1

Numer

ćwiczenia:

6

Dział analizy i temat ćwiczenia:

Analiza miareczkowa – jodometria.

Sporządzenie i mianowanie roztworu Na

2

S

2

O

3

.

Data wykonania

ćwiczenia:

od 08.04.13 r.
do 22.04.13 r.

Data oddania

sprawozdania:

29.04.13 r.

Grupa:

A3

Imię i nazwisko:

Przemysław Kołoczek

Nazwisko

sprawdzającego:

Uwagi:

Ocena:

2

1. Wstęp.

Roztwór tiosiarczanu(VI) sodu wykorzystuje się w jodometrii. Ma ona szerokie
zastosowanie, pozwala dokładnie ustalić PK miareczkowania. Jodometrycznie można
oznaczać bezpośrednio, gdy analit ma niższy potencjał redoks niż układ I

2

/I

-

(0,535 V), a

pośrednio – gdy wyższy. Wtedy wydzielony jod odmiareczkowuje się roztworem
tiosiarczanu(VI) sodu: I

2

+ S

2

O

3

2-

→ 2 I

-

+ S

4

O

6

2-

. Wskaźnikiem jest wtedy roztwór skrobi,

dodawany pod koniec miareczkowania, która z jodem tworzy ciemnogranatowy związek
addycyjny. Ze względu na to, że jod jest lotny, mogą występować duże błędy oznaczeń.
Dlatego też, aby ograniczyć ulatnianie jodu, zawsze stosuje się duży nadmiar KI, ponieważ
nadmiarowe jony I

-

wiążą wolny jod w postaci anionu kompleksowego I

3

-

który już nie jest

lotny. Na

2

S

2

O

3

· 5 H

2

O nie jest trwały, a jego roztwory nie zachowują stałego stężenia w

wyniku reakcji z jonami H

3

O

+

zawartym w wodzie. W wyniku reakcji powstaje wolna

siarka: S

2

O

3

2-

+ H

3

O

+

→ HSO

3

-

+ S↓ + H

2

O. Po przygotowaniu roztworu Na

2

S

2

O

3

jego miano

nastawia się po dwóch tygodniach na jod, lub mianowany roztwór KBrO

3

. Nastawianie

miana Na

2

S

2

O

3

na mianowany roztwór KBrO

3

polega na odmiareczkowaniu jodu,

wydzielonego w wyniku reakcji roztworu KBrO

3

z KI w środowisku kwaśnym, do

słomkowej barwy roztworu, a następnie kontynuuje się miareczkowanie wobec skrobi
jako wskaźnika, do trwałego odbarwienia roztworu.
Reakcje zachodzące podczas oznaczenia:
BrO

3

-

+ 6 I

-

+ 6 H

3

O

+

→ Br

-

+ 3 I

2

+ 9 H

2

O

I

2

+ S

2

O

3

2-

→ 2 I

-

+ S

4

O

6

2-

.

2. Część doświadczalna.

a) Sprzęt i odczynniki.

– Kolba miarowa 500 cm

3

,

– mianowany roztwór KBrO

3

– pipeta jednomiarowa 20 cm

3

,

(0,016996 ± 0,000031) mol/dm

3

,

– biureta 50 cm

3

,

– 2M roztwór HCl,

– zlewka 50 cm

3

,

– stały KI,

– cylinder miarowy 25 cm

3

,

– stały KBr,

– kolby stożkowe

– skrobia,

z doszlifowanym korkiem,

– woda destylowana.

– naczyńka wagowe,
– lejek,
– tryskawka,
– gruszka
– łapa metalowa,
– statyw,
– butelka z ciemnego szkła,
– waga techniczna,

b) Wykonanie.

Na wadze technicznej, w zlewce 50 cm

3

, odważono około 12,5 g Na

2

S

2

O

3

· 5 H

2

O po

czym przeniesiono ilościowo do kolby miarowej 500 cm

3

z pomocą lejka, przepłukując

go oraz zlewkę wielokrotnie wodą destylowaną. Odważkę rozpuszczono w kolbie,
uzupełniono wodą destylowaną do kreski, zamknięto kolbę korkiem i całość
wymieszano poprzez kilkakrotne odwrócenie kolby do góry dnem. Tak przygotowany
roztwór przelano do szklanej butelki z ciemnego szkła za pomocą lejka i pozostawiono

3

na dwa tygodnie w ciemnym miejscu. Zamontowano na statywie biuretę, przepłukano i
uzupełniono ją roztworem Na

2

S

2

O

3

. Odważono w naczyńkach wagowych około 0,5 g

KBr, około 2 g KI, a także odmierzono cylindrem miarowym 15 cm

3

2M roztworu HCl.

Do kolby stożkowej z doszlifowanym korkiem odpipetowano odpowiednią porcję
mianowanego roztworu KBrO

3

i dodano po kolei KBr, KI i HCl, spłukując lejek wodą

destylowaną po każdym odczynniku. Kolbę zamknięto korkiem, wymieszano zawartość
i odstawiono na 5 minut w ciemne miejsce. W tym czasie ponownie odważono 0,5 g
KBr, 2 g KI i odmierzono 15 cm

3

2M roztworu HCl. Otrzymany wcześniej roztwór wyjęto

z szafki, opłukano korek kolby i całość zmiareczkowano roztworem Na

2

S

2

O

3

najpierw

do słomkowej barwy, a następnie wobec wskaźnika skrobiowego, aż do trwałego
odbarwienia ciemnogranatowego roztworu. Miareczkowanie powtórzono dwukrotnie.

3. Wyniki.

(𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

)

1

= 20,2 𝑐𝑚

3

(𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

)

2

= 20,2 𝑐𝑚

3

(𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

)

3

= 20,2 𝑐𝑚

3

4. Opracowanie wyników.

a) Obliczenia.

Obliczono średnią objętość zużytego titranta na podstawie wzoru:

𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

=

1
𝑛

∑(𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

)

𝑖

𝑛

𝑖=1

gdzie:
𝑛 – liczba wyników,
(𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

)

𝑛

– n-ty wynik objętości zużytego roztworu Na

2

S

2

O

3

[cm

3

].

𝑉

𝑁𝑎𝑂𝐻

= 20,2 𝑐𝑚

3

Obliczono stężenie Na

2

S

2

O

3

na podstawie wzoru:

𝐶

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

=

6 ∙ 𝐶

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

∙ 𝑉

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

gdzie:
𝐶

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

– stężenie mianowanego roztworu KBrO

3

[mol/dm

3

],

𝑉

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

– objętość mianowanego roztworu KBrO

3

[cm

3

],

𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

– średnia zużyta objętość roztworu Na

2

S

2

O

3

[cm

3

].

𝐶

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

= 0,016996 𝑚𝑜𝑙/𝑑𝑚

3

𝑉

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

= 20,028 𝑐𝑚

3

𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

= 20,2 𝑐𝑚

3

4

𝐶

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

= 0,1011 𝑚𝑜𝑙/𝑑𝑚

3

b) Niepewności pomiarowe.

Niepewność rozszerzoną stężenia Na

2

S

2

O

3

obliczono na podstawie wzoru:

𝑈 (𝐶

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

) = 𝑘 ∙ 𝑢

𝑐

(𝐶

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

)

gdzie:
𝑘 – współczynnik rozszerzenia,
𝑢

𝑐

(𝐶

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

) – złożona niepewność standardowa stężenia Na

2

S

2

O

3

[mol/dm

3

].

Ponadto, do powyższego wzoru wstawiono następujące zależności:

1) 𝑢

𝑐

(𝐶

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

) = 𝐶

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

∙ √(

𝑢

𝑐

(𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

)

𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

)

2

+ (

𝑢

𝑐

(𝐶

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

)

𝐶

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

)

2

+ (

𝑢

𝑐

(𝑉

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

)

𝑉

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

)

2

gdzie:
𝐶

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

– stężenie Na

2

S

2

O

3

[mol/dm

3

],

𝑢

𝑐

(𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

) – złożona niepewność standardowa objętości zużytego titranta [cm

3

],

𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

– średnia objętość zużytego roztworu titranta [cm

3

],

𝑢

𝑐

(𝐶

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

) – złożona niepewność standardowa stężenia KBrO

3

[mol/dm

3

],

𝐶

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

– stężenie roztworu KBrO

3

[mol/dm

3

],

𝑢

𝑐

(𝑉

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

) – złożona niepewność standardowa objętości KBrO

3

[cm

3

],

𝑉

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

– objętość KBrO

3

[cm

3

].

2) 𝑢

𝑐

(𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

) = √𝑢

1

2

(𝑉) + 𝑢

2

2

(𝑉) + 𝑢

3

2

(𝑉) + 𝑢

4

2

(𝑉) + 𝑢

5

2

(𝑉)

gdzie:
𝑢

𝑐

(𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

) – złożona niepewność standardowa średniej objętości zużytego titranta

[cm

3

],

𝑢

1

(𝑉) – standardowa niepewność kalibracji biurety [cm

3

],

𝑢

2

(𝑉) – standardowa niepewność objętości kropli [cm

3

],

𝑢

3

(𝑉) – standardowa niepewność odczytu na skali biurety [cm

3

],

𝑢

4

(𝑉) – standardowa niepewność poprawki temperaturowej szkła [cm

3

],

𝑢

5

(𝑉) – odchylenie standardowe średniej objętości zużytego titranta [cm

3

].

3) 𝑢

1

(𝑉) =

𝑢

𝑘𝑏

√3

5

gdzie:
𝑢

1

(𝑉) – standardowa niepewność kalibracji biurety [cm

3

],

𝑢

𝑘𝑏

– niepewność kalibracji biurety [cm

3

].

4) 𝑢

2

(𝑉) =

𝑉

𝑘𝑟

√3

gdzie:
𝑢

2

(𝑉) – standardowa niepewność objętości kropli [cm

3

],

𝑉

𝑘𝑟

– objętość kropli [cm

3

].

5) 𝑢

3

(𝑉) =

𝑢

𝑜𝑡

√3

gdzie:
𝑢

3

(𝑉) – standardowa niepewność odczytu na skali biurety [cm

3

],

𝑢

𝑜𝑡

– niepewność odczytu na skali biurety [cm

3

].

6) 𝑢

4

(𝑉) =

𝑝

𝑡𝑜𝑠

√3

gdzie:
𝑢

4

(𝑉) – standardowa niepewność poprawki temperaturowej szkła [cm

3

],

𝑝

𝑡𝑜𝑠

– poprawka temperaturowa objętości szkła [cm

3

].

7) 𝑢

5

(𝑉) = 𝑠 (𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

) = √

1

𝑛(𝑛 − 1)

∑ ((𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

)

𝑖

− 𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

)

2

𝑛

𝑖=1

gdzie:
𝑢

5

(𝑉) = 𝑠 (𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

) – odchylenie standardowe średniej objętości zużytego titranta

[cm

3

],

𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

– średnia objętość zużytego roztworu titranta [cm

3

].

8) 𝑢

𝑐

(𝐶

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

) =

𝑈(𝐶

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

)

𝑘

gdzie:
𝑘 – współczynnik rozszerzenia,
𝑢

𝑐

(𝐶

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

) – złożona niepewność standardowa stężenia KBrO

3

[mol/dm

3

],

𝑈 (𝐶

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

) – rozszerzona niepewność standardowa stężenia KBrO

3

[mol/dm

3

].

9) 𝑢

𝑐

(𝑉

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

) =

𝑈(𝑉

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

)

𝑘

6

gdzie:
𝑘 – współczynnik rozszerzenia,
𝑢

𝑐

(𝑉

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

) – złożona niepewność standardowa objętości KBrO

3

[cm

3

],

𝑈 (𝑉

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

) – rozszerzona niepewność standardowa objętości KBrO

3

[cm

3

].

Po przekształceniach otrzymano wzór:

𝑈 (𝐶

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

) = 𝐶

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

∙ √

𝑘

2

∙ (𝑢

𝑘𝑏

2

+ 𝑉

𝑘𝑟

2

+ 𝑢

𝑜𝑡

2

+ 𝑝

𝑡𝑜𝑠

2

+ 3𝑠

2

(𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

))

3 ∙ (𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

)

2

+ (

𝑈(𝐶

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

)

𝐶

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

)

2

+ (

𝑈(𝑉

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

)

𝑉

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

)

2

𝑘 = 2

𝐶

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

= 0,1011 𝑚𝑜𝑙/𝑑𝑚

3

𝑢

𝑘𝑏

= 0,1 𝑐𝑚

3

𝑉

𝑘𝑟

= 0,044 𝑐𝑚

3

𝑢

𝑜𝑡

= 0,05 𝑐𝑚

3

𝑝

𝑡𝑜𝑠

= 0,0025 𝑐𝑚

3

𝑠 (𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

) = 0 𝑐𝑚

3

𝑉

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

= 20,2 𝑐𝑚

3

𝑈 (𝐶

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

) = 0,000031 𝑚𝑜𝑙/𝑑𝑚

3

𝐶

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

= 0,016996 𝑚𝑜𝑙/𝑑𝑚

3

𝑈 (𝑉

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

) = 0,038 𝑐𝑚

3

𝑉

𝐾𝐵𝑟𝑂

3

= 20,028 𝑐𝑚

3

𝑈 (𝐶

𝑁𝑎

2

𝑆

2

𝑂

3

) = 0,0007 𝑚𝑜𝑙/𝑑𝑚

3

⇒ 0,74%

c) Wynik końcowy.

Stężenie mianowanego roztworu Na

2

S

2

O

3

: (0,1011 ± 0,0007) mol/dm

3

.

5. Podsumowanie.

Odważono 12,41 g tiosiarczanu(VI) sodu, więc teoretycznie jego stężenie powinno
wynosić około 0,1000 mol/dm

3

. Otrzymane stężenie różni się od teoretycznego o 0,011

mol/dm

3

i przekracza wartość dopuszczalną przez niepewność stężenia Na

2

S

2

O

3

,

wyznaczonego jodometrycznie. Główną przyczyną tej różnicy jest oczywiście nietrwałość
przygotowanego roztworu. Otrzymana niepewność jest o 3 rzędy wielkości mniejsza od
samego wyniku. Niepewność rozszerzona stanowi 0,74% wyniku. Największy wpływ na
końcową niepewność miały tutaj niepewności związane z odczytem objętości zużytego
titranta oraz niepewność nierozszerzona objętości pipety.