Dr. Abrankó László. Gravimetria, titrimetria

Hasonló dokumentumok
Anyagvizsgálati módszerek Elektroanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

Elektro-analitikai számítási feladatok 1. Potenciometria

Sav bázis egyensúlyok vizes oldatban

Oldódás, mint egyensúly

Titrimetria - Térfogatos kémiai analízis -

Oldódás, mint egyensúly

Általános Kémia GY 3.tantermi gyakorlat

Ecetsav koncentrációjának meghatározása titrálással

Közös elektronpár létrehozása

Kémiai alapismeretek 6. hét

ELEKTROKÉMIA. - elektrolitokban: ionok irányított mozgása. Elektrolízis: elektromos áram által előidézett kémiai átalakulás

ELEKTROANALITIKA (ELEKTROKÉMIAI ANALÍZIS)

A 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Számítások ph-val kombinálva

1) Standard hidrogénelektród készülhet sósavból vagy kénsavoldatból is. Ezt a savat 100-szorosára hígítva, mekkora ph-jú oldatot nyerünk?

ELEKTROKÉMIA. - elektrolitokban: ionok irányított mozgása. Elektrolízis: elektromos áram által előidézett kémiai átalakulás

Minőségi kémiai analízis

Környezeti analitika laboratóriumi gyakorlat Számolási feladatok áttekintése

Jegyzőkönyv. Konduktometria. Ungvárainé Dr. Nagy Zsuzsanna

Kémiai reakciók. Közös elektronpár létrehozása. Általános és szervetlen kémia 10. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy.

Általános Kémia. Sav-bázis egyensúlyok. Ecetsav és sósav elegye. Gyenge sav és erős sav keveréke. Példa8-1. Példa 8-1

Általános Kémia GY, 2. tantermi gyakorlat

Hulladékos csoport tervezett időbeosztás

13 Elektrokémia. Elektrokémia Dia 1 /52

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

ph-számítás A víz gyenge elektrolit. Kismértékben disszociál hidrogénionokra (helyesebben hidroxónium-ionokra) és hidroxid-ionokra :

1.1. Reakciósebességet befolyásoló tényezők, a tioszulfát bomlása

Többértékű savak és bázisok Többértékű savnak/lúgnak azokat az oldatokat nevezzük, amelyek több protont képesek leadni/felvenni.

ph-számítás A víz gyenge elektrolit. Kismértékben disszociál hidrogénionokra (helyesebben hidroxónium-ionokra) és hidroxid-ionokra :

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA VEGYÉSZ ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ A MINTAFELADATOKHOZ

O k t a t á si Hivatal

Javítókulcs (Kémia emelt szintű feladatsor)

1. feladat Összesen: 18 pont. 2. feladat Összesen: 9 pont

3. változat. 2. Melyik megállapítás helyes: Az egyik gáz másikhoz viszonyított sűrűsége nem más,

Készítette: Geda Dávid

Adszorpció folyadékelegyekből 2. Elektrolit oldat

(Kémiai alapok) és

7. Kémia egyenletek rendezése, sztöchiometria

Általános Kémia, 2008 tavasz

Redox reakciók. azok a reakciók, melyekben valamely atom oxidációs száma megváltozik.

EGYÉB GYAKORLÓ FELADATOK Összetétel számítás

Kémiai alapismeretek hét

VEGYÉSZ ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Név: Dátum: Oktató: 1.)

4.Gyakorlat Oldatkészítés szilárd sóból, komplexometriás titrálás. Oldatkészítés szilárd anyagokból

1. Kolorimetriás mérések A sav-bázis indikátorok olyan "festékek", melyek színüket a ph függvényében

VEGYÉSZ ISMERETEK EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

6 Ionszelektív elektródok. elektródokat kiterjedten alkalmazzák a klinikai gyakorlatban: az automata analizátorokban

Klasszikus analitikai módszerek:

Ivóvíz savasságának meghatározása sav-bázis titrálással (SGM)

7 Elektrokémia. 7-1 Elektródpotenciálok mérése

Kémiai alapismeretek 11. hét

1. feladat Összesen: 15 pont. 2. feladat Összesen: 10 pont

A kémiai egyensúlyi rendszerek

Titrimetria és gravimetria

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

KONDUKTOMETRIÁS MÉRÉSEK

KÉMIAI ALAPISMERETEK (Teszt) Összesen: 150 pont. HCl (1 pont) HCO 3 - (1 pont) Ca 2+ (1 pont) Al 3+ (1 pont) Fe 3+ (1 pont) H 2 O (1 pont)

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék

Redox reakciók. azok a reakciók, melyekben valamely atom oxidációs száma megváltozik.

VEGYÉSZ ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Laboratóriumi technikus. Laboratóriumi technikus. Laboratóriumi technikus. Laboratóriumi technikus. Laboratóriumi technikus. Laboratóriumi technikus

Kémia OKTV 2006/2007. II. forduló. A feladatok megoldása

Jellemző redoxi reakciók:

A gyakorlat célja: Csapadékos titrálás felhasználása a gázelemzésben a vízelemzésben és halogén tartalmú szilárd anyagok vizsgálatára.

v1.04 Analitika példatár

MINŐSÉGI KÉMIAI ANALÍZIS

X = 9, mol. ph = 4,07 [H + ] = 8, mol/dm 3 Gyenge sav ph-jának a számolása (általánosan alkalmazható képlet):

O k t a t á si Hivatal

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2009/2010. Kémia I. kategória II. forduló A feladatok megoldása

Elérhetőségek. Jegyzőkönyv követelmények

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás VI

KÉMIA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Redoxi reakciók Elektrokémiai alapok Műszaki kémia, Anyagtan I előadás

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Vizes oldatok ph-jának mérése

1. Gázok oldhatósága vízben: Pa nyomáson g/100 g vízben

- x - o - x - o - x - o - x - o - x - o - x - o - x - o - x - o - x - o - x - o - x - o - x - o - x - o - x -

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Laboratóriumi technikus laboratóriumi technikus Drog és toxikológiai

1. feladat Összesen: 10 pont. 2. feladat Összesen: 6 pont. 3. feladat Összesen: 18 pont

O k t a t á si Hivatal

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

A standardpotenciál meghatározása a cink példáján. A galváncella működése elektrolizáló cellaként Elektródreakciók standard- és formálpotenciálja

2014/2015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló KÉMIA. I. KATEGÓRIA Javítási-értékelési útmutató

VEGYÉSZ ISMERETEK EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

6. változat. 3. Jelöld meg a nem molekuláris szerkezetű anyagot! A SO 2 ; Б C 6 H 12 O 6 ; В NaBr; Г CO 2.

Kémiai egyensúlyok [CH 3 COOC 2 H 5 ].[H 2 O] [CH3 COOH].[C 2 H 5 OH] K = k1/ k2 = K: egyensúlyi állandó. Tömeghatás törvénye

LEHETSÉGES ZH KÉRDÉSEK ÉS FELADATOK

1. feladat Összesen: 7 pont. 2. feladat Összesen: 16 pont

VEGYÉSZ ISMERETEK EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Általános Kémia Gyakorlat III. zárthelyi november 7.

Vezetőképesség meghatározása

7. gyak. Szilárd minta S tartalmának meghatározása égetést követően jodometriásan

100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 40%.

MUNKAANYAG. Stankovics Éva. Térfogatos elemzés. A követelménymodul megnevezése: Laboratóriumi technikus és vegyipari technikus alapfeladatok9

Szent-Györgyi Albert kémiavetélkedő

Általános kémia gyakorlat vegyészmérnököknek. 2015/2016. őszi félév

Átírás:

Dr. Abrankó László Gravimetria, titrimetria

Az analitikai mérések folyamata 1. Kérdésfeltevés 2. Mintavétel (elsődleges mintavétel) 3. Mintaelőkészítés 4. Szükség esetén további elválasztás, mintatisztítás 5. Kalibrálás 6. Mérés 7. Kiértékelés

Kémiai élelmiszervizsgálati módszerek csoportosítása Klasszikus módszerek: Térfogatos módszerek Gravimetriás Műszeres analitikai vizsgálatok Elektroanalitikai módszerek (potenciometria, vezetőképesség stb.) Termikus módszerek (DSC, DTA) Optikai (spektroszkópiás) módszerek Tömegspektrometriás módszerek Elválasztástechnikai analitikai módszerek (kromatográfiás módszerek) Gyorsmódszerek

Klasszikus és műszeres módszerek összevetése Klasszikus Természetszerűleg ezek jelentek meg korábban. Általában a nagyobb mennyiségben megtalálható komponensek meghatározásához használjuk. Számolni kell a szubjektív emberi hibákkal. Klasszikus módszerek elvén alapuló műszeresített módszerek -szubjektív hibák kiküszöbölhetők -automatizálhatók (Pl.: potenciometriás titrálás) Műszeres Aműszaki fejlődés tette lehetővé megjelenésüket. Általában a kisebb mennyiségben megtalálható komponensek mérésekor használjuk. Objektív mérési módszerek Automatizálhatók.

Gravimetria (tömeg szerinti meghatározás) Alapelv: Ismert kémiai/fizikai reakciókat, jelenségeket kihasználva a mérni kívánt komponenst valamilyen ismert összetételű formában eltávolítjuk a mintából (kicsapjuk, vagy elpárologtatjuk) Amérendő komponenst is tartalmazó ismert összetételű anyag tömegét megmérjük. Amért anyag tömegének és sztöchiometriai összetételének ismeretében kiszámoljuk az abban található mérendő komponens mennyiségét.

Példák: AgNO 3 + Cl - AgCl + NO 3-2C 2 O 4 2- + Ca 2+ Ca(C 2 O 4 ) 2 BaCl 2 + SO 4 2- BaSO 4 + Cl - NaBPh 4 + K + KBPh 4 + Na + A csapadékképződésen alapuló gravimetriás módszerekhez szükséges feltételek: A csapadék sztöchiometrikus összetételű legyen, illetve ismert sztöchiometrikus összetételű formává alakítható legyen. A csapadék oldhatósága kicsi legyen. pl.: L 25 (AgCl) = [Ag+][Cl-]=1.6 EXP-10 Csapadékképződésnek lehetőleg gyors reakciónak kell lennie.

Csapadékképződés sztöchiometriája Az elsődlegesen képződő csapadék a legtöbb esetben nem sztöchiometrikus összetételű. 1. A rendszerből kiváló csapadék oldószert tartalmaz. 2. Együttes kiválás történhet (koprecipitáció) Felületi adszorpció jelensége Kevert kristályok képződhetnek (azonos méretű résztvevők esetén, Cd- Mn) Zárványok képződhetnek (gyorsan lejátszódó kristályképződés esetén) A leválasztott csapadékot ismert sztöchiometrikus összetételű csapadékká kell alakítani.

1. Szűrés A tiszta csapadéknyerés műveletei

A tiszta csapadéknyerés műveletei 1. Mosás Célja, hogy eltávolítsuk a csapadékhoz felületi adszorpcióval kötődő, súlynövekedést okozó szennyező komponenseket. Pl.: AgCl csapadékra NO 3- ionok adszorbeálódtak. Tiszta vizes mosás nem megfelelő (oldja a csapadékot) Elektrolit oldattal történő mosás célravezetőbb (pl.: HCl) Sajátion-hatás (a csapadék nem oldódik) A szennyezőt oldja Illékony

3. Szárítás A tiszta csapadéknyerés műveletei Célja a mosófolyadék eltávolítása, a csapadék tömegállandóságig történő szárítása.

Gravimetria összefoglalás A csapadékképződés egyensúlyi folyamat A hőmérséklet általában növeli az oldhatóságot A saját ionok jelenléte csökkenti az oldhatóságot ph hatással van az oldhatóságra Kivitelezés: Bemérés Csapadékképzés Tisztítás (szűrés, mosás, szárítás) csapadék mérése Előny: olcsó Hátrányok Szelektivitás-interferenciák (AgCl, AgI, Hg 2 Cl 2 ) Lassú

Térfogatos módszerek (titrimetriás módszerek) A térfogatos kémiai analízis módszereinél a megmért vizsgálandó anyag oldatához olyan ismert töménységű mérőoldatot adunk, mely a meghatározandó komponenssel gyorsan és teljesen végbemenő reakcióba lép. A fogyott mérőoldat térfogatából a keresett komponens mennyisége kiszámítható.

Térfogatos módszer alkalmazásának feltételei A módszer alapjául szolgáló reakciót ismerni kell. Ezareakció Egyértelműen megy végbe (sztöchiometria) Gyorsan megy végbe Teljesen végbemegy Élesen végződik Befejeződése pontosan megfigyelhető

Titrálás elmélete (Acidi-alkalimetria példáján) Kérdés: mennyi a minta sósav-koncentrációja? Méréshez felhasznált reakció: HCl + NaOH NaCl + H 2 O H + + OH - H 2 O titeroldat büretta Ebben a példában amikor a reakció teljesen végbe ment, akkor: nh + = noh - mintaoldat

Titrálás elmélete (Acidi-alkalimetria példáján) HCl + NaOH NaCl + H 2 O H + + OH - H 2 O Végpont (ekvivalencia pont) nh + = noh - c m V m = c t V t c = m c V t V m t A titeranyag pontos koncentrációja nem mindig egyezik meg a névleges koncentrációval.

Titeroldat faktora A titeroldat nem stabil (pl.: aszkorbinsav) Nem pontosan ismert összetételű sóból lett elkészítve (pl.: higroszkópos sóból) Pontos koncentrációja nem ismert c t (pontos) = faktor c t (névleges) c = m c V t V m t (A pontos mérőoldat faktora = 1,000) c m = f V c V t m t

Titrálási görbe Kiindulási mintaoldat: 100 ml, 0,1 M HCl oldat. (10mmol H + ) Mérőoldat: 0,1 M NaOH 100 ml + 1 ml = 10mmol H + + 0,1mmol OH - = 9,9 mmol H + 9,9 mmol H + /101 ml; [H + ] = 0,098 M titeroldat büretta mintaoldat

Titrálási görbe (erős sav-erős bázis) 14 12 10 -log [H] 8 6 4 2 0 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 140.0 160.0 mérőoldat térfogata [ml]

ph 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Titrálási görbe 0,1 mól/dm 3 0,01 mól/dm 3 0,001 mól/dm 3 0,001 mól/dm 3 0,01 mól/dm 3 0,1 mól/dm 3 0 50 100 150 200 250 Titrálási %

Sav-bázis titrálás végpontjelzése -log [H] 14 12 10 8 6 4 2 0 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 mérőoldat térfogata [ml] ph = 7 indikátor Általában gyenge savak, vagy bázisok, melyek kémhatásváltozás esetén színt váltanak. Példa:

Sav-bázis titrálás végpontjelzése

Sav-bázis titrálás végpontja (gyenge sav-erős bázis) CH 3 COOH + NaOH CH 3 COONa + H 2 O Lúgosan hidrolizál Ekvivalenciapontot akkor érjük el, ha a oldat kémhatása olyan lesz, mint a keletkező oldatban kialakuló Na-acetát hidrolízisekor várható kémhatás. Ekvivalenciapont semleges kémhatás

K = [ ] [ ] + H CH COO Ecetsav NaOH titrálás = 1,85 10 3 5 s pk [ 3 ] s CH COOH = = 4,75 Kiinduláskor (0,1 M ecetsav esetén) ph = 2,87 10 %-os titráltságnál: [sav] még nem közömbösített sav koncentrációja [só] közömbösítés során keletkező acetát [sav]/[só] = 9:1 [ ] [ ] + K s sav H = [ só] = ph = pk s + [ só] [ sav] 1 log = 4,75 + log = 9 3,80

Gyenge sav-erős bázis titrálási görbe

pk s fogalma [ ] [ AH ] H + = K s [ ] A [AH] = [disszociálatlan sav] és [A - ] = [disszociált anion], ha [AH] = [A - ], akkor [ H ] = K s + továbbá (csak) ekkor ph = pk s Azaz pk s (angolul pk a ) = az a ph, ahol a disszociáció 50%-os

Puffer oldatok (kiegyenlítő oldatok) Víz (semleges kémhatás) ph = 7 + 0.001 mol (0.0365g) HCl oldat literenként ph = 3 [ ] [ 0.1] + + [ ] [ sav] H = K s [ só] H = K s [ 0.1] ph = 4,75 + 0.001 mol (0.0365g) HCl oldat literenként [ ] [ 0.101] H + = K s [ 0.099] ph = 4,74

Nem megfelelő indikátor által okozott hiba mértéke 14 12 10 -log [H] 8 6 4 2 0 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 140.0 160.0 mérőoldat térfogata [ml]

Többértékű sav titrálása

Nem a semlegesítés elvén alapuló titrálási módszerek

Példák (semlegesítési reakció) HCl+NaOH NaCl + H 2 O; (H + + OH - H 2 ( O CH 3 COOH + NaOH CH 3 COONa + H 2 O (redox reakció) MnO 4- + 5 Fe 2+ + 8 H + Mn 2+ + 4 H 2 O + 5 Fe 3+ Fe 3+ + 2I - 2Fe 2+ I 2 S 2 O 2-3 + I 2 S 4 O 2-6 + 2 I - (csapadékos reakció) AgNO 3 +Cl - AgCl + NO - 3 (kompexképződési reakció) Ca 2+ + EDTA Ca-EDTA

Egyéb vizuális végpontjelzési módszerek MnO 4- + 5 Fe 2+ + 8 H + Mn 2+ + 4 H 2 O + 5 Fe 3+ Ha a vas(ii) elfogy a rendszerből, az első csepp permanganát megfesti az oldatot. S 2 O 3 2- + I 2 S 4 O 6 2- + 2 I - Jód (pirosas-barnás) színe eltűnik ha elfogy az oldatból. (keményítőindikátorral tovább érzékenyíthető a módszer)

Térfogatos analízis, műszeres detektálással Színes oldatokban is alkalmazható Objektívebb Típusai: ph mérésen alapuló Ionszelektív elektródokat alkalmazó Speciális (pl.: Karl-Fisher)

Elektrokémiai jelenségek Elektronaffinitás: az atomok elektronfelvevő hajlamát jellemző érték Cu 2+ + 2e - Cu az elektród felületén réz kezd kiválni Az elektród pozitív töltésűvé válik (elektronokat von el a kiválás) A pozitív elektród taszítani kezdi a rézionokat és vonzani kezdi a szulfátionokat. Egyensúly áll be potenciálkülönbség alakul ki az elektród és az oldat között

Redoxpotenciál E = E 0 + RT zf ln a Nernst-egyenlet E: redoxpotenciál E 0 : standard redoxpotenciál Ha a koncentráció < 0,1 M, akkor az aktivitás közelíthető a koncentrációval. R: egyetemes gázállandó T: hőmérséklet (K) z: töltésváltozás F: Faraday-állandó

Standard hidrogén elektródhoz viszonyított redoxpotenciál

Redox titrálás E RT E 0 Koncentrációváltozás = potenciálváltozás = + ln c zf Az oldatba merülő elektród és az oldat között közvetlenül lejátszódó töltéscsere esetén: elsőfajú elektródról beszélünk.

Redox titrálás, ph mérés Másodfajú elektródokat használnak Ioncsere elektródok Referencia elektród és mérő elektród egybeépítve Pl.: ph mérők, ionszelektív-elektródok

A ph szenzor (H-elektród) B referencia fél-cella C kombinált ph elektród (A + B) d - tömítés e belső puffer oldat f belső referencia elektród g külső pufferoldat h - H-érzékeny üveg-membrán i belső folyadék kapcsolat j - külső folyadék kapcsolat k töltő nyílás

Elektródpotenciál változása redox titrálás során

Elektródpotenciál változása redox titrálás során Pot. Hozzáadott AgNO3

ph mérés E RT = E 0 + ln c E =f(t,a zf i ) ph = 7.0 = semleges kémhatás, HA Híg oldat (a i = c i ) Nem extrém ph tartomány (0<pH<12) Vizes oldat Hőmérséklet!

ph mérés alkoholos oldatban [H + ] [OH - ]=10-14 (autoprotolízis) [H + ] [CH 3 O - ]=10-16,6 (autoprotolízis, metanol) ph = 8.3 semleges metanol, azaz metanolos oldat semleges ph-ja: 7.0-8.3 (0%-100%) között lesz E RT = E 0 + ln c E = konstans. T. ph zf Alkoholos közegben más: kalibráció