Upload
antonio-sabljic
View
84
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
vvv
Citation preview
Analitička kemija 1Seminardr.sc. Olivera Galović
Titrimetrijske metode:
a) kiselo-bazne titracije (acid-base titrations)
b) taložne titracije (precipitation titrations)
c) kompleksometrijske titracije (complexometric titrations)
d) oksidacijsko/redukcijske titracije (redox titrations)
KISELO – BAZNE TITRACIJE1. Titracija jake kiseline jakom bazom (npr. titracija HCl s NaOH)
a) Prije početka titracije:
b) Prije ekvivalentne točke:
c) U ekvivalentnoj točki: prisutni su samo NaCl i H2O
d) Nakon ekvivalentne točke:
2. Titracija slabe kiseline jakom bazom (npr. titracija HAc s NaOH)a) Prije početka titracije: prisutna je samo slaba kiselina HAc - za slabe kiseline vrijedi
b) Prije ekvivalentne točke: - dodatkom NaOH nastaje NaAc i preostaje neizreagirana HAc, dakle u otopini je smjesa slabe kiseline i njene soli (Pufer!), pa je
c) U ekvivalentnoj točki: prisutni su samo NaAc i H2O - NaAc kao sol slabe kiseline i jake baze podliježe hidrolizi, pa je ili
d) Nakon ekvivalentne točke - sva HAc je potrošena, a suvišak OH- iona spriječava hidrolizu Ac- pa se izračunava kao i pri titraciji jake kiseline jakom bazom
3. Titracija slabe baze jakom kiselinom (npr. titracija NH4OH s HCl)
a) Prije početka titracije: prisutan je samo NH4OH - za slabe baze vrijedi b) Prije ekvivalentne točke:
- dodatkom HCl nastaje NH4Cl i preostaje neizreagirani NH4OH, pa u otopini imamo smjesu slabe baze i njene soli (pufer!), pa je
c) U ekvivalentnoj točki: pristni su samo NH4Cl i H2O
- NH4Cl kao sol slabe baze i jake kiseline podliježe hidrolizi, pa je ili
d) Nakon ekvivalentne točke
- sav NH4OH je potrošena, a suvišak H+ iona spriječava hidrolizu
pa se izračunava kao i pri titraciji jake baze jakom kiselinom
Izvod 1
Izvod 2
1. Titrira se 100 mL otopine HCl koncentracije c = 0.1 mol/L sa otopinom NaOH iste koncentracije. Kako će se mijenjati pH dodatkom NaOH: 0.00 ; 50.00 ; 90.00 ; 99.99 ; 100 i 110 mL ?
( ) 100( ) 0.1 /( ) 0.1 /
?
V HCl mLc HCl mol Lc NaOH mol LpH
2HCl NaOH NaCl H O
( )) 0.00NaOHa V mL
( )) 50.00NaOHb V mL
( ) ( ) ( ) ( ) 100 0.1 50 0.1 0.0333 /150
HCl HCl NaOH NaOH
ukupno
V c V c mL mLH mol LV mL
1.48pH
0.1 /
1
H HCl mol L
pH
( )) 90.00NaOHc V mL
3100 0.1 90 0.1 1 5.26 10 /190 190
2.28
H mol L
pH
66100 0.1 99.99 0.1 1 10 5.00 10 /
199.99 0,199995.30
H mol L
pH
( )) V 100NaOHf mL
+
- u otopini nema neistitrirane kiseline, nalazi se samo sol NaCl čiji su ioni u kiselinskom
pogledu neutralni i jedini H ioni u otopini potječu od disocijacije vode
+ 7H 1 10
7
OH
pH
( )) 110NaOHg V mL
3110 0.1 100 0.1 1 4.762 10 /210 210
2.3211.68
OH mol L
pOHpH
2. Izračunajte pH otopine tijekom titracije 50.00 mL otopine NaOH koncentracije 0.001 mol/L s otopinom HCl koncentracije 0.001 mol/L a) Prije dodatka kiseline b) nakon dodatka 10.00 mL kiseline c) nakon dodatka 50.00 mL kiseline d) nakon dodatka 55.00 mL kiseline
( )
( )
( )
50.00
0.001 /
0.001 /
NaOH
NaOH
HCl
V mL
c mol L
c mol L
( )) 0.00HCla V mL( ) 0.001 /
311
NaOHOH c mol L
pOHpH
( )) 10.00HClb V mL
450 0.001 10 0.001 0.04 6.66 10 /60 60
3.17610.82
OH mol L
pOHpH
( )) 50.00HClc V mL
71 10
7
OH H
pH
( )) 55.00HCld V mL
555 0.001 50 0.001 0.005 4.762 10 /105 105
4.32
H mol L
pH
3. Izračunajte pH kod titracije 100 mL slabe kiseline HA (Ka=5 x 10-6) koncentracije 0.1 mol/L s otopinom NaOH koncentracije 0.1 mol/L kada se doda: a) 10 % baze potrebne za neutralizaciju b) u točki ekvivalencije c) 10% - tni suvišak
( )
( )
6
( )
100
0.1 /
5 10 /0.1 /
HA
HA
a
NaOH
V mL
c mol L
K mol Lc mol L
( )) 10NaOHa V mL
( )
( )
0.1 10 1
0.1 100 10NaOH
HA
n mL mmol
n mL mmola
100 0.1 10 0.1 9 0.082 /110 110
10 0.1 0.0091 /110
a
s
c mol L
c mol L
6 50.0825 10 4.5 10 /0.0091
4.34
aa
s
cH K mol Lc
pH
pOH=5 pH=14-5=9,00
( )) . . V =100mLNaOHb u T E
( )) 110NaOHc V mL
3
.
110 0.1 100 0.1 4.76 10 /210
2.3211.7
b b a a
ukup
V c V cOH mol LV
pOHpH
- w s
a
K ×cOH =
K
4. Neka monoprotonska kiselina ima Ka=2,0x10-4 mol/L. Ako je 0,01mola ove kiseline otopljeno u 200mL otopine i titrirano s NaOH, koncentracije 0,25mol/L, izračunati pH u slijedećim točkama: a) u početnoj otopini b) kad je jedna petina početne količine kiseline neutralizirana c) u točki ekvivalencije
42,0 10 /0,01200
0,25 /
a
a
a
NaOH
K mol Ln molV mLc mol L
aa
a
n 0,01c = = =0,05mol/LV 0,2
+ -4 -3a aa) H = K ×c = 2×10 ×0,05=3,16×10 mol/L
pH=2,5
a
a
b) V =200mL1 V =40mL5
a aNaOH
b
c ×V 0,05×40mLV = = =8mLc 0,25
+a -
HAH =K
A
a a b b
ukup.
c ×V - c ×V 0,05×0,2 - 0,25×0,008HA = = =0,0385mol/L
V 0,208
- -38mL×0,25mol/LA = =9,615×10 mol/L=c208mL s
+ -4 -4-3
0,0385H =2×10 =8×10 mol/L9,615×10
pH = 3,096 3,1
- -c) A + HOH HA + OH
b0,05×200 V = =40mL=E.P.
0,25 s40mL×0,25mol/Lc = =0,0416mol/L
240mL
w a s1 1pH= pK +pK +logc = 14+3,69-1,38 = 7+1,845-0,69 = 8,1552 2
- w s
a
K ×cOH =
K
5. Koliki je pH u točki ekvivalencije ako je titrirana otopina benzojeve kiseline, koja je dobivena otapanjem 0,6105g benzojeve kiseline u vodi i otopina nadopunjena na 100mL, s NaOH, koncentracije 0,1000 mol/L. pKa=4,18
6 5
a
C H COOH
NaOH
a
V =100mL=0,1Lm =0,6105g
c =0,1mol/LpK =4,18
- w s
a
K ×cOH =
K
-3m 0,6105n = = =4,99×10 molaM 122,118
-3
an 4,99×10c = = =0,049=0,05mol/LV 0,1
a-pK -4,18 -5aK =10 =10 =6,607×10
b0,05×0,1V = = 0,05 L=E.P.
0,1 s50mL×0,1mol/Lc = =0,0333mol/L
150mL
-14- -12 -6w s
-5a
K ×c 1×10 ×0,0333OH = = = 5,045×10 =2,246×10 mol/LK 6,607×10
pOH=5,65pH=8,35
6. Izračunajte pH kod titracije 100 mL slabe baze BOH (Kb= 1x 10-6) koncentracije 0.05 mol/L s otopinom HCl koncentracije 0.1 mol/L kada se doda a) 20 % kiseline potrebne za neutralizaciju b) u točki ekvivalencije c) 20% - tni suvišak
b ba
a
- Volumen kiseline potreban za neutralizacijuV c 0,1 0,05 / V = 0,05 50
c 0,1 /L mol L L mLmol L
( )
b
6
( )
( )
) 100
c = 0,05 mol/L
1 10 / 10
0.1 /
B
b
HCl
HCl
a V mL
K mol LV mL
c mol L
5.398.61
pOHpH
b b a ab
ukup
V c - V c 0,1 0,05 - 0,01 0,1c = 0,03636 mol/LV 0,11
-3a as
ukup
V c 10mL 0,1mol/Lc = 9,09 10 mol/LV 110mL
6 6-3
0,036361 10 4 10 /9,09 10
bb
s
cOH K mol L
c
( )) V 50HClb mL50 0.1 / 0.0333 /
150smL mmol mLc mmol mL
mL
145
6
1 10 0,0333 1,825 10 / pH=4,7381 10
w s
b
K cH mol L
K
( )) V 60HClc mL 310 0.1 / 6.25 10 /160
2.204
mL mmol mLH HCl mmol mLmL
pH
30,1 0,06 0,05 0,1 6,25 100,160
H M
7. Titriramo 50 mL otopine amonijaka koncentracije 0.1 mol/L otopinom HCl koncentracije 0.1 mol/L. SLABA BAZA + JAKA KISELINA
1.0108.1 53 NHKOH b
13.1187.2
pHpOH
Prije početka : 4NHOH LmolKb /108.1 5
s
bb ccKOH Za vrijeme titriranja:
5 4451.8 10 1.62 10 /5
OH mol L 21.1079.3
pHpOHKada je dodano 5.0 mL HCl
b
3
5 43
0,050 0.1 0,005 0.1c 0.0818 /
0,055
0,005 0.1 9,09 10 /0,055
0,08181,8 10 1,62 109,09 10
b b a a
ukup
a as
uk
bb
s
V c V cmol L
V
V cc mol L
Vc MOH K M Mc M
- Kada je neutralizirano 50 % ukupne količine amonijaka
bpKpOH 74.4pOH 26.9pH
- U T.E. – pH je manji od 7 zbog reakcije hidrolize kationa slabe baze, što
uzrokuje nastajanje stanovitog suviška H+
HOHNHHOHNH 44
sbw cpKpKpH log21
21
21
28.5)30.174.414(21
pH
- Poslije T.E. – ako je dodan suvišak od 0.1 mL kiseline
mLmmolmL
mLmmolmLHClH /1099.91.100
/1.01.0 5
00.4pH
0.1 0,05 0,05 /0,1
a as
uk
V c M Lc mol LV L
50,1 0,0501 0,05 0,1 9,99 100,1001
H M
8. U 25,0 cm3 otopine (NH4)2SO4 dodano je 50,0 cm3 0,25 M KOH. Otopina je zagrijana do vrenja da se istjera NH3, a zatim ohlađena na sobnu temperaturu. Višak baze je titriran sa 22,5 cm3 0,1020 M HCl uz indikator metiloranž. Kolika je koncentracija otopine (NH4)2SO4 ?
4 4 2 4 3 222 2 2NH SO KOH K SO NH H O
4 42
5,1 0,20425
n mmolc NH SO MV mL
0,05 0, 25 0,0125 12,5n KOH c V mola mmola
3( ) 0,102 0,0225 2,29 10 2,3 višak bazen HCl c V mola mmola
( ) 12,5 2,3 10, 2n KOH mmol
4 42
10,2 5,12
n NH SO mmol
9. Za standardizaciju otopine NaOH odvagano je 0,4252g kalijevog kiselog ftalata (KHC8H4O4). Za titraciju je utrošeno 24,11 cm3 otopine NaOH. Izračunaj koncentraciju NaOH.
8 4 4 8 4 4 2HC H O NaOH NaHC H O H O
8 4 4( ) 0,4252( ) 24,11( ) ?
m KHC H O gV NaOH mLc NaOH
31
0,4252 2,08 10204,418
m gn molaM gmol
32,08 10 0,0863 /0,02411NaOH
nc mol LV
10. Skicirajte tok krivulje titracije za 0,1 M HCOOH s 0,1 M KOH. Da li možete za iniciranje točke ekvivalencije upotrijebiti indikator bromfenol plavo (pH 3-4,6) odnosno neutral crveno (pH 6,8-8,0)? Ka=2,110-4
pH HCOOH prije titracije: 4 32,1 10 0,1 4,58 10
2,34a HAH K c x x
pH
4 40,075 2,1 10 6,3 100,025
3,2
aa
s
cH K x x
cpH
25% neutralizirano:
3
3
4 4
0,1 0,1 0,1 0,025 7,5 10 0,060,125
0,1 0,025 2,5 10 0,020,125
0,06 2,1 10 6,3 100,02
a a b ba
ukup ukup
sukup
aa
s
V c c Vc MV V
c MV
cH K Mc
- uzima se da je
V = 100 mL
75% neutralizirano:c(HCOOH)=0,025
c(HCOO-)=0,075
4 50,025 2,1 10 7 100,075
4,15
aa
s
cH K
cpH
50% neutralizirano:c(HCOOH)=0,05
c(HCOO-)=0,05
4 40,05 2,1 10 2,1 100,05
3,68
aa
s
cH K x xc
pH
3
3
4 4
0,1 0,1 0,1 0,05 5 10 0,0330,150
0,1 0,05 5 10 0,0330,150
0,033 2,1 10 2,1 100,033
a a b ba
ukup ukup
sukup
aa
s
V c c Vc MV V
c MV
cH K M
c
3
3
4 5
0,1 0,1 0,1 0,075 2,5 10 0,0140,175
0,1 0,075 7,5 10 0,0430,175
0,014 2,1 10 6,84 100,043
a a b ba
ukup ukup
sukup
aa
s
V c c Vc MV V
c MV
cH K M
c
U točki ekvivalencije:
14 26
4
10 5 10 1,54 102,1 10
8,19
OH
pH
0,1 0,1 0,01 0,050,2s
ukup
c MV
V(KOH) / mL pH
0 2,34
25 3,2
50 3,68
75 4,15
100 8,19
Titracija 0,1M HCOOH s 0,1M KOH
0123456789
0 25 50 75 100 125
V(KOH) / mL
pH
w s
a
K cOHK