Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Analytická chemie. zkoumá složení (kvalitu) a množství (kvantitu) látek –kvalitativní analýza dokazuje přítomnost prvků, skupin nebo sloučenin –kvantitativní.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Analytická chemie. zkoumá složení (kvalitu) a množství (kvantitu) látek –kvalitativní analýza dokazuje přítomnost prvků, skupin nebo sloučenin –kvantitativní."— Transkript prezentace:

1 Analytická chemie

2 zkoumá složení (kvalitu) a množství (kvantitu) látek –kvalitativní analýza dokazuje přítomnost prvků, skupin nebo sloučenin –kvantitativní analýza určuje látkové množství, hmotnost nebo koncentraci předpokladem správně provedené analýzy je v první řadě vhodný vzorek –musí mít průměrné složení zkoumané látky –měl by být stejnorodý

3 Analytická chemie metody analytické chemie –podle způsobu práce se zkoumanou látkou metody chemické –založené na chemických reakcích zkoumané látky metody instrumentální –založené na využití přístrojů a výpočetní techniky –podle množství zkoumané látky makroanalytické (více než 0,1 g nebo 10 ml) semimikroanalytické (0,1> >0,01 nebo >0,1 ml) mikroanalytické (0,01> >0,001 nebo 0,1> >0,01 ml)

4 Kvalitativní analýza úkolem je: –dokázat přítomnost nebo nepřítomnost látky –zjistit složení neznámého vzorku hlavní rozdíly mezi anorganickou a organickou analýzou: Anorganická analýzaOrganická analýza Důkazy založeny na rychlých reakcích iontůReakce molekul v roztocích jsou pomalejší Důkaz iontu je zpravidla dostačující informaceNutná je identifikace molekuly Ionty lze dokázat i ve směsíchK identifikaci je nutné chemické individuum Důkaz je často založen na subjektivních metodáchIdentifikace obvykle vyžaduje instrumentálních metod

5 Kvalitativní analýza obecné zásady: –nikdy nepoužít všechen vzorek kvůli případnému opakování některé reakce, provedení dalších reakcí –zvolit vhodnou metodu podle množství vzorku –zaznamenávat všechna pozorování –popsat vzorek před začátkem analýzy –vzorek rozpouštět až po provedení zkoušek s pevnou látkou –dbát na čistotu laboratorního nádobí a látek

6 Kvalitativní analýza anorganických látek velká část anorganických látek jsou látky iontové –často rozpustné ve vodě při rozpouštění disociují na ionty –zjištění složení látky tedy sestává z důkazu aniontu důkazu kationtu

7 Kvalitativní analýza anorganických látek reakce využitelné při analýze musejí splňovat: 1. Reakce musí být doprovázena na první pohled viditelnou změnou (např. vyloučením sraženiny, úplným rozpuštěním sraženiny, změnou barvy apod.). 2. Reakce musí mít vysokou rovnovážnou konstantu. Musí proběhnout téměř úplně ve směru k produktům. 3. Reakce musí proběhnou velmi rychle (prakticky okamžitě) již za normální nebo mírně zvýšené teploty. 4. Reakce musí být pro určitou látku (= ion) nebo skupinu látek (= skupinu iontů) charakteristická.

8 Kvalitativní analýza anorganických látek –většinou využíváme srážecí, komplexotvorné nebo redoxní reakce postup kvalittativní analýzy anorganických látek –orientační zkoušky –selektivní reakce –specifické reakce

9 Kvalitativní analýza anorganických látek orientační zkoušky –popis vzorku – barva, vzhled krystalů,... –pH reakce a) neutrální: voda, soli silných kyselin a silných zásad; b) alkalická: hydroxidy, soli slabých kyselin a silných zásad; c) kyselá: kyseliny, soli silných kyselin a slabých zásad

10 Kvalitativní analýza anorganických látek –odparek a) žádný: voda, těkavé kyseliny, NH 4 OH b) odparek: soli, ostatní látky –rozpustnost ve vodě, kyselinách, (taveninách) –vývoj plynů s H 2 SO 4 –CO 2 (CO 3 2-, HCO 3 - ) – důkaz: reakce s Ba(OH) 2 –SO 2 (SO 3 2-, HSO 3 - ) – důkaz: čichem, reakce s Cr 2 O 7 2- –H 2 S (S 2-, HS - ) – důkaz: čichem, reakce s Pb(CH 3 COO) 2 –NO + NO 2 (NO 2 - ) – důkaz hnědé dýmy

11 Kvalitativní analýza anorganických látek s NaOH –NH 3 (NH 4 + ) – důkaz: pH papírek, čich –zkouška v plameni těká – soli NH 4 +, Hg, As,... praská – hydráty, zpravidla vzorek mění i barvu taví se – soli alkalických kovů třaská – NO 3 -, ClO 3 -, ClO 4 - barví plamen – Li +, Na +, K +, Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+, Cu 2+

12 Kvalitativní analýza anorganických látek selektivní zkoušky –selektivní (skupinová) činidla reagují se skupinami prvků a umožňují je tak rozdělovat do skupin (analytických tříd) specifické zkoušky –reakce se specifickým činidlem umožňuje konečné a jednoznačné určení prvku (skupiny)

13 Určování kationtu jako první ověřujeme přítomnost amoniaku –amonné ionty jsou obsaženy v některých skupinových činidel –důkaz amoniaku reakce s alkalickými hydroxidy NH NaOH → NH 3 + Na + + H 2 O reakce s Nesslerovým činidlem (K 2 [HgI 4 ]) –ke vzorku se přidá pár kapek hydroxidu a činidla »pozitivní reakce – vznik žluté až hnědé sraženiny –reakce je velmi citlivá

14 Určování kationtu Dělení kationtů do tříd –pro zjednodušení práce jsou kationty rozděleny do skupin podle reakcí se skupinovými činidly –nejběžnější je sirovovodíkový způsob

15 Určování kationtů důkazy kationtů selektivními a specifickými činidly –I. třída (Ag +, Pb 2+ ) Ag + –reakce s dichromanem »pozitivní výsledek: vznik červenohnědé sraženiny Ag 2 Cr 2 O 7 rozpustná ve zředěné HNO 3 a NH 3 Pb 2+ –reakce s dichromanem »pozitivní výsledek: vznik žluté sraženiny

16 Určování kationtů –II. skupina (Cu 2+ ) Cu 2+ –barví plamen modrozeleně –reakce se žlutou krevní solí K 4 [Fe(CN) 6 ] v mírně kyselém nebo neutrálním prostředí »pozitivní výsledek »červenohnědá sraženina –reakce s kupronem v mírně kyselém prostředí »pozitivní výsledek: vzniká zelená sraženina nerozpustná v NH 3

17 Určování kationtů –III. skupina (Al 3+, Fe 2+,3+, Mn 2+, Zn 2+, Co 2+ …) Al 3+ –reakce s alizarinem za přítomnosti amoniaku »pozitivní výsledek: vznik červeného laku Fe 3+ –reakce se žlutou krevní solí K 4 [Fe(CN) 6 ] »pozitivní výsledek vznik tmavě modré sraženiny berlínské modři

18 Určování kationtů –reakce s SCN - »pozitivní výsledek vznik intenzivně červeného roztoku, lze vytřepat do etheru –reakce s kyselinou salicylovou »pozitivní výsledek vznik intenzivního červenofialového zbarvení –reakce s kyselinou chromotropovou v přítomnosti octanu »pozitivní výsledek vznik itenzivně hnědého roztoku

19 Určování kationtů Fe 2+ –reakce s červenou krevní solí K 3 [Fe(CN) 6 ] »pozitivní výsledek vznik modré sraženiny berlínské modři –reakce se žlutou krevní solí K 4 [Fe(CN) 6 ] »pozitivní výsledek vznik bílé sraženiny, na vzduchu postupně modrá až do barvy berlínské modři (často ihned) Co 2+ –reakce s thiosíranem sodným »pozitivní výsledek krystalová drť thiosíranu se zbarví jasně modře

20 Určování kationtů –reakce s dusitanem draselným »pozitivní výsledek v přebytku dusitanu vznikne žlutá sraženina K 3 [Co(NO 2 ) 6 ] –reakce s thiokyanatanem amonným »pozitivní výsledek vznik modrého roztoku [Co(SCN) 4 ] 2- Mn 2+ –reakce s hydroxidy –reakce s hydroxidy (reakce s hydroxidy) »pozitivní výsledek slabě růžová sraženina, postupně hnědne lze urychlit přítomností H 2 O 2

21 Určování kationtů –reakce se sulfidem amonným –reakce se sulfidem amonným (reakce s (NH 4 ) 2 S) »pozitivní výsledek vznik narůžovělé sraženiny, na vzduchu postupně hnědne Ni 2+ –reakce s amoniakem (reakce s amoniakem) »pozitivní výsledek světle zelená sraženi rozpustná v nadbytku NH 3 na modrý roztok –reakce s diacethylglyoximem (Čugajevovým činidlem) »pozitivní výsledek vznik červené sraženiny v amoniakálním nebo octanovém prostředí

22 Určování kationtů Zn 2+ –reakce s hexakyanoželeznatanem draselným (reakce s K 4 [Fe(CN) 6 ]) »pozitivní výsledek vznik bílé sraženiny –IV. skupina (Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+ ) Ba 2+ –barví plamen zeleně –reakce s chromanem nebo dichromanem »pozitivní výsledek vznik žuté sraženiny v prostředí kyseliny octové Sr 2+ a Ca 2+ se za těchto podmínek nesrážejí

23 Určování kationtů –reakce se sádrovou vodou –reakce se sádrovou vodou (nasyceným roztokem CaSO 4 ) »pozitivní výsledek okamžitý vznik bílé sraženiny (narozdíl od Sr 2+, kde vzniká pomalu) Sr 2+ –barví plamen na šarlatově červený –reakce se sádrovou vodou –reakce se sádrovou vodou (nasyceným roztokem CaSO 4 ) »pozitivní výsledek postupný vznik bílé sraženiny (narozdíl od Ba 2+, kde vzniká okamžitě) –reakce s chromany nebo dichromany »pozitivní výsledek vznik žluté sraženiny rozpustné v kyselině octové

24 Určování kationtů Ca 2+ –barví plamen cihlově červeně –reakce se šťavelanem amonným –reakce se šťavelanem amonným (reakce se šťavelanem amonným) »pozitivní výsledek vznik bílé sraženiny –V. skupina (Na +, K +, Li +, Mg 2+ ) Na + –barví plamen oranžově

25 Určování kationtů K + –barví plamen růžovofialově –reakce s hexanitratokabaltitanem sodným »pozitivní výsledek vznik žluté sraženiny Fischerovy soli –reakce s HClO 4 nebo NaClO 4 –reakce s HClO 4 nebo NaClO 4 (reakce s HClO 4 nebo NaClO 4 ) »pozitivní výsledek vznik bílé sraženiny chloristanu draselného Li + –barví plamen karmínově červeně –reakce s fosforečnanem sodným –reakce s fosforečnanem sodným (reakce s Na 3 PO 4 ) »pozitivní výsledek vznik bílé sraženiny ve slabě zásaditém prostředí

26 Určování kationtů Mg 2+ –reakce s magnesonem »pozitivní výsledek nezřetelná sraženina Mg(OH ) 2 se zbarví jasně modře –reakce s Na 2 HPO 4 –reakce s Na 2 HPO 4 (reakce s Na 2 HPO 4 ) »pozitivní výsledek vznik bílé sraženiny

27 Určování aniontů provádí se zpravidla až po důkazu kationtu –informace o rozpustnosti sloučeniny a kationtu může velmi výrazně zúžit výběr možných aniontů velký význam mají předběžné zkoušky –důkazové reakce aniontů jsou méně přesné anionty dělíme do tří analytických tříd podle reakcí se skupinovými činidly –BaCl 2 a AgNO 3

28 Určování aniontů předběžné zkoušky aniontů –pH kyselá reakce vylučuje přítomnost aniontu slabých kyselin zásaditá reakce poukazuje na přítomnost aniontu slabé kyseliny –barva roztoku pakliže není přítomen barevný kationt –CrO 4 2- žlutá, Cr 2 O 7 2- oranžová, MnO 4 - fialová,...

29 Určování aniontů –zjištění přítomnosti těkavých kyselin reakcí s kyselinou sírovou a zahřátím směsi –mohou se uvolňovat CO 2, SO 2, NO x, HCN –zjištění redukčních účinků sloučeniny reakce s roztokem manganistanu nebo jodu –pozitivní výsledek odbarvení roztoku (Mn 2+, I - ) –zjištění oxidačních účinků sloučeniny reakce s jodidem draselným za přítomnosti škrobu –pozitivní výsledek zmodrání až zčernání roztoku (I 2 + škrob)

30 Určování aniontů analytické třídy aniontů –I. třída aniontů srážejí se barnatými kationty (BaCl 2 ) I.A – sraženina je rozpustná v kyselině octové –CO 3 2-, PO 4 3-, SiO 3 2- I.B – sraženina je nerozpustná v kyselině octové i dusičné –IO 3 -, SO 4 2- I.C – sraženina je rozpustná v kyselině dusičné, ale ne v kyselině octové –F -, SO 3 2-, CrO 4 2-, S 2 O 3 2-

31 Určování aniontů –II.třída aniontů vytvářejí sraženinu s Ag + II.A – sraženina je rozpustná ve zředěném amoniaku –Cl –, CN –, [Fe(CN) 6 ] 3- II.B – sraženina se nerozpouští ani v koncentrovaném roztoku NH 3 –I –, S 2-, [Fe(CN) 6 ] 4- II.C – sraženina se rozpouští v koncentrovaném roztoku NH 3 –Br – a SCN –

32 Určování aniontů –III. třída aniontů nesráží se ani BaCl 2 ani AgNO 3 NO 3 –, NO 2 –, ClO 3 –, ClO 4 –, CH 3 COO – selektivní reakce aniontů –SO 4 2- bílá sraženina BaSO 4 na rozdíl od ostatních aniontů I. třídy není rozpustná ani ve zředěné HCl za horka

33 Určování aniontů reakce s Pb(CH 3 COO) 2reakce s Pb(CH 3 COO) 2 (reakce s Pb(CH 3 COO) 2 ) –pozitivní výsledek vznik bílé sraženiny rozpustné v alkalických hydroxidech –SO 3 2- středně silná redukční činidla reakce s manganistanem v kyselém prostředí –pozitivní výsledek odbarvení roztoku

34 Určování aniontů reakce s I 2 a škrobem –pozitivní výsledek odbarvení roztoku –S 2- zředěné kyseliny uvolňují z roztoku zapáchající H 2 S –CO 3 2- kyselina sírová vytěsňuje z roztoku CO 2 –důkaz reakcí s barytovou vodou Ba(OH) 2 → bílý BaCO 3

35 Určování aniontů –CrO 4 2- žluté až žlutooranžové zbarvení roztoků silné oxidační účinky, zejména v kyselém prostředí okyselením přecházejí na oranžové dichromany reakce s Ba(CH 3 COO) 2 (v prostředí CH 3 COOH)reakce s Ba(CH 3 COO) 2 (v prostředí CH 3 COOH) –pozitivní výsledek vznik žluté sraženiny reakce s dusičnanem stříbrnýmreakce s dusičnanem stříbrným –pozitivní výsledek vznik červenohnědé sraženiny rozpustné v NH 3 a silných kyselinách

36 Určování aniontů reakce s jodidem draselným v kyselém prostředí –pozitivní výsledek vznik zeleného roztoku Cr 3+ a jodu I 2 lze potvrdit přidáním škrobu reakce s peroxidem vodíku za přítomnosti H 2 SO 4reakce s peroxidem vodíku za přítomnosti H 2 SO 4 –pozitivní výsledek vznik modrého roztoku CrO(O 2 ) 2 ve vodě nestálý CrO(O 2 ) 2 lze vytřepat do amylalkoholu nebo etheru

37 Určování aniontů –PO 4 3- reakce s hořečnatou solucíreakce s hořečnatou solucí (reakce s MgCl 2 + amonný pufr) –pozitivní výsledek vznik bílé sraženiny nerozpustné v NH 3, rozpustné v kyselinách reakce s molybdenovou solucí (reakce s roztokem (NH 4 ) 2 MoO 4 v HNO 3 ) –pozitivní výsledek vznik žluté krystalické sraženiny

38 Určování aniontů reakce s AgNO 3 v neutrálním prostředíreakce s AgNO 3 v neutrálním prostředí –pozitivní výsledek vznik žluté sraženiny rozpustné v NH 3 i kyselinách –SiO 3 2- rozpustné křemičitany přecházejí v kyselém prostředí na gelovitou kyselinu křemičitou

39 Určování aniontů –Cl - chromylchloridová zkouškachromylchloridová zkouška –vzorek se odpaří dosucha, přidá se pevný K 2 Cr 2 O 7 a pár kapek koncentrované H 2 SO 4 –pozitivní výsledek vznik oranžovohnědých dýmů CrO 2 Cl 2 –Br - reakce sreakce s chlorovou vodou –pozitivní reakce vznik Br 2, který lze vytřepat do chloroformu (žlutá – hnědá)

40 Určování aniontů –I - reakce s AgNO 3reakce s AgNO 3 (reakce s AgNO 3 ) –pozitivní výsledek vznik žlutého AgI, nerozpustného v NH 3 a kyselinách, rozpouští se působením S 2 O 3 2- reakce s octanem olovnatýmreakce s octanem olovnatým –pozitivní výsledek vznik charakteristicé sraženiny PbI 2 („zlatý déšť“)

41 Určování aniontů reakce s Hg(NO 3 ) 2 v nadbytkureakce s Hg(NO 3 ) 2 v nadbytku –pozitivní výsledek vznik červenooranžové sraženiny HgI 2 reakce schlorovou vodoureakce s chlorovou vodou –pozitivní výsledek vznik I 2, lze jej vytřepat do chloroformu (růžová – fialová) –F - reakce s CaCl 2reakce s CaCl 2 (reakce s CaCl 2 ) –pozitivní výsledek vznik špatně viditelné sraženiny CaF 2

42 Určování aniontů –NO 2 - lze je oxidovat i redukovat reakce s FeSO 4 v prostředí zředěné CH 3 COOHreakce s FeSO 4 v prostředí zředěné CH 3 COOH –pozitivní výsledek vznik hnědého proužku => „kroužková reakce“ reakce s KMnO 4 v kyselém prostředíreakce s KMnO 4 v kyselém prostředí (KMnO 4 + H + ) –pozitivní výsledek odbarvení roztoku Mn VII → Mn II

43 Určování aniotnů reakce s roztokem KI a škrobemreakce s roztokem KI a škrobem –pozitivní výsledek vznik I 2, který se škrobem poskytuje modré zbarvení –NO 3 - mají oxidační účinky reakce s FeSO 4 v prostředí zředěné CH 3 COOHreakce s FeSO 4 v prostředí zředěné CH 3 COOH –pozitivní výsledek vznik hnědého proužku => „kroužková reakce“ reakce s difenylaminemreakce s difenylaminem –pozitivní výsledek po podvrstvení vzorku dojde k vytvoření modrého kroužku na rozhraní fází

44 Kvalitativní analýza organických látek narozdíl od anorganických látek jsou organické látky ve vodě zpravidla nerozpustné –v organických rozpouštědlech nedisociují –nelze přímo využít iontových reakcí –> je nutné zjišťovanou látku vhodnou metodou separovat a převést na iontovou sloučeninu = mineralizace

45 Kvalitativní analýza organických látek anorganické látky –prvkově velmi pestré x organické látky –obsahují poměrně malé množství prvků C, H, O, N, halogeny,... –pro určení sloučeniny nestačí jen určit její složení, ale i strukturu => je nutné využít instrumentálních metod

46 Důkazy prvků ve sloučeninách důkaz uhlíku a vodíku –zahřívání látky ve zkumavce s CuO C + 2 CuO → 2 Cu + CO 2 unikající CO 2 se dokazuje zaváděním do vápenné nebo barytové vody (Ca(OH) 2, Ba(OH) 2 ) –pozitivní výsledek vznik bílého zákalu uhličitanu vápenatého/barnatého –vodík se ze sloučenin uvolňuje při jejich termickém rozkladu ve formě vody kapičky kondenzují na stěně zkumavky potvrzujeme bezvodým CuSO 4 → zmodrá

47 Důkazy prvků ve sloučeninách důkaz síry –oxidačním tavením s dusičnanem a uhličitanem převedeme síru na síran síran dokazujeme reakcí s roztokem BaCl 2 –vznik bílého zákalu důkaz dusíku –zahříváním organické sloučeniny se silnou zásadou vznik amoniaku – určujeme čichem nebo pH papírkem

48 Důkaz prvků ve sloučeninách důkaz halogenů –Beilsteinova zkouška žíháním organické látky na očištěném měděném drátku při rozkladu organické látky reagují halogeny s mědí –vzniká CuX 2, který barví plamen modrozeleně

49 Důkaz prvků ve sloučeninách společný důkaz N, S a halogenů –Lassaigneova zkouška –mineralizace s kovovým sodíkem N → NaCN S → Na 2 S X → NaX CN - + Fe 2+ → [Fe(CN) 6 ] 4- + Fe 3+ → berlínská modř S 2- + nitroprussid sodný → červenofialový roztok X - + AgNO 3 → AgX, poté další selektivní reakce

50 Kvantitativní analytická chemie stanovení obsahu (zastoupení) látky ve vzorku využívá reakcí –acidobazických –komplexotvorných –srážecích –redoxních

51 Kvantitativní analytická chemie kvantitativní analytické postupy mohou často být zatíženy chybami –hrubá – nepozornost, nedodržení postupu –soustavná – chyba přístroje, chemikálie, nádobí –náhodná – kolísání napětí, změny teploty základní metody –vážkové stanovení (gravimetrie) –odměrné stanovení (titrace, volumetrie)

52 Vážková analýza = gravimetrie spočívá v kvantitativním vyloučení sledované látky ve formě sraženiny –sraženina se vysušší/vyžíhá a zváží

53 Vážková analýza základní operace –odebírání vzorku –vážení vzorku –rozpouštění vzorku –srážení –dekantace, filtrace, promývání –sušení, spalování filtru a žíhání –vyhodnocení práce – výpočet výsledků

54 Vážková analýza vážení vzorku –odvážení přímé navážky zvážíme látku s přesností na 0,1 mg navážené množství kantitativně spláchneme střičkou do nádoby, aby nedošlo ke ztrátám –diferenční navažování zvážíme lodičku s přibližným množstvím váženého vzorku vzorek přesypeme a zvážíme lodičku se zbytkem časově výhodnější, méně pracné

55 Vážková analýza rozpouštění –pevné látky rozpouštíme nejčastěji v destilované vodě –látky nerozpustné ve vodě kovy a jejich slitiny, uhličitany, sulfidy a oxidy kovů rozpouštíme v kyselinách (HCl, HNO 3, H 2 SO 4 ) nebo v alkalických hydroxidech –pokud se látka nerozpouští používáme tavení vychladlou taveninu pak vyloužíme do kádinky horkou destilovanou vodou

56 Vážková analýza srážení –základním požadavkem je kvantitativní vyloučení stanovované látky ve formě nerozpustné sraženiny –produkt musí být dobře filtrovatelný = s hrubšími částečkami (amorfní sraženiny mají velký objem a špatně se filtrují) –úplnosti srážení se přesvědčíme přidáním malého množství srážedla do čirého roztoku nad sraženinou

57 Vážková analýza filtrace –po vysrážení oddělujeme sraženinu od roztoku –podle druhu sraženiny používáme: filtry papírové –řídký filtr pro objemné amorfní sraženiny –středně hustý filtr pro krystalické sraženiny –hustý filtr pro jemné krystalické sraženiny porcelánové nebo skleněné filtrační kelímky –slouží k dalšímu žíhání nebo sušení –používají se při rychlé filtraci pomocí vývěvy

58 Vážková analýza

59 dekantace a promývání = do kádinky se sraženinou nalijeme množství promývacího roztoku, sraženinu v něm rozmícháme a po usazení čirý roztok opatrně odlijeme přes filtr (opakujeme 3x). –kvůli odstranění iontů, které by ovlivnily hmotnost vážené sraženiny

60 Vážková analýza sušení –v elektrických sušárnách většinou sušíme látky, které mají přesně definované složení, do konstantní hmotnosti v předem zváženém nádobí (teplota 105 – 150°C). –žíhání a spalování filtru sraženina se spolu s papírovým filtrem zahřívá kahanem v kelímku do konstantní hmotnosti –vzorky po vysušení nebo vyžíhání uchováváme v exsikátorech

61 Vážková analýza

62 Stanovovaná složka Vysrážený produkt Teplota sušení, žíhání (°C) Vážitelný produkt Ag + AgCl130AgCl Al 3+ Al(OH) Al 2 O 3 Pb 2+ PbCrO 4 140PbCrO 4 Pb 2+ PbSO 4 550PbSO 4 Co 2+ CoS400CoSO 4 Ca 2+ CaSO 4 600CaSO 4 Fe 3+ Fe(OH) 3 900Fe 2 O 3 Cl - AgCl130AgCl F-F- CaF 2 500CaF 2 SO 4 2- BaSO 4 700BaSO 4

63 Odměrná analýza podstatou je chemická reakce mezi –odměrným roztokem známé koncentrace –přesně daným objemem stanovované látky v titrační baňce z objemů spotřebovaných roztoků vypočítáme obsah stanovované složky ve vzorku

64 Odměrná analýza proběhne-li chemická reakce kvantitativně, zreagovalo právě ekvivalentní látkové množství –bylo dosaženo bodu ekvivalence, který identifikujeme: použitím indikátoru (subjektivní metody) použitím přístrojů (objektivní metody)

65 Odměrná analýza oproti vážkovému stanovení je: –rychlá –přesnější chemická reakce pro odměrnou analýzu musí splňovat –probíhat rychle –musí probíhat kvantitativně –konec reakce (bod ekvivalence) musí být snadno identifikovatelný

66 Odměrná analýza provádí se takzvaná titrace –zpravidla pomocí byrety přikapáváme roztok do titrační baňky, kde probíhá reakce přímá titrace –přidáváme zásobní roztok činidla a zjišťujeme, jaký objem je třeba pro zreagování vzorku zpětná titrace –přidáme nadbytek činidla a přímou titrací potom stanovujeme nadbytek přidaného činidla jinou látkou

67 Odměrná analýza

68

69

70

71 odměrné nádobí –byrety, pipety, odměrné baňky, odměrné válce –> kalibrované na vylití (označené EX) pipety, byrety –>kalibrované na dolití (označené IN) baňky, válce –je zpravidla kalibrováno pro teplotu 20°C pro dosažení přesnosti je třeba nádobí temperovat

72 Odměrná analýza dělení podle probíhající reakce –acidobazické titrace –srážecí titrace –komplexotvorné titrace –redoxní titrace

73 Odměrná analýza acidobazické titrace –založena na neutralizační reakci –> acidimetrie – stanovení obsahu zásad - titrujeme kyselinou –> alkalimetrie – stanovení obsahu kyselin - titrujeme zásadou –pH roztoku sledujeme pomocí indikátorů – fenolftalein, methyloranž,... přístrojově – pH elektroda,...

74 Odměrná analýza –výsledkem titrace je titrační křivka závislost pH roztoku na koncentraci přidaného činidla v okolí bodu ekvivalence nastává prudká změna pH reakční směsi –je třeba vhodně zvolit acidobazický indikátor s barevným přechodem v této oblasti

75 Odměrná analýza

76 zbarvení v prostředí Indikátorkyselémzásaditémfunkční oblast pH Thymolová modřčervenéžluté1,2 - 2,8 Methylová žluťčervenéžluté2,9 - 4,0 Methyloranžčervenéžluté3,1 - 4,4 Bromkresolová zeleňžlutémodré4,0 - 5,6 Methylčerveňčervenéžluté4,2 - 6,3 Bromthymolová modřžlutémodré6,0 - 7,6 Fenolová červeňžlutéčervené6,8 - 8,4 Thymolová modřžlutémodré8,0 - 9,6 Fenolftaleinbezbarvéčervené8,2 - 10,0 Thymolftaleinbezbarvémodré9,4 - 10,5

77 Odměrná analýza zásobní roztoky –acidimetrie HCl, H 2 SO 4 –připraví se roztok o přibližné koncentraci, která je stanovena jiným činidlem »Na 2 CO 3, NaHCO 3, hydroxidy –používají se na stanovení obsahu silných i slabých kyselin

78 Odměrná analýza –alkalimetrie NaOH, KOH –pohlcují vzdušný CO 2 –zpravidla se provádí navážka vyšší o 5 – 10 % –je třeba stanovit koncentraci hydroxidu v roztoku pomocí jiných činidel »kyselina šťavelová dihydrát –používají se na stanovení obsahu silných i slabých kyselin

79 Odměrná analýza srážecí titrace –založeny na vzniku sraženiny –nejběžnější je argentometrie stanovování pomocí sraženin solí stříbrných zásobním roztokem je AgNO 3 stanovení Cl -, Br -, I -, CN -, SCN - indikátory –přímá titrace podle Mohra – K 2 CrO 4 → Ag 2 CrO 4 –zpětná titrace podle Volharda »nadbytek stanovujeme roztokem KSCN »indikátor – Fe 3+

80 Odměrná analýza komplexometrické titrace –založeny na tvorbě velmi stabilních komplexů –činidla cheláty – vícedonorové ligandy (EN, EDTA,...) –chelatometrie

81 Odměrná analýza Hg 2+ - například Hg(NO 3 ) 2 nebo Hg(ClO 4 ) 2 –merkurimetrie –chelatometrie využívá mnohonásobné ligandy, které se pevně vážou na kation kovu = cheláty (chelé = klepeta) stanovení Pb 2+, Bi 3+, Ca 2+, Mg 2+, Zn 2+, Ni 2+ indikátory –eriochromčerň T, murexid, xylenová oranž

82 Odměrná analýza nejběžnější činidla –chelaton I – kyselina nitrilotrioctová –chelaton II – EDTA –chelaton III – dihydrát disodné soli EDTA –chelaton IV – 1,2-diamincyklohexan-N,N- -tetraoctová kyselina

83 Odměrná analýza –merkurimetrie srážení komplexů rtuťnatých pomocí rozpustných disociovaných solí rtuťnatých stanovení iontů Br -, I -, CN -, SCN - indikátorem je nitroprussid sodný Na 2 [Fe(CN) 5 NO] –vytváří bílou sraženinu s přebytkem Hg 2+

84 Odměrná analýza redoxní titrace –využívají redoxních reakcí –dělení oxidimetrické titrace –přidáváme oxidační činidlo – KMnO 4, KBrO 3,... reduktometrické titrace –přidáváme redukční činidlo – TiCl 3, SnCl 2,...

85 Odměrná analýza –indikátory vratné x nevratné –některé indikátory nejsou schopny zpětného přechodu »methyloranž a methylčerveň se při vzniku bromu v bromatometrii rozkládají → odbarvení roztoku vratné –redoxní x specifické »specifickým indikátorem je například škrob, indikující přítomnost jódu

86 Odměrná analýza –oxidimetrická stanovení KMnO 4, KBrO 3, Ce(SO 4 ) 2, K 2 Cr 2 O 7, roztok I 2 manganometrie –odměrným roztokem je KMnO 4 –není třeba indikátoru »fialový MnO 4 - → bezbarvý Mn 2+ –je málo stabilní – časem se znehodnocuje –koncentrace KMnO 4 se stanovuje kyselinou šťavelovou –stanovení Fe 2+, Sb 3+, Sn 2+, As 3+, H 2 O 2, kyselina šťavelová –nepřímo i kovy, které se srážejí ve fomě málo rozpustných šťavelanů (Ca 2+, Sr 2+, Ni 2+, Cd 2+,...)

87 Odměrná analýza zpětnou titrací je možné stanovit množství oxidačních činidel –redukujeme přebytkem Fe 2+, který titrujeme KMnO 4 –bromatometrie titrace roztokem KBrO 3 v přítomnosti oxidovatelné látky: BrO e H + → Br H 2 O po vyčerpání oxidovatelné látky: BrO Br H + → 3 Br H 2 O indikátory methyloranž, methylčerveň, jodid + škrob

88 Odměrná analýza využívá se ke stanovení –As 3+, Sb 3+, Sn 2+, Cu +, Tl + výhody KBrO 3 –velmi stabilní a čistý, u připravených roztoků není třeba upřesňovat jejich koncentraci lze využít pro stanovování organických látek (na bázi oxidace, adice nebo substituce) –k organické látce se přidá nadbytek BrO 3 - a Br - –vzniklý Br 2 reaguje s org. látkou –nadbytek Br 2 je stanoven jodometricky

89 Odměrná analýza –cerimetrie založena na redukci Ce(SO 4 ) 2 → Ce 3+ provádí se v silně kyselém prostředí téměř stejné oxidační schopnosti jako bromičnan pro stanovení dosažení bodu ekvivalence se využívá indikátorů –dichromatometrie využívá redukce K 2 Cr 2 O 7 → Cr 3+ základní látka – není třeba zpřesňovat koncentraci je nutné použít indikátoru

90 Odměrná analýza používá se pro stanovení Fe 2+, Cu +, Co 2+, Sn 2+, I – a SO 3 2-, některých organických kyselin a glycerolu –jodometrie titrace odměrným roztokem jódu nebo stanovení obsahu oxidovadel reakcí s I - a následnou titrací thiosíranem základem je redukce I 2 → I - při nepřímé titraci reaguje jód s thiosíranem za vzniku tetrathionanu I S 2 O 3 2- → 2 I - + S 4 O 6 2-

91 Odměrná analýza přímé stanovení se používá pro –S 2-, SO 3 2-, S 2 O 3 2-, Sn 2+, Sb 3+, formaldehyd nepřímé stanovení pro všechna běžná oxidovadla –Cl 2, Br 2, IO 3 –,Cr 2 O 7 2-, BrO 3 –, Ce 4+, Fe 3+, Cu 2+, H 2 O 2, [Fe(CN) 6 ] 3+ jako odměrný roztok se používá Lugolův roztok –roztok I 2 v KI (vzniká především trojodidový anion I 3 - ) –jód je ve vodě jinak prakticky nerozpustný reduktometrické titrace –titanometrie (Ti 3+ → Ti 4+ ) –chromometrie (Cr 2+ → Cr 3+ ) –ferrometrie (Fe 2+ → Fe 3+ )

92 Odměrná analýza- příklady Vypočítejte látkovou koncentraci odměrného roztoku KMnO4, jestliže bylo na navážku 0,2205 g (COOH) 2 ·2H 2 O při titraci v kyselém prostředí spotřebováno 27,95 ml roztoku KMnO4. [0,025 mol/l ]

93 Odměrná analýza – příklady Odměřili jsme 100 ml vzorku obsahujícího chloridy. Spotřeba odměrného roztoku dusičnanu stříbrného s koncentrací 0,0485mol/dm 3 byla 21,34ml. Vypočítej koncentraci Cl - v roztoku. [0,01035M]

94 Odměrná analýza – příklady Navážka 1,05g znečištěného KBr byla rozpuštěna ve vodě a roztok doplněn na objem 100ml. Ke 20ml roztoku KBr bylo přidáno 30ml 0,1M AgNO 3 a nespotřebovaný AgNO 3 ztitrován 28ml 0,05M NH 4 SCN. Vypočítej procentuální zastoupení KBr ve vzorku. [90,67%]

95 Odměrná analýza - příklady Navážka 5,000 g technického FeSO 4 byla rozpuštěna a po převedení do 250 ml odměrné baňky doplněna po značku. První podíl 50,0 ml vzorku byl titrován manganometricky a bylo spotřebováno 33,85 ml 0,02 M KMnO 4. Další podíl 50,0 ml byl redukován v Jonesově reduktoru a opět titrován 0,02 M KMnO 4. Spotřeba činila 34,80 ml. Vypočítejte obsah iontů Fe 2+ a Fe3+ (v %) v původním vzorku. [18,9 % Fe 2+ ; 0,53 % Fe 3+ ]

96 Odměrná analýza – příklady Navážili jsme 2,0428g vzorku obsahujícího chloridy a připravili 250ml zásobního roztoku. Na jednu titraci jsme použili 25 ml tohoto roztoku. Přidali jsme 50 ml odměrného roztoku AgNO 3 s koncentrací c(AgNO3) = 0,048mol/l. Spotřeba odměrného roztoku KSCN s koncentrací c(KSCN) = 0,1073mol/l byla 6,42ml. Vypočítej hmotnostní zlomek chloridů v roztoku vzorku. [30,13%]


Stáhnout ppt "Analytická chemie. zkoumá složení (kvalitu) a množství (kvantitu) látek –kvalitativní analýza dokazuje přítomnost prvků, skupin nebo sloučenin –kvantitativní."

Podobné prezentace


Reklamy Google