kvantitativna hemijska analiza...
TRANSCRIPT
KVANTITATIVNA HEMIJSKA ANALIZA
VOLUMETRIJA
VOLUMETRY (lat. volumen = zapremina)
Principi, tehnika i osnovne operacije u volumetriji.
Titracija. Proračuni u volumetriji. Titar.
Primeri konkretnih volumetrijskih odreĎivanja.
Hemijska ravnoteže u homogenim sistemima.
• Ravnoteže u rastvorima kiselina i baza (izračunavanje pH vrednosti rastvora)
• Ravnoteže u rastvorima kompleksnih jedinjenja
• Ravnoteže u rastvorima teško rastvornih soli
• Ravnoteže u redoks sistemima
• Titrant je titraciono sredstvo koje se dodaje iz birete
(rastvor tačno odreĎene poznate koncentracije).
• Titrand je ispitivana supstanca (koja se titriše u
erlenmajeru).
• Titracija – osnovna operacija u volumetriji,
predstavlja dodavanje titranta poznate standardne
koncentracije do potpune reakcije sa ispitivanom
supstancom.
Principi, tehnika i osnovne operacije u
volumetriji. Titracija.
Reakcije titracije u volumetriji
Titrant:
• Kiselina ili baza (REAKCIJE NEUTRALIZACIJE)
• Kompleksirajući reagens (KOMPLEKSOMETRIJSKE
TITRACIJE)
• Taložni reagens (TALOŢNE TITRACIJE)
• Oksido-redukcioni reagens (REDOKS REAKCIJE)
Prilikom titracije, standardni rastvor titranta se dodaje kontrolisano do zapremine koja
sadrţi količinu koja je stehiometrijski ekvivalentna sa supstancom sa kojom u toku
titracije reaguje. To je, ili supstanca koja treba da se odredi u toku titracije (direktna
titracija), ili neka druga koja je u stehiometrijskom odnosu sa supstancom koja se
odreĎuje (indirektna titracija). Kaţe se da je tada dostignuta ekvivalentna tačka.
VOLUMETRIJSKE METODE
• KISELINSKO-BAZNE (NEUTRALIZACINE)
• KOMPLEKSOMETRIJSKE
• TALOŽNE
• REDOKS
------------------------------------------------------------------
Titraciono sredstvo ili TITRANT (standardizacija)
- indikator
- primena
- izračunavanje
Standardizacija rastvora titranta
• Primarni standardni rastvori (pripremljeni su od hemijski
čistih supstanci tzv. primarnih standarda, npr: Na2CO3,
Na2B4O7 10 H2O, Na2C2O4 2H2O).
• Sekundarni standardni rastvori ili standardizovani
rastvori (pripremljeni su od supstanci koje nemaju odlike
prim. standarda). Tačna konc. odreĎuje se naknadno reakcijom
sa primarnim standardom, u postupku koji se naziva
standardizacija (svaka standardizacija mora da se zasniva bar
na tri paralelna odreĎivanja, pri čemu rezultati treba da se
slaţu u opsegu od 0,2 %).
Da bi se neka supstanca koristila u svojstvu primarnog standarda ona mora da zadovolji sledeće kriterijume:
• da bude analitički čista, p.a. kvaliteta, da se lako odrţava u čistom stanju. Ne sme za vreme merenja da reaguje sa atmosferilijama, da upija vlagu ili CO2 iz vazduha;
• treba da ima veliku molarnu masu, u tom slučaju će greška, koja se čini prilikom merenja, imati manji uticaj na tačnost rezultata;
• mora da reaguje sa titrantom stehiometrijski, uz mogućnost odreĎivanja završne tačke titracije.
Standardizacija rastvora titranta
Reakcije u volumetriji
Da bi neka reakcija mogla da se primeni za volumetrijsku analizu,
mora da zadovolji sledeće uslove:
• Da bude brza (ostvareno kod neutralizacionih, ali ne i kod
većine taloţnih i redoks reakcija).
• Ispitivana supstanca mora da reaguje stehiometrijski sa dodatim
titrantom, pri čemu ne smeju da se javljaju sporedne reakcije.
• Ostale supstance koje se nalaze u rastvoru, ne smeju da reaguju
sa titrantom i ne smeju da na bilo koji način ometaju reakciju
titracije.
• Neophodno je da postoji pogodan indikator za odreĎivanje z.t.
titracije.
EKVIVALENTNA I ZAVRŠNA TAČKA TITRACIJE
(E.T. I Z.T.)
• Ekvivalentna tačka (teorijski pojam)
aA + bB = proizvodi r-je
• Završna tačka titracije (eksperimentalno)
Vizuelno pomoću indikatora (promena boje rastvora, pojava
ili iščezavanje boje rastvora, promena boje taloga, nastajanje
ili rastvaranje taloga itd.)
Poţeljno je da z.t. bude što bliţa vrednosti e.t.
Vaţno: odabrati pravi indikator i eliminisati uticaj ljudskog
faktora.
Indikatori
• Pomoćni reagensi
• Supstance koje ne utiču na tok reakcije, ali nekom
vidljivom promenom označavaju kraj titracije.
EKVIVALENTNA I ZAVRŠNA TAČKA TITRACIJE
(E.T. I Z.T.)
• Z.T. titracije se moţe odrediti i merenjem neke veličine
koja je u vezi sa promenom koncentracije ispitivane
supstance u toku titracije.
• Grafički prikaz zavisnosti merene veličine (pH, pM, pX,
E) od dodate V titranta - KRIVE TITRACIJE
PODELA VOLUMETRIJSKIH METODA
• ACIDO-BAZNE (NEUTRALIZACINE)
H3O+(aq) + OH-(aq) = 2H2O(l)
ALKALIMETRIJA (titrant je baza)
ACIDIMETRIJA (titrant je kiselina)
• KOMPLEKSOMETRIJSKE (zasnivaju na stvaranju stabilnih kompleksnih jedinjenja jona metala sa kompleksirajućim agensom. Najveći značaj imaju reakcije stvaranja helatnih kompleksa metala sa kompleksonima koji predstavljaju aminopolikarbonske kiseline i njihove soli. Najčešće se koristi komplekson III ili EDTA.
Mg2+(aq) + H2Y2-(aq) = MgY2-(aq) + 2H+(aq)
• TALOŽNE (najčešće su reakcije sa Ag+-jonom, pa odatle i naziv argentometrija)
Cl-(aq) + Ag+(aq) = AgCl(s)
• REDOKS (permanganometrija, jodometrija, bromatometrija)
5Fe2+(aq) + MnO4- (aq)+ 8H+(aq) = 5Fe3+(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O(l)
KARAKTERISTIČNE HEMIJSKE RAVNOTEŽE PRI
VOLUMETRIJSKIM ODREĐIVANJIMA
• HEMIJSKA RAVNOTEŢA U KISELO-BAZNIM SISTEMIMA (neutralizacione titracije) koja podrazumeva sledeće procese definisane konstantama ravnoteţe: disocijacija vode (jonski proizvod vode, Kw ), disocijacija slabih kiselina i baza (Ka i Kb), hidroliza soli (Kh) i disocijacija u sloţenim sistemima, višebazne kiseline (Ka1, Ka2,…) i višekisele baze (Kb1, Kb2, …).
• HEMIJSKA RAVNOTEŢA PRI STVARANJU KOMPLEKSA (kompleksometrijske titracije) kod kojih se na osnovu vrednosti konstante stabilnosti kompleksa, Kst, ili konstante disocijacije kompleksa, Kd, vrši procena kvantitativnosti reakcije;
• HETEROGENA RAVNOTEŢA (taloţne titracije), kod kojih se analiza ispitivanog sistema vrši na osnovu proizvoda rastvorljivosti teško rastvornog taloga, KXY, i
• HEMIJSKA RAVNOTEŢA PRI OKSIDACIONO-REDUKCIONIM PROCESIMA (redoks titracije), kod kojih se analiza sistema vrši na osnovu vrednosti konstanti ravnoteţe redoks reakcija, K, odnosno standardnog elektrodnog potencijala E .
KRIVE TITRACIJE
• Krive koje prikazuju promenu koncentracije (ili log c) neke supstance u zavisnosti od zapremine titranta nazivaju se krive titracije. Krive tiracije se mogu teorijski izračunati i eksperimentalno odrediti. Postoje LINEARNE i LOGARITAMSKE krive titracije.
Kod linearnih krivih titracije koncentracije ispitivanih jona se linearno menjaju sa povećanjem zapremine dodatog reagensa. Dimenzije skale dijagrama linearnih titracionih krivih morale bi da budu ogromne kako bi se obuhvatile velike promene koncentracije ispitivanih jona (na primer konc. H3O
+ , odnosno OH- jona 1,00-1,00 10-7mol/dm3), Zbog toga se one retko koriste.
KRIVE TITRACIJE
Logaritamske krive titracije se dobijaju ako se na ordinatu nanosi veličina koja je direktno proporcionalna logaritmu numeričke vrednosti koncentracije neke od reagujućih supstanci u toku volumetrijske titracije. Te veličine se nazivaju p-funkcije i one mogu biti:
• pH (-log[H3O+]),
• pAg (-log[Ag+] ) ili pX (-log[X-]
• pM (-log[Mn+] ), pri čemu Mn+ označava jon nekog metala.
Na osnovu krivih titracije moţe se najbolje i najlakše izvršiti izbor indikatora. Na taj način će se greška titracije, tj. razlika izmeĎu završne i ekvivalentne tačke svesti na najmanju meru.
KRIVE TITRACIJE
Osnovne prednosti logaritamskih krivih titracije:
• Merena veličina naglo se menja upravo u okolini
ekvivalentne tačke. Završna tačka titracije određuje se
kao tačka u kojoj je priraštaj merene veličine najveći
(skok na krivoj);
• Promena merene veličine u ekvivalentnoj tački vezana je
za konstante ravnoteže reakcija koje se odigravaju u
toku titracije. Promena je veća ako je konstanta
disocijacije kiseline veća, proizvod rastvorljivosti teško
rastvornog jedinjenja manji i konstanta stabilnosti
kompleksa veća.
KRIVE TITRACIJE
Karakteristične tačke (oblasti) titracije:
• I PRE POČETKA TITRACIJE
• II TOK TITRACIJE
• III EKVIVALENTNA TAČKA
• IV POSLE EKVIVALENTNE TAČKE
nA : nB = a : b,
,1000
: BB
A
A b:acV
M
m
1000b
a ABBA
McVm ,
wA (%) = 1000
ABB McV
b
a
u
100
m
Izračunavanja u volumetriji
V (cm3)
0,05 cm3
Kiselinsko-bazne ili neutralizacione titracije
Kiselinsko-bazne ili neutralizacione titracije se zasnivaju na
reakcijama elektrolita koji imaju kiselinsko/bazna svojstva
pri čemu nastaje slabo disosovano jedinjenje – voda.
Titrant
U acidimetriji se kao standardni titracioni rastvori koriste
rastvori kiselina: HCl ili H2SO4.
U alkalimetriji se kao standardni titracioni rastvori koriste
rastvori baza: NaOH ili KOH.
Standardizacija titranta
Rastvori HCl i H2SO4 nemaju odlike primarnog standarda, posle pripremanja
rastvora neophodna je standardizacija. Za standardizaciju kiselina koriste se
primarni standardi: bezvodni natrijum-karbonat, Na2CO3, ili natrijum-tetraborat-
dekahidrat (boraks), Na2B4O7 10H2O.
Indikatori
Izbor indikatora vrši se na osnovu analize vrednosti pH
rastvora u ekvivalentnoj tački titracije i na osnovu analize
krive titracije. Kao indikatori koriste se slabe organske
kiseline ili slabe organske baze tzv. kiselinsko-bazni indikatori,
od kojih su najpoznatiji metiloranž, fenolftalein,
bromtimolplavo i drugi.
Karakteristična reakcija u toku titracije:
H3O+(aq) + OH
-(aq) = 2H2O
Odnos molova u toku titracije: odreĎuje se posebno za pojedinačna odreĎivanja.
Osetljivost, Granica određivanja
Najmanja koncentracija koja moţe da se odredi neutralizacionom titracijom je
oko 5 mg/dm3.
Kiselinsko-bazne ili neutralizacione titracije
Kiselinsko-bazne ili neutralizacione titracije
Karakteristična izračunavanja
Pri titraciji HCl rastvorom NaOH:
HCl + NaOH = NaCl + H2O
n(HCl): n(NaOH) = 1: 1
a = b = 1
m(HCl) =1000
)HCl()NaOH()NaOH( McV
Pri titraciji Na2CO3 rastvorom HCl:
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2CO3
n(Na2CO3): n(HCl) = 1: 2
a = 1, b = 2
m(Na2CO3) =2
1
1000
)CONa()NaOH()NaOH( 32McV
1000b
a 32
32
CONaHClHCl
CONa
McVm
INDIKATORI
0 10 20 30 40 50
0
2
4
6
8
10
12
14
IV. NaCl + NaOH
e.t. III. NaCl + H2O
II. HCl + NaCl
I. HCl
pH
VNaOH
(cm3)
Slika III.2.1 Kriva neutralizacione titracije, titracije jake kiseline, HCl, jakom bazom, NaOH
INDIKATORI
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
e.t.
IV. NaCl + HCl
III. NaCl + H2O
II. NaOH + NaClI. NaOH
pH
VHCl
(cm3)
Slika III.2.1.1 Titraciona kriva za titraciju 25,00 cm
3 rastvora NaOH koncentracije
0,100 mol/dm3 rastvorom HCl iste koncentracije
metiloranţ
fenolftalein
INDIKATORI
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
e.t.
IV. CH3COONa + NaOH
III. CH3COONa
II. CH3COOH / CH
3COONa
I. CH3COOH
pH
VNaOH
(cm3)
Slika III.2.1.2 Titraciona kriva za titraciju 25,00 cm
3 rastvora CH3COOH koncentracije
0,100 mol/dm3 rastvorom NaOH iste koncentracije
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
e.t.
IV. NH4Cl + HCl
III. NH4Cl
II. NH3 / NH
4Cl
I. NH3
pH
VHCl
(cm3)
Slika III.2.1.4 Titraciona kriva za titraciju 25,00 cm
3 rastvora NH3 koncentracije
0,100 mol/dm3 rastvorom HCl iste koncentracije
INDIKATORI
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(e.t.)2
(e.t.)1
VI. HPO4
2- / PO
4
3-
V. HPO4
2-
IV. H2PO
4
- / HPO
4
2-
III. H2PO
4
-
II. H3PO
4 / H
2PO
4
-
I. H3PO
4
pH
VNaOH
(cm3)
Slika III.2.1.3 Titraciona kriva za titraciju 25,00 cm
3 rastvora H3PO4
koncentracije 0,100 mol/dm3 rastvorom NaOH iste koncentracije
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(e.t.)2
(e.t.)1
VI. H2CO
3 / HCl
V. H2CO
3
IV. NaHCO3 / H
2CO
3
III. NaHCO3
II. Na2CO
3 / NaHCO
3
I. Na2CO
3
pH
VHCl
(cm3)
Slika III.2.1.5 Titraciona kriva za titraciju 25,00 cm
3 rastvora Na2CO3 koncentracije
0,100 mol/dm3 rastvorom HCl iste koncentracije
Kompleksometrijske titracije
Metode kompleksometrijske titracije zasnivaju se na stvaranju stabilnih kompleksa u toku
titracije.
Titrant
Rastvor kompleksona, Na2H2Y 2H2O koji pri rastvaranju daje hidratisane H2Y2-
-
jone. Komplekson reaguje sa jonima metala gradeći stabilna kompleksna
jedinjenja helatnog tipa.
Standardizacija titranta
Rastvor kompleksona ima odlike primarnog standarda, posle pripremanja
rastvora nije neophodna naknadna standardizacija. Ukoliko je potrebno proveriti
koncentraciju koristi se standardni rastvor jona cinka ili magnezijuma. Za
kompleksometrijske titracije obično se priprema rastvor kompleksona
koncentracije oko 0,01 mol/dm3 (sa tačnošću od najmanje tri značajne cifre).
Titrand, Primena
Kompleksometrijske titracije koriste za odreĎivanje jona metala (Mn+
) i ukupne tvrdoće vode.
Indikatori
Metal-indikatori, najpoznatiji su eriohromcrno T i mureksid.
Karakteristična reakcija u toku titracije:
Mn+
(aq) + H2Y2-
(aq) = MY(n - 4)+-
(aq) + 2H+(aq)
Odnos molova u toku titracije: n(Mn+
): n(H2Y2-
) = 1: 1
Osetljivost, Granica određivanja
Najmanja koncentracija koja moţe da se odredi kompleksometrijskom titracijom
je oko 1 mg/dm3.
Karakteristična izračunavanja
Karakteristični izrazi za izračunavanje mase i masenog udela nekog metala, na
primer bakra, odreĎivanog kompleksometrijski u rastvorenom uzorku su:
m(Cu) = qMcV
1000
)Cu()K()K( IIIIII ;
w(Cu) = qMcV
1000
)Cu()K()K( IIIIII
u
100
m.
Kompleksometrijske titracije
Kompleksometrijske titracije
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
0
2
4
6
8
10
e.t.
IV. [MgY2-] + [H
2Y
2-]
III. [MgY2-]
II. Mg2+
+ [MgY2-]
I. Mg2+
pMg
VEDTA
(cm3)
Slika III.2.2.1 pMg kriva Kriva titracije 25,00 cm3 rastvora MgCl2, koncentracije 0,01 mol/dm
3
standardnim rastvorom EDTA iste koncentracije, pH=10,00
Taložne titracije
Volumetrijska odreĎivanja, koja se zasnivaju na stvaranju teško rastvornih jedinjenja u
toku titracije, nazivaju se taloţne titracije.
Titrant
Rastvor AgNO3, zbog čega se ove metode nazivaju još i argentometrijske metode
(argentum, lat.=srebro).
Standardizacija titranta
Priprema se rastvor AgNO3 koncentracije oko 0,1 mol/dm3
(sa tačnošću od
najmanje tri značajne cifre). Za standardizaciju rastvora AgNO3 u taloţnim
metodama koristi se čist, bezvodni NaCl.
Titrand, Primena
Taloţne titracije se koriste za odreĎivanje anjona, najviše za odreĎivanje
halogenid-jona: Cl-, Br
- i I
--jona, a mogu se primeniti i za odreĎivanje CO3
2-,
CrO42-
, CN-, SCN
- i PO4
2--jona..
Indikatori
Jedinjenja koja sa viškom titracionog sredstva grade ili obojene taloge ili obojene
rastvore: K2CrO4,, FeNH4(SO4)2
Osetljivost, Granica određivanja
Najmanja koncentracija koja moţe da se odredi titracijom je oko 5 mg/dm3.
Karakteristična izračunavanja
Karakteristični izrazi za izračunavanje mase i masenog udela nekog anjona, na
primer Cl--jona, odreĎivanog taloţnom titracijom u rastvorenom uzorku su:
Cl-(aq) + Ag
+(aq) = AgCl(s)
n(Cl-) : n(AgNO3) = 1: 1
m(NaCl)1000
)NaCl()AgNO()AgNO( 33 McVq
w(NaCl)=u
)NaCl(
m
m100.
Taložne titracije
Od svih taloţnih titracija najčešće se primenjuju Morova (Mohr) i Folhardova (Volhard)
metoda za odreĎivanje hlorid-jona.
Morova metoda se primenjuje za odreĎivanje hlorid-jona u neutralnim i/ili slabo alkalnim
rastvorima, pri čemu se kao indikator koristi K2CrO4.
Cl-(aq) + Ag
+(aq) = AgCl(s) reakcija
titracije beo
Ag+(aq) + CrO4
2-(aq) = Ag2CrO4(s) reakcija indikacije
crven
Folhardova metoda se primenjuje za odreĎivanje hlorid-jona u jako kiselim rastvorima. Višak
dodatog titranta, AgNO3 retitriše se rastvorom NH4CNS ili KCNS uz indikator FeNH4(SO4)2.
Cl-(aq) + Ag
+(aq) = AgCl(s) reakcija titracije
višak beo
Ag+(aq) + SCN
-(aq) = AgSCN(s) reakcija retitracije
beo
SCN-(aq) + Fe
3+(aq)= [Fe(SCN)]
2+(aq) reakcija indikacije
crvena boja rastvora
Taložne titracije
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0
2
4
6
8
10
e.t.
IV. AgCl(s) + AgNO3
III. AgCl(s)
II. NaCl + AgCl
I. NaCl
pCl
VAgNO
3
(cm3)
pCl funkcija
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0
2
4
6
8
10
e.t.
IV. AgCl + AgNO3
III. AgCl
II. NaCl + AgCl
I. NaClpAg
VAgNO
3
(cm3)
pAg funkcija
Slika III.2.3.1 Kriva titracije 25,00 cm3 rastvora NaCl koncentracije 0,100 mol/dm
3
standardnim rastvorom AgNO3 iste koncentracije
TALOŽNE TITRACIJE
• Volumetrijske metode zasnovane na reakcijama oksidacija i redukcija nazivaju se redoks titracije.
• Naziv je nastao spajanjem i skraćivanjem izraza redukcija i oksidacija. Ova jezgrovitost u formi izraţavanja označava ujedno i suštinu, jer ističe da se ove reakcije (oksidacija – otpuštanje elektrona i redukcija – primanje elektrona), povezane prelazom elektrona, odigravaju istovremeno u toku titracije.
• Mehanizam redoks titracija razlikuje se od mehanizma drugih titracija razmatranih u okviru klasičnih volumetrijskih metoda (kiselinsko-baznih, taloţnih i kompleksometrijskih) jer u toku redoks titracija dolazi do promene oksidacionog broja reaktanata.
Redoks metode
U redoks titracije spadaju:
• permanganometrija,
• jodimetrija,
• bromatometrija i dr.
Redoks metode
Titrant
Permanganometrija
Rastvor KMnO 4 , k oristi se za titraciju u kiseloj i neutralnoj ili slabo alkalnoj sredini. U kise loj sredini MnO 4
- - joni se redukuju do Mn
2+ - jona, primajući 5
elektrona:
MnO 4 - (aq) + 8H
+ (aq) +5 e ⇌ Mn
2+ (q) +4H 2 O,
E (MnO
4 - +8H + /Mn 2+ +4H
2 O) =1,5 V.
U neutralnoj ili slabo alkalnoj sredini, MnO 4 - - joni redukuju se do MnO 2 ,
primajući tri elektrona:
MnO 4 - (aq) + 2H 2 O + 3 e ⇌ MnO 2 (s) + 4OH
- ,
E (MnO 4
- +2H 2 O/Mn O 2 +4OH - ) =0,59 V.
Standardizacija titranta
Permanganometrija
KMnO4 nije primarna standardna supstanca. Rastvor KMnO4 se standardizuje
pomoću H2C2O4 ili Na2C2O4 u kiseloj sredini:
5H2C2O4(aq) + 2MnO4-(aq) + 6H
+(aq) = 10CO2(g) + 2Mn
2+(aq) + 8H2O
n(H2C2O4): n(KMnO4)= 5: 2
PRIMENA
Rastvorom KMnO4 mogu da se oksiduju i pri tome odrede Fe2+
i Mn2+
-joni
(pojedinačno i u smeši), Sn2+
, C2O42-
, NO2--joni kao i As2O3, H2O2.
Indikator
Permanganometrija
Prva kap viška rastvora KMnO4 označava kraj titracije, pojavom bledo-ružičaste
boje. Pored KMnO4 koji predstavlja specifični indikator koriste se i redoks
indikatori.
Primena
Permanganometrija
Rastvorom KMnO4 mogu da se oksiduju i pri tome odrede Fe2+
i Mn2+
-joni
(pojedinačno i u smeši), Sn2+
, C2O42-
, NO2--joni kao i As2O3, H2O2.
Permanganometrija: krive titracije
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
e.t.
IV. Fe3+
, Mn2+
/MnO4
-
III. Fe3+
, Mn2+
I. Fe2+
II. Fe2+
/Fe3+
, Mn2+
E (V)
VKMnO
4
(cm3)
Kriva titracije 25,00 cm3 rastvora Fe
2+-jona (koncentracije 0,100 mol/dm
3)
rastvorom KMnO4 (koncentracije 0,0200 mol/dm3), pri pH=0.
I. Pre pocetka titracije
II. Tok titracije
III. E.T.
IV. Posle E.T.; Pretitrisano
U direktnim jodimetrijskim titracijama: rastvor I2.
U indirektnim jodimetrijskim titracijama: rastvor Na2S2O3.
U slučaju indirektne jodimetrije neutralnom ili slabo kiselom rastvoru
titranda dodaje se KI u višku, pri čemu se izdvaja I2 koji se zatim titriše
rastvorom Na2S2O3. U toku titracije S2O32-
-joni oksiduju se do S2O42-
-jona:
I2(aq) + 2S2O32-
(aq) 2I-(aq) + S4O6
2-(aq)
Jodimetrijske titracije
⇌
Rastvor I2 ima odlike primarnog standarda, ako je sveže pripremljen,
rastvor ne treba standardizovati!
Rastvor Na2S2O3 nema odlike primarnog standarda i mora se
standardizovati. Za standardizaciju rastvora Na2S2O3 mogu se upotrebiti
različite oksidacione supstance: I2, KBrO3, K2Cr2O7, KMnO4 itd.
KBrO3 reaguje sa KI u kiseloj sredini pri čemu se izdvaja I2 koji se zatim
titriše rastvorom Na2S2O3:
BrO3-(aq) + 6I
-(aq) + 6H
+(aq) = Br
-(aq) + 3I2(aq) + 3H2O
I2(aq) + 2S2O32-
(aq) = 2I-(aq) + S4O6
2-(aq)
n(KBrO3): n(I2): n(Na2S2O3)= 1: 3: 6
Jodimetrijske titracije
STANDARDIZACIJA TITRANTA
Jodimetrijske titracije
INDIKATOR
Rastvora skroba. I2 gradi sa skrobom adsorpciono jedinjenje intenzivno
plave boje. Pored skroba koji predstavlja specifični indikator koriste se i
redoks indikatori.
Jodimetrijske titracije
P R I M E N A
Indirektne jodimetrijske titracije primenjuju se za određivanje uzoraka
koji sadrže: Cr2O72-
, ClO3-, Sn
2+, Cu
2+-jona, ili rastvore Cl2, Br2, HClO,
MnO2, H2SO3, H2O2, itd.
Jodimetrijske titracije
P R I M E N A primeri: OdreĎivanje sadržaja bakra i hroma u legurama
Dvovalentni bakar redukuje se do jednovalentnog (taloţi se teško rastvorni bakar(I)-jodid
ţućkaste boje), pri čemu se izdvaja ekvivalentna količina joda. Izdvojeni jod titriše se
standardnim rastvorom Na2S2O3. Optimalno pH za ovu reakciju je 4,0. Kao indikator koristi
se skrob.
OdreĎivanje hroma indirektnom jodimetrijom u kiseloj sredini zasniva se na redukciji
šestovalentnog hroma pomoću KI u trovalentni hrom, pri čemu se izdvaja ekvivalentna
količina I2, koji se titriše standardnim rastvorom Na2S2O3.
Cr2O72-(aq) + 6I-(aq) + 14H+(aq) = 2Cr3+(aq) + 3I2(aq) + 7H2O
I2(aq) + 2S2O32-(aq) = 2I-(aq) + S4O6
2-(aq)
n(Cr3+): n(Na2S2O3)= 1: 3.
OdreĎivanje bakra indirektnom jodimetrijom zasniva se na reakciji bakar(II)-jona sa jodid-
jonom koji je dodat u višku:
2Cu2+(aq) + 4I-(aq) = Cu2I2(s) + I2(aq)
I2(aq) + 2S2O32-(aq) = 2I-(aq) + S4O6
2-(aq)
n(Cu2+): n(Na2S2O3)= 1: 1.
Bromatometrijske titracije
TITRANT
U kiseloj sredini KBrO3 je jako oksidaciono sredstvo, pri čemu se BrO3--jon
redukuje do Br--jona:
BrO3-(aq) + 6H
+(aq) = Br
-(aq) + 3H2O,
E (BrO3-+6H+/Br-+3H2O)=1,4 V.
STANDARDIZACIJA TITRANTA
KBrO3 je primarna standardna supstanca, rastvor nije potrebno standardizovati.
INDIKATORI
Indikatori su brom, metiloranţ, metilcrveno i skrob. Pored ovih
specifičnih indikatora koriste se i redoks indikatori.
Bromatometrijske titracije
PRIMENA
Bromatometrijske titracije se koriste za kvantitativno odreĎivanje
antimona i kalaja u uzorcima belog metala.