ANALIZA

MIARECZKOWA

REDOKSYMETRIA

Redoksymetria (lub redoksometria) - dział

chemii analitycznej, zbiór technik

miareczkowych w których wykorzystuje się

reakcje redoks.

Redoksymetria dzieli się na:

• oksydymetrię - miareczkowanie

mianowanymi roztworami utleniaczy,

• reduktometrię - miareczkowanie

mianowanymi roztworami reduktorów.

Redoksymetria

Oksydymetria i reduktometria dzielą się na kilka

metod w zależności od związku będącego titrantem

Do typowych metod

oksydometrycznych należą:

 manganometria - jako utleniacz

stosowany jest KMnO4.

 cerometria - jako utleniacz

stosowany jest Ce(SO4)2.

 chromianometria - jako

utleniacz stosowany jest K2Cr2O7

lub K2CrO4

 bromianometria - jako utleniacz

stosowany jest KBrO3

 jodometria – jako utleniacz I2 lub

Na2S2O3

Do typowych metod

reduktometrycznych należą:

 tytanometria - jako reduktor

stosuje się związki tytanu(III)
najczęściej TiCl3

 ferrometria - jako reduktor

stosowany jest roztwór FeSO4

Redoksymetria

Analiza miareczkowa

Analiza miareczkowa (analiza objętościowa)

polega na oznaczaniu substancji badanej w
roztworze za pomocą dodawania małych porcji
roztworu odczynnika (titranta) o dokładnie
znanym stężeniu (mianie). Obliczenia
zawartości oznaczanej substancji dokonuje się
na podstawie zmierzonej objętości roztworu
miareczkującego w oparciu o równanie reakcji.

Redoksymetria

Podstawowe pojęcia

używane w analizie

miareczkowej:

Redoksymetria

• Miano roztworu - jest to liczba gramów

substancji rozpuszczonej, znajdująca się w
1 ml roztworu lub liczba gramów substancji
oznaczanej reagująca z 1 ml danego roztworu
mianowanego. Jednostka miana to g/ml.

• Roztwór mianowany - roztwór o dokładnie

znanym stężeniu.

• Titrant - roztwór miareczkujący o dokładnie

znanym stężeniu

Redoksymetria

• Punkt równoważnikowy (PR, punkt nasycenia równoważnikowego) –

punkt miareczkowania, w którym została doprowadzona taka ilość

titranta, która jest równoważna chemicznie ilości substancji oznaczanej.

• Punkt końcowy miareczkowania (PK) - punkt, w którym za pomocą

metod instrumentalnych lub zmiany barwy wskaźnika można

zaobserwować punkt równoważnikowy (koniec miareczkowania). Punkt

końcowy powinien pokrywać się z punktem równoważnikowym.

• Błąd miareczkowania - różnica między punktem końcowym a

punktem równoważnikowym. Powinno się tak dobrać wskaźnik lub

metodę instrumentalną, by błąd miareczkowania był nie większy niż

0,05-0,1 %. W przypadku, gdy PK znajduje się za PR, otrzymujemy za

duże wyniki (błąd dodatni), w przeciwnym przypadku wyniki są za małe

(błąd ujemny).

Redoksymetria

• Indykator – wskaźnik.

• Krzywa miareczkowania – graficzny sposób przedstawienia

przebiegu procesu miareczkowania. W układzie współrzędnych na

osi odciętych przedstawia się objętość titr anta (ml) lub %

zmiareczkowania, natomiast na osi rzędnych wartości liczbowe

parametru odpowiadającego stężeniu substancji oznaczanej.

• Procent zmiareczkowania – jest to stosunek ilości substancji

miareczkowanej, która przereagowała z titrantem do całkowitej

początkowej ilości tej substancji, wyrażony w %.

• Skok miareczkowania – gwałtowna zmiana w pobliżu punktu

równoważnikowego, spowodowana dodaniem jednej kropli

roztworu miareczkującego

Redoksymetria

Podczas procesu miareczkowania

powinny zostać spełnione cztery

podstawowe warunki:

• po dodaniu każdej porcji odczynnika reakcja powinna przebiegać

z dużą szybkością;

• reakcja powinna przebiegać stechiometrycznie, zgodnie z

równaniem reakcji;

• poza substancją oznaczaną, żadna inna znajdująca się w

roztworze nie powinna reagować z odczynnikiem

miareczkującym;

• należy dobrać odpowiedni wskaźnik lub metodę instrumentalną,

by koniec miareczkowania był wyraźnie widoczny.

Redoksymetria

Podstawowe naczynia

miarowe stosowane w

analizie miareczkowej:

Redoksymetria

Kolba

Redoksymetria

cylinder

Redoksymetria

pipeta pełna jednomiarowa

pipeta miarowa z podziałką

pipeta automatyczna

biureta

Redoksymetria

OGÓLNE ZASADY ANALIZY

MIARECZKOWEJ

Wszystkie używane naczynia muszą
być czyste

Naczyń miarowych nie wolno ogrzewać
oraz napełniać roztworami o innej
temperaturze od podanej na naczyniu

Pipety i biurety ( nigdy kolby miarowe )
należy przed użyciem przemyć
roztworem, który ma być odmierzany,
dwukrotnie kilkoma cm3 roztworu

Nie wolno wydmuchiwać płynu z
pipety, lecz opróżnić ją przytykając do
ścianki kolby stożkowej

Po napełnieniu biurety roztworem
należy upewnić się, czy w jej końcówce
nie ma pęcherzyków powietrza, które
w razie potrzeby należy usunąć przez
otwarcie kranu i wypuszczenie cieczy

6. Jeśli do napełniania biurety używa się

lejka, należy go zdjąć przed
ustaleniem poziomu cieczy na „0”

7. Po ustawieniu poziomu „0” na biurecie,

należy podstawić kolbę stożkową z
badanym roztworem pod biuretę i
miareczkować otwierając lewą ręką
kran, a prawą mieszając ciecz w kolbie
ruchem wirowym do zmiany barwy
wskaźnika ( od jednej kropli )

8. Pomiar objętości w biurecie wykonuje

się, odczytując poziom cieczy dla :
- płynów bezbarwnych : menisk dolny
- płynów kolorowych : menisk górny

9. Miareczkowanie powinno się

przeprowadzić co najmniej trzykrotnie,
a poszczególne wyniki nie mogą różnić
się od siebie nie więcej, niż o 0,10 cm3

Redoksymetria

Manganometria

Manganometria jest jednym z działów

oksydymetrii i polega na miareczkowaniu
analizowanej substancji mianowanym roztworem
manganianu(VII) potasu jako utleniacza.

W reakcji z analizowaną substancją jon

manganianowy(VII) MnO4- redukuje się do jonu
Mn2+ w środowisku kwaśnym, zaś w środowisku
słabo kwaśnym do tlenku manganu(IV) MnO2

Redoksymetria

Manganian(VII) potasu

• jest utleniaczem na tyle silnym, że może być

stosowany do różnorodnych oznaczeń,

• w miareczkowaniu nie trzeba stosować wskaźnika,

gdyż posiada on silne fioletowe zabarwienie, które
znika w trakcie tworzenia bezbarwnych jonów
Mn2+; gdy cały reduktor przereaguje z KMnO4 to
pod wpływem jednej kropli nadmiaru tego związku
roztwór zabarwia się na lekko różowo co sygnalizuje
koniec miareczkowania.

Redoksymetria

Jako roztworu miareczkującego używa się

manganianu(VII) potasu o silnie fioletowym

zabarwieniu, który w zależności od środowiska

reakcji (ze zmianą pH zmienia się potencjał

redoks układu) ulega różnym przemianom:

Redoksymetria

• gdy środowisko kwaśne - roztwór ulega odbarwieniu

MnO4¯ + 8 H+ + 5 e → Mn2+ + 4 H2O

• gdy środowisko obojętne lub słabo zasadowe lub

słabo kwasowe - wytrąca się brunatny osad MnO2

MnO4¯ + 2 H2O + 3 e → MnO2 ↓ + 4 OH¯

• Gdy środowisko mocno zasadowe - roztwór

przybiera zieloną barwę

MnO4- + e → MnO42¯

Redoksymetria

Metodą miareczkowania manganometrycznego

można oznaczać żelazo w postaci jonów

dwuwartościowych. Reakcję przeprowadza się w

środowisku kwasu siarkowego(VI).

5 Fe2+ + MnO4¯ + 8 H+ → 5 Fe3+ + Mn2+ +

4 H2O

Redoksymetria

Cerometria

Cerometria - metoda miareczkowania wykorzystująca

mianowane roztwory siarczanu(VI) ceru(IV) (w
środowisku kwaśnym Ce(IV) ulega redukcji do Ce(III),
zmieniając barwę z żółtej na bezbarwną).

W cerometrii oznacza się substancje o własnościach
redukujących [np. Fe(II), Sb(III)] jak i - pośrednio -
odczynniki utleniające. Najczęściej stosowanym
wskaźnikiem w cerometrii jest ferroina (fenantrolina).

Redoksymetria

Bromianometria

Bromianometria (bromometria), metoda

miareczkowania, wykorzystująca mianowane roztwory

bromianu(V) potasu, który w środowisku kwaśnym

ulega redukcji do bromków, reagujących dalej z

bromianem(V) do wydzielenia bromu. Za jej pomocą

oznaczać można zarówno reduktory (np. arsen(III)),

jak i - pośrednio - utleniacze (np. nadtlenki).

Najczęściej stosowanym wskaźnikiem jest oranż

metylowy.

Redoksymetria

Chromianometria

Chromianometria - metoda miareczkowania

wykorzystująca mianowane roztwory dichromianu(VI)
potasu (Cr(VI)), który w środowisku kwaśnym ulega
redukcji do Cr(III).

W chromianometrii prowadzi się bezpośrednie
oznaczenia Fe(II), innych metali, hydrochinonu oraz
oznaczenia pośrednie (np. nadtlenki, chlorany(V)),
wykorzystując do tego celu sól Mohra.

Najczęściej stosowanymi wskaźnikami w
chromianometrii są difenyloamina i kwas
difenyloaminosulfonowy.

Redoksymetria

Jodometria

Jodometria, metoda miareczkowania wykorzystująca mianowane

roztwory jodu (do oznaczania reduktorów) lub tiosiarczanu (do
oznaczania utleniaczy).

Z roztworu utleniaczy, do którego dodaje się znaną ilość jodku
potasu KI, wydzielana jest równoważna ilość jodu,
odmiareczkowywana następnie za pomocą roztworu tiosiarczanu
(2S2O32- + I2 › S4O62- + 2I-).
Za pomocą jodometrii oznaczać można bromiany(V) (sole kwasu
bromowego HBrO3), jodany(VII), dichromiany(VI),
manganiany(VII), nadtlenek wodoru, cer (IV), miedź (II), żelazo (III)
oraz nadtlenki organiczne.

Najczęściej stosowanymi wskaźnikami są skrobia i chloroform,
które pod wpływem jodu zabarwiają się na - odpowiednio -
niebiesko i fioletowo.

Redoksymetria

Podział w zależności od sposobu

prowadzenia oznaczenia

miareczkowego

Redoksymetria

Miareczkowanie

bezpośrednie

Miareczkowanie bezpośrednie:

polega na wykorzystaniu do miareczkowania

tylko 1 roztworu titranta, który

bezpośrednio reaguje z substancją

oznaczaną.

Redoksymetria

Miareczkowanie pośrednie

Miareczkowanie pośrednie: podczas miareczkowania

oznaczana substancja nie reaguje w sposób bezpośredni z

roztworem miareczkującym a np. z inną substancją, którą się

miareczkuje. Metodę ta możemy podzielić na :

• MIARECZKOWANIE ODWROTNE :

wymaga przygotowania 2
roztowów mianowanych.
Najpierw dodajemy w nadmiarze
roztwór substancji reagującej z
substancją oznaczaną, a w
dalszej kolejności nadmiar
miareczkuje się drugim
roztworem mianowanym.

MIARECZKOWANIE PODSTAWIENIOWE

( SUBSTYTUCYJNE ) :
nie miareczkuje się oznaczonego
składnika, ale jego podstawnik, który
może być produktem reakcji
oznaczanego składnika z
odpowiednim odczynnikiem.

Redoksymetri