Tematica lucrarilor de laborator la CFC1. OBIECTUL CHIMIEI FIZICE I COLOIDALE. CNTRIREA LA BALANA TEHNIC I ANALITIC. EXPRIMAREA CONCENTRAIILOR SOLUIILOR. PREPARAREA SOLUIILOR DE DIFERITE CONCENTRAII 2. PROCESE FIZICO-CHIMICE: DIZOLVAREA, FILTRAREA, PRECIPITAREA, CRISTALIZAREA 3. DETERMINAREA CONSTANTELOR FIZICE ALE UNOR LICHIDE: DENSITATEA. pH-METRIA 4. METODE POLARIMETRICE DE ANALIZ. DETERMINAREA CONCENTRAIEI UNOR SOLUII: GLUCOZ, FRUCTOZ, ZAHAROZ, MALTOZ 5. CROMATOGRAFIA PE COLOAN (SEPARAREA IONILOR: Ca2+, Mg2+ ) I PE HRTIE (Cu2+, Fe3+ i Co3+) 6. TEST 1 7. ADSORBIA ACIDULUI ACETIC PE CRBUNE 8. DOZAREA IONULUI FOSFAT (PO43-) PRIN METODE COLORIMETRICE CU MOLIBDAT DE AMONIU, CLORURA DE STANIU I ACID ASCORBIC 9. STUDIUL PEPTIZRII PRECIPITATULUI DE HIDROXID FERIC. DOZAREA COLORIMETRIC A IONULUI FERIC 10. IDENTIFICAREA I DOZAREA NITRAILOR I NITRIILOR 11. DOZAREA MANGANULUI PRIN METODE COLORIMETRICE 12. METODE DE PREPARARE A SISTEMELOR DISPERSE ULTRAMICROETEROGENE (SOLURI) I A GELURILOR 13. MBIBAREA GELURILOR (GELUL: AGAR-AGAR) 14. TEST 2 BIBLIOGRAFIE

Trofin Alina 2008, Chimie fizic i coloidal, lucrri practice, Ed. PIM, Iai, ISBN978-973-716-981-5

OBIECTUL CHIMIEI FIZICE I COLOIDALE. CNTRIREA LA BALANA TEHNIC I ANALITIC. EXPRIMAREA CONCENTRAIILOR SOLUIILOR. PREPARAREA SOLUIILOR DE DIFERITE CONCENTRAII OBIECTUL CHIMIEI FIZICE I COLOIDALE Chimia deriv din cuvntul egiptean kme, care nseamna pmnt i este una dintre tiinele fundamentale, ce studiaz substanele cu structura i proprietile lor, urmrind n acelai timp modificrile produse asupra acestora de reaciile chimice Fizica deriv din cuvntul grec physikos, care nseamn natural i este tiina care studiaz proprietile i structura materiei, formele de micare ale acesteia, precum i transformrile lor reciproce. Chimia fizic reprezint o ramur a chimiei care se ocup cu studierea fenomenelor macroscopice, atomice, subatomice i particulare n sistemele chimice, n ceea ce privete legile fizice. Chimie fizic adesea folosete concepte din fizic precum micarea, energie, for, timp, termodinamic, chimie cuantic, mecanic statistic, i dinamic. Chimia coloidal este o tiin, aflat la grania ntre fizic i chimie, putnd fi considerat o ramur independent a chimiei fizice. Obiectul chimiei coloidale, este studiul sistemelor coloidale, care sunt sisteme eterogene speciale datorit suprafeelor de separare dintre faze foarte mari. Denumirea de coloid i are originea n lucrrile lui Groham (1861) care este considerat printele chimiei coloidale i provine de la cuvntul grecesc colla (clei). CNTRIREA LA BALANA TEHNIC I ANALITIC Determinarea masei unei substane se face prin cntrire la balan tehnic sau analitic, n funcie de gradul de precizie necesar. Balana tehnic Este folosit pentru cntriri aproximative, putndu-se determina cel mult dou zecimale, cu ajutorul pieselor metalice etalon, de mas determinat. Exist balane tehnice cu diferite sarcini maxime, de obicei folosindu-se n laborator balana cu dou talere, pentru mase mici. Pentru cntrirea obiectelor ce depesc 500 g se apeleaz la balana tehnic cu un taler , de construcie mai solid. Cutia cu mase etalonate O serie complet de mase etalonate mari este alctuit dintr-o mas etalonat de 100 g, una de 50 g, dou de 20 g, una de 10 g, una de 5 g, dou de 2 g i una de 1 g. Fraciunile de gram sunt confecionate din aluminiu i sunt de: 500, 200, 100, 100, 50, 20, 10, 10, 10 mg.. Cntrirea la balana tehnic Iniial se verific dac balana este bine echilibrat prin deschiderea ei i verificarea punctului zero (acul balanei trebuie s se aeze exact peste diviziunea zero a scalei gradate. Se nchide la loc balana.

Se aeaz obiectul de cntrit pe talerul stng al balanei (sau pe taler la cea masiv) iar pe talerul drept se aeaz cu aproximaie mase etalonate pentru a contrabalansa cele dou talere. Se deschide cu grij balana, observnd sensul de variaie al acului. Se scad sau se adaug mase etalonate pe talerul drept pn cnd cele dou talere vor susine aceeai mas. Nici o operaie (adugare sau retragere de mase etalonate sau substane) nu se va efectua cu balana deschis. Pentru a determina masa obiectului cntrit se face suma maselor etalonate adugate pe talerul din dreapta. La cellalt tip de balan tehnic, masa obiectului cntrit se citete adunnd la masa de plecare, stabilit dintr-un dispozitiv cu roti(o, 100 g, 200g, ...500g, 1000g etc.), valoarea citit pe ecranul cu scala gradat, la care se oprete acul balanei, dup oprirea oscilaiilor. Balana analitic Este folosit pentru cntriri exacte, putndu-se determina patru zecimale. Acest aparat are ca element principal o prghie cu dou brae egale i scurte. n cazul balanelor cu amortizor, dup un numr mic de oscilaii, acul balanei se oprete. Prghia se sprijin pe coloana central a balanei cu ajutorul unui cuit (o prism de agat) prin intermediul unei plcue tot din agat. La capetele prghiei sunt sprijinite cu ajutorul altor dou cuite dou furci n care sunt suspendate cele dou platane (talere). n centrul prghiei este fixat un ac indicator ce permite observarea celor mai mici devieri ale prghiei la cntrire. n acest scop este fixat n spatele acului o scal gradat. Balana este prevzut cu un dispozitiv de oprire ce permite ridicarea prghiei balanei, dispozitiv pus n funciune cu ajutorul unui buton aezat sub placa de suport a balanei. Un sistem de proiecie optic mrete imaginea scalei pe un ecran de sticl mat. n interiorul cutiei balanei exist bare metalice care susin mase etalonate de dimensiuni foarte mici, ce pot fi adugate cnd este necesar prin rotirea unor uruburi amplasate lateral. Balana analitic este amplasat ntr-o cutie cu geamuri prevzut cu ui ce o protejeaz de praf, cureni de aer i variaii de temperatur. Cnd balana este pus n funciune, uile sunt nchise. De asemenea, balana trebuie aezat n poziie perfect orizontal, cu ajutorul picioarelor reglabile, de preferat pe o consol bine fixat n perete sau o mas foarte stabil. Balana analitic electronic Este un aparat modern, mai uor de utilizat, care dispune de afiaj electronic i de posibilitatea de a efectua automat tara unui obiect pentru a cntri doar o alt substan care se adaug ulterior (ex. - se cntrete o sticl de ceas, se face tara i apoi se adaug pe sticla de ceas o anumit cantitate de substan; masa afiat va corespunde doar substanei adugate). De asemenea, reglarea la zero se face automat, apsnd pe tasta tar atunci cnd talerul balanei este descrcat. La efectuarea unei cntriri la balana analitic trebuie s se respecte anumite etape i reguli: Etape: - se conecteaz balana la sursa decurent electric; - se deschide balana; - se verific punctul zero i eventual se regleaz, dac este necesar; - se nchide balana (doar cea cu amortizor); - se aeaz obiectul de cntrit pe taler (pe cel din stnga, la balana cu amortizor); - pentru balana electronic, se face citirea i se nchide balan; pentru balana cu amortizor, se adaug pe talerul din dreapta mase etalonate, treptat, pn cnd cele dou talere sunt echilibrate i acul balanei variaz n domeniul pozitiv al scalei gradate (pentru fiecare adugare sau retragere de mase etalonate, mai mari sau mici de 1 g, se nchide balana) ; - se

citete valoarea astfel: gramele se calculeaz fcnd suma maselor etalonate de pe taler, primele dou zecimale se citesc cu ajutorul celor dou uruburi situate lateral, de pe care s-au adugat diverse subuniti ale gramului, iar a treia i a patra zecimal se citesc pe scala gradat a balanei; - se nchide balana, se ia obiectul de cntrit de pe taler i se descarc balana n ordinea descresctoare a maselor adugate. La sfritul cntririlor se verific din nou punctul zero. Reguli : - nu se ncarc niciodat balana peste sarcina maxim; - nu se aeaz pe taler obiecte calde sau foarte reci; - substanele solide ce pot ataca metalul talerului se cntresc pe sticle de ceas sau n alte vase, niciodat direct pe taler; - n timpul cntrii, uile balanei se nchid; - masele etalonate se manevreaz numai cu penseta. EXPRIMAREA CONCENTRAIILOR SOLUIILOR. PREPARAREA SOLUIILOR DE DIFERITE CONCENTRAII Concentraia unei soluii reprezint cantitatea de substan dizolvat ntr-un anumit volum de soluie sau de solvent. Ea reprezint raportul dintre solut (dizolvat) i solvent Dup concentraie, se deosebesc soluii concentrate, ce conin cantiti mari de substan dizolvat i soluii diluate, cu cantiti mici de substan dizolvat. 1. Concentraia procentual (% ; C%) Poate fi exprimat n uniti de mas sau n uniti de volum Concentraia procentual exprimat n uniti de mas se definete astfel: Concentraia procentual reprezint gramele de substan dizolvate n 100 grame de soluie. Exemple: O soluie de concentraie 15 % va conine 15 grame de substan dizolvat, indiferent de natura substanei. Probleme: 1) Cte grame de NaOH se gsesc dizolvate n 450 grame de soluie de concentraie 25 % ? Rezolvare: 100 g soluie NaOH..................25 g NaOH 450 g soluie .............................x x = 450 25 / 100 = 112,5 g NaOH 2) Calculai gramele de KI necesare preparrii a 700 g soluie 2 % . Rezolvare: 100 g soluie KI .........................2 g KI 750 g soluie ..............................x x = 750 2 / 100 = 15 g KI 3) Ce concentraie procentual are soluia preparat prin dizolvarea a 60 g NaCl n 250 g soluie? Rezolvare: 250 g soluie NaCl ......................60 g NaCl 100 g soluie ...............................C % C % = 100 60 / 250 = 24 % 2. Concentraia molar - molaritatea (m;M)

Concentraia molar reprezint numrul de moli dizolvai n 1000 cm3 soluie (un litru soluie). Molul reprezint masa molar exprimat n grame. Aceasta se calculeaz prin nsumarea maselor atomice ale elementelor componente, adunnd, cnd este cazul, masa moleculelor de ap de cristalizare. Exemplu: MNaCl = ANa + ACl = 23 + 35,5 = 58,5 MCuSO4 5 H2O = ACu + AS + 4 AO + 5 (2 AH + AO) = 64 + 32 + 4 !6 + 5 (2 1 + 16) = 250 Numrul de moli dintr-o substan se calculeaz raportnd masa n grame a substanei (cntrit la balan) la masa ei molar. nr. moli = Probleme: 1) Calculai cte grame de acid clorhidric se afl dizolvate n 500 ml soluie de concentraie 2 m , tiind c masa molar a acidului MHCl = 36,5 . Rezolvare: 1000 ml soluie HCl ......2 moli HCl (2 36,5 g HCl) 500 ml soluie ..............................x x = 500 2 36,5 / 1000 = 36,5 g HCl 2) Calculai molaritatea (concentraia molar) a unei soluii care conine dizolvat n 250 ml soluie, tiind c MNaOH = 40 . Rezolvare: nr. moli NaOH = 1 / 40 = 0,025 moli NaOH 250 ml soluie .....................0,025 moli NaOH 1000 ml soluie............................C molar concentraia molar = 1000 0,025 / 250 = 0,1 m O concentraie mai puin utilizat n practica analitic este concentraia molal, definit ca numrul de moli de substan dizolvai n 1000 ml solvent. 3. Concentraia normal - normalitatea (n,N) Concentraia normal reprezint numrul de echivaleni gram de substan dizolvai n 1000 ml soluie. Numrul de echivaleni gram se calculeaz raportnd masa n grame de substan la echivalentul chimic al substanei respective. nr. echivaleni = Echivalentul chimic (E) reprezint numrul de grame de substan ce reacioneaz cu un atom gram de hidrogen (1 gram) sau cu un atom gram de oxigen (8 grame). Echivalentul chimic notat E se calculeaz n funcie de reacia chimic la care particip substana. 1 g NaOH

- pentru elemente : E = masa atomic / valen; - pentru acizi : E = masa molar / numrul de protoni cedai n reacie; - pentru baze : E = masa molar / numrul de protoni acceptai n reacie (de obicei, numrul de grupri -OH din molecul); - pentru sruri : E = masa molar / valena comun a ionilor srii; - pentru sruri ce particip n reacii redox : E = masa molar / numrul de electroni cedai sau acceptai. Probleme: 1) Ce cantitate de permanganat de potasiu este necesar preparrii a 300 ml soluie de concentraie 0,05 n , tiind c masa molar a permanganatului de potasiu este 158 ? Rezolvare: EKMnO4 = 158 / 5 = 31,6 1000 ml soluie ...........0,05 e (0,05 31,6 g) KMnO4 300 ml ......................................x x = 300 0,05 31,6 / 1000 g KMnO4 2) Calculai normalitatea unei soluii de acid sulfuric ce conine 0,98 g H2SO4 dizolvai n 500 ml soluie, tiind c masa molar a H2SO4este 98. Rezolvare: EH2SO4 = 98 / 2 = 49 nr. e H2SO4 = 0,98 / 49 = 0,02 e 500 ml soluie .........................0,02 e H2SO4 1000 ml .....................................Cnormal Cnormal = 1000 0,02 / 500 = 0,04 n 4. Titrul Titrul unei soluii reprezint gramele de substan dizolvat n 1000 ml soluie sau ntr-un mililitru soluie. Titrul poate fi teoretic (Tt), atunci cnd se calculeaz din date teoretice, sau real (Tr), cnd se obine prin calcul ntr-o situaie dat, n urma unei reacii chimice. Relaia de calcul a titrului este: T = E N Factorul de corecie volumetric (F) reprezint un numr care arat abaterea concentraiei reale a unei soluii de la concentraia dorit. Factorul F se calculeaz ca raportul dintre titrul real i cel teoretic. F = Treal / Tteoretic

PROCESE FIZICO-CHIMICE: DIZOLVAREA, FILTRAREA, PRECIPITAREA, CRISTALIZAREA

Cristalizarea este una dintre tehnicile cele mai folosite n purificarea substanelor solide. n principiu, metoda se bazeaz pe proprietatea celor mai multe substane de a fi mai solubile ntr-un solvent la cald dect la rece. Prin solubilitate (grad de solubilitate) se nelege cantitatea maxim de substan care la o anumit temperatur se poate dizolva ntr-o anumit cantitate de solvent. Solubilitatea substanelor variaz cu temperatura, aceast variaie putnd fi reprezentat grafic prin curbe de solubilitate. Produsul de purificat se dizolv la cald ntr-o cantitate ct mai mic de solvent. Dup ndeprtarea impuritilor insolubile prin filtrare, soluia se las s se rceasc. O mare parte din produs se separ sub form de cristale mai mult sau mai puin pure. La recristalizarea unei substane se parcurg urmtoarele etape: 1 - alegerea solventului potrivit; 2 - dizolvarea substanei solide n solvent la o temperatur ct mai apropiat de punctul de fierbere al acestuia; 3 - filtrarea soluiei la cald pentru ndeprtarea impuritilor insolubile; 4 - cristalizarea din soluie a substanelor pure; 5 - filtrarea i splarea cristalelor; 6 - uscarea. La efectuarea recristalizrii, un factor important este selectarea solventului. Un bun solvent de recristalizare ndeplinete urmtoarele condiii: - nu reacioneaz cu substana dizolvat; - dizolv o cantitate mai mare de substan la cald dect la rece (diferena se depune sub form de cristale la rcirea soluiei); - nu dizolv la cald impuritile din substana de purificat; - are un punct de fierbere mai cobort dect punctul de topire al substanei; - are punctul defierbere suficient de cobort astfel nct s poat fi uor ndeprtat la uscarea cristalelor; - este accesibil i prezint riscuri minime n ceeace privete toxicitatea i inflamabilitatea. Apa ntrunete cele mai multe din condiiile de mai sus, de aceea este folosit ori de cte ori este posibil. Dizolvarea. Substana de purificat pulverizat se introduce ntr-un pahar Berzelius. Se toarn peste substan cantitatea necesar de solvent care la temperatura de fierbere s asigure trecerea n soluie a substanei, cu excepia impuritilor insolubile. Este important s nu se toarne dintr-o dat prea mult solvent, deoarece la o diluie excesiv substana nu mai cristalizeaz. Nici soluiile saturate la cald nu sunt de preferat, din cauza tendinei prea rapide de cristalizare, care are loc chiar n timpul filtrrii. Filtrarea la cald. Pentru ndeprtarea impuritilor insolubile, soluia se filtreaz pe o plnie conic prevzut cu filtru obinuit sau cutat. Soluia de filtrat se toarn fierbinte i n mod continuu pe filtru, pentru a evita rcirea. Anterior, filtrul va fi umezit cu o cantitate mic din acelai solvent. Filtratul se culege ntr-un cristalizor sau pahar Erlenmeyer Precipitarea Dup cntrirea probei i aducerea ei n soluie se pregtesc reactivii necesari precipitrii. Concentraiile acestora sunt calculate n prealabil i prepararea lor se face cu destul exactitate. Reactivul de precipitare se adaug cu ajutorul unui cilindru gradat, pipet sau biuret, direct n vasul de precipitare, pictur cu pictur. Dac se folosete o baghet de sticl pentru agitare, reactivul se toarn de-a lungul baghetei pentru a nu sri picturi pe pereii vasului sau afar. Dup fiecare poriune adugat, se agit amestecul pentru a repartiza uniform reactivul de preciptare.

Pentru o precipitare cantitativ este necesar s se adauge un exces de reactiv. n unele cazuri, un exces prea mare de reactiv duce la reacii secundare ntre reactiv i precipitatul format, acesta din urm solubilizndu-se. n alte cazuri ns determinarea ionului bariu cu acid sulfuric, a ionului calciu cu oxalat de amoniu), excesul de reactiv nu deranjeaz, putnd fi ndeprtat complet prin simpla uscare sau calcinare a precipitatului Se verific apoi dac precipitarea este complet. Astfel, dup depunerea precipitatului, se adaug n soluia limpede de deasupra cteva picturi de reactiv. Dac precipitarea n-a fost complet, n jurul picturilor apare un precipitat, caz n care se mai adaug reactiv i soluia se agit. Dup terminarea precipitrii, paharul se las puin timp n repaus, pentru ca precipitatul s se aglomereze. Timpul de aglomerare se poate micora dac soluia se nclzete i se agit energic (aceste operaii se execut doar dac metoda de analiz le prevede, indicnd timpul i temperatura necesar). Se recomand ca n timpul pstrrii precipitatului paharul s fie acoperit cu o sticl de ceas (sau o hrtie neagr - pentru halogenurile de argint). Filtrarea i splarea precipitatelor Operaia imediat urmtoae precipitrii este filtrarea, prin care se urmrete separarea precipitatului de soluie, n mod mecanic. Procesul de filtrare const din trei etape: decantarea, splarea i aducerea precipitatului pe filtru. Operaia de filtrare va ncepe numai dup ce precipitatul s-a depus la fundul paharului. Pentru aceasta, paharul se nclin i se menine n aceast poziie (fig. 1 a) pentru ca precipitatul s se adune ntrun spaiu ct mai restrns. Filtrarea va ncepe prin decantarea lichidului de deasupra precipitatului. Bagheta se sprijin pe hrtia de filtru din plnie, ntr-o parte a acesteia, iar lichidul din pahar se va turna de-a lungul baghetei, pn la 1 cm de marginea superioar a hrtiei de filtru (fig. 1 b). Este bine ca n timpul filtrrii plnia s nu se goleasc complet deoarece scade viteza de filtrare, iar unele precipitate, n contact cu aerul, se pot oxida. De multe ori, precipitatul este tulbure, din cauza particulelor foarte fine de precipitat care au trecut prin hrtia de filtru. n acest caz, filtratul se trece de dou - trei ori pe acelai filtru, pn ce porii se astup i filtratul rmne limpede. Decantarea fiind terminat, se trece la splarea precipitatului din pahar. Aceast etap trebuie s in seama de urmtoarele reguli: - s nu se foloseasc soluii sau solveni care ar dizolva o parte din precipitat; - cantitatea total de lichid de splare s fie ct mai mic. O splare corect se face repetat cu cantiti mici de lichid, care se adaug numai dup ce poriunea anterioar a trecut prin filtru; - soluia de splare nu trebuie s reacioneze cu precipitatul. Atunci cnd lichidul de splare este apa, ea trebuie s fie ntotdeauna distilat sau bidistilat, n nici un caz ap de canal, care conine ioni ce pot interfera n analiz; - dac precipitatul nu este solubil n ap, alcool sau eter, prin splarea lui cu alcool se ndeprteaz apa, iar cu eter se ndeprteaz alcoolul. Eterul fiind foarte volatil, poate fi uor ndeprtat prin evaporare; - splarea precipitatului se efectueaz pn cnd compusul pe care vrem s l eliminm nu mai poate fi identificat n filtrat; - este preferabil i uneori obligatoriu ca operaia de splare s nu fie ntrerupt i reluat, deoarece precipitatele se pot usca i strnge ntr-o mas compact, ceea ce face splarea complet dificil sau chiar imposibil. Uscarea i calcinarea precipitatului

Prin uscare se nelege operaia de ndeprtare prin volatilizare a urmelor de solvent din precipitate, solvent rmas n urma operaiei de splare. Uscarea se face la temperaturi cuprinse ntre temperatura camerei i 2000C, n unele cazuri chiar mai ridicate. Unele precipitate pot fi cntrite ca atare, dup o simpl uscare, fr a mai fi nevoie de calcinare. La temperatur obinuit, o parte din precipitatele cristaline, n special cele care nu conin ap de cristalizare, se pot usca n curent de aer dup ce au fost n prealabil splate cu alcool, eter sau aceton. Timpul de uscare depinde n general de natura i cantitatea precipitatului. O serie de precipitate obinute cu ageni de precipitare anorganici (ex. BaSO4, AgCl, PbSO4 etc.) pot fi aduse la mas constant prin uscare la etuv la temperatura de 110 - 120 0C. Timpul necesar uscrii depinde i aici de natura i cantitatea precipitatului, uscarea putnd dura 1 - 2 ore. Deoarece hrtia de filtru uscat este foarte higroscopic, uscarea i cntrirea precipitatului depus pe filtru se vor face ntr-o fiol de cntrire cu dop rodat, cntrit anterior, ca i hrtia de filtru. Rcirea fiolei are loc n exicator, cu capacul ridicat, iar perioadele de uscare i cntririle se repet pn cnd se nregistreaz dou valori succesive identice. Calcinarea se execut la temperaturi mai ridicate (500 - 12000C) i implic de obicei transformri chimice ale precipitatului. Se apeleaz la aceast operaie atunci cnd precipitatul nu poate fi cntrit ca atare deoarece nu are o compoziie bine definit sau constant. Cristalizarea. Filtratul fierbinte este lsat s se rceasc la temperatura camerei, scderea temperaturii micornd solubilitatea substanei. Soluia devine suprasaturat i ncep s apar cristalele. O rcire rapid (cu ghea sau jet de ap rece) nu este indicat deoarece favorizeaz formarea de cristale fine (numr crescut de centre de cristalizare) care pot adsorbi pe suprafa impuriti din soluie; acelai efect l are i agitarea. La rcirea lent, numrul centrelor de cristalizare este mic i cristalele pot crete la o dimensiune convenabil. Dac dup rcire cristalizarea nu are loc, se nsmneaz soluia cu un cristal din substana de purificat. Filtrarea cristalelor. Amestecul de cristale i soluie se filtreaz la presiune redus (la vid) folosind o plnie Bchner ataat la un flacon de vid. Hrtia de filtru se decupeaz la dimensiunea fundului plniei, se umezete cu solvent apoi se transfer cristalele cu ajutorul unei baghete. Soluia filtrat se folosete la trecerea complet a cristalelor pe filtru, apoi la splarea acestora. Pentru operaia de splare se ntrerupe vidul. Cristalele filtrate se preseaz bine cu o spatul sau cu un dop de sticl iar filtrarea are loc pn la aspirarea complet a lichidului desplare. Uscarea cristalelor. Operaia are ca scop eliminarea urmelor de solvent. Cristalele se trec cu ajutorul baghetei pe o sticl de ceas sau pe o hrtie de filtru. Uscarea se face fie n aer la temperatura camerei, fie ntr-o etuv la o temperatur cu cel puin 200C mai mic dect punctul de topire al substanei purificate.

DETERMINAREA CONSTANTELOR FIZICE ALE UNOR LICHIDE: DENSITATEA pH-METRIA

Substanele pure conin o singur specie molecular i posed anumite proprieti fizice care le caracterizeaz: punct de topire, punct de fierbere, densitate, indice de refracie etc. Substana pur prezint aceleai proprieti fizice i chimice n toat masa sa i este caracterizat prin compoziie chimic bine determinat. Densitatea Reprezint masa unitii de volum i se exprim ca raportul dintre masa unei soluii i volumul ocupat de aceasta la o temperatur dat. = m/V Unitatea de msur a densitii este de obicei g/cm3 dar se pot folosi i alte uniti de msur n funcie de caz: kg/m3, g/l etc. Determinarea densitii unei soluii sau a unui lichid oarecare se poate face cu ajutorul unui dispozitiv numit densimetru. Acesta este format dintr-un tub de sticlcu o form special care la partea inferioar are o dilataie umplut cu greuti (bile de plumb, de exemplu) care asigur imersarea dispozitivului n lichidul de cercetat i totodat i stabilitatea acestuia. La partea superioar ngustat prezint n interior o scal gradat pe care se poate citi direct densitatea lichidului n g/cm3 (la densimetrele obinuite). Funcionarea densimetrului se bazeaz pe legea lui Arhimede. Dispozitivul ptrunde n lichid pn cnd greutatea lichidului dezlocuit devine egal cu greutatea sa proprie. Dac lichidul are densitate mai mare, se cufund o parte mai mic a densimetrului, iar n lichide mai puin dense, cufundarea este mai accentuat. Greutatea densimetrului este concentrata n captul su inferior, astfel nct el pstreaz poziie vertical stabil.

Densimetru de laborator

Picnometru de laborator

Mod de lucru Lichidul a crui densitate trebuie msurat se introduce ntr-un tub de sticl vertical (cilindru gradat) apoi se coboar uor densimetrul n lichid i se ateapt ca acesta s se stabilizeze. Se citete gradaia la care ajunge nivelul superior al lichidului, apoi se scoate densimetru din lichid, se spal i se terge cu grij. O alt modalitate de a determina densitatea unei soluii sau a unui lichid oarecare implic folosirea picnometrului, un vas de sticl cu volum exact determinat. Mod de lucru Se cntrete picnometrul perfect curat i uscat la balana analitic i se noteaz masa m1. Se umple picnometrul cu lichid de msurat iar prin fixarea capacului cu capilar se ajusteaz volumul la valoarea exact cunoscut. Se terge cu atenie picnometru plin pn cnd este uscat la exterior i se cntrete din nou la balana analitic, notndu-se masa m2. Prin diferen ntre cele dou valori dse determin masa lichidului din picnometru. Fcnd raportul dintre valoarea obinut (m2 - m1) i volumul cunoscut al picnometrului se obine valoarea densitii lichidului de cercetat. pH - METRIA

Noiunea de pH a fost introdus n anul 1909 de Srensen sub numele de exponent de hidrogen. El este definit ca logaritmul cu semn negativ al concentraiei ionilor de hidroniu: pH = - lg [H3O+] ; valoarea sa poate fi calculat dac se cunosc constantele de echilibru ale reaciilor chimice la care particip acest ion i compoziia analitic a soluiei. Opusul pH-ului este pOH-ul, care msoar concentraia ionului OH, respectiv bazicitatea soluiei. innd cont de disocierea apei , de constanta acestui proces Kw (constanta de disociere a apei) i aplicnd logaritmii rezult:

Deci, ntre pOH i pH exist relaia urmtoare : pH + pOH = 14. Pentru apa pur pH-ul i pOH-ul sunt egale valoarea lor fiind egal cu - log 10-7 = 7. Valorile pH-ului i pOH-ului corespunztoare diferitelor concentraii ale ionilor hidroniu sau hidroxil alctuiesc scara aciditii i bazicitii. Scala pH este prescurtarea de la cuvintele potential de Hidrogen. Aceasta este o scala folosita la masurarea aciditatii sau a alcalinitatii unei solutii. Scala pH foloseste o arie cuprinsta intre 0 si 14 unitati, 7 fiind punctul neutru. Numerele incepand de la 7 si descrescatoare spre 0 indica aciditate. Iar numerele crescatoare de la 7 la 14 indica alcalinitate. Astfel scala pH imparte acizii de baze.

Determinarea pH-ului se face prin metode colorimetrice (comparative), poteniometrice (electrometrice) i spectrofotometrice. Metode poteniometrice de determinare a pH-ului Metodele poteniometrice de analiz se bazeaz pe variaia potenialului unui electrod indicator n funcie de activitatea (respectiv concentraia) ionilor din soluie. Deoarece nu este posibil msurarea direct a potenialului unui singur electrod, practic se msoar tensiunea (fora) electromotoare a pilei formate din electrodul de cercetat i un electrod de comparaie. Ca electrod indicator se folosete electrodul de hidrogen dar, datorit unor inconveniente de ordin experimental, acesta este nlocuit cu ali electrozi indicatori ai activitii ionilor de hidroniu: electrodul de sticl (cel mai utilizat), electrodul de chinhidron, electrodul de stibiu etc. Electrodul de sticl face parte din clasa electrozilor cu membran iar utilizarea sa se bazeaz pe faptul c potenialul care apare la interfaa soluie membran de sticl este funcie de activitatea ionilor de hidroniu din soluie.Este alctuit dintr-o membran de sticl special, de obicei de form sferic. n interiorul sferei care conine aceast membran se introduce o soluie tampon cu pH constant i un electrod de referin intern. Sticla din care sunt confecionai electrozii are anumite proprieti: sensibilitate la variaia pH-ului, durabilitate n timp, higroscopicitate ridicat i rezisten electric.

n determinrile de pH, potenialul electrodului indicator se msoar n raport cu potenialul constant al unui electrod de referin. Drept electrod de referin se folosete electrodul de calomel format din mercur i calomel (clorur mercuroas) n soluie de clorur de potasiu, cu urmtoarea schem: Hg (l) | Hg2Cl2 (s) | KCl El este format dintr-un vas de sticl n care se introduce amestecul format din mercur metalic i calomel uscat, deasupra unui strat de mercur metalic ce se gsete n vasul de sticl. Contactul electric ntre mercurul metalic i borna de conectare a electrodului se face printr-un fir de platin.

Fig. 1 Electrod de sticl

Fig. 2 Electrod de calomel

Aparatele folosite pentru determinarea tensiunii electromotoare se numesc pH-metre. Modelele noi folosesc un electrod combinat pentru a uura msurarea valorilor pH-ului, mai ales n cazul msurtorilor repetate, la probe diferite. Etapele determinrii pH-ului la un astfel de aparat sunt: se conecteaz pH-metrul la sursa de energie electric (sau se folosesc bateriile); se calibreaz aparatul cu ajutorul soluiilor tampon etalonate cu valori ale pH-ului 4,01; 7,0 i respectiv 10,0; se citesc valorile pH ale soluiilor de cercetat; electrodul se spal la schimbarea fiecrei soluii cu ap distilat i se terge cu atenie cu hrtie de filtru; se nchide aparatul, deconectnd apoi electrodul. Se vor efectua msurtori pentru determinarea pH-ului la diferite soluii i extracte, notnd valorile obinute. Metode colorimetrice de determinare a pH-ului O alt metod uzual pentru determinarea aproximativ a valorii pH-ului este folosirea hrtiilor indicatoare. Exist mai multe tipurii de hrtii indicatoare pentru domenii mai largi sau mai restrnse de pH, pentru imprimarea crora se folosesc diferite soluii de indicatori acido-bazici.

Hrtie indicatoare de pH Indicatorii de pH (acido bazici) sunt substane organice a cror form acid sau bazic are o alt culoare dect baza sau acidul conjugat. Dac aciditatea soluiei se modific (de exemplu prin neutralizare cu o baz) indicatorul i schimb culoarea. Schimbarea culorii indicatorului este legat de o modificare de structur i are loc ntr-un interval numit interval de viraj, specific fiecrui indicator.

Indicator Albastru de timol Metiloranj Rou de metil Albastru de bromtimol Rou crezol Fenolftalein Timolftalein Trepeolin 0 Turnesol Verde de bromcrezol

Culoare Rou Rou Rou Galben Galben Inclolor Incolor Galben Rou Galben

Interval de pH la viraj 1,2 - 2,8 3,1 - 4,4 4,4 - 6,2 6,2 - 7,8 7,2 - 8,8 8,2 - 10 9,3 - 10,5 11,0 - 13,0 5,0 - 8,0 3,6 - 5,2

Culoare Galben Galben Galben Albastru Rou - violaceu Rou Albastru Brun-portocaliu Albastru Albastru

Aplicaii i importana pH-ului Un numar important de procese tehnologice, in diferite ramuri ale industriei, sunt influentate de pH-ul mediului de reactie. Este greu de gasit o ramura industriala in care sa nu fie necesare masurari de pH. In cele ce urmeaza vor fi prezentate cateva aspecte care sa ilustreze importanta si frecventa masurarilor de pH in cateva ramuri industriale. . Umflarea fibrelor de celuloza in contact cu mediile apoase, este influentata de valoarea pH-ului, fenomenul de absorbtie a altor substante pe fibrele de celuloza este foarte important in procesul de colorare a celulozei.Este cunoscut faptul ca viteza de patrundere a lichidelor in materialele lemnoase creste cu temperatura si cu presiunea, dar scade, in acelasi timp cu cresterea pH-ului. La controlul proceselor tehnologice de fabricare a multor produse alimentare, precum si la analiza produselor finite, masurarea pH-ului are un rol deosebit de important. La analiza pH-ului in sucuri de fructe s-a pus in evidenta eroarea electrodului de chinhidrona, eroare datorata variatiei potentialului electrodului de chinhidrona, in produsele pe baza de suc de fructe. Acest tip de eroare, este cea mai frecventa si este caracteristica produselor pe baza de citrice,mere, struguri si prune.

In agricultura masurarea pH-ului solurilor este adeseori foarte utila in practica si in cercetarile agrochimice. Uneori, continutul mic de apa al solului face dificila masurarea pH-ului. Pentru a evita acest

inconvenient se poate adauga o cantitate de apa distilata care, desi depaseste continutul normal al solului in apa si nu influenteaza decat in mica masura valoarera pH-ului Pentru ca solul contine si el apa, a fost impartit in fuctie de valoarea acestui pH in trei mari categorii: acide, neutre si alcaline. Desigur, este vorba de o materie organica si nu vom intalni soluri cu pH aflat intr-o extrema sau alta, decat poate in cazul prezentei unor puternice surse de poluare. In general, pamantul are un pH cuprins intre 4 si 8. Dincolo de aceste valori, mai jos de patru si mai sus de opt plantele se usuca rapid. Majoritatea plantelor cultivate prefera soluri neutre si slab acide. Solurile cu pH mai mare de 7,2 se numesc saraturi, deoarece contin in structura lor foarte multe saruri cu sodiu, magneziu, potasiu si clor.Pentru masurarea pH-ului in soluri, direct pe camp, se fabrica pH-metre de buzunar. Astfel de aparate, a caror greutate nu depaseste 1 Kg, sunt alimentate cu ajutorul bateriilor si sunt prevazute cu sisteme de electrozi rezistenti, care pot fi introdusi direct in sol, dupa o eventuala umezire a acestuia cu apa. In cosmetic, este foarte important determinarea pH-ului spunurilor, cremelor, parfumurilor, innd cont c pH-ul pielii noastre, este undeva in jur de 5,5. Indiferent ca-i solid, lichid sau sub forma de crema, sapunul este practic o emulsie care prin caracteristicile sale chimice dizolva grasimea si implicit toate impuritatile pe care le conine, adica toate rezidurile pielii. Cea mai mare parte a sapunurilor sunt alcaline, intre pH 9-12, acaeasta proprietate le permite sa intre in contact cu aciditatea naturala a pielii.Cu cat sapunul este mai alcalin, va curata mai bine, dar in aceeasi masura va taia mai mult din aciditatea pielii. Cu cat produce mai multa spuma, cu atat este mai alcalin. Aici trebuie avute in vedere si calitatile apei cu care se face spalarea.

METODE POLARIMETRICE DE ANALIZ. DETERMINAREA CONCENTRAIEI UNOR SOLUII: GLUCOZ, FRUCTOZ, ZAHAROZ, MALTOZ Aceste metode se bazeaz pe msurarea unghiului de deviere a planului luminii polarizate. Radiaia luminoas ale crei vibraii au loc doar ntr-un singur plan se numete raz polarizat iar planul de vibraie, planul luminii polarizate. La trecerea unei raze de lumin natural printr-o prism special (nicol confecionat din spat de Islanda), ea se descompune ntr-o raz ordinar (o) care este absorbit i o raz extraordinar (e) care vibreaz ntr-un singur plan. Substanele capabile s modifice (s roteasc) planul de polarizare al luminii se numesc optic active.

Fig. 1 Prisma Nicol i raza de lumin polarizat

Activitatea optic este o mrime caracteristic pentru o substan dat i se exprim prin unghiul de rotaie specific [] t. Acesta se definete ca fiind unghiul de rotaie al planului luminii polarizate la trecerea printr-un strat de soluie de lungime l dm, avnd concentraia de 1 g substan pur activ la 1 ml soluie i densitatea d la temperatura t. [] t = l d Rotaia specific depinde de lungimea de und a radiaiei cu care se lucreaz i de temperatur, fapt care impune raportarea ei la o anumit lungime de und () i la o anumit temperatur (de obicei lungimea de und a liniei galbene a sodiului la temperatura de 200C). [] D20 = l d Metodele polarimetrice sunt metode optice de analiz pe baza crora se poate determina concentraia unei soluii care prezint activitate optic. Deoarece rotaia specific este o mrime aditiv, determinarea concentraiei prin metode polarimetrice se poate face numai n cazul soluiilor care conin o singur component optic activ. Pentru o soluie care conine C grame substan optic activ la 100 ml soluie, relaia devine: 100 [] D20 = , de unde rezult expresia concentraiei: l C 100 C = [ ] D 20 l Msurarea unghiului de deviere a planului luminii polarizate se face cu ajutorul aparatului numit polarimetru. Prile componente ale acestui aparat sunt: o surs de radiaie S; o polarizor (dispozitiv pentru producerea radiaiei polarizate) P, P1 i P2; o analizor (dispozitiv pentru stabilirea poziiei planului de polarizare A), solidar cu un reper ce se deplaseaz n dreptul unei scale gradate; o tub polarimetric T; o lunet de observare L.

Fig. 2 Schema unui polarimetru cu penumbr (polarimetru Lippich) Modul de funcionare Radiaia luminoas emis de sursa S (lampa de sodiu) trece printr-o fant, o lentil i o prism, apoi strbate dispozitivul de polarizare compus din nicolul P i nicolii P1 i P2, paraleli ntre ei i cu planul de polarizare al polarizorului P. Aceasta determin trei zone distincte n cmpul optic al lunetei L. n orice poziie a analizorului A fa de polarizorul P, cele dou zone laterale ale cmpului optic apar egal luminate (fig. 7a).

Fig. 3 Iluminarea cmpului lunetei n funcie de prezena componentei optic active

Analizorul este mobil n jurul axului su i este n legtur cu o scal gradat pe care se msoar unghiul de rotire. Dup ce a strbtut analizorul, radiaia trece printr-o lentil i ajunge n cmpul optic al lunetei. Punctul 0 de pe scala gradat corespunde i unei iluminri de intensitate minim, uniform, a cmpului optic. Soluia ce conine substana optic activ se introduce n tubul aparatului, se mic analizorul pn cnd cele dou zone sunt egal luminate. Se face citirea unghiului pe scala vernierului aparatului. Datorit activitii optice a componentei analizate, planul de vibraie al radiaiei polarizate va fi deviat cu un anumit unghi. Cmpul optic al lunetei apare iluminat neuniform, mprit n trei zone (fig.3b). Se rotete analizorul pn cnd cmpul optic apare din nou uniform ntunecat (spectrul nregistrat pentru punctul 0) (fig. 3c). Valoarea corespunztoare rotaiei analizorului se citete pe scala gradat i reprezint unghiul cu care a fost deviat planul luminii (radiaiei) polarizate de ctre soluia de analizat.

Structura monozaharide utilizateO 1 C H 2 H - C - OH 3 HO - C - H 4 H - C - OH 5 H - C - OH 6 CH - OH 2 1 CH - OH 2 2 C=O 3 HO - C - H 4 H - C - OH 5 H - C - OH 6 CH 2 - OH

glucoz

fructoz

OH H HO H OH H H OHH

6 5H OH

OH OH H

OH H H OH HO H OH H H O OH

O

4OH

1 2H

HO H

OH

3

OH

- glucopiranoz (anomer )H H H HO OH H H OH OH O OH

glucozH H 5 HO 6 H 4 OH H OH O OH 3 H 2 1 OH

- glucopiranoz (anomer )H H H HO OH H H OH OH O OH

- fructopiranoz (anomer )

fructoza (anomer )

- fructopiranoz

Structura dizaharide utilizatehidroxil glicozidicOH H HO H OH H H OH OH

HO+

OH O H HO H OH H

OH H H OH H H OH

HO HO

OH

OH

-H2O

H O HO

HO

OH

OH

H

OH

hidroxil glicozidic

- glucopiranozOHH HO

fructofuranozOH H+

(zaharoza; sucroz)OHH-H 2O HO

OHH

H OH H H

OH OH

HO

H OH H H

OH OH

H OH H H

OH

O

H OH H H

OH OH

OH

OH

OH

OH

- glucopiranoz

- glucopiranoz

maltoz

CROMATOGRAFIA PE COLOAN (SEPARAREA IONILOR: Ca2+, Mg2+ ) I PE HRTIE (Cu2+, Fe3+ i Co3+)

Cromatografia este o metod de separare i de analiz a unor amestecuri de compui. n funcie de principiile care stau la baza metodelor cromatografice, acestea se mpart n trei grupe: cromatografie de absorbie, cromatografie de repartiie i cromatografie prin schimb de ioni. Separarea substanelor dintr-un amestec fluid prin diferite variante ale procesului de adsorbie constituie metoda cromatografic. n principiu, aceast metod const n trecerea amestecului de separat colorat sau incolor, ntr-o singur direcie, printr-un mediu solid, la suprafaa cruia substanele se vor fixa n anumite zone. Zonele

de fixare ale componentelor depind de viteza de migrare, de gradul diferit de adsorbie i de natura fazelor ce vin n contact (adsorbant i adsorbat). Se obine n felul acesta o stratificare a substanelor care trec prin adsorbant i care poate fi supus ulterior diferitelor metode de analiz calitativ i cantitativ pentru fiecare component. Faza solid constituie faza staionar sau imobil i poate fi orice substan cu proprieti adsorbante. Faza fluid constituie faza mobil numit i eluent. Ea poate fi un solvent sau un amestec de solveni n care se afl dizolvate substanele de analizat. Dup natura fazei staionare, cromatografia poate fi: pe coloan (cnd faza staionar sub form de pulbere adsorbant este introdus ntr-o coloan de sticl), pe hrtie, n strat subire i n gaze. Cromatografia de lichide pe coloan Reprezint cea mai veche metod cromatografic. n linii generale, instalaia necesar separrilor cromatografice const din urmtoarele componente: - coloana cromatografic sau echivalentul fizic al coloanei n care se desfoar separarea componenilor probei; - dispozitivul de introducere a probei; - circuitul de solvent faza mobil - care transport proba prin coloana cromatografic. Acesta include rezervorul, dispozitive de reglare a vitezei de curgere, de msurare a presiunii i a debitului, dispozitive speciale pentru purificare etc.; - ansamblul de identificare i dozare a componenilor separai detectori cu sau fr sisteme de nregistrare. n cromatografia de lichide coloanele sunt confecionate din metale (aluminiu, cupru), din oel inoxidabil, materiale plastice sau sticl. Diametrul coloanelor este n general 0,2 1 cm, dar poate ajunge pn la 5 cm. Lungimea variaz ntre 20 i 100 cm. Umplerea coloanelor are o deosebit importan pentru eficacitatea separrii. Este de dorit ca umplutura s aib densitate mare i omogenitate perfect, pentru a asigura o permeabilitate i o distribuie uniform. n cromatografia de lichide clasic, proba se introduce cu ajutorul pipetelor sau a seringilor micrometrice. Cromatografia de lichide permite separri dificile ale amestecurilor complexe, dar nu ofer informaii privind natura chimic a componenilor separai. Acest lucru se realizeaz prin cuplarea tehnicii cromatografice cu tehnici spectroscopice, cele mai avantajoase sub raportul sensibilitii i al volumului de prob fiind spectroscopia n ultraviolet i spectroscopia de mas.

Purificarea i dedurizarea apelor se face prin folosirea schimbtorilor de ioni, proces prezentat n figura de mai jos. Reprezentarea schematic a procesului de dedurizare a apei cu ajutorul unei rini schimbtoare de ioni cu grupri sulfonice condiionat ca sare de sodiu (ex. Amberlite IR150 sau Dowex50).

Schimbul ionic are loc ntre ionii Na+ provenii de la rina schimbtoare de ioni i ionii Ca2+ i Mg2+ din ap. Regenerarea schimbtorului de ioni se face cu o soluie de clorur de sodiu. Prezena ionilor Na+ n

ap nu este duntoare atunci cnd nu sunt n cantitate prea mare. O instalaie curent de dedurizare a apei este prezentat n figura urmtoare: Principiul instalaiei de dedurizare a apei: A intrare ap; B ieire ap dedurizat; o schimbtor de ioni

Mod de lucru: - se efectueaz reaciile de identificare ale ionilor Ca2+ i Mg2+ la proba de analizat (ap de canalizare) ; - se trece proba (20-25 cm3) prin coloana umplut cu o rin schimbtoare de ioni cu grupri sulfonice i se culege apa dedurizat la ieirea din coloan; - se efectueaz din nou reaciile de identificare ale celor doi ioni pentru verificarea eficacitii metodei. Reaciile specifice ionilor magneziu i calciu Ionul magneziu (Mg2+) Fosfatul disodic ( Na2HPO4 ) n prezena NH4OH i a NH4Cl, precipit fosfatul de amoniu i magneziu. (Mg2++2Cl-) + (2Na++HPO42-) + (NH4++OH-) = NH4MgPO4 + 2(Na++Cl-) + H2O Clorura de amoniu se adaug pentru a mpiedica precipitarea ionului Mg2+ sub form de Mg(OH)2, care apare la adugarea hidroxidului de amoniu. Precipitarea Mg2+ este cantitativ: (NH4Cl + NH4OH = amestec tampon). Este reacia specific folosit pentru recunoaterea Mg2+. Tehnica lucrrii: 2 cm3 soluie sare de magneziu se trateaz cu cteva picturi de NH4OH. Precipitatul format se dizolv n NH4Cl ce se adaug cu pictura i prin continu agitare. Dup dizolvarea complet a precipitatului, se adaug Na2HPO4. Amestecul: Mg2+ + NH4OH + NH4Cl se numete mixtur magnezian. Reacia se poate executa microcristaloscopic, obinndu-se cristale sub form de stele strlucitoare. Ionul calciu (Ca2+) Oxalatul de amoniu, (NH4)2C2O4 precipit n soluii neutre sau acetice, oxalatul de calciu alb cristalin; precipitarea este cantitativ. (Ca2+ + 2Cl-) + (2NH4+ + C2O42-) = CaC2O4 + 2(NH4+ + Cl-) Oxalatul de calciu este solubil n acizi minerali diluai i foarte greu solubil n acid acetic. Este reacia specific a ionului Ca2+ i este foarte sensibil. Cromatografia pe pe hrtie Cromatografia pe hrtie ese o metod cromatografic de repartiie,faza staionar fiind hrtia cromatografic. Faza mobil (eluent) antreneaz componentele amestecului de analizat cu viteze diferite n funcie de solubilitatea lor. Componentele se vor gsi n zone separate pe cromatogram.

n acest proces este important fenomenul de capilaritate al hrtiei cromatografice, care permite naintarea solventului (eluentului). Etapele cromatografiei pe hrtie 1. Prepararea hrtiei n centrul discului de hrtie se efectueaz un orificiu prin care se introduce un fitil de hrtie cromatografic. Cu ajutorul unei pipete fine se depune soluia de analizat n form de cerc aproape de mijlocul discului de hrtie, apoi se las la uscat. Eluarea componenilor Se utilizeaz o camer cromatografic n care se introduce un vas circular cu solvent. Se aeaz discul de hrtie pe vas astfel ca fitilul sa ptrund n solvent. Se aeaz capacul cutiei deasupra discului n aa fel nct atmosfera din interior s fie saturat n vaporii solventului. Revelarea cromatogramei Cromatograma uscat nu poate fi studiat direct deoarece substanele implicate sunt incolore. Pentru a localiza compuii se apeleaz la revelarea cu reactivi convenabili, care dau cu componenii derivai colorai sau fluoresceni n lumin ultraviolet. Identificarea ionilor Cu2+, Fe3+ i Co3+ Mod de lucru Se prepar soluii apoase de azotai ai metalelor de mai sus (concentraie 0,5 m). Eluarea se face cu un amestec de ap:acid clorhidric:aceton n raport molar de 5:8:87, pn cnd frontul de eluie este aproape de marginea discului. Dup uscare, se pulverizeaz cromatograma cu o soluie de acid rubeanic 1% n solvent de eluie, apoi se expune, dup nc o uscare, la vapori de amoniac. Se obin compleci colorai caracteristici: Cu2+ - verde msliniu, Fe3+ - verde brun i Co3+ - rocat. Acidul rubeanic sufer o tautomerizare, trecnd n forma imino, dup care reacioneaz cu ionii metalici, formnd combinaii chelatice polimere cu urmtoarea compoziie:NH2 S S NH2 NH SH SH NH

2.

3.

C C

tautomerie

C C

n

C C

NH SH SH NH

NH = C - S + n Me+2

NH = C - S Me ....... S - C = NH

.....

Me S - C = NH

Reaciile specifice pentru identificarea cationilor din proba de analizat sunt urmtoarele: Fe3+ Tiocianatul de potasiu (sulfocianura de potasiu) produce o culoare rou intens, datorit formrii tiocianatului feric: (Fe3++3Cl-)+3(K+ + CN-) = (Fe3++3SCN-)+3(K++Cl-) Co2+

Azotitul de potasiu n stare solid i n mediu de acidacetic precipit hexanitrocobaltiatul de potasiu, galben cristalin: (Co2++2NO3-)+7(K++NO2-)+2(H++CH3COO-)=K3[Co(NO2)6]+2(K++CH3COO-)+ 2(K++NO3-)+NO+H2O Cu2+ Hexacianoferatul tetrapotasic (ferocianura de potasiu) formeaz un precipitat gelatinos roubrun de ferocianur cupric: 2 (Cu2++SO42-) + (4K+ + [Fe(CN)6]4-) = Cu2[Fe(CN)6] + 2 (2K+ + SO42-)

ADSORBIA ACIDULUI ACETIC PE CRBUNE Sistemele disperse eterogene prezint suprafee de separare ntre componentele lor. Proprietile acestor sisteme variaz n diferite puncte, interaciunile avnd loc la limita de separare a fazelor. Dintre fenomenele ce au loc la suprafaa de separare dintre componente, foarte importante sunt cele care nsoesc modificrile de concentraie ale componentelor. Fenomenele de sorbie se petrec la interfaa dintre dou componente. Atunci cnd ptrunderea moleculelor, ionilor, macromoleculelor are loc n ntreaga mas a unei componente a sistemului, procesul se numete absorbie. Dac o component se concentreaz numai la suprafaa de separare, procesul poart numele de adsorbie. Acumularea la suprafaa unei substane solide sau lichide a unei alte substane se numete adsorbie. Substana pe a crei suprafa se produce fenomenul se numete adsorbant iar substana care se acumuleaz se numete adsorbat. Corpurile solide, prin suprafaa lor specific mare, au proprietatea de a reine diferite gaze sau lichide datorit forelor necompensate de la nivelul interfazic. Exprimarea cantitativ a procesului se face prin relaia lui Freundlich: X/m = k C1/n , n care: X = cantitatea de adsorbat; m = cantitatea de adsorbant; C = concentraia de echilibru a adsorbatului lichid; k, n = constante.

Acest relaie poart numele de izoterma lui Freundlich. Ecuaia poate fi reprezentat grafic printr-o parabol. Izoterma de adsorbie a lui Freundlich c = concentraia de echilibru n mediu fluid a substanei care se adsoarbe; a = concentraia aceleiai substane pe adsorbant. Concentraia a exprim intensitatea adsorbiei (coeficientul de adsorbie). Mod de lucru Se pregtesc ase soluii de acid acetic de urmtoarele concentraii: 0,8n; 0.6n; 0,4 n ; 0,2 n ; 0,1 n ; 0,05 n. Titrul exact al acestor soluii se determin prin titrare cu o soluie de NaOH 0,1 n cu factor cunoscut n prezena fenolftaleinei ca indicator. Se msoar ntre timp cte 0,3 g crbune activ pentru fiecare din cele ase probe, se trec n ase pahare Erlenmeyer i se umecteaz cu cte 5 ml ap distilat. Se las n repaus . Pentru titrare se msoar exact (cu ajutorul unor biurete sau pipete) cte 5 ml din soluiile de concentraie 0,05 n ; 0,1 n ; 0,2 n i cte 2 ml din soluiile de concentraie 0,4 n ; 0.6 n i 0,8 n, care se transvazeaz n cte un pahar Erlenmeyer, se adaug 1 2 picturi de soluie alcoolic de fenolftalein i se titreaz cu hidroxid de sodiu din biuret pn la virarea culorii n roz pal. Se noteaz volumul consumat la titrare i se calculeaz gramele de acid acetic existente ntr-un litru din acea soluie, dup modelul: 1000 ml ...............................0,1 40 f g NaOH V ml .............................................x g NaOH x = V 0,1 40 f / 1000 g NaOH 40 g NaOH ............................. 60 g acid acetic x g NaOH ......................... y g acid acetic y = x 60 / 40 g acid acetic 5 ml (sau 2 ml) * ........................ y g acid acetic 1000 ml ............................... C C = 1000 y / 5 (sau 2) ______________________________________________________________________ * la ultima etap a calculului se consider volumul probei de acid acetic luat n lucru iniial. Dup terminarea primei titrri, peste crbunele saturat cu ap se adaug, n pahar, 10 ml din soluia de acid acetic, separat pentru fiecare concentraie. Se agit continuu timp de 15 minute, dup care se filtreaz rapid prin hrtie de filtru uscat ntr-o eprubet. Din filtrat se msoar cu pipeta acelai volum ca la prima titrare, din fiecare soluie i se repet calculul pentru determinarea concentraiei finale n acid

acetic, notat cu C. Se calculeaz pentru fiecare soluie n parte diferena C C, care reprezint cantitatea n g/l de acid acetic adsorbit. Se calculeaz cantitatea de acid adsorbit de 1 g crbune, cu relaia: a = (C C) / 0,3 g acid/l g crbune Se traseaz un grafic aeznd pe abscis concentraiile n acid acetic iar pe ordonat valorile coeficientului de adsorbie a. Pentru o bun reprezentare grafic a variaiei coeficientului de adsorbie cu concentraia normal a acidului acetic, se recomand trasarea punctelor i a curbei pe hrtie milimetric. Datele obinute se trec n tabelul urmtor: Nr. Cnormal prob CH3COOH 1 2 3 4 5 6 0,05 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 Nr. ml NaOH (I) C (g/l) CH3COO H Nr. ml NaOH (II) C ' (g/l) CH3CO OH a (g acid/l g crbune)

DOZAREA IONULUI FOSFAT (PO43-) PRIN METODE COLORIMETRICE CU MOLIBDAT DE AMONIU, CLORURA DE STANIU I ACID ASCORBIC Principiul metodei Metoda se bazeaz pe reacia de culoare ce are loc n mediu acid ntre ionul fosforic i molibdatul de amoniu, n prezena unui amestec reductor format din clorur stanoas i acid ascorbic. Rezult un complex de culoare albastr (MoO24MoO3)2H3PO44H2O iar intensitatea coloraiei variaz direct proporional cu concentraia soluiei. Se determin colorimetric aceast concentraie la lungimea de und de 650 nm. Reactivi 1.Amestec reductor (clorur stanoas acid ascorbic) a) 0,075 g SnCl22H2O se dizolv n 0,5 ml HCl concentrat (d=1,19 g/ml) ntr-un pahar de 25 ml. Se nclzete uor pn la dizolvare apoi se adaug puin ap. b) 0,75 g acid ascorbic se dizolv n 50 ml ap distilat ntr-un balon de 100 ml, apoi se adaug soluia obinut la punctul a) i se aduce la semn coninutul balonului cu ap distilat. Soluia se folosete dup 15 minute i se prepar pentru fiecare determinare. 2.Soluie molibdenic n acid sulfuric diluat Se cntresc 16,67 g molibdat de amoniu (NH4)2MoO44H2O apoi se trec ntr-un pahar i se adaug 200 ml ap distilat cu temperatura de 500C. ntr-un balon cotat de 1000 ml se msoar 500 ml ap distilat peste care se adaug cu ajutorul unui cilindru gradat 187,6 ml acid sulfuric concentrat (d=1,84

g/ml). Dup rcirea amestecului se adaug soluia de molibdat de amoniu i se aduce la semn cu ap distilat. Aceast soluie se pstreaz la ntuneric i la rece, fiind stabil n aceste condiii. 3.Soluie stoc de fosfat (1 mg P/ml) Se dizolv 0,4394 g KH2PO4 p.a. n ap distilat ntr-un balon cotat de 100 ml. Pentru conservare se adaug cteva picturi de cloroform apoi se aduce la semn cu ap distilat. 4.Soluie etalon de fosfat - 0,01 mg (10)P/ml 1 ml din soluia stoc de fosfat se aduce la un volum de 100 ml cu ap distilat ntr-un balon cotat. Prepararea extractului vegetal n plante, fosforul se gsete n cea mai mare parte sub form de compui organici. De aceea, pentru a analiza coninutul n fosfor al materiilor vegetale se urmresc trei etape: prelevarea probei de analizat i uscarea n etuv la 1050C pn la mas constant; mineralizarea pe cale umed n baloane Kjeldahl cu acid azotic concentrat i acid sulfuric concentrat; determinarea cantitativ a ionului fosfat (dozarea). Se cntresc la balana analitic ntre 1 2 g material vegetal fin mrunit i omogenizat, ntr-o fiol de cntrire i se usuc la 1050C ntr-o etuv pn la mas constant. Substana uscat se introduce cantitativ ntr-un balon Kjeldahl apoi se adaug 10-20 ml acid azotic concentrat cu ajutorul unui cilindru gradat. Mineralizarea ncepe printr-o nclzire uoar, sub ni, urmat de o nclzire puternic, pe baie de nisip, pn la ncetarea degajrii vaporilor bruni de oxizi de azot. n acest moment, soluia din balon este limpede, iar volumul a sczut la aproximativ 3 ml. Se las s se rceasc balonul i se adaug cu ajutorul unui cilindru gradat 1 ml acid sulfuric concentrat. Se nclzete balonul pn la dispariia vaporilor bruni de oxizi de azot i apariia vaporilor albi de SO3. Mineralizarea se consider terminat atunci cnd lichidul din balon devine perfect transparent i incolor. Soluia din balon se trece cantitativ ntr-un balon cotat de 100 ml, se aduce la semn cu ap distilat, se las s se decanteze, iar din lichidul limpede se determin colorimetric fosforul. Mod de lucru ntr-un balon cotat de 50 ml se msoar cu pipeta 5 ml soluie de analizat, 2 ml reactiv sulfomolibdenic, 2 ml amestec reductor i se aduce la semn cu ap distilat. Se omogenizeaz, se las la ntuneric 30 minute apoi se colorimetreaz la 650 nm. Pregtirea curbei etalon n ase baloane cotate de 50 ml se msoar cu pipeta volumele de soluie etalon de fosfat, amestec reductor i reactiv molibdenic conform tabelului, apoi se aduc baloanele la semn cu ap distilat. Probele se colorimetreaz dup 30 de minute la 650 nm fa de o prob martor preparat din reactivi fr soluia care conine fosfat. Se construiete curba etalon avnd n abscis concentraia n P/ml iar n ordonat, valorile corespunztoare ale extinciilor. Se folosesc cuve de 1 cm, iar coninutul n fosfor se exprim n funcie de proba de analizat: mgP/100 g produs, ppm P, mg P2O5/1000 ml etc. Nr. etalon Reactiv Soluie etalon PO43Soluie sulfomolibdenic M 2 1 1 2 2 3 2 3 5 2 4 7 2 5 9 2

Amestec reductor Ap distilat Concentraie(P/ml) Extincie =650nm

2 46 0

2 45 0,2

2 43 0,6

2 41 1

2 39 1,4

2 37 1,8

STUDIUL PEPTIZRII PRECIPITATULUI DE HIDROXID FERIC. DOZAREA COLORIMETRIC A IONULUI FERIC Prin peptizare se nelege trecerea unui gel sau a unui precipitat greu solubil n stare de sol, prin adugarea unui agent chimic (de obicei un electrolit) numit peptizator. Dispersarea precipitatului sau a gelului se face prin splarea repetat a acestuia cu ap sau prin adugarea unor cantiti mici de soluii diluate de electrolii (HCl, NH4OH etc.) la precipitatele bine splate. Mod de lucru n ase eprubete de centrifug alese dou cte dou cu aceeai mas, perfect curate i uscate se msoar cte 1 ml dintr-o soluie de FeCl3 0,25 m (0,014 g Fe/ml). Se adaug apoi n fiecare eprubet cte 1 ml soluie de amoniac 25 % pentru precipitarea complet a Fe(OH)3. Pentru separarea precipitatului se supun eprubetele centrifugrii la 3000 rotaii/minut, avnd grij ca centrifuga s fie echilibrat (se aeaz fa n fa eprubete cu aceeai mas, selectate anterior). Dup separare se ndeprteaz cu grij supernatantul (lichidul clar de deasupra precipitatului) i se spal precipitatele din eprubete cu cte 5 ml ap distilat, pn la reacia neutr a apelor de splare (pH 7). De fiecare dat se separ precipitatele prin centrifugare. La sfritul acestor operaii, deasupra precipitatelor, n fiecare eprubet, trebuie s rmn 5 ml lichid. Se adaug apoi n eprubete cte 1 ml de soluie de HCl, de urmtoarele concentraii: 0.02 n ; 0.04 n ; 0.06 n ; 0.08 n ; 0.16 n ; 0.32 n . Acidul clorhidric joac rol de peptizator.

Se aeaz eprubetele ntr-un termostat la aproximativ 500C timp de dou ore. Din 10 n 10 minute se agit coninutul eprubetelor cu o baghet mic de sticl. La sfrit, eprubetele se supun din nou centrifugrii. Deasupra precipitatelor apare un lichid roietic, care este solul de hidroxid feric. Acesta se trece printr-o hrtie de filtru pentru a ndeprta orice urm de precipitat. Micela de hidroxid feric are urmtoarea formul [m FeO(OH) n FeO+ (n-x)Cl- ] x+ x ClFeO(OH) + HCl FeOCl + H2O FeOCl FeO+ + Cl, sau [m FeO(OH) p FeOCl , n FeO+ (n-x)Cl- ] x+ x ClFeCl3 + H2O FeOCl + 2 HCl FeOCl + H2O FeO(OH) + HCl n filtrat se determin apoi fierul prin metoda colorimetric. Metoda colorimetric de dozare a fierului trivalent Fierul d cu acidul sulfosalicilic compleci de culoare galben n mediu alcalin (cu un maxim de absorbie la 424 nm) i roie n mediu acid (cu maxim de absorbie la 505 nm).

COOH OH acid salicilic

acid sulfosalicilic Mod de lucru Pentru prepararea soluiilor etalon se cntresc la balana analitic 0,025 g alaun feriamoniacal, se dizolv cu 100 ml ap distilat ntr-un balon cotat de 250 ml, se adaug 0,5 ml acid sulfuric concentrat i se aduce la semn cu ap distilat. Soluia rezultat trebuie s fie clar. n ase baloane cotate de 50 ml se msoar, din soluia preparat anterior, urmtoarele volume: 25, 30, 35, 40, 45 i 50 ml i se adaug n primele cinci ap pn la semn. Concentraiile procentuale ale soluiilor obinute vor fi : 0.5; 0.6; 0.7; 0.8; 0.9 i 1.0 . n aceste soluii se mai adaug cte 1 ml soluie NH4Cl de concentraie 2n i 1 ml acid sulfosalicilic soluie 20%. Soluiile roii se colorimetreaz la 505 nm i din datele experimentale se traseaz curba E (extincie) C (concentraie n Fe3+). Dup trasarea curbei etalon se msoar extinciile celor ase probe supuse peptizrii i prin interpolare se determin concentraiile n Fe3+ n solii obinui dup peptizare. Se completeaz tabelul:

Nr. crt. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Concentraie HCl 0.025 n 0.05 n 0.1 n 0.2 n 0.4 n 0.6 n

Concentraie Fe3+

Se reprezint apoi grafic concentraia Fe3+ (corespunztoare solubilitii precipitatului) n funcie de con-centraia peptizatorului (HCl). Se obine o curb n form de S. La concentraii mici se produce doar adsorbia peptizatorului, iar peptizarea este neglijabil. Peptizarea crete brusc ntr-un anumit domeniu de concentraii apoi rmne relativ constant, cnd tot precipitatul a peptizat. Se precizeaz c peptizatorul este de fapt FeCl3 ce se formeaz n urma dizolvrii pariale a Fe(OH)3 n HCl.

IDENTIFICAREA I DOZAREA NITRAILOR I NITRIILOR Nitraii devin toxici pentru om atunci cnd sunt redui la nitrii.aceast transformare are loc att n cavitatea bucal sub aciunea enzimelor din saliv, la un pH acid, ct i n stomac, unde se formeaz nitrozamine cancerigene(R1R2N-N=O). Acestea transform hemoglobina (complex de Fe3+), care fixeaz CO n locul oxigenului. Coninutul ridicat de nitrai din alimentaie este consecina utilizrii cantitilor abuzive de ngrminte de ctre agricultura modern. Reacia de identificare a nitriilor (NO2-) n mediu de acid acetic diluat, clorhidratul de -naftil amin, n amestec cu acidul sulfanilic formeaz n prezen de nitrit un colorant diazoic rou: Sa se scrie ecuatia reactiei chimice! Reacia de identificare a nitrailor (NO3-) Nitraii pot fi identificai prin reacia cu sulfatul feros n mediu de acid sulfuric concentrat (reacia inelului brun).

Sulfatul feros, FeSO4, este oxidat de ctre acidul azotic (azotai n mediu de acid sulfuric concentrat), n timp ce acidul este redus la NO. Apare o zon brun-violet care este o combinaie solubil y(FeSO4).x(NO). Oxidul de azot format se combin cu FeSO4 n exces i formeaz aceast coloraie. 2(Na++NO3-)+ 6(Fe2++SO42-)+ 4(2H++SO42-) = 2NO+ 3(2Fe3++3SO42-) + (2Na++SO42-)+ 4H2O y FeSO4 + x NO y(FeSO4).x(NO) Tehnica de lucru ntr-o eprubet se ia o cantitate din soluia de analizat, se adaug o soluie saturat de sulfat feros, apoi se toarn acid sulfuric concentrat de-a lungul pereilor, innd eprubeta nclinat. Se formeaz dou straturi de lichid cu densiti diferite. La zona de contact apare un inel colorat n brun-violet. Dozarea colorimetric a nitriilor Principiul metodei Metoda se bazeaz pe reacia de formare a unui compus diazoic rou de ctre ionul NO2-, n prezena -naftil aminei i a acidului sulfanilic. Intensitatea coloraiei se determin la lungimea de und =520 nm. Reactivi 1. Soluie etalon de nitrit de sodiu (NaNO2): 2 g NaNO2 cntrite la balana analitic se trec cantitativ cu ap distilat ntr-un flacon cotat de 1000 ml. Din aceast soluie se pipeteaz 5 ml, se introduc ntr-un flacon cotat de 1000 ml i se completeaz cu ap distilat pn la semn. Se prepar n momentul folosirii. Se pot prepara minim 100 ml, iar 1 ml din aceast soluie conine 0,01 mg NaNO2. 2. Soluia 1 (clorhidrat de -naftil amin 0,03%): ntr-un flacon cotat de 100 ml, se dizolv prin nclzire pe baia de ap 0,03 g de clorhidrat de -naftil amin n 10 ml de ap distilat. Se rcete i se adaug 20 ml CH3COOH glacial. Se aduce la semn cu ap distilat i se pstrez n sticle brune, ermetic inchise, cel mult o sptmn. 3. Soluia 2 (acid sulfanilic 0,6%): ntr-un flacon cotat de 100 ml, se dizolv prin nclzire pe baia de ap 0,6 g acid sulfanilic n 20 ml CH3COOH glacial i 40 ml de ap distilat. Se rcete i se aduce la semn cu ap distilat i se pstrez n sticle brune, ermetic inchise, cel mult o sptmn. n momentul folosirii se amestec volume egale din soluiile 1 i 2, obinndu-se reactivul Griess. Mod de lucru Din soluia de analizat se pipeteaz 10 ml care se introduc ntr-un balon cotat de 50 ml, se adaug 10 ml reactiv Griess, se amestec i se las n repaus minim 20 minute, dar maxim 4 ore, la ntuneric i la temperatura camerei, pentru dezvoltarea culorii. Din soluia colorat se umple o cuv cu grosimea stratului de 1 cmi se msoar intensitatea culorii la spectrofotometru, la lungimea de und =520 nm, fa de o soluie martor preparat din reactivi, nlocuind cei 10 ml de prob cu 10 ml ap distilat. Coninutul n nitrii se citete pe curba etalon. Prepararea curbei etalon n apte pahare se introduc cu pipeta soluie de etalon de lucru de NaNO 2, ap distilat i reactiv Griess, conform tabelului. Nr. ordine pahar Soluie etalon NaNO2 1 0 2 0,5 3 1 4 1,5 5 2 6 3 7 4

0,01 mg/ml (ml) Ap distilat (ml) Reactiv Griess (ml) Concentraie NaNO2 (mg/ml)

10 10 0

9,5 10 0,005

9 10 0,01

8,5 10 0,015

8 10 0,02

7 10 0,03

6 10 0,04

Se omogenizeaz soluiile i se las la temperatura camerei, la ntuneric, minim 20 minute pentru dezvoltarea culorii.se msoar extinciile probelor etalon la spectrofotometru, la 520 nm. Se traseaz curba de etalonare, nscriind pe ordonat valorile extinciilor obinute, iar pe abscis concentraiile corespunztoare de NaNO2.

DOZAREA MANGANULUI PRIN METODE COLORIMETRICE Principiul metodei Ionul Mn2+ este oxidat de ctre periodatul de potasiu (KIO4) sau de sodiu (NaIO4) n mediu acid la Mn (ion permanganic MnO4-), dup urmtoarea reacie:7+

2 Mn2+ + 5 IO4- + 3 H2O 2 MnO4- + 5 IO3- + 6 H+ Reactivi: 1. Acid sulfuric H2SO4 concentrat; 2. Acid fosforic H3PO4 concentrat; 3. Periodat de potasiu, solid; 4. Ap oxigenat H2O2 30%; 5. Soluie etalon de mangan Mn2*: soluia are concentraia de 0,1 mg Mn/ml sau 100 mg/l. Se cntresc la balana analitic 0,4387 g MnSO45 H2O i se prepar 1000 ml soluie cu ap distilat. Cantitatea cntrit se calculeaz astfel: 241,04 mg MnSO45 H2O .................. 54,94 mg Mn x mg...................................................100 mg

x= Modul de lucru

= 438,714 mg = 0,4387 g

Mineralizarea materiei vegetale Se cntresc la balana analitic 2 g din substana vegetal uscat i mcinat ntr-o capsul de cuar i se carbonizeaz pe o plit electric pn ce nu mai degaj fum, apoi se calcineaz timp de trei ore la 5000C. Reziduul se umecteaz cu o soluie de NH4NO3 1% i se repet calcinarea. n continuare se trateaz reziduul de dou ori cu cte 5 ml HCl 20%, se usuc prin evaporare pe baie de ap i este reluat prin nclzire uoar cu o soluie de HCl 0,1n. Capsula cu reziduul tratat cu HCl se las s se macereze cteva ore, apoi se filtreaz coninutul printr-un filtru dens ntr-un balon cotat de 50 cm3. Se aduce la semn cu HCl 0,1 n i se agit. Prepararea probelor de analizat pentru fotocolorimetru Se msoar cu pipeta 10 ml din soluia clorhidric cu extractul de plant ntr-un pahar de 100 ml. Se adaug 1,5 ml acid sulfuric concentrat i paharul se ine pe baia de nisip, evaporndu-se cu atenie pn se degaj vapori de SO3. Se ia paharul de pe baie, se las s se rceasc i se adaug 2 ml de ap oxigenat i 0,5 ml acid sulfuric concentrat. Se evapor din nou pe baia de nisip pn ce reziduul devine alb (dac nu este alb se repet tratarea cu ap oxigenat). Se adaug n pahar 20 ml ap distilat cald i se las 24 de ore pentru a se dizolva reziduul. n pahar se adaug apoi 2 ml acid sulfuric concentrat, 3 ml acid fosforic concentrat i se dilueaz la 75 ml cu ap distilat. Se adaug 0,3 g periodat de potasiu solid, soluia se nclzete la fierbere i se fierbe ncet timp de 10 minute. Soluia din pahar se va colora n violet datorit ionului permanganic ce se formeaz. Se rcete coninutul paharului apoi se trece ntr-un balon cotat de 100 ml i se aduce la semn cu ap distilat. Curba de etalonare Se msoar n nou pahare de 100 ml diferite volume de solui etalon: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 i 9 ml. Se adaug 3 ml acid sulfuric concentrat, se adaug 0,3 g periodat de potasiu solid, se fierb timp de 10 minute, se rcesc i se aduc la semn cu ap distilat. Citirea probelor la fotocolorimetru Se fac citirile la lungimea de und de 525 nm, fa de apa distilat ca martor de reactivi. Se traseaz curba etalon cu valorile extinciilor citite pentru probele etalon, trecnd n abscis concentraiile n ion mangan i n ordonat valorile extinciilor. Se obine o dreapt care trece prin originea axelor. Cu ajutorul acestei curbe etalon se calculeaz apoi concentraiile n mangan pentru probele de analizat i se exprim rezultatele n ppm (pri per milion sau mg/kg), raportate la cantitatea de material luat n analiz. Pentru probele etalon, se completeaz un tabel de forma: Reactivi E1 Sol.etalon 1 Mn2+(0,1mg/m E2 2 E3 3 E4 4 E5 5 E6 6 E7 7 E8 8 E9 9 2.

1.

l) H2SO4 concentrat Periodat de potasiu solid Ap distilat Concentraie (ppm) Extincie

3

3

3

3

3

3

3

3

3

0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 96 2 95 4 94 6 93 8 92 10 91 12 90 14 89 16 88 18

METODE DE PREPARARE A SISTEMELOR DISPERSE ULTRAMICROETEROGENE (SOLURI) I A GELURILOR A. Metode de preparare a sistemelor disperse ultramicroeterogene (solurile) Sistemele coloidale sunt sisteme intermediare ntre cele grosiere, eterogene, cu grad de dispersie foarte mic i cele moleculare sau omogene. Solurile pot fi obinute prin dou metode: a) prin dispersarea particulelor mari ale sistemelor eterogene n particule mai mici, de dimensiuni coloidale, proces ce duce la creterea gradului de dispersie; b) prin condensarea moleculelor sau ionilor dintr-un sistem omogen pn la formarea particulelor coloidale, prin scderea gradului de dispersie al acelui sistem. Formarea solurilor prin condensare poate avea loc prin procedee fizice sau chimice. Procedee fizice: metoda nlocuirii solventului Prepararea solului de parafin Se prepar o soluie de aproximativ 2 % de parafin n alcool etilic; 10 ml din aceasta se toarn, pictur cu pictur i sub agitare energic, n 300 ml ap distilat. Se obine un sol puternic opalescent de parafin n ap (hidrosol de parafin).

Pentru a elimina particulele macrodisperse, solul se filtreaz. Dac se dorete pstrarea solului un timp mai ndelungat, este necesar ndeprtarea alcoolului prin dializ, deoarece acesta micoreaz stabilitatea sistemului nou format. Analog se pot prepara i solurile de colofoniu i mastic, folosind aceleai volume de soluie de mai sus. Prepararea solului de sulf Se prepar o soluie saturat de sulf n alcool etilic, prin frmiarea sulfului n alcool la temperatura camerei. Sulful rmas nedizolvat se separ prin filtrare. Se toarn apoi, pictur cu pictur, sub agitare, 5 ml din filtrat n 20 ml de ap distilat. Hidrosolul de sulf obinut este puin solubil i puternic opalescent. Procedee chimice Prepararea solurilor halogenurilor de argint Obinerea acestor soluri se face printr-o reacie de dublu schimb. Halogenurile de argint (cu excepia fluorurii) sunt foarte greu solubile n ap, solubilitile lor fiind de : AgI 9,7 10-9 moli/l; AgBr 6,6 10-7 moli/l; AgCl 1,25 10-5 moli/l. Dac se amestec soluii diluate de azotat de argint i halogenur alcalin, lundu-se unul dintre reactivi n exces, nu se obine un precipitat, ci hidrosolul halogenurii de argint date. Stabilitatea solurilor obinute depinde de solubilitatea halogenurii ce formeaz faza dispers, stabilitatea fiind cu att mai mare cu ct solubilitatea este mai mic. Reactivul luat n exces constituie stabilizatorul.; ionii acestuia se adsorb pe suprafaa particulelor coloidale, formnd un dublu strat electric. Pentru a prepara soluri de AgI de diferite stabiliti se toarn n trei pahare Berzelius cte 5 ml de soluie KI de concentraie 0,01 n. Se adaug apoi, pictur cu pictur, dintr-o biuret, urmtoarele volume de soluie de AgNO3 de concentraie 0,01 n: 3 ml n primul pahar, 4 ml n cel de-al doilea i 5 ml n al treilea pahar. Se observ c n ultimul pahar se obine un preipitat, iar n primele dou, soluri relativ stabile. n mod asemntor se pot prepara solurile de AgBr i AgCl, dar n special solul de AgCl este puin stabil. Prepararea solului de hidroxid feric Acest sol se obine printr-o reacie de hidroliz a srii unui metal trivalent. ntr-un balon Erlenmeyer se nclzesc pn la fierbere 85 ml ap distilat. Se ndeprteaz flacra i se toarn pictur cu pictur 15 ml soluie de clorur feric de concentraie 2 %. Dup cteva minute, n urma reaciei de hidroliz apare un sol rou brun de hidroxid feric.

Deoarece prin scderea temperaturii, reacia se petrece de la dreapta la stnga, pentru obinerea unui sol de Fe(OH)3 suficient de stabil, se recomand efectuarea unei dialize pentru ndeprtarea excesului de HCl. Prepararea solului de sulf pe baza reaciei redox dintre Na2S2O3 i H2SO4 concentrat La tratarea unei soluii de tiosulfat de sodiu 0,01 n cu acid sulfuric concentrat, n picturi, are loc o reacie de oxido-reducere n urma creia se obin, n soluie, sulf i SO2. Se formeaz, sub agitare continu, un sol de sulf de culoare alb-glbui, puternic opalescent. Na2S2O3 + H2SO4 S + Na2SO4 + SO2 + H2O Metode de preparare a gelurilorSubstan coloidal cu consisten vscoas i nsuiri specifice deopotriv lichidelor i solidelor.

Procedee fizice Prepararea gelului de amidon: se cntresc la balana tehnic aproximativ 10 g de amidon care se amestec n 50 ml ap distilat rece. ntr-un pahar Berzelius de 150 ml se aduc la fierbere 50 ml de ap distilat, pe o sit de azbest. Se adaug, sub agitare continu, amidonul amestecat cu apa rece. Se las s ajung din nou la fierbere i se menine timp de cteva minute la flacr cu intensitate redus. Prin rcirea soluiei coloidale se va obine gelul de amidon. Procedee chimice n unele reacii chimice se obin ca produi de reacie precipitate gelatinoase. a) Reacia ionului Fe3+ cu hidroxizi alcalini (NaOH, KOH) Se formeaz un precipitat gelatinos rou-brun de hidroxid feric, insolubil n exces de reactiv i solubil n acizi. (Fe3++3 Cl-) + 3(Na++OH-) = Fe(OH)3 + 3(Na++Cl-) 2+ b) Reacia ionului Mg cu hidroxizi alcalini (NaOH, KOH) Se formeaz un precipitat alb gelatinos de hidroxid de magneziu, solubil n acizi diluai, ap cu CO2, sruri de amoniu i n exces de reactiv. (Mg2++SO42-) + 2(Na++OH-) = Mg(OH)2 +(2Na++SO42-) 2+ c) Reacia ionului Cu cu hidroxizi alcalini (NaOH, KOH) Precipit hidroxidul cupric, albastru, gelatinos, solubil n acizi i n hidroxid de amoniu. (Cu2++SO42-) + 2(Na++OH-) = Cu(OH)2 + (2Na++SO42-) d) Reacia ionului Cu2+ cu hexacianoferatul tetrapotasic (ferocianura de potasiu) Se formeaz un precipitat rou-brun de ferocianur cupric. 2 (Cu2++SO42-) + (4K++[Fe(CN)6]4-) = Cu2[Fe(CN)6] + 2(2K++SO42-)

e) Reacia ionului silicat (SiO32-) cu acidul sulfuric diluat Prin aciunea acidului sulfuric (sau n general a acizilor) se formeaz n soluiile concentrate de silicai alcalini un precipitat alb gelatinos de acid silicic, care este de fapt un gel bogat n ap, cu formula [x SiO2 . y H2O] (2Na++SiO32-) + (2H++SO42-) = H2SiO3 + (2Na++SO42-) Precipitarea acidului silicic se explic prin hidroliza silicailor alcalini n soluie apoas, reacie catalizat de acizi. (2Na+ + SiO32-) + 2 HOH = H2SiO3 + 2 (Na+ + OH-) f) Reacia ionului silicat (SiO32-) cu clorura de amoniu Srurile de amoniu (n cantiti mari) formeaz n soluiile concentrate de silicai un precipitat gelatinos de acid silicic. (2Na+ + SiO32-) + 2H2 O + 2(NH4+ + Cl-) = H2SiO3 + 2NH4OH + 2 (Na+ + Cl-) g) Reacia ionului silicat (SiO32-) cu molibdatul de amoniu La soluia de silicat alcalin se adaug o soluie proaspt preparat de molibdat de amoniu i se aciduleaz uor, formndu-se silicomolibdatul de amoniu, de culoare galben, impregnat n gelul de acid silicic. H2SiO3 + 12(2NH4+ + MoO42-) + 20 (H+ + NO3-) = (NH4)4H4[Si(Mo2O7)6] + 20(NH4+ + NO3-) + 9H2O

MBIBAREA GELURILOR (GELUL: AGAR-AGAR)

Gelurile, n special cele formate din substane macromoleculare, cum sunt gelatina. agar-agarul etc., au proprietatea de a-i mri volumul prin absorbie de lichid. Fenomenul se numete mbibare i se datoreaz vitezei mari cu care difuzeaz moleculele lichidului fa de moleculele din gel. Ca urmare, lichidul ptrunde ntre macromoleculele flexibile, ndeprtndu-le una de alta i gelul se umfl. Concomitent cu mbibarea se produce i o dizolvare a gelului cu formarea unei soluii propriu-zise; dizolvarea poate fi parial sau total. mbibarea decurge ca o reacie de ordinul I. Dac se noteaz cu x cantitatea de lichid absorbit n timpul t de 1 g de gel uscat i cu A cantitatea maxim de lichid ce poate fi absorbit, viteza de mbibare este dat de ecuaia: dx =k(Ax) dt unde k este constanta de vitez. Mrimea A se mai numete i limit de mbibare. Determinarea vitezei de mbibare a agar-agarului n ap

Agar-agarul (numit i geloz) este un produs organic ce se ntlnete ntr-o serie de alge marine (agarofite), din care este extras cu ajutorul apei fierbiniSe prezint sub form de fii semitransparente de culoare cafenie-glbuie. Conine 7080% polizaharide, 1020% ap i 1,54% substane minerale. Este format din resturi galactozidice esterificate la C6 cu o grupare sulfonic. Are o putere de gelificare foarte mare. Este folosit n industria alimentar la prepararea ngheatei, cremei, gemurilor, bomboanelor. Este utilizat i n scopuri tehnice la producerea vacsului pentru nclminte, linoleumului, mtsii, pieilor artificiale, spunului, vopselei, acuarelei, la producerea peliculelor fotografice foarte fine. De asemenea, este folosit pe larg la prepararea jeleurilor n industria de patiserie, la pregtirea mediilor de cultur n bacteriologie, n industria textil i cea farmaceutic. Dispozitivul experimental este compus din : P o plnie din sticl, acoperit cu un capac prevzut cu un orificiu; C cuc din srm suspendat de capacul plniei; R reper; T tub de cauciuc ce leag plnia de o micropipet M. Mod de lucru Se taie o fie de agar-agar astfel nct s ncap n cuca de srm, apoi se cntrete la balana analitic. Se noteaz cu m masa sa. Se umple micropipeta i tubul de cauciuc (pn la un nivel superior reperului R) cu ap distilat, avnd grij s nu rmn bule de aer n tub. Se aeaz agar-agarul n cuc i se potrivete capacul la plnie. Se ridic micropipeta pn cnd apa acoper complet cuca, apoi se coboar imediat. Deoarece o cantitate oarecare de ap va rmne fixat prin aderen de srm, operaia are ca scop nlturarea acestei surse de erori. Se potrivete apoi nivelul apei n dreptul reperului R i se citete poziia iniial a meniscului n micropipet. Se ridic micropipeta pn cnd apa acoper complet agarul i se menine dou minute n aceast poziie. Imediat se coboar micropipeta pn cnd apa ajunge din nou n dreptul reperului R i se citete din nou poziia meniscului. Diferena dintre cele dou citiri reprezint volumul de ap (n ml), absorbit de agar. Se repet operaiile de mai sus, lsnd agarul n ap timp de nc 3, 5, 5, 5, 10, 10, 10 i 10 minute. Se noteaz de fiecare dat poziia meniscului n micropipet fa de citirea iniial. Operaia de scoatere a agarului din ap i citirea poziiei meniscului trebuie fcut cu rapiditate i atenie, pentru a evita uscarea gelului. Volumele de ap msurate se raporteaz la 1 g de agar-agar, astfel: Vap = Vmsurat / m Datele obinute se trec n tabel: Timp t (min) Ap absorbit x (ml) 2 5 10 15 20 30 40 50 60

Pe baza tabelului se reprezint grafic cantitile x de ap absorbit, n funcie de timpul t , obinndu-se o curb.

Trasnd tangente la aceast curb se pot calcula diferite valori dx/dt, ce reprezint vitezele de mbibare pentru valorile respective ale lui x. Se completeaz tabelul :timp (min) 2 5 10 15 20 30 40 50 60 ml H2O x/ g dx / dt (tg) _________ = 2 _________ = 3 _________ = 5 _________ = 5 _________ = 5 _________ = 10 _________ = 10 _________ = 10 _________ = 10

Ecuaia iniial se poate scrie i sub forma:x = A 1 dx k dt

Dac se reprezint grafic x funcie de dx/dt se obine o dreapt. Panta acestei drepte reprezint constanta de vitez k iar ordonata la origine limita de mbibare A.

IDENTIFICARE ION NO 2-