chimie analitica aplicativa

7/24/2019 Chimie analitica aplicativa

1/35

Parte aplicativ

n acest capitol sunt prezentate cteva lucrri practice de laborator ce completeazcunotinele teoretice i care sunt totodat metode de analiz frecvent folosite n laboratorul de

chimie analitic. Lucrrile cuprind att reacii de identificare ct i metode cantitative de dozare

pentru substanele analizate.

1. Reaciile ionilor sodiu, potasiu i amoniu

2. olumetria prin reacii de neutralizare! prepararea i titrarea unei soluii ","#

$ de $a%& cu a'utorul unei soluii de acid o(alic

). olumetria prin reacii de neutralizare! prepararea i titrarea unei soluii de&*+%","# $ cu o soluie de $a%& de concentraie cunoscut

. -ozarea azotului din srurile de amoniu metoda /'eldahl0

#. olumetria prin reacii de o(idoreducere! perman2anometria n mediu acid

3. olumetria prin reacii de o(idoreducere! dozarea ionului feros 4e*5 din

compui prin metoda perman2anometric6 reaciile ionului fier

7. olumetria prin reacii de o(idoreducere! iodometria

8. olumetria prin reacii de o(idoreducere!

9. -ozarea acidului sulfuros i a sulfiilor prin metoda iodometric

1". olumetria prin reacii cu formare de compleci comple(ometria0! duritatea

apei, reaciile ionilor calciu, ma2neziu i carbonat

11. olumetria prin reacii cu formare de precipitate ar2entometria0! reaciile i

dozarea ionului clor prin metoda :ohr

1*. Reaciile anionilor acetat, azotat i silicat metasilicat0.

n continuarea acestor lucrri de laborator sunt propuse cteva probleme de calculul

concentraiilor, asemntoare celor din metodele anterioare.


2/35


3/35

2. Acidul tartric, C4O6H6, formeaz n soluii neutre i nu prea diluate ale srurilor de

potasiu i n prezena acetatului de sodiu un precipitat alb de tartrat acid de potasiu bitartrat de

potasiu0 uor solubil n acizi minerali sau hidro(id de sodiu, 2reu solubil n acid acetic i alcool.

&55


4/35

1. "a#ele! $a%&, /%&, 1.

*0 hidro(id de sodiu ","# $


5/35

:asa molecular a hidro(idului de sodiu > ". @chivalentul chimic > "A1 > ". 1""" ml

soluie ","# $ de $a%& conin ","# " > *2 $a%&.

;entru a prepara 1""" ml soluie de $a%& ","# $, vom cntri la balana tehnic *,#)2

de hidro(id de sodiu6 substana se cltete de *) ori cu ap distilat pentru a ndeprta stratul de

carbonat de la suprafa, apoi se trece ntrun balon cotat de 1""" ml cu ap distilat i dupdizolvarea substanei se aduce la semn cu ap distilat6 se omo2enizeaz prin a2itare.

+oluia preparat este apro(imativ ","# $ deoarece $a%& nu este stabil n aer se

carbonateaz0 i nu se poate cntri e(act. ;entru ai stabili concentraia, ea se titreaz cu o

soluie etalon, care n cazul nostru este soluia de acid o(alic de concentraie cunoscut.

)0 4enolftaleina ",1B soluie alcoolic

+e dizolv ",12 fenolftalein, cntrit la balana analitic, ntrun balon cotat de 1"" ml i

se aduce la semn cu alcool etilic.&od de lucru

ntrun pahar Cerzelius de 1"" ml se msoar cu a'utorul unei pipete # ml soluie de acid

o(alic ","# $, 4>1, se cltesc pereii paharului cu puin ap distilat i soluia din pahar se

nclzete pe sit, la flacra unui bec de 2az pn la temperatura de 7" 8""< pn apar primele

bule de aer0 pentru ndeprtarea dio(idului de carbon dizolvat n soluie, n prezena cruia

fenolftaleina nu este sensibil. +e evit fierberea soluiei pentru a nu se descompune acidul

o(alic. +e adau2 1 * picturi de fenolftalein i soluia fierbinte se titreaz cu o soluie dehidro(id de sodiu din biuret, pn la apariia unei coloraii roz deschis. D E > D 4 > D

:$a%&> "6 : 1*3. @$a%&> "6 @ 3)

1. 16

1""" ml 3) # ","# A 1"""

*.


6/35

1*32 *,# 2

&*+%. +oluia de acid sulfuric concentrat din comer are concentraia 98B cu d>1,8 2Aml.


7/35

( > *,# 1"" A 98 2 &*+%

olumul 0 de &*+%98 B, d>1,8 corespunztor celor *,# 2 este!

> *,# A 1,8 > 1,)#8 ml

olumul de &*+%calculat se msoar cu un cilindru 2radat, se trece ntrun balon cotat

de 1""" ml, soluia se aduce la semn cu ap distilat. +oluia obinut nu este e(act ","# $,deoarece &*+%nu este o titrosubstan, deci i se va stabili concentraia prin titrare cu o soluie

de $a%& de concentraie cunoscut.

*. hidro(id de sodiu ","# $

;repararea acestei soluii a fost prezentat n lucrarea anterioar.

). soluie apoas de indicatori rou de metil5albastru de metilen0

&od de lucru

+e msoar ntrun pahar cu a'utorul unei pipete # ml &*+%6 se adau2 1 * picturi deindicator, se cltesc pereii paharului cu puin ap distilat i soluia din pahar de culoare roie0

se titreaz cu o soluie de $a%& din biuret pn la culoarea verde. +e noteaz volumul de

$a%& folosit la titrare i operaia se repet pentru a avea o valoare medie.

0alcul

# ml &*+%E > D $ > D 4 > D

1ml $a%& ","# $ 4 > cunoscut

: &*+%l > 986 @ > 98 A * > 9. :$a%& > "6 @ > 4140

=

1. " 14 ","# A 1"""

*. $a*+%5 &*%

" 2 $a%&...................................9 2 &*+%

" 14 ","# A 1""" ...................(*

FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF

(*> 9 14 ","# A 1"""

).


8/35

Er> 9 14 ","# A # 2 &*+%A l

. ErA @&*+%

#. @ $3. teoreti

real

T

T

Do*area a*otului din srurile de amoniu metoda %-elda1l#

;roteina brut reprezint totalitatea substanelor or2anice cu azot, din care fac parte

proteinele i substanele azotate neproteice alcaloizi, pi2meni cu azot, lipide comple(e, amide

etc.01,8

*. catalizator


9/35

). hidro(id de sodiu, soluie )""B

. acid sulfuric, soluie ",* n cu factor cunoscut

#. hidro(id de sodiu, soluie ",1 n cu factor cunoscut

3. amestec indicatori rou de metil i albastru de metilen0

&od de lucru

=.Mineralizarea substanei de analizat

:ateria prim este mrunit ct mai fin posibil i omo2enizat.


10/35

- vas de si2uran recipient intermediar0 *0

-

vas de distilare )0 prevzut cu o plnie cu robinet 0. +ervete la splarea aparatului dupdeterminare.

- refri2erent ascendent #0. ntre vasul de distilare i refri2erent se intercaleaz un separator de

picturi defle2mator0.

Ieneratorul de vapori are o capacitate de 1* litri, n care se introduce ap pn la *A) din

volum. @ste prevzut cu dou tuburi de sticl a,b0. Eubul a0 poate fi prevzut n e(terior cu o

plnie cu robinet prin care se introduce ap6 n timpul distilrii, robinetul va nchide tubul. ;rin

tubul b0 vaporii de ap din 2enerator vor trece n vasul de distilare.

nclzirea apei din 2enerator se poate face electric sau la flacra unui bec de 2az. Eubul

refri2erentului se introduce ntrun recipient de sticl 30 care poate fi un balon @rlenmaJer,

pahar Cerzelius etc., n care se 2sete un volum msurat e(act de acid sulfuric ",1 n de factor

cunoscut i ) picturi de amestec indicator coloraia soluiei trebuie s se menin roz tot

timpul distilrii, ceea ce nseamn c acidul sulfuric este n e(ces0.


11/35

+e nchide tubul a0 al 2eneratorului de vapori. aporii de ap trec din 2enerator prin

tubul b0 n vasul de distilare i antreneaz amoniacul care se de2a' i este captat n soluia de

acid sulfuric din recipientul 30.

-istilarea dureaz *")" minute, iar verificarea se face astfel! se scoate tubul

refri2erentului din paharul cu acid sulfuric, se cltete cu puin ap distilat care se colecteaztot n pahar, iar urmtoarea pictur de distilat se las s cad pe o hrtie de turnesol. -ac hrtia

nu devine albastr, distilarea este terminat. % alt modalitate de a ncerca sfritul distilrii este

reacia cu reactivul $essler, specific pentru amoniac trebuie s fie ne2ativ0. La sfritul

distilrii se titreaz coninutul recipientului 30 e(cesul de acid sulfuric cu o soluie de

hidro(id de sodiu ",1 n pn la virarea culorii indicatorului de la roz la verde.

0alcul

B $total>G

)1000,014xFVVxF( 11 ,

n care! ",""1 > cantitatea n 2rame de azot care corespunde la 1 ml de acid sulfuric ",1$6 >

volumul de acid sulfuric ",1 $ luat pentru captarea amoniacului6

4 > factorul soluiei de acid sulfuric6 1> volumul de hidro(id de sodiu care a neutralizat acidul

sulfuric rmas n e(ces6 41> factorul soluiei de hidro(id de sodiu6 I > cantitatea n 2rame de

substan uscat luat n analiz.


12/35

:n755 #e> :n*5 @ > g606,315

03,15

5

!4"!n#

==

@chivalentul 2ram al 4e*5n sistemul 4e*5 e4e)5

@4e> g4,55

1

4,55=

:etodele volumetrice redo( pe care le vom folosi sunt!

perman2anometria n mediu acid, care utilizeaz soluia de /:n%.

iodometria, care utilizeaz soluia de iod.

Perman3anometria 4n mediu acid

;erman2anatul de potasiu este o(idant puternic, att n soluii acide, ct i n soluii

neutre sau alcaline. n determinrile volumetrice se folosesc numai reaciile redo( n mediu acid,

n prezena acidului sulfuric.

n acest caz are loc reacia!

*/:n%5 )&*+%> *:n+%5 /*+%5 )&*% 5 #[%]

:n75 5 # e:n*5 *

%* * e%" #

@ > g606,315

03,15=

-atorit faptului c soluia de perman2anat de potasiu este colorat n violet, iar produii

de reacie sunt incolori, sfritul reaciei de titrare se poate observa fr a folosi un indicator.

&tabilirea titrului u!ei soluii de per'a!(a!at de potasiu

Principiul metodei

:etoda se bazeaz pe reacia de o(idoreducere ce are loc ntre perman2anatul de potasiu

i acidul o(alic n mediu de acid sulfuric i la cald!

#&* 1"5

15> )1,3

;entru 1""" ml /:n%","# $ sunt necesare ","# $)1,3 > 1,#8 2

Kinnd seama de instabilitatea soluiei proaspt preparate de /:n%, cntrirea se vaface la balana tehnic. +ubstana cntrit se trece ntrun balon cotat de 1""" ml6 dup


13/35

dizolvarea cristalelor, soluia se va completa la semn cu ap distilat. +oluia se pstreaz n

sticle brune la ntuneric, o perioad de timp 7 8 zile0, apoi se filtreaz printrun filtru de vat

de sticl pentru ndeprtarea :n%*format. ;entru a i se stabili concentraia, soluia se titreaz cu

o soluie de &* ","# 3) # A 1""" 2

*.


14/35

(*> ","# )1,3 # A 1""" 2 /:n%

). 5 8&5 :n*55 #4e)55 &*%

:n755 #e :n*5 1

4e*5 e 4e)5 #

Rezult c # ioni 4e*5cedeaz # electroni trecnd n # ioni 4e)56 echivalentul chimic al

fierului va fi! @4e> ##,8A1 > ##,8, deoarece un ion feros cedeaz un electron.

Reacia total va fi urmtoarea!

*/:n%5 8&*+%5 1"4e+%> *:n+%5 /*+%5 #4e*+%0)5 8&*%

Reacia este 'enat de ionii cunoscut6

*. dicarbonat de sodiu $a&


15/35

&od de lucru

ntrun pahar Cerzelius se pipeteaz # ml soluie care conine ioni 4e*5, se adau2 cu

cilindrul 2radat * ml soluie &*+%*"B i un vrf de spatul de dicarbonat de sodiu pentru a

mpiedica o(idarea 4e*5. +e titreaz cu soluia de /:n%din biuret pn la apariia coloraiei

roz deschis. +e noteaz volumul de perman2anat de potasiu folosit la titrare. Eitrarea se repetpentru a avea o valoare medie.

0alcul

# ml soluie de analizat, =4e> ##,86 @4e> ##,8

ml /:n%","#$, 4>cunoscut6 :/:n%> 1#86 @/:n%>)1,3

1.


16/35

1. &ulfura de a'o!iu *$H4+2&, formeaz un precipitat de sulfur feroas, 4e+, solubil n

acizi minerali diluai i acid acetic.

4e*55 +%*0 5 *$&5 5 +*0 > 4e+ 5 *$&55 +%*0

+ulfura feroas se o(ideaz n aer trecnd n brunrocat, 4e%&0)

4e+ 5 )%*5 3&*% > 4e%&0)5 +2. Hidroxi#ii alcali!i *$aOH, OH+formeaz un precipitat albverzui de hidro(id feros,

numai n absena aerului.

4e*55 +%*0 5 *$a55 %&0 > 4e%&0*5 *$a55 +%*0

4e%&0)

&idro(idul feros este solubil n acizi diluai.. Hidroxidul de a'o!iu $H4OH, precipit tot hidro(idul feros, ns incomplet, din

cauza srii de amoniu ce se formeaz!

4e*55 +%*0 5 *$&55 %&0 4e%&0*5 *$&55 +%*0

4. Hexacia!oferatul -- tetrapotasic 4e*C$+6 , ferocianura de potasiu0, formeaz n

absena aerului, un precipitat alb de ferocianur feropotasic he(acianoferatul feropotasic0

/*4e[4e


17/35

*4e)55 ) 4e*+)5 3$&55


18/35

Sta8ilirea titrului unei soluii de tiosul5at de sodiu

)repararea soluiei de $a2&2Oaproxi'ativ ,/ $

Eiosulfatul de sodiu este reductor!

* +*%)* * e +%3*tetrationat0

:asa molecular este : $a*+*%) # &*%> *8,18 iar echivalentul 2ram se va calcula !@ $a*+*%)> *8,18 A 1 > *8,18

;entru prepararea a 1""" ml soluie ","# $ se vor cntri la balana analitic *8,18

","# > 1*,"# 2 tiosulfat, se vor dizolva ntrun litru de ap distilat fiart i rcit . +e

ndeprteaz astfel # ?* 5 3 /*+% 5 * :n+% 5 8 &*%

:n75 5 # e :n*5 N *

* ?5 e?*" N #?* 5 * $a*+*%) > * $a? 5 $a*+%3

?"5 e? *

*+*%)* *e+%3* 1

Reactivi/

1. /:n%","# $ cu 4 cunoscut6

*. /? 1" B6

). &*+%concentrat d > 1,80 sau & 1,1906

. =midon 1 B.

&od de lucru

ntrun flacon iodometric se pipeteaz # ml soluie de /?, peste care se adau2 cu a'utorul

unei pipete 1" ml de soluie de /:n%de concentraie cunoscut, iar cu a'utorul unui cilindru

2radat, * ) ml &*+%. +e dilueaz adu2nd puin ap distilat, se acoper flaconul cu dopul,

se las s stea # minute. ?odul pus n libertate este titrat cu soluie de tiosulfat de sodiu pn la

culoarea 2albendeschis, se adau2 apoi * ) picturi de amidon i se titreaz n continuare pnla dispariia coloraiei albastre. +e noteaz volumul ml de soluie de tiosulfat folosii la titrare.


19/35

0alcul/

1" ml /:n% ","#$ 4 cunoscut

ml $a*+*%)E>D, $>D, 41>D

:$a*+*%)> *86 @$a*+*%) > *8

=?> 1*76 @?> 1*7.:/:n%> 1#86 @ /:n%> )1,3

1. # ?* 5 3 /*+% 5 * :n+% 5 8 &*%

* 1#8 2......................................1" 1*7 2

)1,3 2...........................................1*7 2

","# )1,3 4 1" A 1""" .................J

J > ","# 1*7 4 1" A 1""" 2 iod

). * $a? 5 $a*+%3

* 1*7 2.........................................* *8 2

1*7 2..............................................*8 2

","# 1*7 4 1" A 1""".........................z

z > ","# *8 4 1" A 1""" 2

.


20/35

Sta8ilirea titrului unei soluii de iod 4n iodur de potasiu

Principiul metodei

:etoda se bazeaz pe reacia de o(idoreducere dintre soluia de iod i soluia de tiosulfat

de sodiu n prezena amidonului ca indicator!

?* 5 * $a*+*%) > * $a? 5 $a*+%3?"5 e? *

*+*%)* *e+%3* 1

Reactivi/

1. soluia de iod 3! iodur de potasiu aproxi'ativ ,/$

-eoarece iodul este 2reu solubil n ap, se dizolv ntro soluie de iodur de potasiu sau

de sodiu. 1*7.;entru a prepara 1""" ml soluie apro(imativ ","#$ se vor cntri!

1""" ml sol. ?*n /? ..............................","#$ 1*7 > 3,)# 2

","# *8 4 1A 1"""


21/35

*. ","# *8 4 1A # 2?*A1""" ml

. ETr

Et> @ $

#. t

r

T

T

Do*area acidului sul5uros i a sul5iilor prin metoda iodometric

Principiul metodei

=cidul sulfuros i sulfiii sunt o(idai de iod pn la sulfat, conform reaciei!+%)* 5 ?* 5 &*% O +%* 5 * &?

+5 *e O +35 P 1

?" 5 1e O ? P *

=ceast reacie induce puternic urmtoarea reacie de o(idare!

* +%)* 5 %* O * +%*

+5 *e O +35 P 1P *

%"

5 *e

O %*

P 1P *-in aceast cauz, titrarea direct cu iod se e(ecut numai n prezena stabilizatorilor

alcool etilic #B i zaharoz #B0.

* $a? 5 $a*+%3

?"

5 e

?

**+*%)* *e+%3* 1


22/35

Reactivi/

soluie de analizat ce conine ionul +%)*6

soluie de iod de concentraie cunoscut ?*n /? , ","# n, 410

soluie de tiosulfat de sodiu de concentraie cunoscut $a*+*%), ","# n, 4*0

soluie de amidon 1B.&od de lucru

ntrun flacon iodometric se pipeteaz # ml soluie de analizat ce conine ioni +% )*.


23/35

< 2 ?*.........................................................(

(> < " A 1*7 2 +%)*

3. 17"

;entru 1""" ml soluie ","#$ ...................","#17" > 8,# 2 =2$%

)


24/35

+e cntrete la balana analitic cantitatea calculat de azotat de ar2int i se dizolv ntrun

balon cotat de 1""" ml, completnduse cu ap distilat pn la semn. +oluia se pstreaz n

sticle brune, la ntuneric, pentru a evita descompunerea =2$%). +oluia preparat se titreaz n

prezena /*17"

=)#,# @)#,#

1. ","# 17" 4 A 1""" 2

*.


25/35

IONUL 0LOR 0l#

;entru e(ecutarea reaciilor se folosete o soluie ce conine ionul


26/35

nitrai # m2Al $%)6 calciu 1"" m2Al


27/35

Reactivi/

comple(on ??? ","1: ),7**3 2 comple(on ??? dizolvate n 1""" ml ap bidistilat0.

clorur de calciu Q se prepar cntrind la balana analitic 1 2 carbonat de calciu

A1

> ml soluie clorur de calciu6

1> ml de soluie de comple(on ??? folosit la titrare.

&od de lucru

+e msoar *# mlap de analizat i se introduce ntrun balon cu fund plat de 1"" ml. +e

dilueaz volumul pn la #" ml cu ap bidistilat. +e adau2 1 ml soluie tampon pentru a obine

p&ul 1" i ",1 2 indicator, apoi se titreaz cu soluie de comple(on ??? pn ce culoarea vireaz

de la rou la albastru.

0alcul

v ml ap de analizat6 ml @-E= ","1:, 4 > cunoscut

:@-E=> )7*,*6 : #3,1

1.


28/35

.....................................................(1

FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF

(1>1"""

"1,"*,)7* %&

*.


29/35

:2


30/35

IONUL 0!L0IU 0a2$#

$umrul de o(idare *5



31/35

4. !cidul sul5uric diluat, H2&O4, formeaz n soluii nu prea diluate ce conin


32/35

Reacii microcristaloscopice

=. 0lorura de stroniu, Sr0l2. +e pune o pictur din soluia srii de analizat pe o lam

de microscop, se adau2 un e(ces de soluie de +r 0'90OO



33/35

).Clorura de calciu, 0a0l2, precipit o(alatul de calciu, alb, solubil n acid azotic i

insolubil n acid acetic.

*$&55 *&$%)5 *$a55 +%*0

*&$%)$*%#5 &*%

$*%#*$% 5 )A* %*

$% 5 T %*din aer0 $%*

4. &ulfatul feros, 4e+%, este o(idat de ctre acidul azotic azotai n mediu de acid

sulfuric concentrat0, n timp ce acidul este redus la $%. =pare o zon brunviolet care este o

combinaie solubil J4e+%0.($%0. %(idul de azot format se combin cu 4e+% n e(ces i

formeaz aceast coloraie.

*$a55$%)05 34e*55+%*05 *&55+%*0 > *$%5 )*4e)55)+%*0 5 *$a55+%*05 &*%

J 4e+% 5 ( $% J4e+%0.($%0


34/35

0eh!ica de lucru

ntro eprubet se ia o cantitate din soluia de analizat, se adau2 o soluie saturat de sulfat

feros, apoi se toarn acid sulfuric concentrat dea lun2ul pereilor, innd eprubeta nclinat. +eformeaz dou straturi de lichid cu densiti diferite. La zona de contact apare un inel colorat n

brunviolet. Reacia se mai numete reacia inelului brun i este o reacie specificde control.

Reaciile ionului silicic metasilicic# > SiO92

;entru efectuarea reaciilor se folosete o soluie de silicat de sodiu, $a *+i%)se obine

prin dizolvarea la cald a 2elului de acid silicic n hidro(id de sodiu0.

1. Acidul sulfuric diluat, &*+%, n 2eneral prin aciunea acizilor0 separ n soluii

concentrate de silicai alcalini un precipitat alb 2elatinos de acid silicic!

*$a55 +i%)*0 5 *&55 +%*0 > &*+i%)5 *$a55 +%*0


35/35

4. A#otatul de bariu, Ca$%)0*, formeaz un precipitat alb de Ca+i%)solubil n acizi

minerali, cu apariia imediat a 2elului de acid silicic.

/. olibdatul de a'o!iu, $&0*:o%. La soluia de analizat se adau2 o soluie

proaspt preparat de molibdat de amoniu i se aciduleaz uor6 se formeaz silicomolibdatul deamoniu $&0&[+i:o*%703]. coloraie 2alben.

&*+i%)51**$&55:o%05*"&55$%)0 > $&0&[+i:o*%703]5 *"$&55 $%)0 5 9&*%

chimie analitica aplicativa

Documents