chemia_analityczna_alkacymetria.pdf

(314 KB) Pobierz
Acrobat Distiller, Job 6
Chemia Analityczna
ALKACYMETRIA
Autor: prof. dr hab. inż Marek Biziuk
Edycja i korekta: dr inż. Andrzej Wasik, mgr inż . Anna Jastrzębska
Katedra Chemii Analitycznej
Wydział Chemiczny
Politechnika Gdańska
2001
ALKACYMETRIA
1 Pojęcia kwasu i zasady
1.1 Teoria Arrheniusa
KWAS - dysocjuje tworząc jon H +
ZASADA - dysocjuje tworząc jon OH -
reakcja hydrolizy:
sól + woda = kwas + zasada
reakcja zobojętniania :
kwas + zasada = woda + sól
1.2 Teoria Brönsteda - Lowry'ego (protonowa)
KWAS - substancja zdolna do oddawania protonów
ZASADA - substancja zdolna do przyjmowania protonów
KWAS 1
ZASADA 1 + [H + ]
CH 3 COOH + H 2 O
⇔
CH 3 COO + H 3 O +
KWAS 1 ZASADA 2 ZASADA 1 KWAS 2
Jony również mają właściwości kwasowo-zasadowe
Reakcja protolizy - reakcja wymiany protonu między kwasem oddającym proton
a zasadą przyjmującą proton, przebiega zawsze w kierunku
słabszego kwasu i słabszej zasady (reakcja zobojętniania i
hydrolizy).
Reakcja autoprotolizy -jak wyżej z tym, że ta sama substancja spełnia rolę zarówno
kwasu jak i zasady, np. woda, kwas octowy
Stechiometryczna stała równowagi reakcji dysocjacji kwasu jednoprotonowego :
[
H
O
+
][
A
−
]
K' HA =
3
[
HA
][
H
O
]
2
⇔
347352.004.png
Stała dysocjacji kwasu jednoprotonowego (pamiętając, że [H 2 O] = 55,4 mol/dm 3 = const )
[
H
O
+
][
A
−
]
K HA =
3
[
HA
]
Stopień dysocjacji:
[
A
−
]
α
=
[
HA
]
+
[
A
−
]
1.3 Teoria Lewisa (elektronowa teoria wiązań)
KWASY -zwązki o nie zapełnionej powłoce elektronowej, które mogą przyjąć jedną lub
więcej par elektronowych) – akceptory
ZASADY - dysponują wolną parą elektronów, które mogą przekazać innemu atomowi
(wiązanie koordynacyjne) – donory
ALKACYMETRIA
Alkalimetria
Acydymetria
( oznaczanie w roztworze zawartości
kwasów za pomocą miareczkowania
mianowanym roztworem zasady )
(oznaczanie zawartych w badanym roztworze
zasad za pomocą miareczkowania
mianowanym roztworem kwasu)
347352.005.png
2 Równania krzywych miareczkowania
alkacymetrycznego
pH
=
−
lg[
H
O
+
]
=
F
(
v
)
=
G
(
f
)
3
t
p
a
H
=
−
lg
a
H
+
=
−
lg(
f
H
+
⋅
c
H
+
)
=
−
lg
f
H
+
−
lg
c
H
+
=
pH
−
lg
f
H
+
p a
H
>
pH
-lg (0,9) = 0,05
-lg 0,8 = 0,1
Hydratacja protonu ⇒ jon hydroniowy jest najmocniejszym w wodzie kwasem
2.1 Obliczanie krzywych miareczkowania alkacymetrycznego
2.1.1 Alkalimetria
Zgodnie z teorią Brönsted'a-Lowry'ego (1923).
oznaczany kwas:
HA + H 2 O
⇔
H 3 O + + A -
titrant:
BOH
⇔
B + + OH -
ostatecznie:
H 3 O + +OH -
⇔
H 2 O + H 2 O
Reakcja zobojętniania - odwrócenie reakcji autoprotolizy wody.
W roztworze mamy cztery jony:
H 3
Musi być spełniony warunek:
O
+
+
A
−
+
B
+
+
OH
−
H 3
O
+
+
B
+
=
A
−
+
OH
−
(1)
Miareczkujemy mocną zasadą:
[
B
+ ]
=
c
B
⋅
v
(2)
v
+
v
o
Jeśli mamy kwas niecałkowicie zdysocjowany:
[
A
−
]
=
K
a
[
HA
]
(3)
[
H
3 +
O
]
347352.006.png
Bilans masy:
[
A
−
]
+
[
HA
]
=
c
HA
⋅
v
o
(4)
v
+
v
o
[ HA ] z (3) do (4)
[
A
−
]
= +
K
a
⋅
c
HA
v
o
(5)
[
H
O
]
+
K
v
+
v
3
a
o
[
OH
−
]
=
K
w
(6)
[
H
3 +
O
]
f
=
c
B
v
(7)
c
v
HA
o
Podstawiamy: (2), (5), (6) i (7) do (1), co daje:
c
HA
v
o
⋅
f
−
K
a
=
K
w
−
[
H
O
+
]
v
+
v
[
H
O
+
]
+
K
[
H
O
+
]
3
o
3
a
3
(8)
Ogólne równanie miareczkowania alkalimetrycznego
(Uwikłana postać dwuparametrycznego równania III stopnia względem [H 3 O + ])
Równanie (8) wyraża zależność [H 3 O + ] = f(v) = G(f) i jest słuszne zarówno dla mocnych i
słabych kwasów, jak i dla roztworów rozcieńczonych (
c
<
10 −
6
).
HA
Założenia upraszczające:
[
H
O
+
][
A
−
]
K a
=
3
[
HA
]
[ −
A ]
[
A
−
]
α
=
=
c
[
HA
]
+
[
A
−
]
HA
α
= + ]
K
a
[
H
O
+
K
3
a
i stąd:
c
HA
v
o
⋅
(
f
−
α
)
=
K
w
+ −
[
H
O
+
]
(9)
v
+
v
[
H
O
]
3
o
3
347352.007.png 347352.001.png 347352.002.png 347352.003.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin