Inleiding Tot Analytische Chemie

1

Inhoud

• Hoofdstuk 1• Hoofdstuk 2• Hoofdstuk 3• Hoofdstuk 4• Hoofdstuk 5• Hoofdstuk 6

2

Inleiding tot de Analytische Chemie

3

Hoofdstuk 1

•Inleiding

4

Inleiding

• Inleiding en situering• Analytische chemie: een overzicht• Het proces van een chemische

analyse• Overzicht van de cursus

5

Hoofdstuk 2

•Berekeningen in de Analytische Chemie

6

Fundamentele eenhedenFysische grootheid Naam van SI

eenheidSymbool

van SI eenheid

Definitie (jaartal van aanname)

Lengte, l meter m De meter is de lengte van de afstand afgelegd door licht in vacuüm tijdens een tijdsinterval van 1/299 792 458 van een seconde (1983)

Massa, m kilogram kg De kilogram is de eenheid van massa, gelijk aan het internationale prototype van de kilogram van Sèvres, Parijs (1901)

Tijd, t seconde s De seconde is de tijdsduur van 9 192 631 770 perioden van de straling die correspondeert met de overgang tussen twee hyperfijnniveaus van een cesium-133 atoom in de grondtoestand in rust bij 0K (1967)

Elektrische stroom, i Ampère A Een ampère is de constante elektrische stroom, die, wanneer deze loopt door twee parallelle geleiders van oneindige lengte en met een verwaarloosbare diameter, op 1 meter van elkaar geplaatst in vacuüm, een lorentzkracht tussen deze geleiders produceert van 2.10-7 newton per meter lengte (1948)

7

Fundamentele eenheden -2

Fysische grootheid Naam van SI eenheid

Symbool van SI

eenheid

Definitie (jaartal van aanname)

Thermodynamische temperatuur, T

Kelvin K De Kelvin is 1/273,16 deel van de thermodynamische temperatuur van het tripelpunt van water (1967)

Hoeveelheid substantie, n

mol mol De mol is de hoeveelheid substantie van een systeem dat evenveel elementaire entiteiten bevat als er atomen zijn in 0,012 kg van koolstof-12. Wanneer het begrip mol gebruikt wordt, moeten de elementaire entiteiten gespecificeerd worden als atomen, moleculen, ionen, elektronen, andere deeltjes of een specifieke groep van dergelijke deeltjes. (1971)

Lichtsterkte, I candela cd De candela is de lichtsterkte, in een gegeven richting, van een bron

die een monochromatische straling met een frequentie van 540.1012

Hz uitzendt en waarvan de stralingssterkte in die richting 1/683 watt per steradiaal is. (1979)

8

Multiplicatieve voorvoegsels

Prefix Afkorting factor Prefix Afkorting factor

Yotta- Y 1024 milli- m 10-3

Zetta- Z 1021 micro- µ 10-6

Exa- E 1018 nano- n 10-9

Peta- P 1015 pico- p 10-12

Tera- T 1012 femto- f 10-15

Giga- G 109 atto- a 10-18

Mega- M 106 zepto- z 10-21

kilo- k 103yocto- y 10-24

9

Opstelling voor een titratie

Buret: gegradueerde glazen buismet kraan.

Hierin zit het titrant

Erlenmeyer

Hierin zit de te titreren stof

Statief

Buretklem

10

Structuur van EDTA-complex

CH2

O

O

N CH2

N

H2C

H2C C

C

CH2

CH2

C

C

O

O

O

O

O

O

EDTA

CaO

O N

N

O

O

O

O

O

O

EDTA -complex van calcium

2-

11

Waarden van Kw

T /(°C) Kw

0 1,15 × 10-15

5 1,87 × 10-15

10 2,96 × 10-15

15 4,57 × 10-15

20 6,87 × 10-15

25 1,01 × 10-14

30 1,46 × 10-14

40 2,87 × 10-14

50 5,31 × 10-14

60 9,25 × 10-14

70 1,53 × 10-14

80 2,44 × 10-13

90 3,73 × 10-13

100 5,43 × 10-13

12

Sterkte van zuren en basen

13

Hoofdstuk 3

•Systematische berekening van de pH

14

Exacte en benaderende pH voor sterk zuur

0

2

4

6

8

10

12

1,0E-10 1,0E-08 1,0E-06 1,0E-04 1,0E-02 1,0E+00

C /(mol/L)

pH

pH (exact) pH (benaderend)

15

Exacte en benaderende pH voor sterke base

0

2

4

6

8

10

12

14

1,0E-10 1,0E-08 1,0E-06 1,0E-04 1,0E-02 1,0E+00

C /(mol/L)

pH

pH (exact) pH (benaderend)

16

Exacte en benaderende pH voor zwak zuur

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1,0E-10 1,0E-08 1,0E-06 1,0E-04 1,0E-02 1,0E+00

C /(mol/L)

pH

pH (vgl. 3.39) pH (vgl. 3.42) pH exact

17

Exacte en benaderende pH voor zwakke base

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

1,0E-10 1,0E-08 1,0E-06 1,0E-04 1,0E-02 1,0E+00

C /(mol/L)

pH

pH vgl. 3.59 pH vgl. 3.62 pH exact

18

Exacte en benaderende pH waarde voor buffer

19

Hoofdstuk 4

•Berekening van zuur-base titratiecurven

20

Titratie sterk zuur - sterke base

0

2

4

6

8

10

12

14

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0

V /(mL)

pH

21

Invloed van concentratie op titratiecurve

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0,1 mol/L 0,01 mol/L 0,001 mol/L

22

Titratiecurve sterke base – sterk zuur

0

2

4

6

8

10

12

14

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0

V /(mL)

pH

23

Titratiecurve zwak zuur – sterke base

2

4

6

8

10

12

14

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0

V /(mL)

pH

24

Invloed van concentratie op titratiecurve

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00V /(mL)

pH

0,1 mol/L 0,01 mol/L 0,001 mol/L

25

Invloed van pKa op titratiecurve

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Sterk zuur

pKa = 4,76

pKa = 7

pKa = 10

pKa = 13

26

Titratiecurve zwakke base – sterk zuur

0

2

4

6

8

10

12

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0

V /(mL)

pH

27

Structuur van fenolftaleïne

O

O

HOOH

- 2H+

O O

COO

zuur middenkleurloos

basisch middenfuchsia

28

Structuur van fenolrood

OHO

SO3

- H+

OO

SO3

basisch middenrood

zuur middengeel

29

Structuur van methyloranje

O3S NHN

CH3

CH3

N - H+

O3S NN N

CH3

CH3

basisch middengeel

zuur middenrood

30

Hoofdstuk 5

•Neerslagtitraties

31

Titratiecurve NaCl met AgNO3

0

2

4

6

8

10

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0

V /(mL)

pA

g

32

Structuur van dichlorofluoresceïne

HO

Cl

O OH

ClO

O

33

Fajanstitratie

Voor begin voor EQ Op EQ

34

Hoofdstuk 6

•Redoxtitraties

35

0,600

0,800

1,000

1,200

1,400

1,600

1,800

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0

V /(mL)

E /(

V)

Titratiecurve Fe(II) met Ce(IV)

1

1

36

Titratiecurve Fe(II) met MnO4

-

0,600

0,800

1,000

1,200

1,400

1,600

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0

V /(mL)

E /(

V) 5

1

37

Vergelijking titratiecurven Fe(II) – Ce en MnO4

-

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Volume, mL

E /V

Titratie met Ce

Titratie met MnO4-

38

Titratie van reductans met verschillende oxidantia

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Titratievolume, /mL

E /(

V)

E°2 = 1,2 V E°3 = 1,0 V E°4 = 0,8 V E°5 = 0,6 V E°7 = 0,4 V