11.  A N A L Ý Z A  S L I T I N



Elektrogravimetrické stanovení je založeno na kvantitativním elektrolytickém vydělení stanovované
látky z analyzovaného roztoku ve formě vážitelného povlaku na vhodné inertní (např. platinové)
elektrodě.

Při elektrochemických reakcích, probíhajících na elektrodách s vloženým stejnosměrným  napětím,
dochází  na katodě k redukci  kovových  kationtů za vyloučení kovu, na anodě se jako výsledek
oxidačních reakcí tvoří oxidy vyšších oxidačních stupňů, např. při elektrolýze roztoku s Pb^2+ se
na anodě vylučuje oxid olovičitý. Aby došlo k elektrolytickému vylučování kovu nebo oxidu, musí být
na elektrody vloženo určité, tzv. rozkladné napětí Er, (tj. minimální napětí, které odpovídá součtu
standardních elektrodových potenciálů pro jednotlivé reakce), které se odvozuje od rovnovážných
potenciálů obou elektrod (EA, EK), jejichž hodnoty závisí podle Nernstova vztahu na koncentraci
vylučovaných iontů.

Při našem experimentu technikou elektrolýzy za konstantního napětí souběžně s vylučováním mědi
probíhá na katodě redukce kyseliny dusičné na kyselinu dusitou, která má oxidační vlastnosti a při
jejím větším nahromadění (především ke konci elektrolýzy) může dojít k rozpuštění vyloučené mědi.
Vznikající nežádoucí kyselinu dusitou lze odstranit přídavkem močoviny.


Standardní oxidačně redukční potenciál E^0 (Cu^2+/Cu^0)  = + 0,34 V  pro reakci:



11.1.  Rozklad  vzorku slitiny


a) na analytických váhách navážit  cca 0,4 g neznámého vzorku (zaznamenat přesně hodnotu navážky)

b) vzorek převést do kádinky na 100 ml, odměrným válcem přidat 10 ml směsi minerálních kyselin

    (11 ml destilované vody + 14 ml 35% HCl + 8 ml 65% HNO[3], směs dokonale promíchat), kádinku

    přikrýt hodinovým sklíčkem a v digestoři mírně zahřát, dokud nedojde k úplnému rozkladu vzorku

c)  roztok ochladit, poté zředit destilovanou vodou na 30 ml a následně za stálého míchání přidávat

     po kapkách 25-27% NH[3] až do vytvoření stálého zákalu.

d) k zakalenému roztoku přidat 5 ml konc. CH[3]COOH, čirý roztok převést do 100 ml odměrné baňky

    a doplnit destilovanou vodou po rysku

e) stejným způsobem na analytických váhách navážit  cca 0,4 g standardu Cu a postupovat  podle bodů

    b), c) a d)

11.2. Ošetření Pt-elektrod a určení jejich přesné hmotnosti


Platinovou síťkovou elektrodu a platinovou spirálovou elektrodu ponořit do kádinky s destilovanou
H[2]O a poté do kádinky s ethanolem. Po vyjmutí z ethanolu vložit do Petriho misky a umístit do
sušárny vyhřáté maximálně na 100°C. Asi po 5 minutách elektrody opatrně přenést do suché kádinky a
nechat vychladnout. Poté platinovou síťkovou elektrodu zvážit na analytických vahách.


11.3.  Elektrogravimetrické stanovení Cu

a)  do vysoké kádinky na 150 ml vložit míchadélko, napipetovat 20 ml neznámého vzorku slitiny,

     odměrným válcem  přidat 30 ml 1 M HNO[3] a  navážku 1 g pevné močoviny. Poté objem upravit

     na 100 ml a kádinku s roztokem zahřát na 60 - 70°C.

b)  vnější síťkovou elektrodu (na ní se bude redukovat měďnatý kation na kov), připojit k záporné

     svorce  (-), vnitřní drátkovou elektrodu ke kladné svorce (+), elektrody se nesmí nikde
dotýkat.

     Elektrody ponořit do roztoku tak, aby asi 0,5 cm vyčnívalo z roztoku.

c)  na zdroji připojeném k elektrodám stisknout tlačítko SHIFT a ENTER, dojde k uzamčení obvodu

     propojení, zkontrolovat vstupní napětí (2,50 V) a vstupní proud (0,5 A), zaznamenat si
počáteční

     hodnoty.

d)  v závěru elektrolýzy po úplném odbarvení roztoku (asi po 30 – 35 min), prověřit úplnost
vyloučení

     mědi ponořením celé síťkové elektrody při nepřerušeném proudu do roztoku (pokud bylo vyloučení

     mědi z roztoku kvantitativní, zůstane původně neponořená část Pt-elektrody nezměněná, neobjeví

     se na ní povlak Cu)

e)  elektrolýzu ukončit po 45 minutách, tj. při nepřerušeném proudu vytáhnout obě elektrody

     z roztoku, poté odpojit síťovou elektrodu, zaznamenat si koncové hodnoty proudu a napětí.

f)  elektrodu ponořit do kádinky s vodou, poté ethanolem a umístit do sušárny na 100°C

g) po vychladnutí síťkovou Pt-elektrodu zvážit


Výpočet hmotnosti Cu:



11.4.  Jodometrické stanovení Cu

   a)  do titrační baňky na 250 ml napipetovat 10 ml roztoku vzorku, přidat 1 – 2 g pevného KI a

        napipetovat 5 ml 20% NH[4]SCN (až po rozpuštění KI) a zředit destilovanou vodou na cca 150
ml

   b)  titrovat ihned  0,05 M Na[2]S[2]O[3] . 5 H[2]O do světle žlutého odstínu, potom odměrným
válcem

        přidat 2 ml roztoku škrobu a po kapkách dotitrovat do špinavě bílé (popřípadě s růžovým

        nádechem)


  Výpočet hmotnosti Cu:



Standardizace odměrného roztoku Na[2]S[2]O[3]. 5 H[2]O:

Látková koncentrace standardního roztoku mědi c[Cu]:

M(Cu) =  63,546 g.mol^-1

V[0] = 100 ml

Titr (koncentrace) c(Na[2]S[2]O[3]. 5 H[2]O):[
][]


Stanovení obsahu mědi ve slitině:

[ ]

                                                     ®

platí:

^
^


Výpočet podílu Cu ve vzorku:


11.5. Vyhodnocení analýzy


Při vyhodnocení obsahu mědi ve vzorku slitiny v protokolu do závěru uvedeme:


1.       Vyhodnocení stanovení mědi elektrogravimetricky, hodnoty nalezeného množství mědi v %.


2.       Vyhodnocení stanovení mědi jodometricky, hodnoty nalezeného množství mědi v %.


3.       Porovnání hodnot získaných elektrogravimetricky s hodnotami získanými jodometricky,
zdůvodnění nepřesností, zhodnocení případných problémů během měření.