7.predavanje-Analitička kemija 1

8/13/2019 7.predavanje-Analitika kemija 1

1/28

STVARANJE I OTAPANJE TAL OGA
http://www.google.hr/imgres?imgurl=http://www.usaypt.org/USIYPT%25202011/USIYPT11problems%2520images/2%2520-%2520Salt%2520Water%2520Oscillator.jpg&imgrefurl=http://www.usaypt.org/USIYPT%25202011/USIYPT11problems.htm&usg=__ebDwlXGnTJvDbGHBtdC9N-Gu20g=&h=1200&w=1600&sz=445&hl=hr&start=100&itbs=1&tbnid=2aZKl__6RnIruM:&tbnh=113&tbnw=150&prev=/images%3Fq%3DOTOPINE%2BSOLI%26start%3D80%26hl%3Dhr%26sa%3DN%26gbv%3D2%26ndsp%3D20%26tbs%3Disch:1


2/28

Stvaranje i otapanje taloga nije trenutana pojava taloenje je funkcija vremena.

Taloenje poinje stvaranjem CENTARAKRISTALIZACIJE dolazi do asocijacije iona.

to je otopina koncentriranija, a talog slabije topljiv vea je koliina centara kristalizacije ili kristalita uvremenu.

Ako je stvaranje kristalita dugotrajno dolazi doPREZASIENJA.Stvaranje centara moe se ubrzati mijeanjem, a

esto se stavljaju ve stvoreni kristali kao toke za rastkristala.

UVODNO


3/28

Za RAST KRISTALA potrebno je zadovoljiti dvafaktora:

Uestalost kojom novi ioni dolaze na povrinu vestvorenog kristala to se postie veomKONCENTRACIJOM iona ako je to glavni mehanizam klice taloga rastu bez reda, kristali imaju nepravilneupljine, velike povrine i porozni su .

BRZINA kojom se ioni ugrauju u kristalnu reetku kod polarnih spojeva brzina je velika (AgCl, BaSO 4 ), akod hidroksida brzina je mala (Th(OH) 4 , Ti(OH) 4 ) ako

je to glavni mehanizam kristali e biti pravilni:- manje klica u poetku, manje centara kristala,

kristali su vei taloenje sporije

- mnogo kristalita, kristali manji i nepravilni

taloenje je brzo


4/28

TOPLJIVOST

Topljivost i veliina kristala

Odnos otapanja, taloenja i vremena


5/28

NEISTOE TALOGA

Tijekom stvaranja taloga neistoe ulaze u talogADSORPCIJOM .

to je vea povrina taloga i to je povrina taloganepravilnija fenomen adsorpcije je izrazitiji.

U analitici je potrebno stvoriti talog maksimalneistoe tei se talozima to veih i pravilnijih kristala to se postie uz KONTROLIRANE UVJETE TALOENJ:

- taloenjem iz razrijeenih otopina- starenjem taloga

- ostavljanjem taloga to due u kontaktu sa otopinom

Treba izbjegavati ione koji e adsorbirati talog i ispiratitalog pravim sredstvom za ispiranje.


6/28

Fenomen adsorpcije moe se shematski prikazati kodtalone reakcije:

K+ + Cl - + Ag + + NO 3 - AgCl + K + + NO 3 -

ClAgCl- /K + i AgClAg + /NO 3 -

Adsorpcija ovisi o naboju iona polivalentni ioni selake adsorbiraju.

OKLUZIJA ako je taloenje brzo, a kristalinepravilni, dolazi do ugradnje stranih iona u kristale OKLUDIRANE NEISTOEse uklanjaju kao iadsorbirane: stvaranjem velikih kristala i dvostrukimtaloenjem.

POSTPRECIPITACIJA taloenje nekih spojeva,uglavnom vrlo sporo, moe ubrzati prisutnost drugogtaloga, pri emu drugi talog zbog adsorpcije favorizira

stvaranje kristala.


7/28

RAVNOTENA KONSTANTA PRODUKTATOPLJIVOSTI

Odvija se dinamika ravnotea izmeu reakcijaOTAPANJA i TALOENJA.

Ravnotea u otopini neke soli AB se pie:

AB AB A + + B -

Brzina otapanja= v 1= K 1 .c (AB)=povrina kristalaBrzina taloenja= v 2= K 2 .c (A + ) .c (B -)

(kristalizacija)

OTAPANJE

TALOENJEvrsta faza(talog)

tekua faza(zasiena otopina)


8/28


9/28

Konstanta produkta topljivosti se sastoji od produktaaktiviteta kationa i aniona taloga. Ako je sol slabotopljiva u ravnotei se nalazi malo iona i ionska jakoste biti mala, tada se aktivitet aproksimirakoncentracijom.

Kod dobro topivih soli aktivitet se ne moeaproksimirati koncentracijom, vrijednosti K pt su izrazitovelike.

Kod izraunavanja topljivosti ( s ) i konstante produktatopljivosti treba se pridravati izvjesnog redoslijeda radi

jednostavnijeg rjeavanja zadataka!!!

ODNOS IZMEU TOPLJIVOSTI SOLI (s) IKONSTANTE PRODUKTA TOPLJIVOSTI (K pt )


10/28


PRVI PRIMJER:

Eksperimentalno odreena topljivost AgCl iznosi1,34 .10 -5 mol/L!!!

Treba izraunati konstantu produkta topljivosti?1. Jednadba otapanja soli:

AgCl Ag + + Cl -

s s

2. s (Ag + ) = s (Cl -) = s (AgCl) = 1,34 .10 -5

3. K pt =[Ag + ][Cl -]=1,34 .10 -5 x1,34 .10 -5 =1,80 .10 -10


11/28


DRUGI PRIMJER:

Ako se topljivost kationa i aniona razlikuje, kao naprimjer za Ag 3PO 4 ija je topljivost 1,55 .10 -5 mol/L:1. Jednadba otapanja soli:

Ag 3PO 4 3Ag + + PO 4 3-

3 s s

2. [Ag + ] = 3 s = 3 .1,55 .10 -5 =4,65 .10 -5 mol/L

[PO 4 3- ] = s = 1,55 .10 -5 mol/L3. K pt = [Ag + ] 3 [PO 4 3- ] =

= (4,65 .10 -5 mol/L) 3x(1,55 .10 -5 mol/L) =

= 1,56 .10 -18 mol 4 /L 4


12/28


TREI PRIMJER:Treba izraunati topljivost soli Ag 2CrO 4 ako je konstantaprodukta topljivosti soli 1,9 .10 -12 !!!

1. Jednadba otapanja soli:Ag 2CrO 4 2Ag + + CrO 4 2-

2 s s

2. [Ag + ] = 2 s

[CrO 4 2- ] = s

3. K pt =[Ag + ] 2 [CrO 4 2- ]= 1,9 .10 -12 =(2 s ) 2. ( s )=4 s 3

s = 31,9.10 -12 /4 = 7,8 .10 -5 mol/L


13/28


Pomou K pt mogu se izraunati i tako predvidjetipotrebne koncentracije nekog iona, koji e izazvatitaloenje ili otapanje taloga.

Ta vrijednost ravnotene koncentracije iona je ona

granina koncentracija koja jo ne izaziva ni taloenje niotapanje taloga.Soli ije su konstante produkta topljivosti velike

brojane vrijednosti su lako topljivi talozi, a soli ije su

konstante produkta topljivosti male brojane vrijednostisu teko topljivi talozi.K pt (CuS)=1 .10 -49 slabo topljivK

pt(ZnS)=0,8 .10 -25 topljiviji talog


14/28

NA TOPLJIVOST TALOGA UTJEU SLIJEDEIIMBENICI:

Efekt zajednikog ionaEfekt stranog iona

Utjecaj pH-vrijednostiUtjecaj temperature

Utjecaj otapala


15/28

Efekt stranog iona

-Dodavanjem stranog iona u otopinu mijenja se ionska jakostotopine, pa se koncentracije ne izjednauju s aktivitetom.

-Konstante produkta topljivosti raunaju se pomou aktiviteta:K pt =a A . a B = f A [A] f B [B]

s=[A]=[B]

K pt[A][B]=

f A f B

-Dakle, dodavanjem stranog iona koji nije zajedniki ni sanionom ni s kationom taloga poveava se ionska jakostotopine, a time se poveava i topljivost soli!!!


16/28

Efekt zajednikog iona-Izaziva dvostruki efekt!!!

-Ako zajedniki dodani ion nije stvaraoc kompleksa,tada po La Chatelieru dolazi do smanjenja topljivosti

soli.-Ako je zajedniki ion stvaraoc kompleksa, u poetku sesmanjuje topljivost soli uslijed efekta zajednikog iona,no kada se pone stvarati odgovarajui kompleks, tada

se topljivost soli poveava.


17/28

Utjecaj pH- otopine na talone reakcije-Topljivost slabo topljivih soli varira s kiselou medija kao to i taloenjemoe promijeniti pH -vrijednost otopine u kojoj se provodi taloenje.

-Mnogi kationi stvaraju teko topljive hidrokside, kod kojih dolazi doefekta hidrolize kationa ili amfotermnosti taloga:MOH M + + OH -

M+ + H 2O MOH + H +

hidroliza kationa

[MOH][H + ]K 1 =

[M + ]

MOH MO + + H +

efekt alkalnog medija i amfoternost hidroksida[MO -][H + ]

K 2 =

[MOH]


18/28

Ovisnost topljivosti i pH-vrijednosti otopine za amfoteran talog


19/28

Topljivost soli je definirana K pt i s:

s = [H + ] + [MOH] + [MO -]

Topljivost soli je upravo proporcionalna porastu koncentracije protona:[M + ] = [MOH][H + ]/ K 1

Topljivost soli je proporcionalna s padom koncentracije protona:

[MO -] = [MOH] K 2 /[H + ]

Koncentracija nedisocirane molekule MOH je zanemariva!!!

Pojednostavljen izraz za ovisnost topljivosti o pH glasi:

s = [M + ] + [MO -] = K [H + ] + K '/ K +

Topljivost varira s pH prema prikazanoj krivulji lijevi dio krivulje jefunkcija K .[H + ], a desni dio je funkcija K '/[H + ]!!!


20/28

Ovisnost topljivosti i pH-vrijednosti otopine za talog koji nije amfoteran


21/28

Ovisnost taloenja reagensa o pH -vrijednosti i potencijalu otopine


22/28

Utjecaj temperature

-Utjecaj temperature na topljivost nekih taloga je zanemariv, akod drugih zamjetan.

-Openito - disocijacija teko topljive soli, a time i molarnatopljivost, rastu s poveanjem temperature.-Taloenje se esto provodi na povienoj temperaturi da sedobije to ii talog.

-Povienjem temperature poveava se topljivost taloga, no ima iiznimaka poput NaCl i BaSO 4 na koje temperatura znaajno neutjee.


23/28

Utjecaj otapala

-Zbog svoje dipolne prirode molekule vode snano se privlae sanionima i kationima soli hidratacija.-Organska otapala imaju mnogo manje izraen taj efekt.

-Zbog toga je veina anorganskih soli slabo topljiva uorganskom otapalu to se koristi ako se eli smanjiti topljivostneke soli u vodi (npr. topljivost soli alkalijskih metala sesmanjuje dodatkom alkohola.)

-Neeljeni efekt pojavljuje se ako se tim postupkom smanjitopljivost nekih nepoeljnih sastojaka koji tada zagaujuprimarni talog.-Pravilo je da se slino u slinome otapa, pa je topljivostanorganskih taloga bolja u vodenom mediju ili anorganskimkiselinama, a organskih taloga u organskim otapalima.


24/28

OTAPANJE TALOGA:

Otapanje taloga je reakcija suprotna taloenju imoe se provesti na tri naina:

Prevoenjem u slabi elektrolit

Stvaranjem kompleksnog ionaOksidacijom


25/28


26/28

Stvaranjem kompleksnog iona

-Ako jedan od iona taloga stvara kompleksni ion, dolazi dosmanjenja koncentracije iona, koji je u ravnotei s krutom soli, tedolazi do otapanja taloga.

-Otapanje taloga e ovisiti o topljivosti taloga i jakosti nastalogkompleksa.

AgCl Ag + + Cl - otapanje definirano K pt

Ag + + 2NH 3 Ag(NH 3)2+ kompleksiranje Ag(I) definirani K stab

AgCl + 2NH 3 Ag(NH 3)2+ + Cl -

K rav = K pt / K stab

-Sumarna reakcija e ovisiti o konstanti produkta topljivosti ikonstanti stabilnosti/nestabilnosti kompleksnog spoja!!!


27/28

Oksidacijom

-Ako je kation taloga oksidans ili anion taloga reducens,mogu se ukloniti oksidacijom, odnosno redukcijom, tepomicanjem ravnotee otopiti talog.

-Na taj nain se otapaju svi teko topljivi sulfidi.

-Sumarna reakcija e ovisiti o konstanti produkta topljivosti ielektrodnom potencijalu otapala.

Primjer:

3S 2- + 8H + + 2NO 3- 3S o + 4H 2O + 2NO


28/28

7. svibnj a 2010.

SELEKTIVNO TALOENJE I OTAPANJE

sul f ida, hidroksida, karbonata

i seminar i ra nskih adataka

30. Travnja 2010.

9.00 - 9.45 sati ponavljanje 1. parcijalnog testa za studente koji suskupili manje od 12,5 bodova rjeava se dva zadatka i moe seskupiti maksimalno 10 bodova!!!

10.00 10.45 sati II. kolokvij iz laboratorijskih vjebi otapanjeuzoraka, anioni, kromatografija.

11.00 11.45 sati seminar iz raunskih zadataka redoks reakcije.

Documents

7.predavanje-Analitička kemija 1