ANALIZA MIARECZKOWA

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

• 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

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

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

Metody wizualne

Metody wizualne:

wyraźnie zauważalna zmiana barwy

roztworu w wyniku zmiany barwy
wskaźnika, utworzenia barwnego
produktu przez nadmiar titrantu,
bądź pojawienia się nadmiaru
barwnego titr anta.

Redoksymetri

Metody instrumentalne

Metody instrumentalne :

polegaja na pomiarze zmian

właściwości fizycznych lub
fizykochemicznych roztworu ( np.
miareczkowanie
potencjometryczne,
konduktometryczne,
spektrofotometryczne ).

Redoksymetri

Document Outline