22
Cvičení 1+2
Organizační věci: lékárnička, bezpečnost práce:
Povinné jsou ochranné brýle, umělé NEHTY nejsou v souladu s předpisy o bezpečnosti práce
– manipulace s ohněm, pipetování ….: jak pipetovat? – pro nasávání používat balónek, pro
přesné odpouštění – prst!
LABORATORNÍ DENÍK……………….BUDE SE KONTROLOVAT A VYHAZOVAT
Skripta:
Opatřilová, Jampílek, Liška - Návody do cvičení z analytické chemie. Kvantitativní analýza,
ÚCHL, Brno 2007
• Pracuje se ve dvojicích
• Váhy podle stolů (čtveřice)
• protokoly……………
• od dubna instrumentální metody ve skupinách podle rozpisu
GRAVIMETRIE, podle návodů, úloha 7.1, str. 21-24
- hned začneme žíhat kelímek podle Obr. 7.5, 30-40 minut! (potřebujeme stojan, triangl,
kelímek, kleště)
- Opatrně manipulujeme s exsikátorem, nosíme ho do váhovny i
s vychladlým kelímkem uvnitř
• Ukázat filtraci – ale nefiltrovat koloidní sraženinu!, stačí čirý barevný roztok
• vysvětlit dekantaci – dekantovanou kapalinu nevylévat, ale už filtrovat přes filtr!
• do váhovny se chodí s exsikátorem s vychladlým kelímkem!
23
Cvičení 3+4
VOLUMETRIE- zpětná titrace 8.1.B., podle návodů, úlohy 8.1.A-C, str.25-36
vzorek: nerozpustný uhličitan
přesné koncentrace odměrných roztoků nejsou známy: cca 0,1 M
postup:
provádí se standardizace obou odměrných roztoků NaOH a HCl
VYSVĚTLIT ROZDÍL MEZI PŘIBLIŽNOU A SKUTEČNOU NAVÁŽKOU / OBJEMEM
standardizace:
1) pro HCl: str.32 na pevný hydrogenuhličitan sodný
navážíme a spláchneme do titr. baňky VE VÁHOVNĚ, před ekvivalencí krátce povaříme
2) pro NaOH – str. 36 na HCl z kroku 1/, pipetujeme 10,00 nebo 20,00 ml.
Vzorek - str.33
navážíme a spláchneme do titr. baňky VE VÁHOVNĚ, přelijeme nadbytkem
(50 ml) odm. roztoku HCl, titrujeme alkalimetricky
bude zadán konkrétní uhličitan, např. CdCO3 a doporučená navážka (0,2 nebo 0,4 g)
výsledek uvádět v % na 2 d.m.
pozn.:
indikátoru 2-3 kapky
spotřeba se odečítá s přesností na 0,01 ml, tj. např. 14,14 nebo 14,11 nebo 14,18 ml
jedna polovina si standardizuje kyselinu / druhá hydroxid, pak se vystřídají.
ukázat:
• jak odebírat pipetou: proplachování pipety; pipetovat s balónkem nebo s pístovým
nástavcem, po rysku PRSTEM, 7s, 3x ťuknout o stěnu
• jak titrovat – bez nálevky nahoře + přechod methyloranže (červená-oranžová-žlutá) DÁT
NA OKNO, lepší bromthymolová modř (žlutá-modrá)-citlivá na zahřívání???
• průměrujeme (zaokrouhlujeme) až výsledky!
____________________________________
Příprava 0,1M-HCl:
M(HCl) = 36,46 g/mol
Komerčně dodávaná koncentrované HCl má obvykle obsah 35-38 hmotnostních % HCl a hustotu ρ = 1,174-1,189 g/ml.Válečkem
odměříme cca 8,5 ml koncentrované HCl a v odměrné baňce doplníme vodou na výsledný objem 1 litr.
Příprava 0,1M-NaOH:
M(NaOH) = 40,00 g/mol
Pecičky pevného hydroxidu sodného jsou silně hygroskopické a absorbují oxid uhličitý ze vzduchu; navíc mohou obsahovat i další
nečistoty. Připravíme proto roztok přibližné koncentrace 0,1M, který musíme standardizovat. Uhličitanu prosté roztoky NaOH se
připravují z 50% NaOH, ve kterém je uhličitan sodný prakticky nerozpustný. Na předvážkách se naváží cca 8,5 g čirého 50%ního
Standardizace 0,1M-HCl na uhličitan sodný
M(Na2CO3) = 105,99 g.mol-1
Silná kyselina HCl rozkládá uhličitan sodný za vzniku neutrální soli NaCl a slabé nestálé
kyseliny H2CO3, která se rozkládá na oxid uhličitý a vodu
CO3 + 2 H+ <=> H2CO3 <=> CO2 + H2O
roztoku NaOH (odebere se z vnitřku zásobního roztoku pipetou s pístovým nástavcem) a doplní převařenou destilovanou vodou na objem
1 litr.
24
Cvičení 5+6
organizační věci:
příště začnou 4 „instrumentální metody“ – rotace – práce po skupinách,
plán je vyvěšen v MOODLu, budou tam i návody pro HPLC a CE
Komplexometrické titrace – chelatometrie
Teorie chelatometrie
Chelaton 3= H2Y M(C10H14N2Na2O8 . 2 H2O)= 372,24 g/mol
vždy vznikají komplexy 1:1 [MY], Ft=1
z chelatonu se odštěpuj H+
, proto nutné pufrování! Zde bude použit
methen-amin=urotropin=hexamethylen-tetra amin
metalochromní indikátory tvoří méně stabilní komplexy s analytem (kovem)
– v bodě ekvivalence je analyt (kov) vyvázán Chelatonem do [MY]
Postup
podle návodů 8.3, str.55- 58
je tam ale chybný přechod na str.56: Xylenolová oranž, poslední řádek pH<6 citr. žlutá
pH>6 červenofialová (je to acidobazický přechod volného indikátoru!)
na str. 55 je chybný vzorec Chelatonu III – chybí 4x methylen –CH2 –
xylenolová oranž není ve směsi s NaCl ale KNO3
POZOR !
• nádobí je znečištěno hydrolyzátem Bi3+
– umýt kyselinou !
• v případě bílého zákalu při převodu vzorku do baňky – nutno přidat kyselinu dusičnou –
hydrolýza!
• Urotropin se váží na předvážkách v laboratoři přímo do titr. baňky
úloha 8.3 str. 57-58: současné stanovení Bi3+
a Zn2+
na xylenolovou oranž
studentům se zadává:
1/ objem odměrného roztoku (270/280/300/320) ml , vždy přibl. koncentrace
0,02M, připraví do odměrného válce, vypočít. navážku váží ve váhovně
2/ co budou stanovovat (Bi, Bi(NO3)3, BiCl3 nebo Zn, Zn(NO3)2, ZnCl2)
Toto je nové:
STANDARDIZACE a stanovení se stejným indikátorem! Stand. látka pro stanovení přesné
koncentrace OR je ZnSO4 . 7 H2O (síran zinečnatý) M= 287,544 g/mol
1. Příprava 0,02M zásobního roztoku základní látky ZnSO4 . 7 H2O
Přesně navážené vypočítané množství ZnSO4 .7 H2O se rozpustí v destilované vodě přelije
kvantitativně do odměrné baňky na 100 ml předem okyselené 2-3 kapkami 2M-HNO3 (zabrání
hydrolýze) a doplní po rysku destilovanou vodou a řádně promíchá.
2. Standardizace Chelatonu 3
Odpipetujte 10/20 ml roztoku ZnSO4 . 7 H2O, přidejte cca 0,5 g urotropinu a špetku indikátoru=
XYLENOLOVÁ ORANŽ (pevný ve směsi s KNO3 1:99). Zřeďte vodou na objem asi 100-150
ml. Roztok se zbarví červenofialově. Titrujte odměrným roztokem Chelatonu 3 do citronově
žlutého zbarvení. Tato standardizace se provádí podobně jako titrace vzorku (Skripta str. 58), ale
bez Bi a jen s 0,5 g urotropinu!
3. titrace vzorku nutno přidat tolik urotropinu, aby zmizela žlutá (pokud přidávali HNO3, může to
být i více než 3g, ale nepřehánět). Zbytečně neředit a nepřidávat příliš XO pak je barva spíše
jahodová!
Hlásí se výsledek: g sloučeniny Bi3+
+ g sloučeniny Zn2+
25
Cvičení 7-14
Návody do cvičení z analytické chemie
Jampílek, Opatřilová, Liška, FaF Brno 2007
+nové návody budou na Moodlu
Fotometrické stanovení
úloha 2, str. 13-14
Fotometrické stanovení mědi Chelatonem III pomocí kalibrační křivky
Cu2+
+[H2Y]2=
[CuY]2+
2H+
0,05M CuSO4, Chelaton III, pufry
ROZDÍLY: měří se ve fotometrické laboratoři 345 na fotometrech HP8453
postup:
• změření absorpčního spektra komplexu (400-740 nm) – výběr A(max)
• změření závislosti absorbance na pH – výběr pH
• změření závislosti absorbance na koncentraci Chelatonu3 – výběr c(Ch3)
• změření kalibrační závislosti A vs. c(Cu) za optimálních podmínek
• stanovení Cu2+
v neznámém vzorku
pozn.:
měření absorbance vždy proti slepému vzorku!
grafy vynášet na milimetrový papír
výsledek: mg mědi / 100 ml roztoku, který dostali
úloha 3, str. 15-16
Stanovení fenazonu v Antipyrinu železitými ionty pomocí kalibrační
křivky
3 fenazon + 2 Fe3+
= [Fe2(fenazon)3]6+
M=188,226
činidlo = okyselený roztok Fe(NO3)3
postup:
• změření kalibrační závislosti A vs. c(fenazon) při 460 nm – udělat 3x (15 bodů)
• stanovení antipyrinu v neznámém vzorku
pozn.:
měření absorbance vždy proti slepému vzorku!
ROZDÍLY: měří se na ve fotometrické laboratoři 345 na fotometrech HP8453 do 50 ml
odměrky splachujeme 0,2 g fenazonu
výsledek: mg fenazonu ve vzorku
26
Potenciometrická titrace
• úloha 9, str. 36-37
Stanovení kyseliny fosforečné
H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O Ft=1
H3PO4 + 2 NaOH = Na2HPO4 + 2 H2O Ft=1/2
dva body ekvivalence V2=2*V1
výsledek jako průměr „obou“ titrací (jakoby pro 2 titrace, dva různé Ft)
provádět numerické vyhodnocení dle Hahna, grafické není přesné!
rozdíly:
1. vzorek kvantitativně převedeme do odměrné baňky 100 ml a pak
2. k titraci odběr 20 ml + 80 ml vody
3. potenciál u titrační křivky klesá až k záporným hodnotám!
4. výsledek: g kyseliny ve vzorku
• úloha 10, str. 38-39
Stanovení halogenidů
rozdíly:
1. k titraci odběr 20 ml
2. AgNO3 ……….. c=0,05 M
3. potenciál u titrační křivky roste, velikost skoku je úměrný koncentraci (NernstPetersova
rovnice!)
4. výsledek: g KI, g KBr, g KCl
pozn.:
u kombinovaných elektrod musí být ponořena diafragma!
dělat si vždy tabulku
spotřeba (ml) | potenciál (mV)
první titrace je orientační, další dvě s krokem 0,2 ml u skoků – pozor, je potřeba mít
pár bodů i za skokem (numerické vyhodnocení dle Hahna!); do grafu vynášíme
průměr posledních dvou
27
Separační metody
HPLC
Měří se v laboratoři 047 na přístroji YL9100
Stanovení kofeinu a kyseliny acetylsalicylové v Acifeinu™ pomocí vysokoúčinné
kapalinové chromatografie (HPLC) na reverzní fázi
CE
Měří se v laboratoři 047 na přístroji CE3D Agilent a PRINCE
Stanovení kyseliny acetylsalicylové v Acifeinu™ pomocí kapilární elektroforézy (CE)