DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0969 Název školy Gymnázium Česká a Olympijských nadějí, České Budějovice, Česká 64 Název materiálu VY_32_INOVACE_CH_1_BAR_18_OBECNACHEMIE Autor Ivan Bartoš Tematický okruh Neutralizační titrace Ročník 1. Datum tvorby 20. 5. 2012 Anotace Tento materiál objasňuje srozumitelnou formou princip neutralizační titrace. Grafická názornost se podílí na inovativnost i podání látky spolu s jednoduchostí grafických prvků. Metodický pokyn Prezentace je určena jako výklad do hodiny i jako materiál k samostudiu Možnosti využití: promítání, práce jednotlivců nebo dvojic u PC Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

Titrace Titrace je proces, využívající reakce spojené se změnou barvy k určení koncentrace zejména kyseliny či zásady. Titrační křivka udává závislost pH na přidaném objemu kyseliny/zásady o známé koncentraci. K velké změně pH dojde v okolí bodu ekvivalence. Stanovením bodu ekvivalence lze zjistit koncentraci titrantu.

Indikátory – látky, které v důsledku chemické reakce s roztokem činidla vyvolávají v bodě ekvivalence nápadnou barevnou změnu. Odměrné roztoky - roztoky činidel, jejichž přesnou hodnotu molární koncentrace známe Odměrné roztoky se nepřipravují vždy z dostatečně čistých chemikálií → hodnotu molární koncentrace činidla známe v takovémto případě pouze přibližně. Pro stanovení přesné hodnoty koncentrace činidla se používají tzv. základní látky. Základní látky – čisté chemikálie (alespoň 99.99%) dobře definovaného složení, které jsou na vzduchu stálé, nejsou hygroskopické.

Neutralizační odměrná analýza Podstata - reakce mezi oxoniovými kationty a hydroxidovými anionty za molekul vody. Je-li indikátor slabá organická kyselina, ve vodném prostředí disociuje na HInd + H2O → H3O+ + Ind – Anion Ind – má jinou barvu než neionizovaný indikátor HInd Oblast barevného přechodu indikátoru oblast pH, ve které nastává pozorovatelná změna zbarvení indikátoru.

Indikátor pH barevného přechodu Zbarvení HInd Ind - Složení roztoku indikátoru Methyloranž 3.1 – 4.4 Oranžovo-červené žluté 0.1% vodný roztok Methylčervěň 4.2 – 6.3 červené 0.2% vodný roztok Bromthymolo-vá modř 6.0 – 7.7 modré 0.1% roztok ve 20% ethanolu Neutrální červeň 6.8 – 8.0 0.1% roztok v 60% ethanolu Fenolftalein 8.3 - 10 bezbarvé Červeno-fialové 0.1% nebo 1% roztok v 60% ethanolu

Odměrný roztok - roztok činidla s přesně známou hodnotou molární koncentrace, který se obvykle přidává z byrety do titrační baňky s roztokem vzorku. Bod ekvivalence – okamžik kdy právě zreagují chemicky ekvivalentní množství činidla a stanovované složky Indikace bodu ekvivalence subjektivní metody – zrakem lze pozorovat změny zbarvení roztoku ať za použití či bez použití indikátoru nebo vznik zákalu objektivní metody - použití přístrojů

Metody neutralizační odměrné analýzy Acidimetrie –ke stanovení zásad odměrnými roztoky kyselin. Používají se 0.05M až 0.2M odměrné roztoky HCl a H2SO4 . Přesná hodnota molární koncentrace činidel se stanovuje na tyto základní látky: KHCO3 , Na2CO3 Acidimetricky se stanovují hydroxidy – např. sodný, draselný, vápenatý, barnatý uhličitany – např. draselný, vápenatý amoniak, hydrazin, organické aminy Alkalimetrie – stanovení kyselin odměrnými roztoky hydroxidů. Odměrné roztoky - 0.1M a 0.2M roztok NaOH a KOH. Základní látka - dihydrát kyseliny šťavelové. Alkalimetricky se stanovují silné i slabé kyseliny

Titrační křivka: silná kyselina a silná zásada NaOH (aq) + HCl (aq) H2O (l) + NaCl (aq) OH- (aq) + H+ (aq) H2O (l) Obr. 1

Příklady Acidimetrické stanovení celkové alkality hydroxidu sodného Pevný hydroxid sodný obsahuje díky kontaminaci vzdušným CO2 kromě NaOH i Na2CO3 . Při stanovení celkové alkality se výsledek vyjadřuje v procentech NaOH. Alkalimetrické stanoveni kyseliny octové v obchodním octě Bylo naváženo 30.210 g obchodního octa (kapaliny) a rozpuštěno na 100 ml zásobního roztoku. Na jednu titraci bylo odpipetováno 25 ml zásobního roztoku. Spotřeba 0.201 M odměrného roztoku NaOH byla 25.80 ml.

Použité zdroje Obr. 1 na snímku č. 8 5 [online]. [cit. 11.05.2012]. Dostupný na WWW: http://www.analyticjoberlandspecial.com/chemistry/pictorial.chemistry/flash/curve.swf. Bošek, J. a kol.: Chemie. [Skriptum.] Liberec, VŠST, 1979. Schejbalová, H., Horynová, H., Kopecká, O.: Příklady a úlohy z chemie. [Skriptum.] Liberec: TU, 1996. Vacík, J.: Obecná chemie. Praha: SPN, 1986. Fischer, O.: Fyzikální chemie. Praha: SPN, 1983. Kask, U., Rawn, J. D.: General Chemistry. Dubuque, Iowa: Wm. C. Brown Publishers, USA 1993. Novák, J. a kol.: Fyzikální chemie: bakalářský kurz. VŠCHT Praha, 2005. Atkins, P.W.: Physical Chemistry. London: Oxford University Press, 2002. Malijevský, A. a kol.: Breviář z fyzikální chemie. Praha: VŠCHT, 2000.