TEMATICA LUCRARILOR DE LABORATORCHIMIE GENERALA

CHIMIE ANORGANICA SI ANALITICASEMESTRUL I

(A, B, IM, CEPA, IMAPA, TPPA)

1. Norme de protectia muncii si stingere a incendiilor. Vase. Ustensile si aparatura de laborator. Generalitati

2. Exprimarea concentraţiilor soluţiilor.

3. Volumetria prin reactii de neutralizare.Prepararea şi titrarea unei soluţii 0,05 N de NaOH cu ajutorul unei soluţii de acid oxalic.

4. Prepararea şi titrarea unei soluţii de H2SO4 0,05 N cu o soluţie de NaOH de concentraţie cunoscută.

5. Prepararea şi titrarea unei soluţii de CH3COOH 0,1 N cu o soluţie de NaOH de concentraţie cunoscută.

6. Test partial 1.

7. Volumetria prin reacţii de oxido-reducere Permanganometria în mediu acid. Stabilirea titrului unei soluţii de permanganat de potasiu.

8. Dozarea ionului feros Fe2+ din compuşi prin metoda permanganometrică.

9. Iodometria. Stabilirea titrului unei soluţii de tiosulfat de sodiu.

10. Stabilirea titrului unei soluţii de iod în iodură de potasiu.

11. Dozarea acidului sulfuros şi a sulfiţilor prin metoda iodometrica.

12. Volumetria prin reacţii cu formare de complecşi. Complexometria.

13. Volumetria prin reacţii de precipitare.Argentometria.

14. Test partial 2

BIBLIOGRAFIE

Alina Trofin, Elena Ungureanu - Chimie anorganică şi analitică, Editura PIM, Iaşi, ISBN 978-606-13-0468-4, 2011.

Norme de protectia muncii si stingere a incendiilor

Norme generale de tehnica securităţii muncii şi prevenirea şi stingerea incendiilor

Instructajele privind normele generale de tehnica securităţii muncii şi prevenirea şi stingerea incendiilor se execută periodic de către persoana autorizată în acest scop, la şase luni pentru cadrele didactice şi la trei luni pentru personalul tehnic şi ajutător sau ori de câte ori se dovedeşte necesar. Instructajele trebuie să vizeze atât norme generale de protecţia muncii cât şi norme specifice, adaptate lucrului în laboratoarele diverselor discipline, ateliere, hale, aplicaţiilor pe teren etc.

▫ cadrele didactice şi personalul tehnic şi ajutător nu îşi pot desfăşura activitatea la locul de muncă decât dacă au efectuat instructajul general şi specific de tehnica securităţii muncii şi prevenirea şi stingerea incendiilor şi au semnat fişa individuală de protecţia muncii.

▫ cadrele didactice şi personalul tehnic şi ajutător sunt obligate să participe la toate instructajele programate de responsabilul cu protecţia muncii şi să probeze prin teste de verificare însuşirea informaţiilor primite în cadrul instructajului.

▫ este obligatoriu să se păstreze evidenţa tuturor instructajelor legate de protecţia muncii pentru fiecare gen de operaţii efectuat în laboratorul disciplinei.

▫ în toate operaţiile necesare pregătirii lucrărilor practice de laborator, cadrele didactice şi personalul tehnic şi ajutător vor purta echipamentul de protecţie corespunzător (halat, mănuşi de cauciuc, ochelari de protecţie).

▫ echipamentul de protecţie va fi purtat pe toată durata orelor de laborator atât de cadrul didactic, de personalul tehnic cât şi de studenţi, fiind obligatoriu.

▫ la fiecare disciplină trebuie să existe stingătoare de incendiu în număr suficient pentru toate încăperile aferente, avizate şi în perfectă stare de funcţionare.

▫ la locul de muncă nu se fumează decât în spaţiile special amenajate în acest scop. ▫ toate echipamentele electrice şi instalaţia generală vor fi verificate periodic şi este obligatoriu

să se anunţe orice defecţiune la serviciul specializat cu verificarea şi repararea sistemelor electrice.▫ instalaţia de gaz, inclusiv conductele din interiorul încăperilor, becurile de gaz şi robinetele

vor fi periodic verificate şi orice defecţiune va trebui anunţată şi remediată imediat.▫ sistemul de apă curentă şi canalizare trebuie să fie în perfectă stare de funcţionare iar orice

defecţiune trebuie anunţată pentru a preveni riscul de inundaţii.▫ robinetele de admisie a gazului, apei curente şi întrerupătoarele de energie electrică trebuie

închise şi verificate obligatoriu la terminarea programului, pentru a evita eventualele accidente la locul de muncă.

▫ fiecare disciplină care are în gestiune substanţe toxice, inflamabile sau periculoase va deţine o încăpere special destinată depozitării acestor substanţe în condiţii optime caracterului lor şi în deplină siguranţă. Accesul la această încăpere va fi restricţionat şi se va face doar de către persoanele avizate.

▫ toate deversările de substanţe toxice, inflamabile sau periculoase se vor face la reţeaua de ape chimice impure conectată la staţia de epurare a apelor reziduale aferentă instituţiei, după aplicarea tuturor măsurilor posibile de neutralizare specifice fiecărei substanţe în parte.

Tehnica securităţii muncii în laboratorul de Chimie şi Biochimie

Condiţiile speciale în care se desfăşoară unele lucrări de laborator sau analize, la temperaturi ridicate sau scăzute, cu substanţe toxice, corozive, inflamabile sau explozive, cu degajare de prafuri sau vapori toxici, cu producere de zgomot sau lumină puternică impun anumite măsuri de protecţie a muncii, obligatorii conform Legii nr. 5/1995.

Prin specificul lor, lucrările experimentale implică posibilităţi diferite de accidentare, care pot fi evitate prin respectarea normelor de tehnica securităţii muncii.

Principalii factori de periculozitate care pot genera accidente sau îmbolnăviri sunt:► operaţiile cu lichide agresive ce provoacă arsuri;► degajările de substanţe inflamabile;► acţiunea curentului electric;► acţiunea căldurii;► zgomotul;► vibraţiile;

► degajările de substanţe toxice sub formă de vapori, praf, fum;► exploziile datorate unor materiale explozive, unor amestecuri ce devin explozive sau presiunilor

înalte.Deoarece aparatul respirator este cel mai vulnerabil, în special la acţiunea substanţelor

toxice, este necesar să se realizeze un anumit confort de lucru, dat de temperatură, umiditate şi circulaţia aerului, precum şi de natura gazelor existente în încăpere.

Substanţele toxice sub formă gazoasă, vapori, prafuri sau fumuri, ce acţionează asupra organismului, provoacă modificări în ceea ce priveşte permeabilitatea membranelor celulare şi desfăşurarea proceselor metabolice prin inhibarea sau otrăvirea enzimelor. De exemplu, vaporii de benzină produc narcoză letală; metale ca manganul sau mercurul atacă celulele ganglionare; cobaltul produce hemoragii cerebrale; prafurile minerale (dioxidul de siliciu, praful de cărbune, praful de trioxid de aluminiu) produc boli pulmonare; materialele radioactive, unele uleiuri din gudronul de cărbune sau praful de crom produc cancer pulmonar; compuşii cu arsen duc la dizolvarea hematiilor din sânge; iradierea provoacă distrugerea leucocitelor; unii solvenţi ca benzenul, tetraclorura de carbon, compuşii cloruraţi organici precum şi unele metale ca plumbul, mercurul, cadmiul acţionează asupra ficatului; acizii minerali tari sau clorura de aluminiu provoacă iritaţii grave ale pielii; amoniacul provoacă pneumonie şi edem pulmonar; acidul cianhidric şi sărurile sale duc la blocarea respiraţiei celulare, doza letală fiind de 1 mg/kg; metanolul provoacă leziuni ale sistemului nervos, orbire sau chiar moarte.

De asemenea, o importanţă deosebită o are şi iluminarea corectă şi suficientă a spaţiului de lucru întrucât protejează ochii, descreşte tensiunea şi oboseala, fiind şi un factor moral al muncii.

Sarcina de a instrui şi a examina periodic persoanele care îşi desfăşoară activitatea în cadrul laboratorului, asupra normelor de tehnica securităţii muncii, precum şi de a verifica instrucţiunile, revin conducătorului laboratorului.

Activitatea de laborator începe cu prezentarea normelor de tehnica securităţii muncii în laboratoare şi cu întocmirea fişei colective de protecţia muncii.

1. Amenajarea şi dotarea laboratorului de chimie

▪ Laboratorul va fi prevăzut cu instalaţii utilitare, energie electrică, apă, nişă, gaz, canalizare, care să permită desfăşurarea optimă a activităţii şi în condiţii de deplină securitate.

▪ Ferestrele vor fi mari, pentru ca la nevoie să se poată realiza o ventilaţie bună în cel mai scurt timp.

▪ Culoarele de trecere trebuie să fie suficient de largi pentru a permite circulaţia şi accesul nestingherit la mesele de lucru. Se interzice depozitarea materialelor şi executarea operaţiilor pe culoare.

▪ Reţeaua de gaze a laboratorului trebuie să aibă un ventil central care să permită oprirea gazelor pentru întreg laboratorul.

▪ În scopul alimentării cu apă trebuie să existe o sursă abundentă iar chiuvetele trebuie dispuse în mod judicios, conform STAS 1342-64.

▪ Pentru a evita recircularea aerului viciat este necesară admisia aerului din exterior. Instalaţia de ventilaţie cu caracter general cu refulare de aer şi cu absorbţia aerului viciat din încăperi va fi separată de instalaţia de ventilaţie pentru nişe.

▪ În fiecare laborator trebuie să se găsească nişe în număr şi capacităţi suficiente, prevăzute cu instalaţie de gaz, apă şi canal de scurgere, cu o bună ventilaţie, care să fie menţinute într-o bună stare de funcţionare. Se interzice lucrul în vase deschise, cu substanţe toxice care emană vapori, gaze sau praf toxic sub nişe care nu au aspiraţia asigurată perfect. Este interzis să se încarce nişa cu vase sau aparate de laborator în afară de cele ce sunt necesare la efectuarea operaţiilor curente.

▪ Este interzis a se lăsa instalaţiile să funcţioneze fără a fi continuu supravegheate.▪ După terminarea lucrărilor, respectiv după încetarea funcţionării instalaţiilor, părţile

componente trebuie să fie complet golite de conţinutul lor.▪ Nu este permis a se vărsa nici un conţinut la canalul din interiorul nişei şi nici de a evacua

gazul din interiorul diferitelor vase prin legarea la trompe de vid de la acest canal, în afară de cazul când canalizarea este legată la reţeaua de ape chimic impure.

▪ Mesele din laborator vor fi construite şi acoperite cu materiale antiacide şi vor fi prevăzute cu toate anexele necesare: apă, canal de scurgere, gaz, curent electric. Anexele meselor de laborator vor fi dispuse în aşa fel încât să optimizeze lucrul, având comenzile în general fixate în faţa lor.

2. Tehnica de lucru

2.1. Generalităţi▪ Lucrările practice de laborator trebuie să fie executate cu cantităţile şi concentraţiile de

substanţe strict necesare, precis cântărite sau măsurate, cu vasele, utilajele, aparatele prevăzute şi în general cu respectarea condiţiilor indicate de referatele de specialitate puse la dispoziţia studenţilor.

▪ Este interzis să se lucreze cu instalaţii superficial concepute sau improvizate; piesele componente trebuie să fie bine fixate pe suporţi, în cleme şi dispozitive de îmbinare şi legătură, astfel încât fiecare piesă să fie de sine stătătoare şi să aibă echilibru şi sprijin printr-o bună fixare.

▪ Atunci când se lucrează după o reţetă dată, aceasta trebuie aplicată cu stricteţe, fără nici o modificare sau improvizaţie.

▪ Studenţii au la îndemână, pregătit în prealabil, întregul material şi echipamentul de protecţie necesar lucrării respective, precum şi neutralizanţii sau antidoturile specifice la care obligă literatura de specialitate.

▪ Înaintea pornirii unei instalaţii de laborator, studentul trebuie să prezinte cadrului didactic îndrumător de laborator instalaţia respectivă, pentru verificarea în ceea ce priveşte corectitudinea conexiunilor ce au fost făcute şi permisiunea de a o pune în funcţiune.

2.2. Organizarea locului de muncăSe va acorda în orice împrejurare în munca de laborator o atenţie deosebită organizării

locului de muncă.▪ Mesele de laborator trebuie folosite numai pentru operaţii care nu produc degajări de

substanţe toxice. Lucrările cu substanţe nocive şi acizi concentraţi sau de încălzire a produselor toxice, în vas deschis, trebuie executate exclusiv sub nişă, al cărei tiraj trebuie controlat în prealabil pentru a corespunde gradului admis de toxicitate al substanţelor cu care se lucrează.

▪ Mesele de lucru trebuie să rămână, la sfârşitul fiecărei zile de lucru sau şedinţe de lucrări practice, fără reactivi sau vase. Pe mese pot rămâne doar aparatele montate care urmează să funcţioneze a doua zi.

▪ Lucrările vor fi executate numai în vase perfect curate, care se vor spăla imediat după experiment.

▪ La primirea şi folosirea sticlelor cu substanţe pentru experienţe trebuie citite cu atenţie etichetele.

▪ Nu se vor gusta nici un fel de substanţe din laborator şi nu se vor utiliza vasele de laborator pentru băut sau mâncare.

▪ Nu se vor pune pe masa de laborator obiecte sau substanţe nefolosite în cadrul lucrărilor de zi.▪ Este interzis a se apleca deasupra vasului în care s-a turnat sau fierbe un lichid oarecare, sau a

se ţine vasul înclinat spre cel ce lucrează, spre a se evita stropirea cu picăturile lichidului.▪ Deşeurile materialelor periculoase se vor distruge fără întârziere, substanţele volatile sau

inflamabile se vor arunca pe un teren deschis, în nici un caz în sistemul de canalizare.▪ Este obligatorie neutralizarea sau captarea substanţelor toxice ce rezultă sau rămân în exces la

capătul instalaţiei şi care se evacuează.2.3. Principii de aplicare a metodologiei de lucru▪ Se interzice lucrul fără aparate de măsură şi control, de calitate şi precizie corespunzătoare.▪ Se va evita în mod special manipularea acizilor, bazelor tari şi a substanţelor toxice fără

echipamentul de protecţie corespunzător.▪ Se va evita topirea metalelor în aer liber, operaţia se va executa sub nişă deoarece vaporii

metalelor sunt toxici.▪ Măsurarea soluţiilor toxice nu se va face prin pipetare directă, ci numai cu biurete sau pipete

automate. Pipetarea produselor biologice se va face cu pipete prevăzute cu filtru de vată.▪ Tuburile de oxigen, dioxid de carbon, azot, hidrogen etc. se vor depozita în afara

laboratorului. Când sunt strict necesare anumitor operaţii se vor ancora cu lanţ în locuri special amenajate.

▪ Substanţele toxice se păstrează în încăperi încuiate, la care au acces doar persoanele autorizate, în borcane sau sticle închise şi marcate cu cap de mort.

▪ Când se lucrează cu substanţe toxice trebuie să se evite ducerea mâinilor la nas, gură sau ochi iar după terminarea lucrului se vor spăla cu apă şi săpun.

▪ Conectarea oricărei instalaţii electrice de laborator se va face numai după verificarea acesteia de către conducătorul de lucrări.

2.4. Manipularea sticlărieiÎnaintea începerii experienţelor trebuie verificată calitatea sticlăriei care se foloseşte.▪ Vasele care prezintă zgârieturi, crăpături, bule de aer incluse în masa sticlei sau alte

defecţiuni vor putea fi restituite magaziei sau vor fi folosite exclusiv pentru operaţii nepericuloase.▪ Vasele de sticlă se încălzesc progresiv pe băi (de apă, de ulei, de nisip) fie pe o sită de azbest.▪ Pentru a evita supraîncălzirea lichidelor, se folosesc bucăţile de porţelan poros sau bilele de

sticlă care asigură o fierbere progresivă şi liniştită a lichidelor. Porţelanul poros sau bilele de sticlă se vor introduce întotdeauna în lichidul rece şi nu în cel fierbinte.

▪ Baghetele folosite la amestecare trebuie rotunjite la flacără.▪ Spălarea vaselor de sticlă se face imediat după terminarea operaţiei, cu lichide potrivite în

care impurităţile respective sunt solubile, pentru a evita reacţii vătămătoare.▪ Aparatura din sticlă fierbinte se va feri de şoc termic, respectiv nu se va aşeza pe suprafeţe

ude sau reci şi nu se vor turna lichide reci în interior.▪ Se interzice încălzirea aparaturii de sticlă cu flacără directă.▪ Creuzetele şi capsulele de porţelan scoase fierbinţi de la calcinare se vor introduce în

exicator fără a se atinge de pereţii exicatorului. Apoi se va scoate dopul de la capacul exicatorului, sau dacă nu are dop, se va ţine capacul tras la o parte până la răcirea vaselor fierbinţi, aproximativ 10 – 15 minute.

▪ Pentru a evita arsurile, mânuirea ustensilelor de porţelan fierbinţi se face cu ajutorul unui cleşte metalic, iar la sticlărie cu un cleşte de lemn.

2.5 Manipularea dispozitivelor de încălzire cu gaze din reţeaua laboratorului▪ La aprinderea becului de gaz, deschiderea robinetului trebuie să se facă cu atenţie, treptat;

se duce flacăra la gura becului, apoi se deschide gazul. Dacă becul de aprinde în interior, robinetul de la conducta de gaz trebuie închis imediat. Se va controla tubul de legătură care racordează becul, având grijă să nu răsufle. Tubul nu trebuie să fie în contact cu vase fierbinţi sau să fie în apropierea flăcării. El trebuie să fie de calitate corespunzătoare şi montat rigid cu ajutorul unor cleme speciale la ştuţul conductei de alimentare şi la ştuţul dispozitivului de ardere.

▪ Robinetul de gaz este prevăzut la partea superioară cu o crestătură (un şanţ). Dacă acest şanţ coincide cu direcţia de la ieşirea gazului, atunci robinetul este deschis, iar dacă este perpendicular, robinetul este închis.

▪ Este interzis lucrul cu tub învechit şi defect.▪ Este interzis a se lăsa aprinse becurile de gaz, chiar dacă personalul lipseşte din laborator

un timp scurt.▪ Dacă se observă scăpări la becul de gaz, se iau următoarele măsuri:╘ se întrerupe lucrul şi se evacuează imediat personalul;╘ se sting toate becurile;╘ se întrerupe curentul electric, lăsându-se numai coloana de forţă pentru ventilatoare;╘ se pun în mişcare toate ventilatoarele;╘ se deschid toate ferestrele;╘ se controlează robinetele de gaz pentru a fi închise şi se verifică dacă există găuri în

conductă sau în tuburile de cauciuc.2.6. Manipularea aparatelor de laborator cu acţiune electrică▪ Instalaţiile şi echipamentele electrice vor fi construite, montate şi exploatate în aşa fel încât

să fie prevenite electrocutările, arsurile, incendiile.▪ Reparaţiile instalaţiilor electrice trebuie executate numai de către electricieni autorizaţi.▪ Aparatele de încălzire electrică (cuptoare, etuve, băi electrice) trebuie aşezate pe mese

protejate cu tablă de oţel şi acoperite cu foi de azbest.▪ Aparatele electrice vor fi legate la o priză cu împământare pentru evitarea electrocutărilor.

▪ Se interzice conectarea aparatelor electrice dacă lipseşte fişa corespunzătoare. Se interzice utilizarea conductorilor neizolaţi sau montaţi necorespunzător.

▪ Se interzice conectarea mai multor aparate electrice la o singură priză.▪ Se interzice manipularea aparatelor electrice, precum şi a instalaţiilor electrice din

laborator cu mâna udă.2.7. Manipularea substanţelor inflamabile şi explozive

▪ Lichidele inflamabile volatile (eter, benzen, fracţiuni de ulei) vor fi manipulate cu atenţie.▪ Nu se vor păstra în vase de sticlă cantităţi de lichide inflamabile mai mari de 1 litru.▪ Dacă din întâmplare se varsă o cantitate oarecare de lichid inflamabil, se procedează astfel:╘ se sting imediat toate lămpile şi se întrerupe încălzitorul electric;╘ se închid uşile şi se deschid ferestrele;╘ lichidul vărsat se şterge cu o cârpă şi apoi prin stoarcere se colectează într-un balon cu

dop;╘ se va întrerupe aerisirea numai după constatarea dispariţiei complete a vaporilor lichidului

vărsat în încăpere;╘ se interzice depozitarea în laborator de la o zi la alta a reactivilor sau a substanţelor toxice

şi inflamabile.▪ În cazul substanţelor inflamabile în apă (alcool), flacăra se poate stinge cu stingătoarele cu

spumă chimică, dioxid de carbon sau tetraclorură de carbon.▪ În cazul aprinderii îmbrăcăminţii, se iau următoarele măsuri:╘ nu se aleargă;╘ se stinge îmbrăcămintea prin învelire cu o pătură.▪ În cazul incendiilor de proporţii mari se închide gazul de la conducta principală.▪ Lichidele inflamabile nu se vor arunca la canal ci se vor împrăştia pe un teren viran şi se

vor distruge.▪ Fiecare laborator trebuie să fie dotat cu extinctor, să se facă instructaj periodic de folosire a

extinctoarelor şi să fie precizată o echipă care să intervină în caz de incendiu.▪ Pentru evitarea accidentelor în laborator mai sunt necesare păstrarea ordinii şi disciplinei la

locul de muncă.▪ În laborator nu se păstrează alimente, nu se mănâncă şi nici nu se folosesc vasele de

laborator pentru apa de băut.▪ În laboratoarele de chimie şi pe culoarele de acces nu se fumează.

3. Deversarea resturilor de reactivi din laborator Instrucţiuni privind deversarea cantităţilor mici de reactivi chimici

Cantităţi mici de reactivi pot fi trecute, în unele condiţii, în forme acceptabile din punct de vedere ecologic, ori chiar în compuşi inerţi sau fără efecte vătămătoare. În funcţie de proprietăţile lor, aceste substanţe pot fi modificate – prin neutralizare, reducere, oxidare etc. – într-o asemenea măsură încât deversate în ape sau în natură să nu constituie un pericol pentru sănătatea publică sau pentru mediul înconjurător.

Exemple de metode pentru deversarea reactivilor chimici.1. Acizi anorganici şi soluţii acide – se diluează cu apă, după care se neutralizează încet (la

pH = 6 - 8) prin adaos de hidroxid de sodiu (sodă caustică) sau carbonat de sodiu (sodă de rufe). Soluţia rezultată se poate deversa ţinându-se cont de cantităţile maxim admise.

1.a. Acizii vărsaţi pe jos se presară cu un exces de hidroxid de calciu şi/sau bicarbonat de sodiu pulbere. După terminarea reacţiei de neutralizare, reziduul se colectează cu o cârpă umedă, iar locul se spală cu apă multă.

2. Săruri cu reacţie acidă în soluţii apoase – în caz de nevoie se amestecă pentru început cu bicarbonat de sodiu, după care se dizolvă în multă apă şi se deversează, ţinându-se cont de concentraţiile maxime admise.

3. Hidroxizi anorganici hidrosolubili, soluţii alcaline şi baze organice – se neutralizează încet cu acid sulfuric diluat şi se deversează ca soluţii neutre (pH = 6 - 8), ţinându-se cont de concentraţiile maxime admise. Soluţiile alcaline vărsate pe jos, precum şi lichidele cu reacţie alcalină

se presară cu un exces de sulfat acid de sodiu, după care se adună cu o cârpă umedă, iar locul afectat se spală cu multă apă.

4. Săruri alcaline – în caz de necesitate, se amestecă cu bisulfit de sodiu solid, se dizolvă în apă şi se deversează sub formă de soluţii neutre (pH=6-8).

5. Compuşi organici uşor volatili cu periculozitate scăzută – pot fi lăsaţi să se evapore liber, în cantităţi mici, dacă în incintă există nişe cu tiraj bun, sau în aer liber. Se va evita formarea de amestecuri inflamabile cu aerul. Se vor exclude din zonă flăcările deschise, precum şi alte surse de foc.

6. Lichide inflamabile (alcooli, eteri, hidrocarburi, cetone) – se vor distruge în unităţi de incinerare. Cantităţi mici, de exemplu reziduuri de solvenţi, se vor absorbi cu hârtie de filtru sau un alt material absorbant care se va aprinde sau se va lăsa să se evapore într-un vas deschis, la aer. În cazul acestor compuşi se poate aplica şi recuperarea.

7. Compuşi organo-halogenaţi combustibili – se vor amesteca cu pulbere de carbonat de sodiu şi/sau hidroxid de calciu înainte de a le da foc. Halogenurile organice lichide se absorb întâi pe un material, apoi se presară cu pulbere de hidroxid de calciu după care sunt aprinse.

8. Substanţele relativ nepericuloase pot fi deversate direct, după diluare cu multă apă, ţinându-se cont de concentraţiile maxime admise.

9. Substanţele periculoase, dificil de transformat în compuşi inofensivi, se deversează în locuri şi de către personal specializat pentru asemenea operaţii.

10. Reactivii foarte toxici, chiar şi în cantităţi mici, pot ridica probleme la deversare. De aceea, ei trebuie depozitaţi într-un loc special amenajat, sub control strict, sau colectaţi separat în scopul unei recuperări ulterioare.

11. Halogenii anorganici lichizi se vor amesteca, în spatele unui paravan de protecţie şi în nişă, încet, cu o mixtură de carbonat de sodiu şi hidroxid de calciu. După neutralizare, se diluează amestecul cu foarte multă apă şi se deversează.

12. Lichidele care produc fumuri toxice se recuperează, pe cât posibil, sau se pot deversa după metodele descrise la punctele 5, 6 şi 7.

13. Aldehidele se tratează cu sulfit de sodiu, apoi se amestecă cu puţină apă. După terminarea reacţiei, produsul se diluează cu multă apă, putând fi , de regulă, deversat direct.

14. Nitrilii şi mercaptanii se oxidează cu o soluţie de max. 15% de oxiclorură de calciu, sub agitare energică. După neutralizare, se diluează cu multă apă şi se pot deversa.

15. Substanţe dizolvate în solvenţi organici se deversează după metodele 6 sau 7. Se poate adăuga alcool pentru mărirea combustibilităţii.

16. Aminele se neutralizează după metoda 3, sau se ard după metodele 6 sau 7.17. Compuşii periculoşi care se descompun la ardere, dacă sunt arşi sau evaporaţi, operaţia

se va executa doar cu cantităţi mici, luându-se măsurile de precauţie necesare. Mai pot fi şi recuperaţi conform metodei 12.

18. Acizii organici şi halogenurile de acizi se vor neutraliza aşa cum s-a descris la metodele 1, 2, ori se incinerează după metodele 6, 7.

19. Cianurile alcaline se tratează cu o soluţie de hidroxid de sodiu şi una de oxiclorură de calciu, reacţia necesitând un timp mai îndelungat. Soluţia de cianat obţinută, după diluare cu foarte multă apă, se poate deversa.

20. Halogenurile organice necombustibile se colectează şi se recuperează prin distilare. Dacă nu, se pot amesteca în solvenţi combustibili în vederea arderii conform metodei 7.

21. Metalele conţinute în reziduuri se pot recupera dacă sunt trecute în forme insolubile în apă (hidroxid, carbonat, sulfat etc.

22. Compuşii radioactivi, chiar şi în reziduuri mici, trebuie colectaţi separat, cu grijă, după care se recirculă sau se înlătură conform normelor în vigoare.

23. Acidul fluorhidric şi fluorurile anorganice se tratează cu pulbere de hidroxid de calciu sau lapte de var, pentru a precipita fluorura de calciu insolubilă, din soluţia apoasă. Precipitatul spălat şi uscat se deversează într-un loc special pentru materialele toxice.

24. Metalele alcaline şi alcalino-pământoase, precum şi unii compuşi organo-metalici se acoperă la început cu carbonat de sodiu anhidru, după care se adaugă cu grijă butanol, operaţia desfăşurându-se sub nişă. A doua zi, după terminarea reacţiei, produsul se diluează cu multă apă şi se neutralizează înainte de deversare.

25. Fosforul şi fosfurile metalice se oxidează cu soluţii diluate (de ex. oxiclorură de calciu dizolvată în soluţie de hidroxid de sodiu). Unii din aceşti compuşi sunt foarte inflamabili, drept pentru care este recomandabil să se lucreze în nişă, în atmosferă de azot. Substanţele se introduc, în cantităţi mici, în soluţia oxidantă bine răcită. Produşii de reacţie care rezultă, posibil toxici, se ard conform metodei 7.

4. Reguli de acordare a primului ajutorÎn cazul unui accident produs în laborator, studenţii sunt obligaţi să informeze imediat

cadrul didactic care conduce laboratorul respectiv.4.1. Primul ajutor în caz de răniri şi arsuri▪ În caz de răniri, se spală cu apă locul respectiv, se dezinfectează cu apă oxigenată 3% sau

cu tinctură de iod şi apoi se bandajează.▪ În cazul arsurilor termice de gradul I sau II se recomandă aplicarea de unguente speciale

(Decaderm, Cutaderm, Jecolan, Jecozinc, Bioxiteracor etc.). În cazul arsurilor grave sau extinse se apelează de urgenţă la medic.

▪ În cazul arsurilor chimice de grad I sau II se vor îndepărta hainele stropite cu reactiv şi se va spăla pielea cu apă din abundenţă. După aceasta se va face neutralizarea cu o soluţie de acid boric sau acid acetic diluat 2% pentru arsurile cu alcalii sau cu o soluţie de bicarbonat de sodiu 2% în cazul arsurilor cu acizi. După neutralizare se unge locul respectiv cu Jecolan, Jecozinc etc.

▪ În cazul în care picături de acizi sau baze ajung în ochi, aceştia se spală cu foarte multă apă apoi cu o soluţie neutralizantă aplicată cu ajutorul unei pipete, apoi se apelează la ajutorul medicului oftalmolog.

4.2. Primul ajutor în caz de intoxicaţiiÎn caz de intoxicaţii, până la sosirea medicului, se vor lua următoarele măsuri:╘ intoxicatul este scos din încăperea cu atmosferă viciată şi este culcat într-o cameră

aerisită; la nevoie i se va face respiraţie artificială;╘ în cazul intoxicărilor provenite în urma ingerării accidentale de substanţe toxice se

provoacă vărsături şi se administrează substanţe neutralizate (albuş de ou bătut, lapte, apă de var sau soluţie de oxid de magneziu pentru intoxicarea cu acizi iar dacă intoxicarea s-a produs cu baze, o soluţie diluată de acid acetic).

╘ în cazul intoxicării cu brom, intoxicatul va inhala vapori de amoniac, apă sau hidrogen sulfurat.

4.3. Primul ajutor în caz de electrocutareÎn cazul electrocutării se întrerupe imediat curentul electric, aparatul defect se decuplează, iar persoana electrocutată se va scoate la aer şi i se vaUstensile de laborator.

În laboratoarele chimice se utilizează vase şi aparate confecţionate din materiale rezistente la acţiunea chimică şi la variaţiile bruşte de temperatură (sticlă, porţelan, metal etc.).Vase simple de sticlă

Eprubeta are forma unui tub de sticlă închis la un capăt şi care se păstrează în stativ de lemn sau metal. Eprubetele pot fi cilindrice, folosite pentru efectuarea reacţiilor şi conice, pentru separarea precipitatelor la centrifugă. Eprubetele se umplu cel mult până la jumătate, iar agitarea conţinutului se face prin scuturare. La încălzire, eprubeta se înclină, pentru a asigura fierberea lichidului din partea superioară şi se agită uşor pentru a evita degajarea bruscă a vaporilor.

Bagheta serveşte la amestecarea şi transvazarea lichidelor prin curgerea lor de-a lungul baghetei înclinate.

Sticla de ceas se foloseşte pentru efectuarea reacţiilor în picături sau pentru cântărire.Paharele Berzelius şi paharele conice Erlenmeyer se folosesc pentru prepararea soluţiilor,

pentru efectuarea de precipitări, filtrări sau transvazări de lichide.Baloanele cu fund plat se folosesc pentru încălzirea lichidelor şi distilări.Pâlnia de sticlă serveşte la transvazarea lichidelor sau ca suport pentru materialul filtrant la

efectuarea de filtrări simple.Vase de porţelan şi cuarţVasele se confecţionează din porţelan sau cuarţ atunci când se cere o rezistenţă chimică,

termică sau mecanică mai ridicată.Mojarul cu pistil serveşte la sfărâmarea şi pulverizarea substanţelor.

Capsula se foloseşte pentru obţinerea de topituri.Creuzetul de porţelan se foloseşte pentru calcinări şi obţinerea de topituri.Placa de porţelan cu cavităţi se utilizează la efectuarea reacţiilor în picături.Ustensile din metalCele mai întrebuinţate ustensile din metal sunt: cleştele, foarfeca, lingura, spatula,

trepiedul, tringhiul de şamotă, stativul, inelul, clema, mufa.

Ustensile din lemnCele mai utilizate sunt: cleştele pentru eprubete şi stativul pentru eprubete.Vase şi aparate specialeExicatorul se foloseşte pentru uscarea lentă şi păstrarea substanţelor care absorb cu uşurinţă

umiditatea din aer. În partea tronconică a exicatorului se introduce o substanţă care absoarbe umiditatea (clorura de calciu anhidră, acid sulfuric concentrat, anhidridă fosforică). Deasupra absorbantului se aşează o placă de porţelan perforată ce permite circulaţia aerului în exicator, iar pe această placă se aşează produsul destinat uscării, într-o sticlă de ceas, fiolă sau creuzet. Marginile şlefuite ale exicatorului se ung cu vaselină pentru ca la închiderea acestuia cu capacul să se formeze între cele două părţi un film subţire de vaselină care să ermetizeze interiorul exicatorului. Deschiderea exicatorului se face prin culisare.

Pâlnia de separare serveşte la spălarea şi separarea lichidelor nemiscibile cu densităţi diferite.

Măsurarea volumelorÎn analiza volumetrică, alături de cântărire, măsurarea volumelor este operaţia cea mai

importantă. Unitatea de măsură este litrul (l), definit ca volumul ocupat de un decimetru cub. Ca submultiplu se foloseşte în mod curent mililitrul (ml) sau centimetrul cub (cm3)

Vasele de măsurat volume se pot împărţi în două categorii:- vase gradate pentru umplere, al căror semn indică volumul pe care-l măsoară;- vase gradate pentru golire, cu două semne: semnul superior indică volumul de umplere, iar

la golire se măsoară volumul indicat de semnul inferior. Această diferenţiere trebuie făcută deoarece, la golire, o parte din lichidul din vas aderă la pereţi şi astfel, volumul la golire este mai mic decât volumul la umplere.

Gradarea vaselor se face la 40C şi la 200C. Pe fiecare vas este gravată capacitatea precum şi temperatura la care este făcută etalonarea.

Citirea volumelor se face astfel încât raza vizuală să fie perpendiculară pe diviziunea corespunzătoare volumului de măsurat, iar limita inferioară a meniscului soluţiei să fie tangentă la

această diviziune, pentru lichidele incolore; pentru cele colorate, diviziunea va fi tangentă la limita superioară a meniscului.

Baloanele cotate sunt vase pentru umplere, cu fund plat şi au pe gât un semn circular care arată până unde se vor umple. Se folosesc pentru prepararea soluţiilor titrate, plecând de la substanţe titrimetrice (etalon). Substanţa cântărită se trece cantitativ în balon, se adaugă apă distilată şi se dizolvă, aducându-se apoi la semn cu apă distilată. Se omogenizează conţinutul prin agitare.

Cilindrii gradaţi sunt vase pentru umplere, mult mai puţin precise decât baloanele cotate, de aceea se folosesc numai pentru măsurători aproximative.

Pipetele sunt vase pentru golire şi sunt de două categorii: pipete cotate (fără gradaţii intermediare), cu ajutorul cărora se măsoară numai volumul înscris pe pipetă, şi pipete gradate cu care se pot măsura şi volume mai mici decât cel înscris.

Pentru a măsura cu pipeta un anumit volum, se introduce vârful pipetei în lichid şi se aspiră până când lichidul depăşeşte gradaţia dorită. Se astupă pipeta cu degetul arătător, se scoate din lichid şi se lasă să curgă lichidul până când limita inferioară a meniscului lichidului atinge gradaţia. La golire, lichidul se lasă să curgă liber, atingând vârful pipetei de peretele vasului în care se goleşte lichidul. Nu se suflă în pipetă pentru a goli şi lichidul care rămâne în vârful pipetei.

Biuretele sunt vase pentru golire alcătuite dintr-un tub gradat şi care la partea inferioară au un dispozitiv cu ajutorul căruia se poate închide sau regla curgerea lichidului (o clemă sau un robinet). În timpul lucrului, biuretele se fixează vertical pe un stativ cu ajutorul unei cleme. Umplerea lor se face cu ajutorul unei pâlnii mici, iar prin deschiderea robinetului sau a clemei se lasă lichidul să se

scurgă până când ajunge la semn, după regulile prezentate anterior (vezi umplerea pipetelor).

Generalitati În analiza unei substanţe apar două etape distincte: analiza calitativă şi cantitativă.

Analiza calitativă stabileşte natura componentelor (elemente, grupări de elemente, ioni, compuşi chimici) care intră în constituţia substanţelor analizate. Informaţiile obţinute prin acest tip de analiză sunt ulterior folosite în determinarea conţinutului cantitativ al constituenţilor (analiza cantitativă).Transformarea unei substanţe într-o substanţă nouă cu proprietăţi diferite de cele iniţiale se numeşte reacţie chimică. Substanţele care participă la producerea reacţiei chimice se numesc reactivi. Reactanţii reprezintă substanţele care participă la reacţie, iar produşii de reacţie sunt substanţele care rezultă din reacţie.Ecuaţia chimică reprezintă scrierea prescurtată cu ajutorul formulelor chimice a unei reacţii chimice.

(Mg2+ + 2Cl-) + 2(Na+ + OH-) = Mg(OH)2 + 2(Na+ + Cl-)Când transformările sunt parţiale sau reversibile se foloseşte ↔.

(Mg2++2 Cl-) + 2(NH 4+ + OH-)↔ Mg(OH)2 + 2(NH 4

+ + Cl-)Reacţiile chimice indică pe lângă aspectul calitativ şi aspectul cantitativ.

Mg Cl 2 + 2NaOH = Mg(OH)2 + 2NaCl

1 mol + 2 moli = 1 mol + 2 moli 95,25 g + 2• 40 g = 58,35 g+ 2• 58,5 g 175,25 g = 175,25 g

Reacţiile chimice utilizate în vederea identificării constituenţilor unei probe se pot clasifica după natura lor, starea de agregare a substanţelor reactante şi după modul de execuţie.

Analiza pe cale uscatăÎn analiza pe cale uscată, reacţiile de identificare se execută folosind substanţa de analizat

solidă. Reacţiile urmăresc acţiunea căldurii singură sau combinată cu diferiţi reactivi asupra substanţei respective.

Dintre reacţiile pe cale uscată, cele mai folosite sunt: - reacţiile de colorare a flăcării- reacţia de obţinere a perlelor - reacţia pe cărbune.Reacţia de colorare a flăcării Prin această operaţie se observă culoarea imprimată unei flăcări incolore de gaz de către

sărurile volatile aduse la incandescenţă.Modul de execuţie este simplu: cu ajutorul unui fir de platină sau a unei mine de grafit se

introduce o cantitate mică de sare umezită cu acid clorhidric concentrat, la baza flăcării. Flacăra se colorează în nuanţe caracteristice ionilor componenţi.

Acidul clorhidric are rolul de a transforma sarea de analizat în clorură, care este mai volatilă decât sarea iniţială. Înainte de a executa operaţia, firul de platină sau mina de grafit trebuie curăţate prin spălări repetate cu acid clorhidric şi calcinări în flacără, până când nu mai coloreaza flacăra.

Reacţia de obţinere a perlelor colorate de borax Boraxul Na2B4O7 ∙ 10 H2O, fosfatul secundar de sodiu şi amoniu NaNH4PO4 ca şi fosfatul

monosodic NaH2PO4 au proprietatea ca prin calcinare să formeze o masă sticloasă transparentă, aşa numita perlă:

Na2B4O7 ∙ 10 H2O → 10 H2O + B2O3 + 2 NaBO2

Perla transparentă se obţine astfel: se foloseşte un fir de platină sau o mină de grafit, fără impurităţi, se introduce fierbinte în borax şi apoi în flacără şi se calcinează până se obţine perla transparentă.

Această perlă fierbinte se atinge de foarte puţină substanţă de analizat şi se introduce din nou în flacără. Ea poate rămâne transparentă, poate deveni opacă sau se poate colora. Culoarea perlei se datorează metaboratului metalic care se formează cu cationul substanţei de analizat:

2 NaBO2 + MeO → Me(BO2)2 + Na2O

B2O3 + MeO → Me(BO2)2

Reacţia pe cărbuneAceastă reacţie constă în calcinarea pe cărbune a substanţei de analizat, singură sau în

amestec cu carbonat de sodiu sau potasiu.După rezultatul obţinut şi după fenomenele care însoţesc reacţia, se pot desprinde o serie de

informaţii utile în analiză. Combinaţiile alcaline nu sunt absorbite pe cărbune, iar celelalte combinaţii se transformă în carbonaţi, care prin acţiunea căldurii se descompun în oxid metalic şi dioxid de carbon. Unii oxizi se reduc chiar până la metal.

În cazul în care în urma calcinării se obţine un reziduu alb, acesta se poate recolora prin stropire cu soluţie de azotat de cobalt şi recalcinare.

Modul de execuţie cuprinde următoarele: se sapă o cavitate mică într-o bucată de cărbune vegetal, cu ajutorul unei freze metalice; se introduce în cavitate o cantitate de amestec mojarat de sare de analizat şi carbonat de sodiu; se umezeşte cu puţină apă, pentru a nu fi suflată de pe cărbune în timpul calcinării; se menţine cărbunele în flacără cu ajutorul unui cleşte metalic şi se calcinează.

Analiza pe cale umedăReacţiile pe cale umedă se execută cu soluţii apoase obţinute prin dizolvarea substanţelor şi a reactivilor în apă distilată, reacţiile având loc între ioni, dacă substanţa de analizat este anorganică.Se disting următoarele tipuri de reacţii utilizate în chimia analitică:- Reacţii în care se formează un precipitat, amorf (CaCO3 ), cristalin (PbI2 ), gelatinos (Cu(OH)2),- Reacţii în care se produce o schimbare de culoare,- Reacţii în care se produce o degajare de gaz.Reacţiile folosite în chimia analitică trebuie să îndeplinească o serie de condiţii:- să se producă instantaneu,- să fie totale,- să fie dacă se poate specifice unui singur element sdau grupări,- să fie reversibile si să permită recunoaşterea unei cantităţi minime de substanţă.

Reactivii chimici pot fi de grupă, selectivi, comuni şi specifici şi se află în toate ccele trei stări de agregare.Reactivii comuni reacţionează cu un număr mare de ioni, produşii de reacţie nemarcând o diferenţiere între ei (hidroxizi alcalini, carbonaşi alcalini, fosfaţi).Reactivii de grupă reacţionează cu o grupă de ioni, produşii de reacţie avînd caractere comune. De exemplu H2S reacţionează cu Hg2+, Cu2+, As3+, sulfurile fiind greu solubile în HCl diluat. Reactivii selectivi dau reacţii asemănătoare cu un număr de ioni, produsul de reacţie fiind de cele mai multe ori caracteristic. De exemplu, K4[Fe(CN)6] reacţionează cu Cu2+, Fe3+, Fe2+, Zn2+, dar produsul de reacţie este diferit pentru fiecare ion.Reactivii specifici sunt acei reactivi care intră în reacţie cu un singur ion, produsul de reacţie fiind specific acelui ion. De exemplu KSCN este reactiv specific pentru Fe3+ cu care dă o coloraţie roşie.

EXPRIMAREA CONCENTRAŢIILOR SOLUŢIILOR

Concentraţia unei soluţii reprezintă cantitatea de substanţă dizolvată într-un anumit volum de soluţie sau de solvent. Ea reprezintă raportul dintre solut (dizolvat) şi solvent

După concentraţie, se deosebesc soluţii concentrate, ce conţin cantităţi mari de substanţă dizolvată şi soluţii diluate, cu cantităţi mici de substanţă dizolvată. 1. Concentraţia procentuală (% ; C%)Poate fi exprimată în unităţi de masă sau în unităţi de volum Concentraţia procentuală exprimată în unităţi de masă se defineşte astfel:

Concentraţia procentuală reprezintă gramele de substanţă dizolvate în 100 grame de soluţie.

Exemple: O soluţie de concentraţie 15 % va conţine 15 grame de substanţă dizolvată, indiferent de natura substanţei.

Probleme:1) Câte grame de NaOH se găsesc dizolvate în 450 grame de soluţie de concentraţie 25 % ?

Rezolvare:100 g soluţie NaOH..................25 g NaOH450 g soluţie .............................x

x = 450 × 25 / 100 = 112,5 g NaOH2) Calculaţi gramele de KI necesare preparării a 700 g soluţie 2 % .

Rezolvare:100 g soluţie KI .........................2 g KI750 g soluţie ..............................x

x = 750 × 2 / 100 = 15 g KI

3) Ce concentraţie procentuală are soluţia preparată prin dizolvarea a 60 g NaCl în 250 g soluţie?

Rezolvare:250 g soluţie NaCl ......................60 g NaCl100 g soluţie ...............................C %

C % = 100 × 60 / 250 = 24 %2. Concentraţia molară - molaritatea (m;M)

Concentraţia molară reprezintă numărul de moli dizolvaţi în 1000 cm3 soluţie (un litru soluţie).

Molul reprezintă masa molară exprimată în grame. Aceasta se calculează prin însumarea maselor atomice ale elementelor componente, adunând, când este cazul, masa moleculelor de apă 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

Numărul de moli dintr-o substanţă se calculează raportând masa în grame a substanţei (cântărită la balanţă) la masa ei molară.

nr. moli =

Probleme:1) Calculaţi câte grame de acid clorhidric se află dizolvate în 500 ml soluţie de concentraţie

2 m , ştiind că masa molară a acidului MHCl = 36,5 .

Rezolvare:1000 ml soluţie HCl ......2 moli HCl (2×36,5 g HCl)

500 ml soluţie ..............................x

x = 500 × 2 × 36,5 / 1000 = 36,5 g HCl

2) Calculaţi molaritatea (concentraţia molară) a unei soluţii care conţine dizolvat 1 g NaOH în 250 ml soluţie, ştiind că MNaOH = 40 .

Rezolvare: nr. moli NaOH = 1 / 40 = 0,025 moli NaOH250 ml soluţie .....................0,025 moli NaOH

1000 ml soluţie............................C molară

concentraţia molară = 1000 × 0,025 / 250 = 0,1 m

O concentraţie mai puţin utilizată în practica analitică este concentraţia molală, definită ca numărul de moli de substanţă dizolvaţi în 1000 ml solvent.

3. Concentraţia normală - normalitatea (n,N)

Concentraţia normală reprezintă numărul de echivalenţi gram de substanţă dizolvaţi în 1000 ml soluţie.

Numărul de echivalenţi gram se calculează raportând masa în grame de substanţă la echivalentul chimic al substanţei respective.

nr. echivalenţi =

Echivalentul chimic (E) reprezintă numărul de grame de substanţă ce reacţionează cu un atom gram de hidrogen (1 gram) sau cu un atom gram de oxigen (8 grame).

Echivalentul chimic notat E se calculează în funcţie de reacţia chimică la care participă substanţa.

- pentru elemente : E = masa atomică / valenţă;- pentru acizi : E = masa molară / numărul de protoni cedaţi în reacţie;- pentru baze : E = masa molară / numărul de protoni acceptaţi în reacţie (de obicei,

numărul de grupări -OH din moleculă);- pentru săruri : E = masa molară / valenţa comună a ionilor sării;- pentru săruri ce participă în reacţii redox : E = masa molară / numărul de electroni

cedaţi sau acceptaţi.

Probleme: 1) Ce cantitate de permanganat de potasiu este necesară preparării a 300 ml soluţie de

concentraţie 0,05 n , ştiind că masa molară a permanganatului de potasiu este 158 ?Rezolvare: EKMnO4 = 158 / 5 = 31,6

1000 ml soluţie ...........0,05 e (0,05×31,6 g) KMnO4

300 ml ......................................xx = 300 × 0,05 × 31,6 / 1000 g KMnO4

2) Calculaţi normalitatea unei soluţii de acid sulfuric ce conţine 0,98 g H2SO4 dizolvaţi în 500 ml soluţie, ştiind că masa molară a H2SO4este 98.

Rezolvare:EH2SO4 = 98 / 2 = 49nr. e H2SO4 = 0,98 / 49 = 0,02 e

500 ml soluţie .........................0,02 e H2SO4

1000 ml .....................................Cnormală

Cnormală = 1000 × 0,02 / 500 = 0,04 n

4. Titrul

Titrul unei soluţii reprezintă gramele de substanţă dizolvată în 1000 ml soluţie sau într-un mililitru soluţie.

Titrul poate fi teoretic (Tt), atunci când se calculează din date teoretice, sau real (Tr), când se obţine prin calcul într-o situaţie dată, în urma unei reacţii chimice.

Relaţia de calcul a titrului este: T = E × N

Factorul de corecţie volumetrică (F) reprezintă un număr care arată abaterea concentraţiei reale a unei soluţii de la concentraţia dorită.

Factorul F se calculează ca raportul dintre titrul real şi cel teoretic.F = Treal / Tteoretic

VOLUMETRIA PRIN REACŢII DE NEUTRALIZARE

Generalităţi

Volumetria prin reacţii de neutralizare este o metoda cantitativă prin care determinarea unei substanţe se face prin măsurarea exactă a unui volum de soluţie de reactiv ce reacţionează cu un volum de soluţie a substanţei de analizat.

Reacţia de neutralizare are loc între un acid şi o bază rezultând întodeauna ca produşi de reacţie o sare şi apă.

Acid + Bază = Sare + Apă

Prepararea şi titrarea unei soluţii 0,05 N de NaOH cu ajutorul unei soluţii de acid oxalic

Principiul metodeiMetoda se bazează pe reacţia de neutralizare dintre acidul oxalic şi hidroxidul de sodiu în

prezenţa fenolftaleinei care serveşte ca indicator.COOH COONa

+ 2NaOH = + 2H2OCOOH COONa

Reactivi:1) - acid oxalic 0,05 N, F = 1,0000

Acidul oxalic este o titrosubstanţă, astfel încât putem prepara o soluţie de normalitate exactă. Masa moleculară a acidului oxalic: MH2C2O4 × 2H2O = 126,068

Echivalentul chimic: =

Pentru prepararea a 1000 ml soluţie 0,05 N sunt necesare 63,034 . 0,05 = 3,1517 grame, care se cântăresc cu precizie la balanţa analitică pe o sticlă de ceas. Substanţa cântărită se trece cantitativ într-un balon cotat de 1000 ml cu apă distilată; după dizolvarea substanţei, soluţia se aduce la semn cu apă distilată şi se omogenizează prin agitare. Soluţia este exact 0,05 N cu factorul de corecţie F = 1.

2) - hidroxid de sodiu 0,05 NMasa moleculară a hidroxidului de sodiu = 40. Echivalentul chimic = 40/1 = 40. 1000 ml soluţie

0,05 N de NaOH conţin 0,05 × 40 = 2g NaOH.Pentru a prepara 1000 ml soluţie de NaOH 0,05 N, vom cântări la balanţa tehnică 2,5-3g de

hidroxid de sodiu; substanţa se clăteşte de 2-3 ori cu apă distilată pentru a îndepărta stratul de carbonat de la suprafaţă, apoi se trece într-un balon cotat de 1000 ml cu apă distilată şi după dizolvarea substanţei se aduce la semn cu apă distilată; se omogenizează prin agitare.

Soluţia preparată este aproximativ 0,05 N deoarece NaOH nu este stabil în aer (se carbonatează) şi nu se poate cântări exact. Pentru a-i stabili concentraţia, ea se titrează cu o soluţie etalon, care în cazul nostru este soluţia de acid oxalic de concentraţie cunoscută.

3) - Fenolftaleina 0,1% soluţie alcoolică

Mod de lucruÎntr-un pahar Berzelius de 100 ml se măsoară cu ajutorul unei pipete 5 ml soluţie de acid

oxalic 0,05 N, F=1, se clătesc pereţii paharului cu puţină apă distilată şi soluţia din pahar se încălzeşte pe sită, la flacăra unui bec de gaz până la temperatura de 70 - 80 0C (până apar primele bule de aer) pentru îndepărtarea dioxidului de carbon dizolvat în soluţie, în prezenţa căruia fenolftaleina nu este sensibilă. Se evită fierberea soluţiei pentru a nu se descompune acidul oxalic. Se adaugă 1 - 2 picături de fenolftaleină şi soluţia fierbinte se titrează cu o soluţie de hidroxid de sodiu din biuretă, până la apariţia unei coloraţii roz deschis. Coloraţia trebuie să persiste un minut. Se măsoară volumul de soluţie de hidroxid de sodiu folosit la titrare (V1).

Calcul5 ml (COOH)2, 0,05 N, F = 1. V1 ml NaOH N = ? T = ? F = ?MNaOH = 40; M(COOH)2 . 2H2O = 126. ENaOH = 40; E(COOH)2 = 63

1. Calcularea gramelor de acid oxalic din volumul de 5 ml soluţie 0,05 N F = 1;1000 ml (COOH)2 ------------------------0,05 × 63 × 1g 5 ml--------------------------------------------x1

_________________________________________x1 = 63 × 5 × 0,05 / 1000

2. Calcularea gramelor de NaOH din volumul V1:(COOH)2 + 2NaOH = (COONa)2 + 2H2O1 mol 2 moli126g (COOH)2-------------------------2 × 40g NaOH 63g (COOH )2--------------------------40g63 × 5 × 0,05 / 1000..............................x2

________________________________________x2 = 40 × 5 × 0,05 /1000

3. Calcularea Tr (g NaOH/1000 ml şi g NaOH/1 ml)V1 ml NaOH--------------------------- 40 ×5 × 0,05 /1000g1000 ml --------------------------------Tr

________________________________________Tr = 40 ×5 × 0,05 /V1 g NaOH/1000 mlg NaOH/1 ml = 40 ×5 × 0,05 /V1 × 1000

4. Calcularea normalităţii N:N = Tr / E = 40 ×5 × 0,05 /V1 × 40Normalitatea se calculează efectiv, luându-se cu aproximaţie.

5. Calcularea Tt Tt = E × N6. Calcularea factorului de corecţie volumetrică:

F =

Prepararea şi titrarea unei soluţii de H2SO4 0,05 N cu o soluţie de NaOH de concentraţie cunoscută

Principiul metodeiMetoda se bazează pe neutralizarea acidului sulfuric cu o soluţie de NaOH de concentraţie

cunoscută în prezenţa unui amestec de indicatori (roşu de metil şi albastru de metilen).H2SO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O

Reactivi:1. - acid sulfuric 0,05 NPentru a prepara 1000 ml soluţie de H2SO4 0,05 N sunt necesare 49 × 0,05 = 2,45 g H2SO4.

Soluţia de acid sulfuric concentrat din comerţ are concentraţia 98% cu d=1,84 g/ml. Cantitatea de H2SO4 necesară pentru a prepara 1000 ml soluţie de H2SO4 0,05 N este:

98 g H2SO4............................................100g H2SO4 soluţie2,45g...................................................x__________________________________________

x = 2,45 × 100 / 98 g H2SO4

Volumul (V) de H2SO4 98 %, d=1,84 corespunzător celor 2,5 g este:V = 2,5 / 1,84 = 1,358 mlVolumul de H2SO4 calculat se măsoară cu un cilindru gradat, se trece într-un balon cotat de

1000 ml, soluţia se aduce la semn cu apă distilată. Soluţia obţinută nu este exact 0,05 N, deoarece H2SO4 nu este o titrosubstanţă, deci i se va stabili concentraţia prin titrare cu o soluţie de NaOH de concentraţie cunoscută.

2. - hidroxid de sodiu 0,05 NPrepararea acestei soluţii a fost prezentată în lucrarea anterioară.3. - soluţie apoasă de indicatori (roşu de metil+albastru de metilen)Mod de lucruSe măsoară într-un pahar cu ajutorul unei pipete 5 ml H2SO4; se adaugă 1 - 2 picături de

indicator, se clătesc pereţii paharului cu puţină apă distilată şi soluţia din pahar (de culoare roşie) se titrează cu o soluţie de NaOH din biuretă până la culoarea verde. Se notează volumul de NaOH folosit la titrare şi operaţia se repetă pentru a avea o valoare medie.

Calcul5 ml H2SO4 T = ? N = ? F = ?V1 ml NaOH 0,05 N F = cunoscut

M H2SO4l = 98; E = 98 / 2 = 49. MNaOH = 40; E =

1. Calcularea gramelor de NaOH 0,05 N F din volumul V1:1000 ml.....................................40 × 0,05 × F g NaOHV1...................................................x1

_________________________________________x1 = 40 × V1 × F × 0,05 / 1000

2. Calcularea gramelor de H2SO4 din volumul de 5 ml:H2SO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O40 g NaOH...................................49 g H2SO4

40 × V1 × F × 0,05 / 1000 ...................x2

__________________________________________x2 = 49 × V1 × F × 0,05 / 1000

3. Calcularea titrului real Tr (grame H2SO4/1000 ml şi grame H2SO4/1 ml)5 ml H2SO4..................................... 49 × V1 × F × 0,05 / 1000 g H2SO4

1000 ml....................................Tr

_________________________________________Tr = 49 × V1 × F × 0,05 / 5 g H2SO4 / l

4. Calcularea normalităţii soluţiei de H2SO4:N H2SO4 = Tr / E H2SO4

5. Calcularea titrului teoretic Tt al soluţiei de H2SO4:Tt = E × N

6. Calcularea factorului de corecţie volumetrică:F=Tr/Tt

Prepararea şi titrarea unei soluţii de CH3COOH 0,1 N cu o soluţie de NaOH de concentraţie cunoscută

Principiul metodei

Metoda se bazează pe neutralizarea acidului acetic cu o soluţie de NaOH de concentraţie cunoscută în prezenţa fenolftaleinei care serveşte ca indicator.

CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O

Reactivia) - acid acetic 0,1 N

Pentru a prepara 1000 ml soluţie de CH3COOH 0,1 N sunt necesare 60 × 0,1 = 6 g. Soluţia de acid acetic concentrat din comerţ are concentraţia 99,8 % cu d=1,053 g/ml. Cantitatea de CH3COOH necesară pentru a prepara 1000 ml soluţie de CH3COOH 0,1 N este: 99,8g CH3COOH .............100g CH3COOH soluţie

6 g..............................................x________________________________________

x = 6 × 100 / 99,8 g CH3COOHVolumul (V) de CH3COOH 99,8 %, d=1,053 corespunzător celor 6,012 g este:V = 6,012 / 1,053 = 5,709 ml

Volumul de CH3COOH calculat se măsoară cu un cilindru gradat, se trece într-un balon cotat de 1000 ml, soluţia se aduce la semn cu apă distilată. Soluţia obţinută nu este exact 0,1 N, deoarece CH3COOH nu este o titrosubstanţă, deci i se va stabili concentraţia prin titrare cu o soluţie de NaOH de concentraţie cunoscută.

2. - hidroxid de sodiu 0,1 N, de factor cunoscut3. - fenolftaleina 0,1% soluţie alcoolică

Se dizolvă 0,1g fenolftaleină, cântărită la balanţa analitică, într-un balon cotat de 100 ml şi se aduce la semn cu etanol.

Mod de lucruSe măsoară într-un pahar cu ajutorul unei pipete 5 ml CH3COOH; se adaugă 1 – 2 picături

fenolftaleina, se clătesc pereţii paharului cu puţină apă distilată şi soluţia din pahar se titrează cu o soluţie de NaOH din biuretă până la culoarea roz slab persistent. Se notează volumul de NaOH folosit la titrare şi operaţia se repetă pentru a avea o valoare medie.

Calcul 5 ml CH3COOH T = ? N = ? F = ?V1 ml NaOH 0,1 N, F = cunoscutM CH3COOH = 60; E = 60 / 1 = 60.

MNaOH = 40; E =

1. Calcularea gramelor de NaOH din volumul V1:1000 ml.....................................40 × 0,1 × F g NaOHV1...................................................x1

_________________________________________

x1 = 40 × V1 × F × 0,1 / 10002. Calcularea gramelor de CH3COOH din volumul de 5 ml: CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O

40 g NaOH...................................60 g CH3COOH 40 × V1 × F× 0,1 / 1000 .............................x2

___________ _______________________________x2 = 60 × V1 × F × 0,1 / 1000

3.Calcularea titrului real Tr (grame CH3COOH /1000 ml şi grame CH3COOH /1 ml)

5 ml CH3COOH.......60 × V1 × F × 0,/1000 g CH3COOH1000 ml………….................................Tr

_________________________________________Tr = 60 × V1 × F × 0,1 / 5 g CH3COOH / l

4. Calcularea normalităţii soluţiei de CH3COOH:N CH3COOH = Tr / E CH3COOH

5. Calcularea titrului teoretic Tt al soluţiei de CH3COOH:Tt = E × N

6. Calcularea factorului de corecţie volumetrică:

F =

VOLUMETRIA PRIN REACŢII DE OXIDO-REDUCERE

Generalităţi

Numeroase dozări volumetrice sunt bazate pe o reacţie de oxido-reducere (redox). Pentru ca o reacţie redox să poată fi utilizată în vederea unei titrări, ea trebuie să întrunească anumite condiţii:

1. - să fie practic totală şi să se efectueze într-un timp scurt;2. - să se poată sesiza uşor sfârşitul, respectiv punctul de echivalenţă.Echivalentul gram în reacţiile redox se calculează, atât pentru reducător cât şi pentru oxidant,

împărţind masele lor moleculare sau atomice la numărul de electroni cedaţi sau acceptaţi.Echivalentul gram = masa moleculară sau atomică / nr. de electroni cedaţi sau acceptaţiExemple:

Mn7+ + 5e- = Mn2+ E =

Echivalentul gram al Fe2+ în sistemul Fe2+ - e- Fe3+

EFe =

Metodele volumetrice redox pe care le vom folosi sunt:- permanganometria în mediu acid, care utilizează soluţia de KMnO4.- iodometria, care utilizează soluţia de iod.

Permanganometria în mediu acidPermanganatul de potasiu este oxidant puternic, atât în soluţii acide, cât şi în soluţii neutre sau

alcaline. În determinările volumetrice se folosesc numai reacţiile redox în mediu acid, în prezenţa acidului sulfuric.

În acest caz are loc reacţia:2KMnO4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O + 5O

Mn7+ + 5 e- Mn2+ 2O2- - 2 e- O0 5

E =

Datorită faptului că soluţia de permanganat de potasiu este colorată în violet, iar produşii de reacţie sunt incolori, sfârşitul reacţiei de titrare se poate observa fără a folosi un indicator.

Stabilirea titrului unei soluţii de permanganat de potasiu

Principiul metodeiMetoda se bazează pe reacţia de oxido-reducere ce are loc între permanganatul de potasiu şi

acidul oxalic în mediu de acid sulfuric şi la cald:5H2C2O4 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 10CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

Mn7+ +5e- Mn2+ 2C2O4

2- -2e- 2CO2 5

Reactivi:1. - KMnO4 = 0,05 N

MKMnO4 = 158; EKMnO4 = = 31,6

Pentru 1000 ml KMnO4 0,05 N sunt necesare 0,05 N× 31,6 = 1,58 gŢinând seama de instabilitatea soluţiei proaspăt preparate de KMnO4, cântărirea se va face la

balanţa tehnică. Substanţa cântărită se trece într-un balon cotat de 1000 ml; după dizolvarea cristalelor, soluţia se va completa la semn cu apă distilată. Soluţia se păstrează în sticle brune la întuneric, o perioadă de timp (7 - 8 zile), apoi se filtrează printr-un filtru de vată de sticlă pentru îndepărtarea MnO2 format. Pentru a i se stabili concentraţia, soluţia se titrează cu o soluţie de H2C2O4 de concentraţie cunoscută.

2. - H2C2O4 0,05 N; F = 13. - H2SO4 20% Acidul sulfuric conţine mici cantităţi de SO2 ce poate reacţiona cu KMnO4. De aceea, acidul se

titrează în prealabil cu o soluţie de KMnO4 la cald, până rămâne colorat roz-deschis.Mod de lucruÎntr-un pahar Berzelius se măsoară cu ajutorul unei pipete 5 ml acid oxalic, cu ajutorul unui

cilindru gradat se adaugă 5 ml H2SO4 20% şi se spală pereţii paharului cu puţină apă distilată. Soluţia din pahar se încălzeşte până la 70 - 800C, apoi se titrează cu soluţie de KMnO4 din biuretă până ce soluţia din pahar rămâne colorată roz-pal. Se notează volumul de KMnO4 folosit la titrare.

Calcul5 ml H2C2O4 0,05 N F = 1V1 ml KMnO4 T = ? N = ? F = ?

MH2C2O4 = 126 , MKMnO4 = 158EH2C2O4 = 126 / 2 = 63 , EKMmO4 = 158 / 5 = 31,6

1. Calcularea gramelor de H2C2O4 din 5 ml soluţie 0,05 N, F = 11000 ml...........................0,05 × 63 × 1g5 ml.....................…………......x1

______________________________x1 = 0,05 × 63 ×5 / 1000 g

2. Calcularea gramelor de KMnO4 din volumul V1:5H2C2O4 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 10CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

5 moli H2C2O4...................................2 moli KMnO4

5 × 126g .....................……...............2 × 158g 63g ................…………..................31,6g0,05 × 63 ×5 / 1000 ..............................x2

___________________________________x2 = 0,05 × 31,6 ×5 / 1000 g KMnO4

3. Calcularea Tr (g KMnO4/1000cm3 şi g KMnO4/1cm3)V1 ml KMnO4.................................. 0,05 × 31,6 ×5 / 1000 g1000 ml...................................... ......Tr

____________________________________

Tr = 0,05 × 31,6 ×5 / V1

4. Calcularea normalităţii N:

N =

5. Calcularea titrului teoretic Tt:Tt = E × N

6. Calcularea factorului de corecţie volumetrică:

F =

Dozarea ionului feros Fe2+ din compuşi prin metoda permanganometrică

Principiul metodeiIonul feros este oxidat de către permanganatul de potasiu în mediu acid la ion feric, conform

schemei:MnO4

- + 5Fe2= + 8H+ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2OMn7+ + 5e- Mn2+ 1 Fe2+ - e- Fe3+ 5

Rezultă că 5 ioni Fe2+ cedează 5 electroni trecând în 5 ioni Fe3+; echivalentul chimic al fierului va fi: EFe = 55,84/1 = 55,84, deoarece un ion feros cedează un electron.

Reacţia totală va fi următoarea:2KMnO4 + 8H2SO4 + 10FeSO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 5Fe2(SO4)3 + 8H2O

Reacţia este jenată de ionii Cl- care în prezenţa KMnO4 sunt oxidaţi la clor elementar:2MnO4

- + 10Cl- + 16H+ 2Mn2+ + 5Cl2 + 8H2OMn7+ + 5e- Mn2+ 1 2Cl- - e- Cl0 5 2

Reactivi:1. soluţie de KMnO4, 0,05N, F = cunoscut;2. dicarbonat de sodiu (NaHCO3) cristalizat;3. soluţie de H2SO4 20%.Mod de lucruÎntr-un pahar Berzelius se pipetează 5 ml soluţie care conţine ioni Fe2+, se adaugă cu cilindrul

gradat 2 ml soluţie H2SO4 20% şi un vârf de spatulă de dicarbonat de sodiu pentru a împiedica oxidarea Fe2+. Se titrează cu soluţia de KMnO4 din biuretă până la apariţia coloraţiei roz deschis. Se notează volumul V de permanganat de potasiu folosit la titrare. Titrarea se repetă pentru a avea o valoare medie.

Calcul5 ml soluţie de analizat, AFe = 55,84; EFe = 55,84V ml KMnO4 0,05N, F=cunoscut; MKMnO4 = 158; EKMnO4=31,6

1. Calcularea gramelor de Fe2+ din volumul de 5 cm3:

31,6 g KMnO4 ..................................55,84 g Fe2+

31,6 × F × V × 0,05 / 1000...................................x_______________________________________x = 55,84 × F × V × 0,05 / 1000

2. Calcularea gramelor de Fe2+ din 100 cm3 soluţie:5 ml ............................................. 55,84 × F × V × 0,05 / 1000 g100 ml ...............................................y___________________________________________y = 100 × 55,84 × F × V × 0,05 / 1000 × 5IONUL FIERNumărul de oxidare: 2+ şi 3+

Fierul are număr de oxidare 2+ în combinaţiile feroase şi 3+ în combinaţiile ferice. Ionii Fe2+

sunt coloraţi în verde iar ionii Fe3+ în galben. Combinaţiile feroase au tendinţa de a trece în combinaţii ferice.

Reacţii pe cale uscatăPerla. Sărurile feroase şi ferice colorează perla de borax, în flacără oxidantă şi la cald, în

galben brun; la rece este incoloră sau galben-deschis; în flacără reducătoare este verde-deschis sau incoloră.

Reacţia pe cărbune. Sărurile de fier, calcinate în flacără reducătoare sunt reduse la metal (Fe) atras de magnet.

Combinaţii feroase (Fe2+)Pentru executarea reacţiilor se foloseşte o soluţie ce conţine ionul Fe2+, de exemplu

FeSO4∙7H2O.Reacţii pe cale umedă1. Sulfura de amoniu (NH4)2S, formează un precipitat de sulfură feroasă, FeS, solubil în acizi

minerali diluaţi şi acid acetic.(Fe2+ + SO4

2-) + (2NH4+ + S2-) = FeS + (2NH4

+ + SO42-)

Sulfura feroasă se oxidează în aer trecând în brun-roşcat, Fe(OH)3

4FeS + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3 + 4S2. Hidroxizii alcalini (NaOH, KOH) formează un precipitat alb-verzui de hidroxid feros,

numai în absenţa aerului.(Fe2+ + SO4

2-) + 2(Na+ + OH-) = Fe(OH)2 + (2Na+ + SO42-)

Cu oxigenul din aer precipitatul devine treptat cenuşiu-verzui, negru şi apoi roşu-brun, oxidându-se la hidroxid feric.

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3

Hidroxidul feros este solubil în acizi diluaţi.3. Hidroxidul de amoniu NH4OH, precipită tot hidroxidul feros, însă incomplet, din cauza

sării de amoniu ce se formează:(Fe2+ + SO4

2-) + 2(NH4+ + OH-) Fe(OH)2 + (2NH4

+ + SO42-)

4. Hexacianoferatul II tetrapotasic K4Fe(CN)6, (ferocianura de potasiu), formează în absenţa aerului, un precipitat alb de ferocianură feropotasică (hexacianoferatul feropotasic) K2FeFe(CN)6.

(Fe2+ + SO42-) + (4K+ + Fe(CN)64-) = K2FeFe(CN)6 + (2K+ + SO4

2-)Cu un exces de ioni feroşi se formează ferocianura feroasă, de asemenea un precipitat alb. În

aer, ferocianura feroasă se oxidează şi se transformă în ferocianură ferică de culoare albastră (albastru de Berlin).

K2FeFe(CN)6 + (Fe2+ + SO42-) = Fe2Fe(CN)6 = Fe2Fe(CN)6 + (2K+ + SO4

2-)3Fe2Fe(CN)6 + 3/2O2 + 3H2O = Fe4Fe(CN)63 + 2Fe(OH)3

5. Hexacianoferatul III tripotasic K3Fe(CN)6, (fericianura tripotasică), formează un precipitat albastru închis de fericianură feroasă Fe3Fe(CN)62 denumit şi albastrul lui Turnbull, insolubil în acizi.

Reacţia este foarte sensibilă şi specifică pentru Fe2+.3(Fe2+ + SO4

2-) + 2(3K+ + Fe(CN)63-) = Fe3Fe(CN)62 + 3(2K+ + SO42-)

Combinaţii ferice (Fe3+)Pentru executarea reacţiilor se foloseşte o soluţie ce conţine ionul Fe3+, de exemplu FeCl3.Reacţii pe cale umedă1. Sulfura de amoniu, (NH4)2S, formează un precipitat negru de sulfură ferică, Fe2S3, uşor

solubilă în acizi diluaţi.2(Fe3+ + 3Cl-) + 3(2NH4

+ + S2-) = Fe2S3 + 6(NH4+ + Cl-)

Sulfura ferică hidrolizează, formându-se treptat hidroxidul feric, roşu-brun.Fe2S3 + 6H2O 2Fe(OH)3 + 3H2S

2. Hidroxizii alcalini (NaOH, KOH), formează un precipitat gelatinos roşu-brun de hidroxid feric Fe(OH)3, insolubil în exces de reactiv şi solubil în acizi. (Fe3+ + 3Cl-) + 3(Na+ + OH-) = Fe(OH)3 + 3(Na+ + Cl-)

3. Hidroxidul de amoniu precipită hidroxidul feric insolubil în exces de reactiv. Precipitarea are loc în prezenţa sărurilor de amoniu care, fiind electroliţi tari, favorizează coagularea precipitatului.

4. Carbonatul de sodiu Na2CO3, precipită carbonatul bazic, brun, care la fierbere hidrolizează trecând în hidroxid feric.

2(Fe3+ + 3Cl-) +3(2Na+ + CO32-) + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 6(Na+ + Cl-) + 3CO2

5. Hexacianoferatul II tetrapotasic (ferocianura de potasiu) K4Fe(CN)6, formează un precipitat albastru închis de ferocianură ferică Fe4Fe(CN)63, denumit şi albastru de Berlin.

4(Fe3+ + 3Cl-) +3(4K+ + Fe(CN)64-) = Fe4Fe(CN)63 + 12(K+ + Cl-)Precipitatul este insolubil în acizi minerali diluaţi.6. Tiocianatul de potasiu (sulfocianura de potasiu) KSCN, produce o culoare roşie ca

sângele, datorită tiocianatului feric (reacţie specifică).(Fe3+ + 3Cl-) +3(K+ + SCN-) = (Fe3+ + 3SCN-) + 3(K+ + Cl-)

Iodometria

Generalităţi Iodometria cuprinde metodele volumetrice bazate pe reacţii de oxidare cu ajutorul iodului. În

aceste reacţii iodul se reduce:I2 + 2e- =2I-

Iodul se foloseşte în soluţie de iodură de potasiu în care se află sub formă de complex K+(I3-), ionul(I3-) comportându-se ca un amestec al moleculei I2 şi al ionului monovalent I-.Iodometria permite dozarea:

a. a numeroşi reducători, datorită reacţiei lor cu iodulb. a unor oxidanţi, care pun iodul în libertate prin acţiunea lor asupra KI.În primul caz se utilizează o soluţie titrată de iod, în timp ce în al doilea caz se va determina iodul

eliberat cu o soluţie titrată de reducător, în general tiosulfat de sodiu. Pentru identificarea sfârşitului titrării se foloseşte o soluţie apoasă de amidon 1%, care formează cu iodul o coloraţie albastră. Indicatorul este foarte sensibil.

Stabilirea titrului unei soluţii de tiosulfat de sodiuPrepararea soluţiei de Na2S2O3 aproximativ 0,05 N

Tiosulfatul de sodiu este reducător:2S2O3

2--2e- = S4O62- (tetrationat)

Masa moleculară este M Na2S2O3*5H2O=248,18,iar echivalentul chimic E=248,18/1= 248,18Pentru a prepara 1000 ml soluţie 0,05N se vor cântări la balanţa analitică (248,18 *0,05) g tiosulfat

de sodiu , se vor dizolva in 1000 ml apă distilată fiartă şi răcită. Se îndepărtează astfel CO 2, în prezenţa căruia are loc reacţia

Na2S2O3 + CO2+ H2O= S+Na HSO3+ Na HCO3,

care duce la reducerea cantităţii de sulfat.Titrarea soluţiei Principiul metodeiMetoda se bazează pe reacţia de oxidare în mediul acid al iodului ionic, I -, provenit din KI , la iod

molecular I2, cu ajutorul unor substanţe puternic oxidante: KMnO4, K2Cr2O7 etc. Iodul molecular este titrat cu o soluţie de tiosulfat de sodiu de concentraţie necunoscută în prezenţa amidonului.

2 KMnO4+8H2SO4+10KI=5I2+6K2 SO4+2 Mn SO4+8 H2O

Mn7+ + 5e- Mn2+ 2 2I-+1e- I2

0 5

I2+2Na2 S2O3=2NaI+ Na2S4O6

I0+1e- I- 22S2O3

2--2e- = S4O62-+ 1

ReactiviKMnO4 0,05N, F cunoscutKI 10%H2SO4 concentrat (densitatea ρ=1,84 g/cm3) sau HCl (densitatea ρ=1,19 g/cm3)Amidon 1%.Mod de lucru

Într-un flacon iodometric se pipetează 5 ml soluţie de KI 10%, peste care se adaugă cu ajutorul unei pipete 10 ml soluţie de KMnO4 de concentraţie cunoscută, iar cu ajutorul unui cilindru gradat, 2-3 ml de H2SO4. Se diluează adăugând puţină apă distilată, se acoperă flaconul cu dopul, se lasă să stea 5 minute. Iodul pus în libertate este titrat cu o soluţie de tiosulfat de sodiu până la culoarea galben deschis, se adaugă apoi 2-3 picături amidon 1% şi se titrează în continuare până la dispariţia coloraţiei albastre. Se notezază volumul V ml de soluţie de tiosulfat folosiţi la titrare.Calcul 10 ml KMnO4 0,05N, F cunoscut, M KMnO4=158, E=31,6V ml Na2 S2O3 T=?, N=?,F=?, M Na2S2O3=248,18, E=248,18/1= 248,18AI= 127, EI=127

1. Calcularea grameleor de KMnO4 0,05N, F cunoscut, din cei 10 ml soluţie1000 ml....................................................(0,05*31,6*F) g10 ml.............................................................x1

X1= 0,05*31,6*F*10/1000 g KMnO4/10 ml2. Calcularea gramelor de I2 puse în libertate

2 KMnO4+8H2SO4+10KI=5I2+6K2 SO4+2 Mn SO4+8 H2O2 moli..................................................................10 moli2*158 g...............................................................10*127 g31,6g.....................................................................127 g X1.........................................................................X2

X2=0,05*F*127*10/1000 g iod3. Calcularea cantităţii de Na2 S2O3 din volum V ml

I2+2Na2 S2O3=2NaI+ Na2S4O6

2 moli...................................2 moli 2*127 g.............................2*248 g 127g..................................248g X2.......................................... X3

X3=0,05*F*10*248/1000 g Na2 S2O3/ V ml4. Calcularea titrului real

V ml Na2 S2O3......................................... X3 g Na2 S2O3

1000 ml............................................................Tr

Tr= 0,05*F*10*248/V g Na2 S2O3/1000 ml5. Calcularea normalităţii reale

Nr = Tr/E Nr=0,05*F*10/V e Na2 S2O3

6. Calcularea titrului teoretic Tt: Tt = E × Nt

Tt= 248 × Nt g Na2 S2O3/1000 ml 7. Calcularea factorului de corecţie volumetrică: F = Tr/ Tt

Stabilirea titrului unei soluţii de iod în iodură de potasiuPrincipiul metodeiMetoda se bazează pe reacţia de oxido-reducere dintre soluţia de iod şi soluţia de tiosulfat de

sodiu în prezenţa amidonului ca indicator:

I2 + 2 Na2S2O3 = 2 NaI + Na2S4O6

I0 + e- I- 22S2O3

2- - 2e- S4O62- 1

Reactivi:1. – soluţia de iod în iodură de potasiu aproximativ 0,05NDeoarece iodul este greu solubil în apă, se dizolvă într-o soluţie de iodură de potasiu sau de

sodiu. Cantitatea de iodură este de cel puţin două ori mai mare decât cea de iod. Masa moleculară a iodului = 127.

Pentru a prepara 1000 ml soluţie aproximativ 0,05N se vor cântări:1000 ml sol. I2 în KI ..............................0,05N × 127 = 6,35 gCântărirea iodului se face la balanţa tehnică într-o fiolă cu capac, apoi se introduce într-un

balon cotat de 1 litru în care se află aproximativ 300 ml de apă distilată în care s-au dizolvat 20-25 g KI. Se agită soluţia până la dizolvarea completă a iodului, apoi se aduce la semn cu apă distilată. Soluţia se va păstra într-o sticlă brună cu dop rodat.

2. Tiosulfatul de sodiu 0,05N, F = cunoscut3. Soluţia de amidon 1%. 1g de amidon se amestecă cu 20-30 ml apă rece, iar restul apei până

la 100 ml se fierbe. Peste apa fierbinte se adaugă suspensia de amidon.Mod de lucru

Se măsoară cu ajutorul unei pipete 5 ml soluţie de iod într-un flacon iodometric. Se adaugă 10-20 ml apă distilată şi se titrează cu soluţia de tiosulfat până la culoarea galben deschis. Se adaugă 1 ml soluţie amidon (amestecul din flacon devine albastru închis) şi se continuă titrarea până la decolorare. Se notează volumul de tiosulfat consumat.

Calcul

5 ml I2/KI T=?, N=?, F=? AI = 127; EI = 127V1 ml Na2S2O3 0,05N MNa2S2O3 = 248; ENa2S2O3 = 248

1. Calcularea gramelor de Na2S2O3 0,05N cu F cunoscut din volumul V1:1000 ml............................................0,05 × 248 × FV1 xx = 0,05 × 248 × F × V1 / 1000

2. Calcularea gramelor de I2 din 5 ml soluţie:2 × 127 g......................................2 × 248 g 127 g...........................................248 g y ......................................... 0,05 × 248 × F × V 1 / 1000y = 0,05 × 127 × F × V1 / 1000

3. Calcularea titrului real:5 ml I2 ................................ 0,05 × 248 × F × V1 / 1000g1000 ml ....................................................Tr

Tr = 0,05 × 248 × F × V1 / 5 gI2/1000 ml4. Calcularea titrului teoretic şi a normalităţii:

N = Tt = E × N

5. Calcularea factorului de corecţie volumetrică: F = Tr/ Tt

Dozarea acidului sulfuros şi a sulfiţilor prin metoda iodometrică

Principiul metodei

Acidul sulfuros şi sulfiţii sunt oxidaţi de iod până la sulfat, conform reacţiei:SO3

2- + I2 + H2O → SO42- + 2 HI

S4+ - 2e- → S6+ │ 1 I0 + 1e- → I- │ 2

Această reacţie induce puternic următoarea reacţie de oxidare:

2 SO32- + O2 → 2 SO4

2-

S4+ - 2e- → S6+ │ 1│ 2O0 + 2e- → O2- │ 1│ 2

Din această cauză, titrarea directă cu iod se execută numai în prezenţa stabilizatorilor (alcool etilic 5% şi zaharoză 5%).Chiar şi în prezenţa stabilizatorilor, titrarea nu este suficient de exactă şi de aceea se efectuează în prezenţa unei cantităţi în exces de iod, care se titrează ulterior cu o soluţie de tiosulfat de sodiu de concentraţie cunoscută, în prezenţa amidonului ca indicator.

I2 + 2 Na2S2O3 = 2 NaI + Na2S4O6

I0 + e- I- 22S2O3

2- - 2e- S4O62- 1

Reactivi:- soluţie de analizat ce conţine ionul SO3

2-;- soluţie de iod de concentraţie cunoscută (I2 în KI , 0,05 n, F1)- soluţie de tiosulfat de sodiu de concentraţie cunoscută (Na2S2O3 , 0,05 n, F2)- soluţie de amidon 1%.Mod de lucruÎntr-un flacon iodometric se pipetează 5 ml soluţie de analizat ce conţine ioni SO3

2- . Cu ajutorul unei biurete se adaugă 10 ml soluţie de iod de concentraţie cunoscută şi 10 ml apă distilată. Amestecul se titrează cu soluţie de tiosulfat de sodiu din biuretă până la culoarea galben deschis, se adaugă câteva picături de soluţie de amidon, iar soluţia devenită albastră se titrează în continuare cu tiosulfat până la incolor. Se măsoară volumul V de soluţie de tiosulfat de sodiu folosit la titrare.

Calcul5 ml soluţie de analizat ce conţine ioni SO3

2- ; g SO2 / 100 ml = ?10 ml I2/KI 0,05N , F1

V ml Na2S2O3 0,05N , F2, M = 248; E = 248M = 80,062 ; E = 40,0311. Calcularea gramelor de I2 din 10 ml soluţie:

1000 ml............................................0,05 × 127 × F1

10 ml x1

x1 = 0,05 × 127 × F1 × 10 / 1000 g I2 (A)2. Calcularea gramelor de Na2S2O3 0,05N cu F cunoscut din volumul V1 consumat:

1000 ml............................................0,05 × 248 × F2

V ml x2

x2 = 0,05 × 248 × F2 × V / 1000 g Na2S2O3 3. Calcularea gramelor de iod aflate în exces:

I2 + 2 Na2S2O3 = 2 NaI + Na2S4O6

248 g Na2S2O3 .......................................... 127 g I2

x2 ...........................................................x3

x3 = 0,05 × 127 × F2 × V / 1000 g I2 (B)

4. Calcularea gramelor de iod ce au reacţionat cu SO32- din 5 ml: A – B = C g I2

5. Calcularea gramelor de SO32- din volumul de 5 ml:

127 g I2 .................................................40 g SO32-

C g I2 .........................................................x4

x4 = C × 40 / 127 g SO32-

6. Calcularea gramelor de SO2 din volumul de 5 ml soluţie:H2SO3 ↔ SO2 + H2O

40 g SO32-................................................ 32 g SO2

x4 ............................................................x5

x5 = C × 32 / 127 g SO2-

7. Calcularea gramelor de SO2 din 100 ml soluţie de analizat: 5 ml soluţie ..................................................x5 g SO2

100 ml soluţie ................................................x6

x6 = 100 × x5 / 5 g SO2

VOLUMETRIA PRIN REACŢII CU FORMARE DE COMPLECŞIComplexometria

Duritatea apei. Generalităţi

Calitatea apelor este determinată de totalitatea substanţelor minerale şi organice, gazelor dizolvate, particulelor în suspensie şi organismelor vii prezente.

Impurităţile pot fi dispersate în apă sub formă de suspensie, coloizi sau pot fi dizolvate. Acestea pot proveni din sol, roci, atmosferă, din descompunerea substanţelor organice şi a organismelor vii. În ceea ce priveşte prezenţa ionilor în ape, ionii de calciu şi magneziu se află în toate apele în cantitate mai mare sau mai mică. Se mai găsesc ionii K+, Na+, Cl-, SO4

2-. În funcţie de conţinutul în ioni se stabileşte gradul de mineralizare. După gradul de mineralizare, apele pot fi:

- cu mineralizare mică - până la 1 g/l- mineralizate - 1 – 3 g/l- sărate - 3 – 10 g/l- foarte sărate - 10 – 50 g/l

Concentraţiile recomandabile în ioni pentru apa potabilă sunt:cloruri - 250 mg/l Cl-; aluminiu - 0,05 mg/l Al3+; sulfaţi - 200 mg/l SO4

2-

nitraţi - 45 mg/l NO3-; calciu - 100 mg/l Ca2+;nitriţi - 0 mg/l NO2

- (maximum admis 0,3 mg/l NO2-);

magneziu - 50 mg/l Mg2+; clor rezidual 0,2 mg/l Cl2; amoniac - 0 mg/l NH3 (maximum admis 0,5 mg/l NH3); sodiu - 20 mg/l Na+; potasiu - 10 mg/l K+.

Duritatea apei este dată de prezenţa tuturor cationilor din apă în afară de cei ai metalelor alcaline. Deoarece ionii de calciu şi magneziu se găsesc în apă în cantitate mult mai mare faţă de ceilalţi cationi, determinarea durităţii va consta în determinarea concentraţiei acestor ioni.

Apele dure sunt neplăcute la gust, la fierberea apei sărurile în exces se depun pe vase, cazane, conducte şi împiedică buna lor funcţionare. În amestec cu săpun dau săpunuri insolubile.

Duritatea apei este de două feluri: duritate temporară sau carbonatată, dată de dicarbonaţii de calciu şi magneziu Ca(HCO3)2 şi

Mg(HCO3)2 prezenţi în apă; duritate permanentă sau necarbonatată, dată de celelalte săruri de calciu şi magneziu (azotaţi,

sulfaţi, cloruri, fosfaţi).Suma celor două durităţi formează duritatea totală. Convenţional, duritatea se exprimă în

grade de duritate care pot fi grade germane (1 grad = 10 mg CaO/l apă) sau grade franceze (1 grad = 10 mg CaCO3/l apă).

La noi în ţară exprimarea durităţii se face în grade germane. După duritatea totală, apa poate fi:

- foarte moale până la 1,5 mg echiv./l (0 – 4 grade)- moale 1,5 – 3 mg echiv./l (4 – 8 grade)- cu duritate 3 – 6 mg echiv./l (8 – 12 grade)- dure 6 – 9 mg echiv./l (18 – 30 grade)- foarte dure peste 9 mg echiv./l (> 30 grade)Duritatea totală a apei potabile trebuie să fie 8,40 grade germane, duritatea temporară 5,77

grade şi duritatea permanentă 2,63 grade.Determinarea durităţii totale. Metoda complexometricăPrincipiul metodeiIonii de calciu şi magneziu au proprietatea de a forma complecşi de tip chelat cu sarea de

sodiu a acidului etilen-diamino-tetraacetic (complexon III), incolore, solubile, neionizabile. Sfârşitul reacţiei este marcat de indicatori specifici cum ar fi eriocrom negru T.

Reactivi:- complexon III 0,01M (3,7226 g complexon III dizolvate în 1000 ml apă bidistilată).- clorură de calciu – se prepară cântărind la balanţa analitică 1 g carbonat de calciu CaCO 3

ţinut în prealabil două ore la etuvă la 1050C şi răcit în exicator, se dizolvă în HCl 10%, într-un balon cotat de 1000 ml, adăugându-se picătură cu picătură pentru a evita excesul de acid şi agitând continuu. După dizolvarea completă a carbonatului se completează la semn cu apă bidistilată. 1 ml din această soluţie conţine 1 mg CaCO3, care corespunde la 0,561 mg CaO.

- soluţia tampon – se dizolvă 5,4 g clorură de amoniu cu o cantitate mică de apă într-un cotat de 100 ml, se adaugă 35 ml amoniac şi se completează la semn cu apă bidistilată.

- indicator eriocrom negru T – 0,1 g eriocrom se mojarează bine cu 10 g NaCl; se foloseşte ca pulbere.

Factorul soluţiei de complexon se stabileşte astfel: 10 ml din soluţia de clorură de calciu se introduce într-un flacon Erlenmeyer peste care se adaugă 1 ml soluţie tampon, aproximativ 0,1 g indicator şi 15 ml complexon III până la virajul culorii soluţiei de la roşu la albastru.

F = V/V1

V = ml soluţie clorură de calciu;V1 = ml de soluţie de complexon III folosit la titrare.

Mod de lucruSe măsoară 25 ml apă de analizat şi se introduce într-un balon cu fund plat de 100 ml. Se

diluează volumul până la 50 ml cu apă bidistilată. Se adaugă 1 ml soluţie tampon pentru a obţine pH-ul 10 şi 0,1 g indicator, apoi se titrează cu soluţie de complexon III până ce culoarea virează de la roşu la albastru.

Calculv ml apă de analizat; V ml EDTA 0,01M, F = cunoscutMEDTA = 372,24; MCaO = 56,1

1. Calcularea gramelor de EDTA din V ml soluţie:1000 ml .................................372,24 × 0,01 × F V .....................................................x1

_____________________________________

x1 =

2. Calcularea gramelor de CaO din v ml apă de analizat:1 mol CaO ................................1 mol EDTA 56,1 g ...................................... .372,24 g

x2 .....................................

_______________________________________

x2 =

3. Calcularea gramelor şi miligramelor de CaO din 1000 ml apă:

v ml ...................................

1000 ml ..................................x3

____________________________________

x3 = g CaO/l = mg CaO/l

4. Exprimarea durităţii totale în grade germane:

1 grad german .................................. 10 mg CaO/l

x4 .................................. mg CaO/l

______________________________________________

grade duritate totală/1000 ml apă = =

VOLUMETRIA PRIN REACŢII DE PRECIPITARE

ArgentometriaArgentometria este o metodă de analiză volumetrică în care determinările se bazează pe

reacţiile de formare a halogenurilor de argint greu solubile:Ag+ + Cl- = AgCl

Ca soluţie titrată se utilizează în special soluţia de AgNO3. În argentometrie există mai multe metode de titrare, care se deosebesc atât prin tehnica lucrării, cât şi prin indicatorul utilizat.

Metoda MohrPrincipiul metodeiMetoda se bazează pe reacţia de precipitare a ionului Cl- cu o soluţie titrată de azotat de argint

în prezenţa cromatului de potasiu ca indicator.După precipitarea totală a ionului Cl-, prima picătură în exces de AgNO3 va forma un

precipitat roşu-cărămiziu de Ag2CrO4.Ag+ + Cl- = AgCl

2 Ag+ + CrO42- = Ag2CrO4

Reactivi:1. – soluţia de AgNO3 0,05NMAgNO3=170 EAgNO3=170Pentru 1000 ml soluţie 0,05N ...................0,05 × 170 = 8,5 g AgNO3

Se cântăreşte la balanţa analitică cantitatea calculată de azotat de argint şi se dizolvă într-un balon cotat de 1000 ml, completându-se cu apă distilată până la semn. Soluţia se păstrează în sticle brune, la întuneric, pentru a evita descompunerea AgNO3. Soluţia preparată se titrează în prezenţa K2CrO4 cu o soluţie etalon de NaCl 0,05N, F = 1, pentru a i se stabili concentraţia exactă.

2. – soluţia de analizat ce conţine Cl-

3. – soluţia de K2CrO4 10%Mod de lucruÎntr-un pahar se măsoară cu ajutorul unei pipete 5 ml din soluţia de analizat (trebuie să fie

neutră), se adaugă câteva picături de indicator, se clătesc pereţii paharului cu apă distilată. Se titrează cu soluţia de azotat de argint până la apariţia unui precipitat roşu-cărămiziu persistent care nu dispare prin agitare timp de 5-6 secunde.

Calcul5 ml soluţie de analizat; g Cl-/100 ml = ?V ml AgNO3, F = cunoscutMAgNO3=170 EAgNO3=170ACl=35,5 ECl=35,5

1. Calcularea gramelor de AgNO3 0,05N din V ml:1000 ml ........................................0,05 × 170 × F g V ........................................................x_______________________________________

x = 0,05 × 170 × F × V / 1000 g2. Calcularea gramelor de Cl- din 5 ml soluţie:

Cl- + AgNO3 = AgCl + NO3-

35,5 g Cl-...................................170 g AgNO3

y ............................................ 0,05 × 170 × F × V / 1000_____________________________________y = 0,05 × 35,5 × F × V / 1000 g Cl-

3. Calcularea gramelor de Cl- din 100 ml soluţie de analizat:5 ml ......................................... 0,05 × 35,5 × F × V / 1000100 ml .......................................g Cl- / 100 ml______________________________________g Cl- / 100 ml = 100 × 0,05 × 35,5 × F × V / 1000 × 5