KEMIRAPPORT - CHLORIDINDHOLDET I HAVVANDAnna Winther, 28.03.2012

Makkere: Alexander Dufour og Nina Jerslev

1

Formål

Formålet med forsøget er at bestemme indholdet af chlorid-ioner i

havvand ved titrering.

Teori

Titrering er en metode inden for kemien, der anvendes til at bestemme

indholdet af den kemiske forbindelse. Metoden kaldes en

titreringsanalyse, da man analyserer de kemiske stoffer. I dette forsøg

foretager vi en kolorimetrisk fældningstitrering, også kaldet Mohr titrering, da vi titrerer

sølvioner med chromationer som indikator. Denne titreringen er også kendetegnet ved, at

det er en fældningsreaktion og opløsningens farveskift.

AgCl er tungtopløseligt i vand. Hvis man til en opløsning, der indeholder Cl- tilsætter

AgNO3(aq), vil der, derfor ske følgende fældningsreaktion, som man også kalder

titreringsreaktionen:

Ag+(aq) + Cl- (aq) AgCl(s).

Når Ag+ reagerer med Cl- ses det i form af et hvidt bundfald, AgCl.

Ag2CrO4 er ligeledes tungtopløseligt i vand. Hvis man til en opløsning, der indeholder

CrO42, sætter AgNO3(aq), vil der ske følgende fældningsreaktion, som man også kalder

indikatorreaktionen:

2 Ag+(aq) + CrO42-(aq) Ag2CrO4 (s).

Når Ag+ reagerer med CrO42- ses det i form af et rødt bundfald, Ag2CrO4.

2

Hvis man til en opløsning, der indeholder både Cl- og CrO42- tilsætter AgNO3(aq), vil Ag+-

ionerne helst reagere med Cl-, og først når alle Cl- er brugt op, reagerer de tilsatte Ag+ med

CrO42-, da Ag2CrO4(s) er et tungtopløseligt stof, men ikke nær så tungtopløseligt som

AgCl(s). Da Ag2CrO4 er rødt, mens AgCl er hvidt, kan man tydeligt se, hvornår der dannes

bundfald af Ag2CrO4. K2CrO4(aq) anvendes således som en indikator, der farver væsken gul,

og når titreringsprocessen når det punkt, hvor Cl—ionerne er brugt op, farves væsken rød.

Dette punkt kaldes ækvivalenspunktet. I en titreringsanalyse vil man, når

ækvivalenspunktet er passeret aflæse volumen af det tilsatte AgNO3(aq), som bruges til at

beregne stofmængdekoncentrationen af Cl- som findes ved anvendelse af formlen: c = n/V,

hvor c er koncentrationen i mol, V er volumen i liter og n er stofmængden i mol. Herefter

kan man finde frem til, hvor mange chlorid-ioner havvandet indeholdt, ved brug af formlen

for stofmængden: n=m/M, hvor m er massen i gram og M er den molare masse i gram pr

Mol.

Apparatur

- 5 mL konisk kolbe

- Magnetomrører med lille magnet

- Pipette med pipettepumpe

- 5 mL bægerglas

- 1 mL sprøjte med kanyle og med delestreger svarende til 0,01 mL (bruges som

burette).

Kemikalier

- Havvand

- AgNO3(aq, 0,100 M)

- K2CrO4(aq, 0,005 M)

3

Udførelse

Før vi kan foretage en titreringsanalyse skal vi have blandet kemikalierne i en konisk kolbe.

Ved brug af en pipette med pipettepumpe udtager 1,00 mL havvand, der er anbringes i en

konisk kolbe. Herefter tilsættes der 5 dråber K2CrO4(aq), og den lille magnet anbringes i

kolben. Nu hældes der ca. 5 mL AgNO3 op i bægerglasset, og sprøjten med kanylen fyldes

med AgNO3-opløsningen op til 1,00 mL-mærket. Det er her vigtigt at aflæse væskehøjden

korrekt og derudover sørge for, at der ikke er lufthuller i sprøjten, så indholdet er så

nøjagtigt som muligt. Når sprøjten er fyldt op med 1,00 mL AgNO3 tilsættes det langsomt

til opløsningen i kolben, mens magnetomrøreren blander det. Hvor dråben rammer,

dannes en rød plet, men i begyndelsen forsvinder den hurtigt igen. Derfor er det formentlig

nødvendigt at fylde sprøjten op med AgNO3 flere gange. Når den røde farve bliver der,

stoppes tilsætningen af AgNO3(aq), og sprøjtens volume aflæses. Forsøget gentages nu på

præcis samme måde og gennemsnittet at de to voluminer beregnes.

Måleresultater

1. forsøg 2. forsøg

Volumen af AgNO3(aq) 2,2 mL 1,92 mL

Beregninger

For at bestemme indholdet af chloridioner i havvand ved titrering skal der foretages en

række beregninger.

Stofmængden af AgNO3 i det tilsatte volumen 0,1 M AgNO3 beregnes ved brugen af

stofmængdekoncentrationsformlen c = n/V

Jeg anvender som volumen et gennemsnit af de to forsøgs volumen af AgNO3

2,2 mL + 1,92 mL = 4,12 mL/2 = 2,06 mL = 0,00206 L

c(AgNO3): 0,1 M (mol/L)

- jeg omformer formlen for at beregne n, da vi kender koncentrationen, b, og volumen V

c(AgNO3) = n(AgNO3)/V(AgNO3)

4

n(AgNO3) = c(AgNO3)*V(AgNO3)

n(AgNO3) = 0,1 M * 0,00206 L

n(AgNO3) = 0,000206 mol

Herefter kan jeg sige noget om, hvor stor en stofmængde Ag+, der er tilsat. Dette skyldes, at

stofmængden er af Ag+ er det samme som stofmængden af AgNO3, da der er én sølvion i

hver sølvnitrat

AgNO3 (aq) Ag+ (aq) + NO3-(aq)

n(ag+) = 1*0,000206 mol = 0,000206 mol

Stofmængden af Cl- i 1,00 mL havvand er ligeledes 0,000206 mol. Dette skyldes, at de

reagerer én til én grundet koefficientforholdet. Stofmængden er derfor den samme som

AgNO3. Det giver også gå logik, da man tilsætter sølvnitrat indtil der ikke er flere chlorid-

ioner.

n(Cl-)=1*0,000206 mol = 0,000206 mol

Nu kan jeg beregne [Cl-] i havvand, altså chlorids aktuelle stofmængdekoncentration ved

brug af formlen

C(Cl-) = n(Cl-) /V(Cl-)

C(Cl-) = 0,000206 mol / 0,001 L

C(Cl-) = 0,206 mol/L

Vi antager nu, at chlorid-ioner i havvand udelukkende findes sammen med natriumioner.

Derved kan jeg beregne massen af NaCl i 1 L havvand

Vi skal beregne m=M*n, hvor n er 0,206 mol/L

M(NaCl) = Na[22,99]+Cl[35,45] = 58,44 g/mol

n(NaCl) = n(NaCl)/M(NaCl)

m(NaCl) = n(NaCl) *M(NaCl)

m(NaCl) = n(0,206 mol/L) *M(58,44 g/mol)

m(NaCl) = 15 gram per tusinde gram vand

Der er derfor 15 gram chloridioner i 1000 gram havvand

5

Stof AgNO3 Ag+ Cl- NaCln 0,1 M * 0,00206 L =

0,000206 Mol0,000206 Mol 0,000206 Mol

m 58,44gram/Mol* 0,206mol/L= 15gram

Mc 0,000206 M /

0,001 L = 0,206 mol/L

Diskussion og konklusion

Fejlkilder

De 15 gram chlorid-ioner i havvandet som vi har beregnet os frem til, kan vi dog ikke

konstatere med 100 procents sikkerhed. Dette skyldes en række fejlkilder under forsøget.

Først og fremmest viser de to forsøg to forskellige resultater. Vi kan altså ikke vide om et

tredje eller fjerde forsøg vil give det samme. Gennemsnittet af volumen vil derfor afhænge

af hvor mange gange forsøget gentages. Dette gør vores gennemsnit, der kun er baseret på

to forsøg, mere upræcis. Desuden kom der ved opfyldning af sprøjter luftbobler inden i

sprøjten, som det var svært at få væk igen. Dette gjorde, at det ikke var præcis 1,00 mL, der

blev tilført opløsningen. Ydermere kunne det være svært at styre chromatens

dråbestørrelse, samt det var svært at se præcis, hvornår opløsningen gik fra at være gul til

rød, altså hvornår det præcis nåede dets ækvivalenspunkt.

Konklusion

På baggrund af mine beregninger kan jeg konkludere, at ved en titrering af AgNO3(aq) i

havvand, hvor K2CrO4(aq) fungerer som indikator, påvises indholdet af Cl-(aq).

Dette finder vi frem til ved først at bestemme volumen af den

mængde AgNO3, der skal til for, at opløsningen når sit

ækvivalenspunk, hvor Ag+ reagerer med CrO4, da der ikke er flere

Cl--ioner, som Ag+ kan reagere med. Volumen anvendes herefter til

at beregne stofmængden af AgNO3, hvilket leder til stofmængden af

Cl, der er den samme som AgNO3, grundet koefficientforholdet én til

én. Herefter beregnede vi den aktuelle stofmængdekoncentrationen

af Cl-, hvorefter vi kunne beregne chlorids masse i havvandet.

Grundet fejlkilderne er det dog svært at foretage en 100 procent

6

nøjagtig titreringsanalysen.

Perspektivering

Titrering bruges, som sagt, til at bestemme ukendte stofmængder. Titrering foregår ikke

kun ved en kolorimetrisk fældningstitrering, som er tilfældet i dette forsøg, men også

ved syre-basetitrering, hvor man kan neutralisere en syre via titrering med en base.

Herudover taler man om en potentiometrisk titrering, hvor man observerer pH-

ændringerne ved pH-indikator, og ækvivalenspunktet kan bestemmes ud fra, hvornår

der sker en markant ændring i pH-værdien. Det er ikke kun i kemilokalet, hvor vi

anvender titrering, men også i hverdagen. Titreringsmetoden kan for eksempel

anvendes til at bestemme slatindholdet i smør, her er der tale om en Mohr titrering.

Ydermere anvendes titrering, når man foretager en graviditetstest og oplever

farveændringen grundet urinen.

7