chimie analitic-â - lp part.2

7/23/2019 chimie analitic- - lp part.2

1/7

Volumetria prin reacii redox. Dicromatometria.

Definiie. Dicromatometria cuprinde metode de determinare cantitativ a reductorilor cu ajutorul unei soluiide dicromat de potasiu de titru i factor cunoscut (soluie titrat).

a) Prepararea soluiei de K2Cr2O7, 0,1 Ni stabilirea titrului i factorului.Dac la 1000 mL sol. K2Cr2O7 ......................1N..........................1Eg K2Cr2O7

1000 mL sol. K2Cr2O7 .....................0,1 N....................0,1 Eg K2Cr2O7VmL sol. K2Cr2O7 ...........................0,1 N......................X g K2Cr2O7

De unde X = (VmL x 0,1 x Eg K2Cr2O7 )/1000 g K2Cr2O7 cntrit pentru a prepara VmL soluie K2Cr2O7, 0,1 N.Conform reaciei n mediu puternic acid : (Cr2O7)2- + 6 + 14H+ = 2Cr3+ + 7H2O, echivalentul-gram al K2Cr2O7

se calculeaz astfel: Eg K2Cr2O7 = M K2Cr2O7 / 6 = 294,177/6 = 49,030 g K2Cr2O7. Se observ c pentru a prepara 1000 mLsol. K2Cr2O7, 0,1 N trebuie s cntrim 0,1 Eg K2Cr2O7adic 0,1 x 49,030 = 4,9030 g K2Cr2O7 solid care se dizolvcomplet ntr-un volum de ap distilat i se aduce cantitativ ntr-un balon cotat de 1000 mL completndu-se cu apdistilat pn la semn.

Dicromatul de potasiu chimic pur este o substan etalon (standard), este o titrosubstan, deci se va prepara osoluie de normalitate exact. Dicromatul se pulverizeaz fin i se usuc la 120-130C. Se cntresc exact 4,9030 gsubstan la balana analitic i se aduce ntreaga cantitate cu ap distilat ntr-un balon cotat de 1000 mL. Dupdizolvarea total a dicromatului, se va comleta cu ap distilat la semn. Aceste soluii , dac sunt bine nchise, sunt stabiletimp ndelungat. Se pstreaz n sticle brune, la fel ca i soluiile de permanganat de potasiu.

Dac s-au cntrit exact 4,9030 g dicromat de potasiu la balana analitic (cu o precizie de patru zecimale)pentru a prepara 1000 mL soluie, s-a preparat astfel o soluie standard de dicromat de potasiu, creia nu mai trebuie

s-i aflm titrul i factorul TrK2Cr2O7 = TtK2Cr2O7 = (EgK2Cr2O7 x N)/1000 = 0,0049030 g/mL sau sau Tr K2Cr2O7 = a/V(b.c.),unde a = cantitatea de dicromat de potasiu cntrit, necesar pentru a prepara V (b.c.) mL soluie. a este identic cu X de maisus. Factorul K2Cr2O7, 0,1 N are valoarea: fK2Cr2O7, 0,1N = TrK2Cr2O7/Tt K2Cr2O7 i fK2Cr2O7, 0,1N = 1.b) Determinarea cantitativ (dozarea) ionilor Fe2+ dintr-o prob de analizat de FeSO4

Principiul metodei. Ionii Fe2+sunt oxidai de soluia dicromat de potasiu, 0,1 N n mediu puternic acid la ioniFe3+ n prezena acidului fosforic care i complexeaz. , dicromatul reducndu-se la Cr3+. Sfritul reaciei de titrare este

pus n eviden de difenilamin ca indicator redox, care n momentul cnd n soluie nu mai exist ioni Fe2+ (laechivalen), este oxidat de un mic exces de dicromat din biuret (1-2 picturi), culoarea soluiei din paharul de titrarevirnd n albastru-verde. Reacia de titrare care are loc este :

K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7 H2SO4 = 3 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7 H2O+6 +2 +3 +3

1x /(Cr2O7)2- + 6 + 14H+ = 2Cr3+ + 7H2O

3x /2Fe2+

- 2 = 2Fe3+

n biuret: sol. de K2Cr2O7, 0,1 N de titru i factor cunoscutn paharul de titrare: circa a = 0,2-0,3 g FeSO4 prob, se aduce cantitativ ntr-un balon cotat de V=100 mL

cu ap distilat , sub agitare permanent pn la dizolvare complet. Apoi se completeaz cu ap distilat la semn. Dinaceast soluie de prob de FeSO4 prospt preparat se ia un volum v = 10 mL din soluia preparat de prob care seaduce ntr-un pahar de titrare, se adaug ap distilat pn la 20 mL , 5 mL soluie H2SO4 (25%) i 2,5 mL H3PO4concentrat, 85%, 2-3 picturi de difenilamin soluie 0,2% n acid sulfuric, i se titreaz cu o soluie de K2Cr2O7, 0,1 N;va apare mai nti o coloraie verde datorit formrii ionilor Cr3+. Se titreaz pictur cu pictur pn la apariiacoloraiei albastre-verzui la echivalen. Se oprete titrarea i se citete VK2Cr2O7 din biuret consumat la titrare.Titrarea se face ncet, cu atenie. Dozarea se poate face i n absena indicatorului (reacie de titrare cu autoindicare).n acest caz se cntresc 0,1-0,2 g prob sulfat feros. La echivalen, 1-2 picturi n plus de dicromat de potasiu din

biuret va determina virajul culorii soluiei din pahar de la incolor cu o tent verzuie (iniial) spre un galben-portocaliuintens.

Calcule:Din reacia de titrare de mai sus se observ c:

1mol K2Cr2O7...............................6 moli FeSO4M K2Cr2O7 ......................................6.M FeSO4(VK2Cr2O7 x Tr K2Cr2O7)...................X g ioni Fe2+

De unde X = (6 x M FeSO4 x VK2Cr2O7 x Tr K2Cr2O7)/ M K2Cr2O7 g Fe2+ din v mL sol. prob FeSO4Dar X g Fe2+................................. v soluie prob FeSO4

Y g Fe2+...V mL sol. prob FeSO4 (balon cotat)

De unde Y = (X x V)/v g Fe2+ din V mL soluie FeSO4 (balon cotat)

Dar Y g Fe2+.a g prob FeSO4Z ........................100 g prob FeSO4

1


2/7

De unde Z %= (100 x Y)/a = concentraia procentual a ionilor Fe 2+ din proba de analizat luat n lucru din celea = 0,2-0,3 g FeSO4.

Volumetria prin reacii redox. IodometriaDefiniie. Iodometria cuprinde metode volumetrice de determinare cantitativ ale reductorilor prin oxidarea lorcu soluii de iod (I2), precum i metode de determinare ale oxidanilor care reacioneaz cu anionul iodur (I -),

punnd n libertate o cantitate echivalent de iod (I2) ce se titreaz cu o soluie de tiosulfat de sodiu (Na2S2O3).Reacia redox care st la baza acestor metode este:

I2 + 2 = 2I- (1).Deoarece soluia de I2 este o soluie de I2 n KI, sistemul redox va fi:I3 + 2 = 3I- (2).

a) Prepararea soluiei de I2, aproximativ 0,05 M (0,1 N).Pentru stabilirea echivalentului gram al I2 se ine seama de reacia redox (1) sau (2), ce st la baza iodometriei.

O molecul de iod schimb doi electroni n reaciile redox, deci Eg I2 = M I2 / 2 = 253,81/2 = 126,905 g iod.Dac la 1000 mL sol. I2 ........................1N.......................1Eg I21000 mL sol. I2..................................0,1 N....................0,1 Eg I2VmL sol. I2 ........................................0,1 N......................X g I2De unde X = (VmL x 0,1 x Eg I2 )/1000 g I2 cntrit pentru a prepara VmL soluie I2,0,1 N.

Se observ c pentru a prepara 1000 mL sol. I2, 0,1 N trebuie s cntrim 0,1 Eg I2adic 0,1 x 126,905 = 12,6905g I2 solid, aproximativ 12,7 g I2 care se cntresc ntr-o fiol de cntrire cu dop lefuit la balana analitic.Apoi aceastcantitate se dizolv ntr-o soluie de KI concentrat(25 g KI ntr-un volum mic de ap distilat, att ct s dizolve completaceast cantitate) i se aduce cantitativ cu ap distilat ntr-un balon cotat de 1000 mL, sub agitare. Se completeaz apoicu ap distilat pn la semn.Soluia de iod astefl preparat se pstreaz n sticle brune bine nchise.

n paralel se prepar i o soluie de Na2S2O3, 0,1 N, astfel:EgNa2S2O3 =M Na2S2O3 / 1 = 248,18 g.

1000 mL sol. Na2S2O3.....................0,1 N....................0,1 Eg Na2S2O3VmL sol. Na2S2O3........................0,1 N......................X g Na2S2O3

De unde X = (VmL x 0,1 x EgNa2S2O3)/1000 g tiosulfat de sodiu cntrit pentru a prepara VmL soluie Na2S2O3,0,1 N. Pentru a prepara 1000 mL soluie Na2S2O3, 0,1N trebuie s cntrim 0,1 x Eg Na2S2O3, adic 0,1 x 248,18 gtiosulfat de sodiu = 24,818 g tiosulfat de sodiu, care se aduc cantitativ cu ap distilat ntr-un balon cotat de 1000 mL

sub agitare, se dizolv complet i se completeat apoi cu ap distilat pn la semn.Tiosulfatul de sodiu nu este osubstan standard (etalon), de aceea va trebui s-i aflm titrul real i factorul de normalitate, prin titrare pe o soluieetalon de dicromat de potasiu 0,1 N deja preparat.

ntruct soluia de iod 0,1 Nnu este o soluie etalon (standard), i se va determina titrul i factorul prin titrarepe o soluie titrat, de titru i factor cunoscute. Ca soluie titrat se va folosi o soluie de tiosulfat de sodiu, 0,1 N.Titrarea decurge n dou etape distincte:

2) Determinarea titrului real i a factorului de normalitate a soluiei de iod (I2, 0,05 M) (0,1N)2a) Prima etap implic stabilirea titrului real i factorului soluiei de tiosulfat de sodiu (Na 2S2O3), 0,1 N

prin titrare pe o soluie etalon de K2Cr2O7, 0,1 NPrincipiul metodei. Dicromatul de potasiu n mediu puternic acid oxideaz anionul I - i pune n libertate o

cantitate de iod echivalent cu cantitatea de dicromat de potasiu luat n lucru. Apoi iodul format se titreaz cu o soluiede tiosulfat de sodiu n prezena amidonului ca indicator, pn la virajul culorii soluiei din paharul de titrare de la

albastru la verde.Reaciile sunt :

K2Cr2O7 + 6 KI + 7 H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3 I2 + 4 K2SO4 + 7 H2O

I2 + 2 Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6

+6 +3-1 0

-10

Din prima reacie: 1x / (Cr2O7)2- + 6 + 14H+ = 2Cr3+ + 7H2O3x / 2I-1 - 2 = I20

Mod de lucru.Eg Na2S2O3 = M Na2S2O3 / 1 = 248,18 g Na2S2O3Din soluia de dicromat de potasiu 0,1 N cu TrK2Cr2O7 = TtK2Cr2O7 = (EgK2Cr2O7 x N)/1000 = 0,0049030 g/mL, se

msoar un volum de V = 6-16 mL i se aduce ntr-un flacon iodometric de titrare cu dop lefuit, se adaug circa 6 mLsoluie H2SO4, 25%, 30 -35 mL de ap distilat i un exces de KI solid cntrit (circa 0,57g la acest volum de soluie).Selas apoi la ntuneric 5-8 minute, deoarece viteza de reacie este mic. Iodul eliberat se titreaz cu o soluie de tiosulfat desodium 0,1 N pn ce se obine o coloraie galben pal n paharul de titrare. Se adaug apoi circa 0,4 mL amidon proaspt

preparat i se continu titrarea cu Na2S2O3 0,1 N din biuret pn ce soluia albastr devine verzuie. Se oprete imediattitrarea i se citete VNa2S2O3 consumat.

2


3/7

n biuret: soluie de Na2S2O3, 0,1 N.Conform primei reacii din schema de mai sus, avem:Calcule.a. Metoda cu echivaleni1Eg K2Cr2O7......................................1EgNa2S2O3(V x TrK2Cr2O7)(VNa2S2O3 x Tr Na2S2O3),

de unde Tr Na2S2O3 = (V x TrK2Cr2O7 x Eg Na2S2O3)/ (V Na2S2O3 x Eg K2Cr2O7) g/mL

b. Metoda cu nr. de moli (stoechiometria reaciei de titrare prima i a doua reacie din schem).

1 mol K2Cr2O7..................................1 moli Na2S2O3M K2Cr2O7.................................... M Na2S2O3

(V x TrK2Cr2O7 )(VNa2S2O3 x Tr Na2S2O3)

de unde Tr Na2S2O3 = (V x TrK2Cr2O7 x M Na2S2O3 )/( M K2Cr2O7 x V Na2S2O3 ) g/mLunde V = 10 mL este volumul de soluie de K2Cr2O7 , 0,1 N din paharul de titrare,

VNa2S2O3 = volumul de soluie de Na2S2O3din biuret consumat la titrare.Se fac minimum cte 3 determinri (3 titrri). Vor rezulta trei titruri reale ale Na2S2O3, 0,1 N. Se face media

aritmetic a celor trei titruri i va rezulta un titru real mediu al Na2S2O3. (Trmediu Na2S2O3).Factorul de normalitate fNa2S2O3, 0,1N = (Tr mediu Na2S2O3)/Tt Na2S2O3,unde Tt Na2S2O3 = (EgNa2S2O3 x N)/1000(g/mL).

2b) A doua etap implic titrarea soluiei de iod (I 2), aproximativ 0,1 N pe soluia de Na2S2O3 0,1 N detitru i factor stabilite.

Reacia de titrare este:

I2 + 2 Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6-10

2I-1 - 2 = I20

2 S2O32- - 2 = S4O62-

n flaconul iodometric de titrare cu dop lefuit : se adaug cu exactitate V= 10-20 mL soluie de I2 0,1 Npreparat la nceputul experimetului i se titreaz cu soluia de tiosulfat de sodiu 0,1 N din biuret pn la apariiacoloraiei galben pal n paharul de titrare. Se adaug circa 1 mL de amidon proaspt preparat (0,1%) cnd soluia din

pahar devine albastr; se continu apoi titrarea pn la virajul culorii soluiei de la albastru la incolor. Se oprete imediattitrarea i se citete V1Na2S2O3 consumat.n biuret: soluie de Na2S2O3, 0,1 N.Calcule.

a. Metoda cu echivaleni1Eg I2..............................................1EgNa2S2O3Vx Tr I2...........................................V1 Na2S2O3 x Trmediu Na2S2O3

de unde Tr I2 = (Eg I2 x V1Na2S2O3 x Trmediu Na2S2O3)/ (V x Eg Na2S2O3) g/mL sol. iod 0,1 N. V = 10-20 mL volumul desoluie de I2 0,1 N din paharul de titrare, iar V1 Na2S2O3 = volumul de soluie de Na2S2O3, 0,1 N din biuret consumatla titrare.

b. Metoda cu nr. de moli (stoechiometria reaciei de titrare de mai sus).

1 mol I2.................................2 moli Na2S2O3M I2.........................................2 M Na2S2O3Vx Tr I2................................V1 Na2S2O3 x Trmediu Na2S2O3

De unde Tr I2 = (M I2 x V1 Na2S2O3 x Trmediu Na2S2O3) / 2 M Na2S2O3 g/mL soluie de iod,0,1 N. V = 10-20 mL este volumul de soluie de iod 0,1 N adugat n paharul iodometric de titrare, iar V1 Na2S2O3

reprezint volumul de soluie de Na2S2O3, 0,1 N din biuret consumat la a doua titrare.Se fac minimum cte 3 determinri (3 titrri). Vor rezulta trei titruri reale ale soluiei de iod, 0,1 N. Se face

media aritmetic a celor trei titruri i va rezulta un titru real mediu al soluiei de I2. (Trmediu I2).

Factorul de normalitate fI2, 0,1N = (Tr mediu I2)/Tt I2,unde Tt I2 = (EgI2 x N)/1000(g/mL).

3. Determinarea cantitativ a acidului ascorbic (vitamina C) cu ajutorul soluiei titrate de I 2, 0,1 N

3


4/7

Principiul metodei.Acidul ascorbic este oxidat cu soluia de I2, 0,1 N de titru i factor cunoscute n mediu slabacid la acid dehidroascorbic, iodul reducndu-se la anion iodur (I-); titrarea se execut n prezena amidonului caindicator, cu viraj de la incolor la albastru persistent la punctul de echivalen.

Reacia de titrare decurge astfel:

C

C

C

C

C

C

O

OH

HO

OO

H2-OH

H

H

OH

+ I2

C

C

C

C

C

C

O

HO

O

H2-OH

H

H

O

+ 2HI

n biuret: soluie de I2, 0,1 Nn paharul de titrare: circa a = 0,1-0,15 g prob acid ascorbic, se aduc cantitativ ntr-un balon cotat de V=100

mL cu ap distilat , sub agitare permanent pn la dizolvare complet. Apoi se completeaz cu ap distilat la semn.Din aceast soluie de prob de acid ascorbic prospt preparat se ia un volum v = 15 mL din soluia preparat deprob care se aduce ntr-un pahar de titrare, se adaug 5 mL soluie H2SO4 2N i 1 mL soluie de amidon 1%

proaspt preparat i se titreaz cu o soluie de I2 0,1 N din biuret pn la coloraia albastr persistent la echivalen. Seoprete titrarea i se citete VI2 0,1N din biuret consumat la titrare.

Calcule.Din reacia de titrare de mai sus se observ c:

1mol I2...............................1mol acid ascorbicM I2 ......................................M acid ascorbic(VI2 x Tr mediu I2)...................X g acid ascorbic

De unde X = (M acid ascorbic x VI2 x Tr mediu I2)/ M I2 g acid ascorbic din v mL sol. prob acidascorbic

Dar X g acid ascorbic................................. v mL soluie prob acid ascorbicY g acid ascorbic...V mL sol. prob acid ascorbic (balon cotat)

De unde Y = (X x V)/v g acid ascorbic din V mL soluie acid ascorbic (balon cotat)

Dar Y g acid ascorbic.a g prob acid ascorbicZ ..................................100 g prob acid ascorbic

De unde Z %= (100 x Y)/a = concentraia procentual a acidului ascorbic din cele a = 0,1-0,15 g prob acidascorbic ce a reacionat cantitativ cu VI2 0,1 N consumat la titrare.

Electroforeza zonal. Separarea i determinarea aminoacizilorDefiniie.Principii generale. Electroforeza este o metod de separare i determinare cantitativ i calitativ a

componentelor unui amestec de analizat ce se bazeaz pe migrarea difereniat a particulelor sub aciunea unui cmpelectric, fr ca acestea s sufere reacii la electrozi.

Ca rezultat al migrrii cu viteze diferite, amestecul este separat n zone de substane individuale ce ocup poziiidiferite de-a lungul schemei de migrare. Separarea poate fi rezultatul unui proces cinetic sau al unui proces de transfer laechilibru, datorat variaiilor proprietilor sistemului electrolitic.

Electroforeza zonal se bazeaz pe migrarea particulelor ncrcate cu sarcinie electrice sub aciunea unui cmpelectric, ntr-un mediu solid sau gel, impregnat cu electrolii.

n electroforeza zonal (continu) curentul electric este condus de electrolii. Sistemul electrolitic (electrolitul

ca atare) funcioneaz ca un sistem tampon care are o zon de pH operaional i care acioneaz prin o tamponare amobilitilor efetive. n timpul separrii ionii probei migreaz n soluia electrolitului a crui concentraie este mult maimare dect a ionilor probei, conducnd n ntregime curentul electric. Zonele componentelor migreaz cu viteze diferiteca urmare a diferenelor de mobilitate, separarea electroforetic este deci strict dependent de vitez.

4


5/7

Electroforeza zonal se efectueaz pe suporturi poroase care evit anomaliile create de unii factori perturbatori:gradientul de concentraie, de densitate, prezeni n cazul migrrii libere. n acest caz se realizeaz separarea integral acomponenilor sub form de zone bine delimitate.

Ca mediu de stabilizare se pot folosi o serie de suporturi: hrtia de filtru, pulberi, geluri.

SuportElectrod Electrod

Solutie Tampon

+ -

Fig. 1 Aparat de electroforez zonalPrincipiul metodei. Proba coninnd amestecul de aminoacizi (-alanina, serina, glicina, metionina, triptofan i

leucina) este supus separrii prin electroforez zonal la pH = 5,6 (tampon acetat). Componentele separate suntevideniate prin pulverizare cu ninhidrin, iaridentificarea lor se face prin compararea distanei lor de migrare cu cea a

etaloanelor, preparate n aceleai condiii.Reactivi i aparatur:1.soluii apoase 0,1% din cei ase aminoacizi studiai (soluii etalon de -aminoacizi);2. soluii prob de -aminoacizi;3. soluie tampon acetat pH = 5,6;4. soluie ninhidrin 0,2% n aceton;5. benzi de hrtie cromatografic (4 x 30 cm);6. aparat pentru electroforez Carl Zeiss Jena;7. densitometru.

Etapele de lucru.- pregtirea mediului suport pentru migrare (benzi de hrtie cromatografic) i plasarea lui n aparatul de

electroforez, dup impregnare prelabil cu electrolitul tampon: se pregtesc benzile de hrtie cromatografic de 4 cmlime i 30 cm lungime care apoi sunt bine umezite cu soluie tampon acetat (pH = 5,6). Excesul se ndeprteaz prin

presare uoar ntre dou coli de hrtie de filtru;- imersarea capetelor benzii n rezervoarele cu soluie de electrolit n care sunt introdui i electrozii: benzile sunt

apoi ntinse pe o ram cu ajutorul unui suport auxiliar din material plastic. Rama cu benzi se introduce n camera deelectroforez, avnd grij s se imerseze capetele fiecrei benzi n rezervoarele cu electrolit (tampon acetat pH = 5,6) careconin cei doi electrozi;

- aplicarea unei tensiuni electrice (a unei diferene de potenial) pentru instalarea unei stri de echilibru n sistem:se aplic o diferen de potenial (200 V) timp de 3-4 minute i apoi se ntrerupe curentul electric;

- introducerea probei de analizat: se introduc probele de analizat i etaloanele pe benzile de hrtie sub form deband. Se aplic o diferen de potenial (200 V) timp de 40-50 minute;

- realizarea separrii ntre componentele probei de analizat pe baza mobilitilor lor electroforetice, ntr-unanumit interval de timp (procesul se mai numete developare electroforetic sau electromigrare). Dup ncheiereaprocesului de electromigrare, se ntrerupe curentul electric, se scoate imediat cadrul cu benzi din camera de electroforez;

- uscarea suportului (benzilor de hrtie cromatografic): benzile se usuc la temperatura camerei i apoi la etuv15-20 minute pentru fixare;

- tratarea cu un reactiv adecvat (de obicei se pulverizeaz fin ninhidrin soluie) pentru vizualizareacomponentelor separate: se pulverizeaz benzile cu soluie de ninhidrin;

- uscarea benzilor: se usuc benzile din nou la etuv (100C timp de 10-15 minute).- identificarea componentelor probei se face prin comparare a distanei lor de migrare cu distana de migrare a

etaloanelor;- evaluarea direct (cantitativ) a fraciunilor densitometric sau decuparea fraciunilor n seciuni

corespunztoare care se prelucreaz separat prin evaluare i dozare prin metode chimice sau fizice.

Identificarea speciilor separate se realizeaz prin determinri de culoare, absorban, fluorescen n domeniulUV, sau prin reacii chimice cu reactivi adecvai.Se aplic un reactiv adecvat unei clase de componente, dup care fiecare zon se testeaz cu reactivi specifice

pentru obinerea unor informaii mai precise pentru fiecare component n parte. Cea mai indicat metod de identificarepracticat n laboratoare, const n imersarea sau pulverizarea benzilor electroforetice cu soluiile unor colorani, alei n

5


6/7

funcie de natura probei.Cu aceti colorani componentele de analizat dau reacii specifice de culoare care sunt folositela identificarea componentelor din prob.

Coulometria. Determinarea coulometric a acidului ascorbic (Vitamina C).Coulometria.Definiie. Principii generale. n analiza coulometric aubstana de analizat este supus electrolizei, iar

concentraia acesteia se calculeaz din cantitatea de electricitate consumat, pe baza legii lui Faraday: m = M.Q/n.F, ncare m = masa substanei transformat electrochimic; M = masa molecular a substanei; Q = cantitatea de electricitate; n= numrul de electroni implicai n reacia electrochimic; F = numrul lui Faraday (96500 Coulombi).

Cantitatea de electricitate (Q) consumat n coulometrie poate contribui fie la oxidarea sau reducerea cantitativ asubstanei analizate, fie la obinerea reactivului ce va reaciona stoechiometric cu substana de analizat.

Analiza coulometric se poate realiza n dou moduri:- la o valoare constant a potenialului (coulometrie poteniostatic);- la o valoare constant a curentului (coulometrie amperostatic);Condiia ca o reacie electrochimic s fie utilizat n analiza cantitativ este ca, practic, toat cantitatea de

electricitate s se consume numai pentru transformarea substanei ce se dozeaz (s nu aib loc reacii electrochimicesecundare).

Analiza coulometric prezint o serie de avantaje fa de alte metode fizico-chimice de analiz: nu se utilizeazetaloane, se pot utiliza reactivi puin stabili. n acelai timp metoda prezint selectivitate i sensibilitate, fiindreproductibil.

Titrarea coulometric se bazeaz pe generarea electrochimic a titrantului care va reaciona cantitativ cu

substana de determinat. Schema de principiu a unei instalaii pentru titrare coulometric este redat n fig. 2.

A K

5

3

4

2

1

mA

mV

Fig. 2 Schema instalaiei pentru titrare coulometric1- surs de tensiune2- rezisten variabil

3- miliampermetru4- milivoltmetru5- celul de electroliz

Determinarea coulometric a acidului ascorbicPrincipiul metodei. Acidul ascorbic reacioneaz cu iodul generat electrochimic din KI prin oxidare anodic, n

prezena amidonului, pn la colorarea soluiei n albastru, msurndu-se cantitatea de electricitate consumat.Iodul se genereaz electrochimic pe anodul din platin din reactivul auxiliar KI, conform reaciei:

2 I- I2 + 2e

n soluie, are loc reacia:

6


7/7

C

C

C

C

C

C

O

OH

HO

OO

H2-OH

H

H

OH

+ I2

C

C

C

C

C

C

O

HO

O

H2-OH

H

H

O

+ 2HI

Reactivi i aparatur.- instalaie coulometric cu indicare vizual a punctului de echivalen, prevzut cu integrator electronic de curent;- agitator magnetic;- soluie reactiv auxiliar, soluie de KI, 2 x10 -1 mol/L- soluie amidon 1%- proba de analizat: acid ascorbic.

Mod de lucruSe cntrete la balana analitic o cantitate de prob (acid ascorbic) a g = 0,1 g i se aduce cantitativ ntr-un

balon cotat de 100 mL cu ap distilat ; din aceast soluie se msoar 1 mL cu pipeta i se aduce n celula de electroliz.Se adaug apoi 10 mL soluie de KI, 2 x10-1 mol/L, circa 50 mL ap distilat, 0,5 mL soluie amidon 1%.Se imerseaz electrozii de platin (generator i auxiliar) n celula electrolitic, se pornete agitatorul magnetic, se

coneteaz cei doi electrozi la sursa de curent (electrodul generator la polul pozitiv) i se pornete integratorul. n mometuln care soluia se coloreaz n albastru, se oprete integratorul i se noteaz cantitatea de iod afiat, consumat pna laatingerea punctului de echivalen (m = x mg I2).

Calcule.

a = g prob acid ascorbic;m1 = g I2 generate electrochimic pn la punctul de echivalen (se calculeaz transformnd m din mg n g).1Eg I2(M I2/2).............................................1Eg acid ascorbic (Macid ascorbic / 2)

m1 g I2..............................................X g acid ascorbicde unde X = (m1 x Eg acid ascorbic)/ Eg I2 = cantitatea de acid ascorbic corespuztoare la m1 g I2generate electrochimic pnla echivalen din reacia de titrare coulometric

Dar: X g acid ascorbic.....................................1 mL probX1 g acid ascorbic....................................100 mL prob

De unde X1 = 100 x X g acid ascorbic din 100 mL soluie prob (V b.c.)X1 g acid ascorbic............................................a g prob% acid ascorbic.................................................100 g prob

Rezult c % acid ascorbic = (100 x X1) / a.

7

chimie analitic-â - lp part.2

Documents