-, jeśli stężenie jonów Br^- wynosi:

a. 0,1 mol/l.

b. 1 mol/l.

c. 4 mol/l.

Pytania z chemii analit. z labolatorium - kolokwium.( przypuszczalne pytania- część pytań)

1.Działanie H₂S na aniony IV-VII grupy.

2. Charakter K₂Cr₂O₇.

3.Które kationy przeszkadzają w analizie anionów (jak się ich pozbyć).

4.Reakcje:

- jodu z jonami arsenianowymi

- S₂O₃^2- z kwasami

- CLO^-₃ z Zn ( w zależności od środowiska)

5.Rozróżnić PO₄^3-, P^-, AsO₄^3-.

6.Wymienić aniony o właściwościach utl./red.

7.Analiza S^2-, SO₃^2-.

8.Reakcje jonów octanowych.

9.Reakcje:

- działania NO₂^- na S^2-

- K₂Cr₂O₇ na Br^-

- AgNO₃ na CO₃^2-

- Co(NO₃)₂ na SCN^-

- K⁺ na C₂O₄^2-

10.Jakie aniony grup I-III reagują z Fe³⁺. Reakcje.

Pytania z chemii analit. z labolatorium

I grupa kationów:

1. Podaj trzy sposoby rozdzielania i zidentyfikowania jonów Ag⁺ i Pb²⁺

2. Dlaczego AgCl rozpuszcza się w amoniaku (NH₃ · H₂O), a AgBr nie?

3. Napisz jonowo podane reakcje i nazwij podane produkty.

4. Uzupełnij reakcje redox.

II grupa kationów:

Zestaw nr 1.

1. Uzupełnij reakcje (dobierz współczynniki, napisz reakcje połówkowe, uzupełnij brakujące produkty):

1. AsO₃^3- + J₂ + H₂O → AsO₄^3- +2J^- + 2H⁺

2. HgS + Cl^- + NO₃^- + 2H⁺ → HgCl₄^2- +2NO + H₂O + S

3. As₂S₅ + CO₃^2- →

4. SbCl₆^- + Fe →

5. Cu²⁺ + 10CN^- →

6. Sn²⁺ + HgCl₂ →

2. Jak zidentyfikujesz w roztworze następujące kationy:

1. Cd²⁺ i Sn⁴⁺

2. Sn²⁺ i Sb³⁺

3. Do roztworu zawierającego jony Sb³⁺ i Sn⁴⁺ dodano nadmiar kwasu szczawiowego H₂C₂O₄. Następnie dodano AKT i całość ogrzewano. Napisz równania zachodzących reakcji.

4. Jak zidentyfikujesz obecność jonu Hg²⁺ w roztworze zawierającym kationy grupy II A? Czy w przypadku nieobecności Hg²⁺ w roztworze konieczne jest wytrącenie siarczków?

5. Student otrzymał w próbce w środowisku kwaśnym kationy II grupy analitycznej. Po dodaniu zasady wytrąciły się osady, które po dodaniu nadmiaru wodorotlenku rozpuściły się.które jony na pewno nie były obecne w próbce.

6. Jakie jony i cząsteczki Sn, Sb, As (na różnych stopniach utlenienia) występują w środowisku silnie zakwaszonym.

Zestaw nr 2.

1. Przedstaw schemat postępowania umożliwiający stwierdzenie obecności w analizowanym roztworze jonów: Cd²⁺, Bi³⁺ i As(V) (10 pkt).

2. Napisz reakcje rozpuszczania siarczku arsenu (V) w roztworze: a) KOH, b) (NH₄)₂CO₃,

c) (NH₄)₂S (9 pkt).

3. W jakim celu podczas rozpuszczania siarczków grupy II B w roztworze KOH do badanego roztworu dodaje się nadtlenku wodoru (6 pkt).

4. podaj jakie związki (nazwy, równania reakcji) powstają podczas działania nadmiaru roztworu amoniaku na roztwór zawierający chlorki Hg²⁺, Cd²⁺ oraz Bi³⁺ (9pkt).

5. Napisz jonowo równania następujących reakcji przebiegających w roztworach wodnych (10 pkt).

1. rozpuszczania siarczku miedzi (II) w kwasie azotowym,

2. metalicznego żelaza z jonami heksachloroantymonianowymi (V),

3. działania HCl na jony tritioarsenianowe (III),

4. chlorku cyny (II) z chlorkiem żelaza (III) w obecności jonów heksacyjanożelazianowych (III)

5. hydrolizy chlorku bizmutu (III).

6. przedstaw reakcje przebiegające podczas wytrącania siarczków grupy II za pomocą amidu kwasu tiooctowego. Jakie zalety maten sposób postępowania w stosunku do wytącania bezpośrednio za pomocą siarkowodoru (6 pkt)?

III grupa kationów:

Semestr IV.

Pytania z chemii analit. z laboratorium - kolokwium i egzaminu.

Chemia analityczna III -kolokwium I.-laboratorium.

1.Wytłumacz ilustrując odpowiednimi równaniami reakcji jakie mogą być powody zmiany, w czasie przechowywania, miana roztworów:

a.manganianu (VII) potasu

b.triosiarczanu sodu

c.wodorotlenku sodu

2.Wyjaśnij zasadę działania błękitu tymolowego (pK_a=8,5; barwy skrajne-żółta i niebieska) jako wskaźnika w miareczkowaniach alkacymetrycznych. Czy jest to odpowiedni wskaźnik do zastosowania w miareczkowaniach słabej zasady mocnym kwasem.

3.Wyjaśnij zasadę działania czterosulfonianu indyga (E⁰= +0,36V, barwa formy utlenionej-niebieska, forma zredukowana-bezbarwna) jako wskaźnika w miareczkowaniach redoks. Czy jest to odpowiedni wskaźnik do zastosowania w miareczkowym oznaczaniu jonów Fe(CN)₆^4- (E⁰_Fe(CN)⁴^- _/Fe(CN)^³¯ =+0,36) za pomocą miareczkowanego roztworu TI³⁺ (E⁰_TI^³+_/TI⁺=+1,25V) w 1M HCL.

4.Na przykładzie miareczkowania węglanu sodu kwasem solnym w obecności oranżu metylowego jako wskaźnika wyjaśnij sens zastosowania w tym miareczkowaniu buforu porównawczego. Wyjaśnij to pojęcie i zaproponuj skład buforu jaki można zastosować w tym przypadku.

5.Mając do dyspozycji dichromian sodu jako substancję wzorcową zaproponuj sposób postępowania pozwalający na wyznaczenie miana następujących roztworów: KMnO₄, Na₂S₂O₃, I₂. Zapisz równania reakcji obrazujące przeprowadzone miareczkowania i wymień zastosowane wskaźniki.

6.Wyjaśnij jaki sens ma reguła mówiąca, że stężenia titranta i oznaczanego analitu powinny być tak dobrane aby zużycie roztworu titranta wynosiło 0,8 V_max(V_max maksymalna pojemność biurety).

7.Podaj wzory jakie zastosujesz do obliczenia poszczególnych punktów(przed PR, w PR i po PR) krzywej miareczkowania jonów Fe²⁺ mianowanym roztworem K₂Cr₂O₇.

8.Wyjaśnij dlaczego w przypadku chromianometrycznego oznaczania jonów Fe²⁺ można je miareczkować w roztworze zawierającym znaczne stężenie chlorków natomiast miareczkując je w tych samych warunkach mianowanym roztworem KmnO₄ niezbędne jest zmodyfikowanie składu tego roztworu. Podaj skład roztworu i rolę poszczególnych jego składników.

Chemia analityczna III- kolokwium II-laboratorium

(strąceniówka, wagowa kompleksometria)

1.Mechanizm ekstrakcji Fe(H₂O)³⁺ eterem R₂O w środowisku HCL.

2.Oblicz odważkę NaCl na AgNO₃ 0,1 M, biureta 100 ml.

Oblicz faktor Mg(C₉H₆ON)₂

Oblicz pI w PR K_so=10^-16

3.Dwie butelki jedna z jonami Mg²⁺, druga Cu²⁺ . Do dyspozycji mianowany roztwór EDTA i czerń enochromowa T.

a. Oblicz stężenie Mg²⁺ i Cu²⁺ (roztworów)-zaproponuj postępowanie.

b. Jak będzie się zmieniać barwa -czerń:

dane: log_β Mg-CET= 21

log_β Cu-CET=

log_β Mg-EDTA=

log_β Cu-EDTA=

4.Dlaczego podczas oznaczania Cl^- metodą Volhanda wskazane jest odsączenie osadu AgCl lub wykłocenie z nitrobenzenem przed miareczkowaniem nadmiaru AgNO₃. Dlaczego nie jest to konieczne z jonami I^-?

5.Miareczkowanie odwrotne-na czym polega, dlaczego się je stosuje.

6.Strącanie BaSO₄ za pomocą H₂SO₄ z roztworu chlorku baru- zanieczyszczenia i wpływ na wynik analizy.

Pytania z chemii analitycznej z egzaminu 97/98.

1.Mając do dyspozycji kwas szczawiowy jako substancję wzorcową zaproponuj sposób postępowania mający na celu wyznaczenie miana następujących roztworów: NaOH, KmnO₄, Na₂S₂O₃, I₂. Zapisz równania reakcji obrazujące przeprowadzone miareczkowania i wymień zastosowane wskaźniki.

2.Oblicz:

- masę odważki NaCl niezbędną do ustalenia miana 0,1 M roztworu AgNO₃, mając do dyspozycji biuretę o pojemności 25 cm³.

- faktor pozwalający na przeliczenie masy wytrąconego osadu dimetyloglioksymianu niklu-(C₄H₇O₂N₂)₂Ni na zawartość jonów niklu w badanym roztworze (M_Ni = 58,7).

3.Miareczkowano roztwór Na₂CO₃ za pomocą mianowanego roztworu HCl. Roztwór miareczkowany zawierał dwa wskaźniki: fenoloftaleinę zmieniającą barwę w roztworze wodnym w zakresie pH=8-9.6 , i zieleń bromokrezolowa zmieniająca barwę z żółtej na niebieską w zakresie pH=3.8-5.4. Jaką barwę posiadał roztwór w następujących momentach miareczkowania:

a. w punkcie początkowym miareczkowania

b. po przekroczeniu I punktu równoważności

c. po przekroczeniu II punktu równoważności

4.Wyjaśnij na podstawie znajomości mechanizmów działania czy wymienione niżej wskaźniki mogą być zastosowane w podanych oznaczeniach miareczkowych:

czterosulfonian indyga (E⁰=+0,36 V) w oznaczaniu jonów Fe(CN)₆^4- (E⁰=+0,36 V) za pomocą mianowanego roztworu Tl³⁺ w 1 M HCl (E⁰_Tl ^³+_/Tl⁺ =+1,25 V),

a. zieleń bromokrezolowa (pK_a=5, skrajne barwy: żółta i czerwona) w miareczkowaniu słabej zasady mocnym kwasem.

b. fluoresceina w argentometrycznym oznaczaniu chlorków

c. czerń rriochromowa T w bezpośrednim kompleksometrycznym oznaczaniu wapnia (logβ_CaIn=5,7 ; logβ_CaEDTA=10,7).

5.Co to jest przedział ufności, za pomocą jakiego wzoru można go wyznaczyć i jakie jest znaczenie poszczególnych parametrów wchodzących w skład tego wzoru.

6.Na przykładzie wagowego oznaczania jonów siarczanowych (VI) w roztworze zawierającym siarczany (VI) potasu i wapnia, po ich wytrąceniu za pomocą chlorku baru, wyjaśnij zjawisko współwytrącania o charakterze adsorpcji oraz określ wpływ tego zjawiska na wynik oznaczenia.

7.Na przykładzie:

a. komleksonometrycznego oznaczania wapnia wyjasnij metodę miareczkowania przez podstawienie.

b. jodometrycznego oznaczania siarkowodoru wyjaśnij metodę miareczkowania odwrotnego.

8.Badana próbka zawierająca trzy aniony zabarwiona jest na różowo. Po dodaniu do jednej porcji tej próbki rozcieńczonego roztworu H₂SO₄ wydzielają się pęcherzyki gazu. Drugą porcję badanej próbki zobojetniono i dodano do niej roztworu AgNO₃ - powstał biały osad częściowo rozpuszczalny w rozcieńczonym HNO₃. W próbce mogą znajdować się następujące aniony:

a. SO₃^2-, Cl^-,CO₃^2-

b. S₂O₃^2-, NO₃^-, MnO₄^-

c.MnO₄^-, CO₃^2-, Cl^-

d. MnO₄^-, Cl^-, NCS^-.

Wybierz prawidłową odpowiedź i uzasadnij ją podając odpowiednie równania reakcji.

9.Do bezbarwnego i klarownego roztworu zawierającego mieszaninę kationów metali dodano w nadmiarze, do uzyskania odczynu silnie alkalicznego, roztworu NaOH-badany roztwór pozostał nadal klarowny i bezbarwny. Podobny efekt zaobserwowano po dodaniu do badanego roztworu nadmiaru stężonego amoniaku. Próbkę badanego roztworu zakwaszono następnie kwasem octowym i dodano do niej roztworu K₂CrO₄ -roztwór nadal pozostał klarowny. Wymień wszystkie kationy, które twoim zdaniem mogłyby znajdować się w analizowanym roztworze.

Pytania przygotowujące się do egzaminu:

1.Oblicz:

a. pCl roztworu AgCl w PR (pK_so=10)

b. pH roztworu podczas miareczkowania Ca(OH)₂ roztworu HCl

c. potencjał redoks przy miareczkowaniu jonów Fe³⁺ roztworu H₂Cr₂O₇ mając dane:( E⁰_Fe^³+ _/Fe^²+ i E⁰_Cr^⁶+_/Cr^³+ oraz stężenie i objętość.

d. pH roztworu CH₃COOH o C=o,1 i V=50 ml roztworu NaOH o C=0,1 i V=25 ml .

2.Miareczkowano roztwór Na₂CO₃ za pomocą mianowanego roztworu HCl. Roztwór miareczkowany zawierał 2 wskaźniki; fenoloftaleinę zmieniającą barwę w roztworze wodnym w zakresie pH=8,0-9,6 i zieleń bromokrezolową zmieniającą barwę z żółtej na niebieską przy pH=3,8-5,4. Jaką barwę miał roztwór w następujących momentach:

a. w punkcie początkowym miareczkowania

b. po przekroczeniu I-go punktu równowagi

c. po przekroczeniu II-go punktu równowagi

3.Na przykładzie:

a. briomanometrycznego oznaczenia Sb³⁺ wobec oranżu metylowego

b. argentometrycznego oznaczenia chlorków metodą Fajansa i Kassela -fluoresceina

c. czerni enchromowej T - miareczkowanie Ca²⁺

d. jonu Fe (III) przy oznaczaniu chlorków metodą Volhanda .

Omówić działanie poszczególnych wskaźników.

4.Na przykładach omówić:

a. kompleksonometryczne oznaczanie Ca²⁺-opisać miareczkowanie przez podstawienie.

5.Oblicz mając dane stężenie i objętość KbrO₃ i stężenie i objętość Na₂S₂O₃ masę fenolu zużytą do miareczkowania.(C_KBrO₃ • V_KBrO₃ -¹/₆C•V_{Na₂S₂O₃})•M_fenolu

1000

1.Krzywa miareczkowania mocny kwas, zasada, słaby kwas -zasada przy założeniu równości stężeń roztworów mianowanego i titrantu.

2.Wyjaśnij dlaczego miareczkowanie kw. octowego prowadzimy wobec fenoloftaleiny a nie oranżu metylowego.

3.Omów sposoby przygotowywania mianowanego roztworu NaOH wolnego dla węglanów.

4.Wyjaśnij na czym polega metoda Winklera oznaczania węglanu i wodorotlenku.

5.Jakie rozpuszczalniki nazywamy amfiprotycznymi, podaj definicję, przykłady i podział tych rozpuszczalników.

6.Jakie substancje w środowisku alkalicznym mogą pełnić rolę wskaźników , wyprowadzić zależniść pH tych wskaźników.

7.Co to jest mianowanie roztworu i jakie są sposoby nastawiania miana.

8.Krótko omów najważniejsze przyczyny pojawiania się błędów systemowych w analizie miareczkowań.

9.Podaj wzory z których można wyznaczyć poszczególne punkty krzywej miareczkowania słabego kwasu , mocnej zasady.

10.Student wyznaczał miano roztworu NaOH miareczkując mianowanym roztworem HCl. Przeprowadził dane miareczkowanie; jedne wobec fenoloftaleiny, drugie wobec oranżu metylowego. W drugim przypadku zużył większą objętość titrantu. Jakie wnioski powinien wyciągnąć na podstawie tych miareczkowań.

11.Dlaczego w przypadku nastawiania miana HCl na Na₂CO₃ jako substancję wzorcową korzystne jest stosowanie tzw. buforu porównawczego. Jakie warunki musi spełniać roztwór takiego buforu.

12.Jaką max. Wartość może przyjąć stała równowagi reakcji protolizy w roztworze H₂O.

13.pH wskaźników jednobarwnych.

14.Na przykładzie miareczkowania jonów cyny (II) za pomocą miareczkowanego roztworu dwuchromianu potasu ; podać jak oblicza się potencjał roztworu w czasie miareczkowania przed punktem w i po punkcie R.

15.Omówić następujące oznaczenia: pośredniego manganometrycznego oznaczenia Cu(III) i jodometrycznego oznaczania Cu(I).

16.Wyjaśnij jak na miano titrantu roztworu Na₂S₂O₃ wpłynie pochłonięcie przez ten rozywór CO₂.

17.Wyjaśnij dlaczego nadmanganian potasu przy pH=1 utlenia zarówno chlorki jak i bromki a przy pH=3 tylko bromki.

18.Jakie subst. wzorcowe stosuje się do nastawiania miana KmnO₄, I₂, Na₂CO₃.

19.Jaką rolę w mieszaninie Raihordta-Zimmerauna spełnia MnSO₄.

20.Jaką zależność przedstawia krzywa miareczkowania redoks i od czego zależy głównie skok miareczkowania.

21.Dlaczego stała potencjału układu utl.-red. Odnosząca się do roztworów wodnych jest ograniczona z dołu jak i z góry.

22.Oznaczenia pośrednie manganometryczne oznaczenie wapnia; bromianometryczne oznaczenie chromu.

23.Wyjaśnij przebieg reakcji jonów Cu²⁺ z jonami jodkowymi mając dane potencjały normalne ukladu.

24. Jaką rolę w mieszaninie R-2 spełniają jony manganowe i kwasu fosforowego.

25.Wyjaśnij zasadę działania wskaźników skrobi w oznaczaniu tirsiarczanu sodowego, oranżu metylowego w alkacymetrycznym oznaczaniu NaOH .

26.Podaj wzory:

a. chromianometryczne oznaczenia Fe

b. alkacymetrycznym oznaczaniu kw. fosforowego.

27.Obliczyć odważkę szczawianu sodu potrzebną do nastawiania miana 0,05 M KmnO₄ na biuretę na 25 ml . Oblicz też błąd względny jaki popełnia się podczas miareczkowania jeżeli dokładność odczytu wynosi 0,05 ml .

28.Wyjaśnij następujące pojęcia: punkt końcowy miareczkowania , miano roztworu.

29.Od czego zależy przebieg reakcji redukcji KmnO₄ . Podać równania połówkowe.

30.Jaką rolę w mieszaninie R-2 spełniają kwasy: H₂SO₄, H₃PO₄.

31.Jak można obliczyć stałą równowagi w układzie (E⁰_Fe^³+ _/Fe^²+ =0,77V , E⁰_Sn^⁴+_{/ Sn}^²+=0,15V ).

32.Dlaczego roztwór KmnO₄ należy przyrządzić kilka dni przed nastawieniem miana. Jak zwiększyć trwałość tego roztworu.

33.Jakie subst. wzorcowe stosuje się do nastawiania miana roztworów stosowanych w jodometrii. Podać równania reakcji.

34.Podać reakcję obrazującą przebieg:

K₂Cr₂O₇ ; alkacymetrycznego oznaczania węglanu sodu, manganometrycznego oznaczania Fe

1.Napisać równania reakcji będących podstawą następujących oznaczeń:

manganometrycznego oznaczania nadtlenku wodoru

bromianometrycznego oznaczania cyny(II)

nastawiania miana triosiarczanu na K₂Cr₂O₇

jodometrycznego oznaczania arszeniku

wagowego oznaczania żelaza (III) wytrącanego amoniakiem

2.Wyjaśnij dlaczego KmnO₄ przy pH=0 utlenia zarówno chlorki jak i bromki, natomiast przy pH=3 tylko bromki, (E⁰=1,36 V -chlorki; E⁰= 1,07 -bromki; E⁰= 1,52 V -nadmanganian)

3.Omów na czym polega zjawisko współstrącania śladów z nośnikami na podstawie wydzielania śladowych ilości metali z osadem wodorotlenku wytrąconego za pomocą amoniaku.

4.Wyjaśnij co oznacza pojęcie”precyzja” metody i jaki parametr jest jej miarą.

5.Wyprowadź wzór na granicę potencjałów , w których dwubarwne wskaźniki redoks zmieniają swoją barwę.

6.W jaki sposób można oddzielić z roztworów azotanów:

jony Ag⁺ od jonów Hg₂²⁺

jony Bi³⁺ od jonów Sn²⁺

jony Fe³⁺ od jonów Mn²⁺

jony Sr²⁺ od jonów Ba²⁺

jony NH₄ od jonów K⁺

7.W próbce roztworu wodnego znajdują się aniony:

Cl^-, SO₄^2-, NO₃^-

I^-, Br^-, CO₃^2-

NCS^-, C₂O₄^2-

Stosując jak najmniejszą ilość reakcji potwierdzić skład badanej próbki roztworu.

8.Podaj po dwa przykłady miareczkowań odwrotnych i miareczkowań podstawieniowych.

9.Podaj wzory, wg. Których wyznaczysz:

pH dowolnego punktu przed PR na krzywej miareczkowania CH₃COOH mocną zasadą,

potencjału roztworu po PR w trakcie miareczkowania żelaza(II) za pomocą roztworu K₂Cr₂O₇,

pCa w PR miareczkowania jonów Ca²⁺ za pomocą H₂Y^2-(EDTA)

pH roztworu w PR podczas miareczkowania roztworu Ca(OH)₂ mianowanym roztworem HCl.

1

---