Labo instrumentele analysen - Deel 1 Elektrochemie.pdf

4

1 ELEKTROCHEMIE

1 .1 POTENTIOMETRIE

Potentiometrie is het meten van potentialen (: spanning).

Iedere stof heeft de neiging om op te lossen, dit is de "oplossingsdruk". Metalen kunnen alleenals ionen oplossen, dit is dan de "elektrolyische oplossingsdruk".

Wanneer een Zn-staaf in zuiver water wordt gedompeld ontstaat er een potentiaalverschil Utussen het metaal en het water. Znheeft de neiging ionen in oplossing te sturen.

Zn -+ 7v12+ + 2 e'

Zo bekomen we een potentiaalverschil tussen het negatieve metaal en de positieve oplossing.Dit oplossen is beperkt. Op een bepaald ogenblik wordt de ionenconcentratie zo groot dat ze

zich door de aantrekkingskracht van het negatieve metaal terug ontladen.

Zn2* + 2 e- --> Zn

Dit verschijnsel noemt men de "ionendruk".

Op een bepaald ogenblik hebben we dus: oplossingsdruk: ionendruk

Zn2' + 2 e- -=:* Zn

Conventioneel schrijft men deze reacties:

OX f n e- ï----:=!' Red

De U-waarden van de metalen worden bepaald door dit evenwicht en zijn aÍhankelijk van:- het soort metaal: hoe groter het elektropositief karakter des te negatiever de

potentiaalwaarde (spanningsreeks der metalen).- de ionenconcentratie in oplossing (we kunnen in plaats van H2O een oplossing van het

metaal gebruiken).

- de temperatuur

Het teken van de potentiaal komt overeen met de lading van het metaal: als de oplossingsdrukgroter is dan de ionendruk wordt het metaal meer negatief t.o.v. de oplossing en krijgt depotentiaal een negatieve waarde (onedele metalen).

Nernst gaf de volgende vergelijking voor een redoxstelsel:

U = r rn , o'o59lon Loxl (25 "c)n " lRedl

Voor een metaal geldt dus:

U : Uo * o'959 log [M* ]n

,i

, i***.*-i 1J '.t1.. 1

ti***--: !---*-..-,-.-.....i......

-.... ! , .... '-- ,,. . -..-' ..

:

.

. 1..: ...,.,4

i e t\1"'1

i.1

" _4.

t

ttat

U0 : normaalpotentiaal (als [M"n] : 1 mol/l) of standaard elektrodepotentiaal gemeten t.o.v' de

standaard- of notmaalwaterstofelektrode bli 25 "C en 101,3 kPa'

De symbolische voorstell ing v an zo' n elektrode :

Zn I Zn2* (0, 1 mol/l) (ionenconcentratie : facultatief)

1.1.1 Galvanisch element (cel)

Een galvanische cel is opgebouwd uit 2 halfcellen, bestaande uit een metaal gedompeld in een

oplossing van zijn eigen ionen.

zn I znNo: ll cu I cu1No3;2

Figuur I Galvanische cel

Iedere halfcel heeft een bepaalde elektrodepotentiaal.

Wanneer we verschillende metalen nemen zal er een stroom kunnen vloeien als er een

elektrische kring gevormd wordt

- met de elektroden onderling door geleidingsdraden

- met de elektrolytoplossingen door een poreuze scheidingswand, die vermenging verhindert

maar stroomdoorgang toelaat.

N,rrI I llNt.t'zrfnffil *l lr::u:*

Omdat Zn (onedel) een grotere oplossingsdruk heeft dan Cu wordt de Zn-elektrode negatiefgeladen t.o.v. de Cu-elektrode.

Dus Urn:U0," * o'ï9 toO [zn'-

U", : Uo", * Y'on [cr'-

neg.

pos.

Bij sluiten van het elektrisch circuit zullen er elektronen lopen van Zn naar Cu.

Dus Zn2*+2e- * *Znhet evenwicht verschuift naar links en Zn lost verder op.

Cu2* + 2 e- ;_---* Cu

het evenwicht verlooptnaar rechts en Cu2* ionen zullen vanuit de oplossingneergeslagen worden.

En lznt*lÏ zodatUTn minder negatief

[Cr'rt*] ! zodatU6, minder positief

Het evenwicht in de elektroderuimten wordt hersteld door diffunderen van K* naar de

kathoderuimte en van Cl- naar de anoderuimte.

Dit ionentransport verzekefi de geleiding in de zoutbrug.

I.1.2 Meten van potentialen

Om elektrodepotentialen te vergelijken moet minstens de veranderlijke factor O'Otn tor[t'. ]ndezelfde zijn. Als we voor lM"*] : i mol/l nemen, valt deze factor weg zodat U : Uo.

Deze U6 wordt de normaalpotentiaal genoemd. Rechtstreeks meten is onmogelijk omdat weeen elektrische stroomkring nodig hebben t.t.z. eengalvanisch element.De eerste elektrode is de meetelektrode (U*)De tweede elektrode moet een bekende potentiaal hebben en dient als referentie-elektrode.De EMK van het galvanisch element is dan U : U* - U..1(als U* positief is).

Er bestaat echter geen enkele elektrode waarvan de absolute potentiaal gekend is. Men steuntdus op een referentie-elektrode waarvan de potentiaal algemeen aanvaard wordt.

Deze referentie-elektrode is de standaardwaterstofelektrode (S.H.E.) waarvan de potentiaal bij

overeenkomst nul is (fig2).

Ft-draad b*d*ktmËt Ft-uwart

l-t2

---&.l*1"3 lcFa ga*kl*kje

X s.ct*ljl H*

Figuur 2 Standaardwaterstofelektrode

Zebestaatuit een Pt-elektrodeplaatje bedekt met een laag elektrolytisch afgezet Pt, " Pt-zwaft"

en gedompeld in een protonenoplossing met activiteit 1 (of concentratie 1 mol/l).

Er wordt H2-gas onder een druk van101,3 kPa langs een zijopening over het Pt-zwart gestuurd.

Pt,H2 | H. (u: t)De normaalpotentiaal van een element is dus de EMK die ontstaat wanneer een halÍ-cel

bestaande uit een element gedompeld in een 1 mol/l oplossing van z4n ionen gekoppeld wordt

aan een standaardwaterstofelektrode (fig 3).

Het elektrisch contact van de oplossingen verloopt over een zoutbrug die een inert

geleidingselektrollt bevat b.v. KCl.

X m*111

zn I zn2* (1 mol/l) ll u. 1a:t1 | H2, et

Figuur 3 Galvanische cel opgebouwd uit Zn- en standaardwaterstofelektrode

x*ut*n*g

Als we ieder metaal op deze wijze meten komen we tot de spanningsreeks van de metalen.

Ox + 1s- #Red Uo

Li- r s- -r

Li 2,959

K* + e- *:----"*'K - 2,924

Ca2*+2e- +Ca 2,76

Na' I e- #Na 2,115

Mg2*+2{ #Ms - 1,55

Al3*+3e- ;----"'-*Al - 1,33

Mn2*+ 2 e- #Mn - 1.1

Zn2*+2e- #Zn 0,762

Cr3n+3e- #Cr - 0,551

Fe2* +2e- #Fe - 0,441

Cd2* +2e- #Cd - 0,401

Co2* +2e' a-:*Co 0,28

Ni2* + 2 e- *-+ Ni - 0,23

sn2* + 2 e- --.=* sn - 0,136

Pb2n+2e- * *pb - 0,122

H*+e- * -H 0,000

Bi3++3e- ï*Bi + 0,226

Cu2*+2e- #Cu + 0,344Hg'' t2e- *Hu + 0,lggAs ie

-=AÊ+ 0,J99

Pd2* +2e- ;-----!Pd + 0,82

Au3*+3e- #Au + 1,36

Besluiten hieruit:- Hoe negatiever de U6-waarde, des te groter de neiging van het metaal om in de vorm van

het ion over te gaan.

- Een metaal met een meer negatieve potentiaal zal een metaal met een hogere potentiaaluit z4n oplossing vrijzetten.

- De Uo-waarden zijn een maat voor het reducerend vermogen van het element.

De elektrodepotentiaal varieeft ook met de ionenconcentratie. Als twee elektroden vanhetzelfde metaal in hun elektrolytoplossingen worden gedompeld met verschillendeconcentratie, zal men een bepaalde EMK bekomen. Deze zal groter zqn naarmate deconcentraties meer van elkaar verschillen.

Zo'n cel wordt een concentratiecel genoemd.

Het potentiaalverschil is dus ook aflrankelijk van de ionenconcentratie. In de potentiometrischeanalyse gaan we de ionenconcentratie of de verandering elvan bepalen.

7

1.1.3 Rechtstreeks meten van de ionenconcentratie (directe potentiometrie)

Daarvoor moet de absolute potentiaal van de oplossing worden gemeten t.o.v. een constantepotentiaal (referentie-elektrode).

uaÍserezen = UreÍerentie -(Uo +T,on [M".]

Dit vindt vootnamelijk toepassing in de pH-meting (fig 4). De pH-bepaling kan principieel metde volgende meetopstelling uitgevoerd worden:

Pt, H2 (r0r3 mbar) I g* (" mol/l) ll u. tt mol/l) I H, ,,0,, mbar;, pt

v*ltn:eter

ffiÁ__- &

'!fr1.F kF*

x ntrrl;l

Figuur 4 pH-meting

In deze concentratiecel hebben we :

U: 0,059 log 1 - 0,059 log [H*] - 0,059 pH

pP1 = Un"t"t"n

' 0,059

sëd*tbfI.r*

10

In praktijk wordt de normaal-waterstofelektrode nooit gebruikt maar vervangen door dekalomel-elektrode (Íig 5 en 6).

redoxsysteem Hg2Cl2 + 2 e- -+ 2Hg+ 2Cl'

u: 0,337 Vu: 0,285 Vu - 0,250 v

mer U=U0.ry'"s#ffi+

dus U= U^+9459 1uur - - -o ' 2- log

Eit: Uo - 0,059 log [Cl-]

Figuur 5 Kalomelelektrode

De potentiaal is dus afhankelijk van de [Cl ]. Om de potentiaal constant te houden moet ook de

[C1-] constant blijven.Vergeleken met de normaal-waterstofelektrode bij 25 "C heeft de kalomel-elektrode volgendepotentiaalwaarden.

0,1 mol/l KCI1,0 mol/l KCIverzadigde KCI

Om gebruiksredenen werd de kalomelelektrode uitgevoerd zoals hieronder afgebeeld.

q _ r:t.:.,'r::iA$

t'

*.-- 1'í'r -{'i "

Figuur 6 Kalomelelektrode

Als referentie-elektrode hebben we dus een verzadigde kalomelelektrode en alsindicatorelektrode een waterstofelektrode.

11

Pt,Hz I n.(r) ll cl1""-r,Hezclz I Hg

IJgemeten :Utut -UH2:0,250 V - (Uo + 0,059 log [H*])

u :0,250 v + 0,059 pH

Uo"t","n - 0'250PFI= o,o5g

Noot:potentialenvandeAg-AgClreferentie-elektrode

Redoxsysteem AgCl + 1 e- -+ Ag + Cl-

u:uo. ï2t"rJffi0.059 . IU: un ros

lail0,1 mol/l KCl : U:0,290 V

1 mol/l KCl : U: 0,236 V

verz. KCI : U:0,203 V

Als meetelektrode wordt de waterstofelektrode praktisch niet gebruikt. ze heeft te veel

nadelen. In vervanging gebruikt men de glaselektrode (fig 7).

zebestaatuit een glazenbolletje met een zeer dunne wand (+

0,05 mm) waarin zich een Ag-AgCl elektrode en een

referentieoplossing van H* bevindt. De glaswand vormt een

membraam waarin een membraampotentiaal ontstaat door

uitwisseling en diffusie van ionen. Deze membraanpotentiaal is

afhankelijk van de PH.

Algemeen geldt: fJglas: K+ S . log as*:K - S' pH

Figuur 7 Glasekektrode

De K-waarde is als constante te beschouwen over geen te lange perioden en verschilt van

elektrode tot elektrode. Bovendien wijkt de S-factor frequent wat af van de theoretische waarde'

om deze redenen moet de glaselektrode samen met de pH-meter regelmatig gekalibreerd

Àg i Ág{i}

12

worden met bufferoplossingen van bekende pH.

We hebben dus fJgemeren : Urur - LJglas

: lJta - (K - 0,059 pH)

uu.,n.,",,+ K - 0.250DH' 0,059

Noot bij de elaselektrode

- Een glaselektrode wordt gebruikt voor pH I tot 10.

In sterk alkalische oplossingen wordt de pH-meting sterk beinvloed.^ Zij kan gebruikt worden in sterk oxiderend en reducerend midden.- Zi wordt steeds bewaard in gedemineraliseerd water.

LI.4 Meten van de concentratie door een potentiometrische titratie (indirectepotentiometrie)

Tijdens een titratie vermindert de concentratie, dus de potentiaal verandert.Het is deze verandering van potentiaal AU die genoteerd wordt in functie van het volumetoegevoegd reagens.

We meten potentiaalveranderingen, geen absolute potentialen. De referentie-elektrode moetdus een constante potentiaal hebben, maar hij moet niet bekend zijn.

1. Zuur-basetitraties

Als referentie-elektrode gebruiken we een verzadigde kalomelelektrode, alsindicatorelektrode een glaselektrode.

Tijdens de titratie verandert de [H*], dus het potentiaalverschil verandert

U: U6 - IJgras: IJtal ( K +0,059 log [H*] )

De nauwkeurigheid hangt af van het reactietype. Hoe groter de pH sprong bij het Ep, deste nauwkeuriger.

7

13

2. Redoxtitraties

Als referentie.elektrode gebruiken we een kalomelelektrode, als indicatorelektrode een

Pt-elektrode.Indeburetbevindtzichmeestalhetoxidans.

( o.ose ' Io^l )U -_U

^",-[uo + n 'og I R"d]

,J

De potentiaalsprong bij het EP zaldus groot zijn, precies door de verhouding [ox]/[Red]'

3. Neerslagtitraties

DeionenconcentratiebijhetEPwordtbepaalddoorhetoplosbaarheidproductvanhetgevormde neerslag'

De elektroden moeten aangepast worden aan de reagentia'

B.v. een Ag* titratie met Cl-

- meetelektrode: moet snel een evenwicht instellen met Ag* ionen' en een potentiaal

hebben die er van aÍhangt' Dus een Ag-staaf'

- referentie-elektrode : een kalomelelektrode met zoutbrug anders dan KCI: een

kalomelelektrode met KNO3-oplossing gevuld'

U : U1u1-Ua*

:0,250- (Uo,ee + 0,059 log [Ag*] ):0,250 - (0'7gg + 0,059 log [Ag*] ): - 0,549 + 0,059 log [Ag*]

omdat de [Ag*] tijdens de titratie daalt, daalt de potentiaal ook tot het EP' Daar wordt

fAg*l bePaald door het K''AgCl: Kr: 10-ro

[Agl:l0s

Hoe kleiner het oplosbaarheidproduct, des te groter AU bij equivalentie'

4. ComPlextitraties

Bij de bepaling van cu2n met EDTA gebruiken we als referentie-elektrode een

kalomelelektrodeenalsindicatorelektrodeeenCu-elektrode.

U : U1u1-Ucu

lJ : Urur- (Uo.cu . ï2 log [Cu2n] )

Omdat de [Cu2*] tijdens de titratie verandert, verandert de potentiaal ook tot het EP

14

5. Uitvoering van de titratie

Het is niet gebruikelijk bij potentiometrische titraties te titreren tot het EP en dan de

buretaflezing te doen. Het ganse potentiaal - volume verloop wordt opgesteld en daama wordthet eindpunt afgeleid.

Voer eerst een oriënterende titratie uit door telkens 1,00 ml te laten toevloeien uit de buret en nahomogeniseren de potentiaal te noteren. Door na te gaan waar de potentiaal het sterkstverandert per toegevoegde volume-eenheid knjgt men een idee van de ligging van hetequivalentiepunt.

Voer nu minimum twee nauwkeurige titraties uit. Vermits de ligging van het EP ongeveergekend is, wordt in het begin van de titratie telkens 1,00 ml tot 5,00 ml ineens toegevoegd.Naarmate het EP nadert worden de potentiaalveranderingen per toegevoegde volume-eenheidgroter; daarom wordt rond het EP zelf wordt gewerkt met kleine toevoegingen van + 0,10 ml(over een gebied van 1 ml). Beter nog is te werken met identieke toevoegingen.r Voorbij het EP worden minstens nog 5 waarden gemeten.

Noteer telkens het toegevoegd volume titrans en de overeenkomstige potentiaal.

6. Opmerkingen

- De beker wordt op de roerder geplaatst na het aanbrengen van de roervlo, dit om opspatten vande vloeistof te voorkomen. Zorg ervoor dat de elektroden niet in contact komen met de roevlo.Bij de start wordt aq. Dest. toegevoegd totdat de elektroden voldoend ondergedompeld z4ninde vloeistof.

- Gedurende de titratie mag geen water meer toegevoegd worden omdat ditconcentratieveranderingen en dus potentiaalveranderingen zou teweegbrengen doorverdunning (vnl. in de omgeving van het EP waar de veranderingen het belangrijkst zijn). Dedruppel die aan de buretpunt blijft hangen wordt daarom in het titreervat overgebracht meteen glazen staaf, zonder deze achteraf af te spuiten met water. De staaf blijft gedurende deganse titratie in de beker.

- Het is belangrijk voldoende lang te wachten tot de oplossing homogeen is vooraleer depotentiaal af te lezen na elke burettoevoeging. De potentiaal op de meetelektrode moetimmers representatief zijn voor de gehele oplossing.

- Tijdens de titratie is de kalomelelektrode open (afsluitrubbertje losgemaakt). Na hetuitvoeren van alle titraties dient deze elektrode terug afgedicht te worden. De glaselektrodewordt in gedestilleerd water of 0,1 mol/l HCI bewaard.

- De gemakkelijkste werkwijze voor de nauwkeurige titraties is het meten in de buurt van hetEP na volumetoevoegingen van 1 druppel. We noteren eerst het beginvolume en dan voegenwe b.v. 20 druppels druppel per druppel toe. Daama noteren we het eindvolume.De berekening van het volume bij het EP gebeurt door optelling van het beginvolume + (hetaantal druppels x volume van één druppel)

- Met een automatische titrator voegt men steeds een constant volume toe vb 0,100 ml

15

7. Bepalen van het equivalentiepunt

Grafisch (fig 8)

lnnry"- ":":*t3v

Ofwel wordt de potentiaal uitgezet infunctie van het toegevoegd volume. Het

volume ter hoogte van het afbuigpunt

bepaalt het EP (onnauwkeurig).

Ofivel wordt de eerste afgeleide uitgezet

in functie van het toegevoegd volume.

Het volume ter hoogte van de piek bepaalt

het EP.

Ofwel wordt de tweede afgeleide uitgezetin functie van het toegevoegd volume.

Het volume waarbij de tweede afgeleide

verandert van teken (nul wordt) bepaalt

het EP.

alrY

+

Figuur 8 Grafische bepaling van EP

l6

WiskundigDoor interpolatie wordt het titransvolume berekend waarbij de tweede afgeleide van tekenveranderl.

1 . Voorbeeld waarbij willekeurig getitreerd wordt:

Volume(ml)

pH ApHAV

V AtpH

AV2

V

18,48 8,51

o'10 = 0.83

o,12

(18,48 + 18,60)=18,54

2

18,60 8,41 1'o7 =g.72

0,11

18,60

o'19 :1.g00,10

18,65

18,70 8,22 12,45 18,707)7")'' 18,76

18,81 7,86 94.20 18,8011,7 5 18,85 EPí143.4)

18,89 6"92 -49,20 18,906.83 18,95

19,01 6.10 -16,60 19,00s.00 19,06

19,10 5,65 - 13,30 19,103,80 19,15

19,20 5)7" )''

Volume op EP: V

tl.i i

:18,80 mt*Í, 94'2 xO.lomt)\143,4 )

: 19,97 ml

Volume U (mV) AU L"U7,800 ml -t39

10

+ 1 druppel -t29 -7

t7

+ 1 druppel 1t2 -18

95

+ I druppel -r7 -218

313 EP (4e3)

+ 1 druppel +296 +275

38

+ 1 druppel +334 +23

15

+ 1 druppel +349 +6

I+ 1 druppel

- 8,160 ml

+358

l1

2. Voorbeeld waarbij druppel per druppel getitreerd wordt:

volume van één druppel: Vr o-pper - (a't oo - z'goo)mt7 druppels

:0,0510 ml/druppel

Volume net voor EP: volume na 3 druppels:

V :(7,800+3x0,051)ml:7,953 ml

Votume op EP: v : 7,953 ^l*(ffx0,051 ml'l' \4e3 )-1,975 ml

Opmerking:

Indien per 4 druppels getitreerd wordt, steeds rekenen met het volume van 4 druppels i.p.v. met

het volume van eén druppel !!

18

3. Voorbeeld waarbii per 0,10 ml getitreerd wordt:

volume op EP: v : 21,20 r' - [ffi x 0,1 0 mtJ

:21,26 ml

Volume pH apH A'pH20,90 ml 9,65

0,r2

21,00 ml 9,53 0,06

0,18

21,10 ml g l5 0,2J

0,45

21,20 ml 8,90 0,70

I ,15 EP (1,1s)

21,30 ml 7,75 -0,45

0,70

21,40 ml 7,05 -0,66

0,04

21,50 ml 7,0r

19

OEFENING í METING VAN DE STEILHEID VAN DE ELEKTRODE

Opstellen pH-kalibratiel ij n

PRINCIPE

We maken een verdunningsreeks van standaard H*-concentraties (:bufferoplossingen) en we

meten de mV-respons in functie van de pH.

De bekomen mV-meetwaarden worden via regressieanalyse verwerkt.

Alles mag samen worden uitgevoerd (pet 2 studenten).

REAGENTIADe rectgentia worden exact afgewogen.(alleen luatste ciifer mag afwiiken)

Bereid de volgende oplossingen van primair en secundair fosfaat:

1. oplossing A: 9,078 g KHzPO+/l (250,0 ml) (kaliumdiwaterstoffosfaat - pa - WGK 1)

Weeg de berekende hoeveelheid analytisch af; htgttg kwantitatief over in een maatkolf eq-leng

aan met aq. dest. tot 250,0 ml. q:., ;:, i- lj# Jt -) h"r*" kr-*st-a/-r-l\ ,

.1,' : iir) 1l-ongat ff u'u" |r tt-i[ i i'

2. oplossing B: 11,876 g Na2HPO4.2H2Oll (250,0 ml) (dinatriumwaterstoffosfaat.2aq - pa -

wGK 1)

Weeg de berekende hoeveelheid analytisch af; breng kwantitatief over in een maatkolf en leng

aan met aq. dest. tot 250,0 ml.

3. kaliumwaterstofftalaat 0,05000 mol/l (M, : 204,23) (kaliumwaterstofftalaat - pa -wGK 1)

Maak 100,0 ml van deze oplossing.

4. borax 0,05000 mol/l (M'. :381,31) (natriumtetraboraat.lOaq - pa - WGK 1)

Maak 100,0 ml van deze oplossing.

Maak vervolgens onderstaande pH-standaarden:

- pH:4,00 100,0 ml 0,0500 mol/l KH-Ítalaat- pH :5,91 10,00 ml oplossing B + 90,00 ml oplossing A- pH - 6,81 50,00 ml oplossing B + 50,00 ml oplossing A- pH - 7,73 90,00 ml oplossing B + 10,00 ml oplossing A- pH - 9,18 100,0 ml 0,0500 mol/lborax

nota: zoals ons reeds bekend uit de statistiek is het dus de bedoeling een verdunningsreeks aan

te maken die mooi regelmatig verdeeld is over gans het pH gebied. Je kan zelf door

omrekenen van hoger gebruikte oplossingen en volumes of door het bereiden van andere

standaardbufÍèrs een nog meer geschikte pH-verdunningsreeks aanmaken.

(

20

UITVOERING

Plaats de te onderzoeken gecombineerde glaselektrode achtereenvolgens bij 25 oC in elkestandaard. Schakel de meter op mV en meet de spanning van de verschillende cellen.Herhaal de metingen voldoende (zie statistiek): herhaal 3 keer en spoel de elektroden tussen

iedere meting voldoende en dep droog met papier.

ONREKENDF,

Bepaal de pH van leidingswater en cola

Plaats de gecombineerde glaselektrode in bekertje met leidingswater/cola bli 25 oC. Meet de

onbekende samen met de standaardreeks.

VERWERKEN VAN DE, RESULTATEN

Verwerk de bekomen resultaten via lineaire regressie: mV-metingen (: y-waarden) in functievan de pH-standaarden (: x-waarden).

Zet de bekomen kalibratielijn uit in grahek: spanning in functie van pH.

Vermeld speciaal de helling van de kalibratielijn (AmV/ApH: ay*) en bepaal ook bij welke pHde potentiaal gelijk is aan nul (zie figuur). Bereken via lineaire regessie de pH vanleidingswater.

Intetpretatie

1. Theoretisch moet de helling gelijk zljn aan 59,1 mV/pHblj 25 "C. Wijkt de bekomen helling hier meer dan 3 mV/pHvan af, dan is de glaselektrode sterk verouderd ofverontreinigd.2. De fabricage van glaselektroden is doorgaans zo dat 0 mVovereenkomt met pH :7,0 + 0,5. De gevonden pH-waarde maghier dus niet van afwijken.

VERSLAG

Vermelden op verslag:

- gebruikt toestel en gebruikte elektrode- gegevens maken reagentia,-* berekening verdunningen

- gegevens metingen

- grafiek (Xl stat)

- berekening pH onbekende

- afvalverwerking- besluit

21

AFVALINZAMELING

Reagentia WGK Concentratie Verwijdering van

rest

oplossing A:kaliumdiwatersto ffo s faat

oplossing B:

n atrium diwatersto ffo s fa aI.2 aq

pH-standaarden

22

OEFENING 2 POTENTIOMETRISCHE BEPALING VAN FLUORIDE INTANDPASTA

PRINCIPE

De glaselektrode, gebmikt bij een pH-bepaling, is de bekendste iongevoelige (of ionselectieve)elektrode. Momenteel zijn er meerdere iongevoelige elektrodes of membraanelektrodesbeschikbaar, met een analoge werking aan de glaselektrode, maar gevoelig voor een ander ion.Bij deze proef gebruiken we een fluoridengevoelige elektrode. De membraan bestaat hier uiteen lanthaanfluoride kristal (LaF3), gedopeerd met Eu2-. De interne referentieelektrode is eenAg/AgCl elektrode en de inwendige referentievloeistof bevat chloride en fluoride ionen. Hetverband tussen potentiaal en activiteit (!!) is analoog aan de Nemst-vergelijking.

U-U'-Slogap

Met U: de potentiaal van de cel (meet f referentie-elektrode)

U : constante

S : helling van de elektrode, ongeveer 59 mVaf : activiteit van het fluoride-ion; ar: T [F]

y is de activiteitscoëfficiënt en is voomamelijk een functie van de ionsterkte van de oplossing.Door toevoegen van een grote hoeveelheid sterk en inert elektrolyt aan de oplossingen wordt deionsterkte hoog gehouden zodat voor alle oplossingen de activiteitscoëfficiënt een constante is.Naast dit elektrolyt worden een geschikte buffer (optimale pH ligt tussen 4 en 8 bij eenfluoridegevoelige elektrode) en complexvormende stoffen toegevoegd. In de handel zijn deze'toevoeg'-oplossingen te krijgen als TISAB (: total ionic strength adjustment buffer).

REAGENTIA

1. TISAB

TISAB bestaat uit:NaCI 1,0 mol/l (natriumchloride - pa),

azijnzlur 0,25 molfl (azijnzun (ijsazijn 100 nlm%o p: 1,06 g/ml) - pa),natriumacetaat 0,7 5 mol/l (natriumacetaat.3aq - pa),natriumcitraat 0,001 mol/l (natriumdiwaterstofcitraat.2 aq - zz).

Maak per persoon lliter TlSAB-oplossing of maak 2 1 samen.

23

2. Fluoride-oplossingen (natriumfluoride - pa)

Stock I: in een maatkolf van 500 ml een oplossing van 1000 mg/l (: ppm) F- bereiden

vertrekkende van NaF. Deze oplossing wordt voor een langere periode bewaard in een

plastieken fles.

Stock II: maak uitgaande van stock I in een maatkolf van250,0 ml: 100,0 mg/l F-.

Maak per persoon 250,0 ml stock II.

3. conditioneeroplossing ca 0,01 mol/l F (natriumfluoride - pa)

Maak samen 100 ml oplossing uitgaande van natriumfluoride.

WERKWIJZE

Conditioneren van de elektrode (samen)

- Naast de fluoridegevoelige elektrode is een referentie-elektrode (kalomelelektrode ofAglAgCl elektrode) nodig en een potentiometer.

- De fluoride-elektrode wordt geconditioneerd door deze zo lang mogelijk te plaatsen in

een oplossing van 0101 mol/l NaF (M.: 42).

De fluoride-elektrode mag nooit in waíer betuaard worden

Bepaling van de verdunningsreeks (per persoon)

- Met een gepaste verdunningsreeks, gelegen tussen 1,000 en 10,00 mg/l F-, wordt een

kalibratietijn opgesteld. De helling van de elektrode wordt bepaald.

- Deze verdunningsreeks wordt bereid uit stock II in maatkolven van 100,0 ml. Aan elke

oplossing van de verdunningsreeks wordt 50 ml TISAB toegevoegd en pas daama wordt

aangelengd met aq.dest.

- Vervolledig onderstaande tabel.

Kolf Stock lI(ml )

Tisab(ml)

Tot volíml)

tFlíms/l)

- log[F ] mV mV mV

1

2

J

4

5

Or'.. :. ::::::::::.:...

.,,r,n-Ï b ?,

0t :nrÍ$ft':, ?.:?'

24

UITVOERING

Plaats de gecombineerde fluoride-elektrode achtereenvolgens bij 25 oC in elke standaard.Gebruik hienzoor een droge beker van 100 ml. Schakel de meter op mV en meet de spanning.Herhaal de metingen voldoende (zie statistiek): herhaal 3 keer en dep de elektroden tusseniedere meting droog met papier.

ONBEKENDEN (per persoon)

Per student worden 2 onbekenden ingediend. Per onbekende geefje aan de docent in een

proefbuis 10,00 ml stock II af. Van de teruggekregen oplossing maak je een verdunning zodatde gemeten potentiaal binnen de kalibratielijn valt (10,00 ml teruggekregen oplossing + 50 mlTISAB en aanlengen tot 100,0 ml in een maatkolfie). Ook bij deze verdunning voeg jevoldoende TISAB toe (de helft van het totaal volume).Meet deze onbekenden samen met de verdunningsreeks

Bereken de concentratie aan fluoride voor de onbekende in mg/I.

BE,PALING VAN FLUORIDE IN TANDPASTA (SAMEN)

Van de fluorbevattende tandpasta wordt 10,00 g analytisch afgewogen (Op DEBOVENWEGER) en samen met 300 ml TISAB in een beker van 500 ml gebracht.Dezeoplossing wordt aan de kook gebracht; minstens 2 minuten laten doorkoken. Na aÍkoelen wordtde oplossing kwantitatief overgebracht in een maatkolf van 500 ml en aangelengd met aq.dest.Maak een verdunning van deze oplossing (ook hier wordt TISAB toegevoegd) zodat de

gemeten potentiaal binnen de kalibratielijn valt (bv. 10,00 ml tandpasta-oplossing, 50 mlTISAB en aanlengen tot 100,0 ml aq dest.). Voor de berekening kun je ervan uitgaan dat detandpasta ongeveer 1450 ppm fluoride bevat. Bepaal het gehalte aan fluoride in de tandpasta inmlmY, en in mg/l.

UITVOERING

Bepaal de helling van de elektrode aan de hand van de verdunningsreeks.Bepaal het gehalte aan fluoride (mg/l) in de onbekenden.

Bepaal het gehalte aan fluoride (ppm) in de tandpasta via de kalibratielijnDe berekeningen worden uitgevoerd met behulp van XlStatistics.

25

Ctar* I

nLV B';"*lí'-il41"? *.SI'|f,8ËS

I4"À "4 C.ti#]íi*6& I

c r.s ii"##È*e6s r€{.,F -0.€7rl:Ë"3 -il.,Cí? I

1Ë.; t],4rF I

;" r* $,í{ii' I?"8CI *.SCS I

;" t* -il.$!81LfiÊ t],*t11*,ï3 0"rl'] I

+.1* +,**il-:4.t, *.9$3* i

xd.$ 0.$*gl1-€.r +"3s*el

't'lqlr I

A:0,56,31 (-log[F-] + 42,21(rico met 4bcb: 1 rangorde meer meetwaarden)

r : 9995 (r: tot eerste niet 9 en max 4bc )s: 0,677 (1 rangorde meer dan meetwaarde en naar boven afronden)

AFVALINZAMELING

Reagentia WGK Concentratie Verwiidering van rest

TISABStock IStock IIConditioneeroplos.

Restoplos. die

TISAB bevatten

Bewaren (docent)

VERSLAG


- gebruikt toestel en gebruikte elektrode

- gegevens maken reagentia,-

- berekening verdunningen

- gegevens metingen

- grafiek (Xl stat)

- berekening concentratie onbekendes en tandpasta

- standaardadditie

- aÍvalverwerking

- besluit

26

OEFENING 3 POTENTIOMETRISCHE ZUUR. BASE TITRATIE

PRINCIPE

Men meet het pH-verschil tussen een glaselektrode en een kalomelelektrode ondergedompeld in een

oplossing van Na2CO3. Men volgt het pH verschil in functie van de toegevoegde hoeveelheid HCl.NazCO: +2 HCI---+2NaCl + COz +H2O

REAGENTIA (samen)

1. NazCO: standaardoplossing 0,05000 mol/l (1 000 ml) (natriumcarbonaat - pa - WGK 1)

Weeg de berekende hoeveelheid analytisch af (M. : 105,99); breng kwantitatief over in eenmaatkolf en leng aan met aq. dest. tot 1000,0 ml. Bereken de concentratie uit de afgewogenhoeveelheid.

2. HCI ca 0,10 mol/l (1 000 ml) (37 mlmYo; p: 1,19 g/ml) (zoutzurLr - pa - WGK l)

WERKWIJZE

Opmerking: gebruik van een automatische buret (titrino)Als elektroden kan worden gebruikt: (kijk dit steeds na tijdens de proeÍ)referentie-elektrode : AglAgCl elektrodemeetelektrode : glaselektrode

- Titratie van NazCO3 met HCI (stellen HCI) (samen)

Oriënterende titratie: per ml.Nauwkeurige titratie: indien een automatische buret wordt gebruikt titreert men per 0,100 ml.Het EP wordt onmiddellijk weergegeven.

Pipetteer 25,00 ml Na2CO3 standaardoplossing in een beker van 100 ml en voeg aq.dest. toe totde elektroden volledig ondergedompeld zijn, laat goed roeren met behulp van een magnetischeroerder. Titreer met HCI ca 0,1 mol/l tot 2d" Ep.

- Titratie van de onbekende oplossingen (elke student twee onbekenden)

Oriënterende titratie: per ml.

Nauwkeurige titratie: in de buurt van het 2d" EP

Automatische buret: per 0,100 mlTitreer van de teruggekregen oplossing telkens 25,00 ml zoals hierboven beschreven.

21

ONBEKENDE

Dien per persoon 2 onbekenden in bij de docent. Pipetteer, per onbekende, in een droge

erlenmeyer voorzien van parafilm 100,0 ml NazCO: 0,05000 mol/l.

UITVOERING

AFVALINZAMELING

VERSLAG

Rapporteren bij docent op het einde van de proef

Éénmaal oriënterende Tweemaal nauwkeurige

Stellen (gemeenschappelijk)

ml per mlin de buurt van het tweedeEP;

met titrino per 0,100 ml

Onbekende 1 student 1




Reagentia WGK Concentratie Verwiiderins van rest

NazCO: -standaard

HCI

NazCO: - onbekende

Rest na titratie

OEFENING3 POTENTIOMETRISCHE REDOXTITRATIE

PRINCIPE

Men meet het potentiaalverschil tussen een Pt-elektrode en een referentie-elektrode

ondergedompeld in een oplossing van een reducerende stof (hier Na-sulfadi azine). Men volgthet potentiaalverschil in functie van de toegevoegde hoeveelheid NaNOz.

REAGENTIA (samen)

- Na-sulfadrazine : 0,1 10 0 mol/l (500,0 ml) (M. : 272,3) (Na-sulfadiazine-pa)

Weeg ongeveer de berekende hoeveelheid Na-sulfadrazine p.a. anal5rtisch af. Breng kwantitatiefover in een maatkolf van 500,0 ml en leng aan met AD tot aan de maatstreep. Bereken de

concentratie uit de afgewogen hoeveelheid.

- HCI :3,5 mol/l (600 ml) (zoutzuur -pa) (38 mlmoÁ ;p: 1,19 glml M,:36,46)Deze oplossing kan bewaard worden.

- NaNO, : 0,080 mol/l (500 ml) (Mr: 69,0) (natriumnitriet- pa)

WERKWIJZE

Opmerking: gebruik een automatische buret

Als elektroden kan worden gebruikt:

referentie-elektrode: AglAgCl elektrode

meetelektrode: Pt elektrode

- Titratie van NaNOr met Na-sulfadiazine (stellen NaNO2) (samen)

NaNOz + HCI -+ HNO2 + NaCl

N ct -

+ 2H2O

\l-

>-^(-lJYsoz

t_NN

--<-U

NH,1-

<-\\-/

I

SOz + HNOz + HCI ------:>

t_N Na*

I

*-\*U

29


Nauwkeurige titratie: in de buurt van het EP per 0,1 ml titreren, berekeningen per 0,1 ml.

Pipetteer 10,00 ml Na-sulfadiazine ca. 0,110 0 mol/l in een beker van 100 ml. Voeg 35 ml HCI

3,5 mol/l toe . Laat traag roeren (er mag geen draaikolk gevormd worden) en koel af tot ca. 5oC

m.b.v. een ijsbad.

Titreer met 0,08 mol/l NaNO2 uit een automatische buret: breng de buretpunt onder het

vloeistofoppervlak om luchtoxidatie van NaNO2 te vermijden. Hou de temperatuur op ca. 15"C.

Voeg het titrant toe in 0,10 ml porties (1 ml bij oriënterende titratie). Let er op dat er niet

minder dan 35 s is tussen de opeenvolgende toevoegingen.

- Titratie van de onbekende Na-sulfadiazine oplossing


Nauwkeurige titratie: in de buurt van het EP per 0,10 ml

Titreer 10,00 ml van de teruggekregen oplossing zoals beschreven voor stellen van NaNOz.

ONBEKENDE

Dien per student 2 onbekende in. Dien per onbekende in een droge erlenmeyer voorzien van

parafilm 50,00 ml Na-sulfadiazine standaard in.

UITVOERING

Éénmaal oriënterende Tweemaal nauwkeurige

Stellen (gemeenschappelij k)

ml per mlper 0,10 ml in de buurtvan het EP

C)nbekende 1 student 1


30

AFVALINZAMELING

Reasentia WGK Concentratie Verwiidering van rest

Na-sulfadiazine

HCI

NaN02

Na-sulfadiazine-onbek

Rest na titratie

VERSLAG (per 2)


- toestel waarop gewerkt werkt- gebruikte elektrodes

- reactie f ffactoren- gegevens indienen onbekende

- gegevens maken reagentia,

- gegevens titraties,

- berekening EP en conc

- afizalverwerking

- besluit

31

OEFENING 4 POTENTIOMETRISCHE COMPLEXTITRATIE

PRINCIPE

Men meet het potentiaalverschil tussen een Cu-elektrode en een kalomelelektrode

ondergedompeld in een oplossing van een CuSO+. Men volgt het potentiaalverschil in functie

van de toegevoegde hoeveelheid EDTA.

REAGENTIA (samen)

1. Na2EDTA ca 0,10 mol/l (500 ml) (di-natrium-EDTA - pa)

Weeg de berekende hoeveelheid af ( M' : 312,2) en los op.

2. CuSO+.5 HzO: 0,1000 mol/l (500,0 ml)

(M.: 249,1) (koper-(If-sulfaat.5aq - pa)

Weeg de berekende hoeveelheid analyisch af en breng kwantitatief over in een maatkolf van

500 ml. Bereken de concentratie uit de afgewogen hoeveelheid.

WERKWIJZE

Opmerking: gebruik een automatische buret of buret vut25 ml

Als elektroden ka worden gebruikt:

- referentie-elektrode:Ag/AgClelektrode- meetelektrode: koperelektrode

- Titratie van CuSO+ met EDTA (stellen EDTA) (samen)


Nauwkeurige titratie: per 0,2000 ml met automatische buret.

Pipetteer i0,00 ml CuSOa stockoplossing in een beker van 100 ml en voeg aq.dest. toe tot de

elektroden volledig ondergedompeld zijn, laat goed roeren met behulp van een magnetische

roerder. Titreer met EDTA.

- Titratie van de onbekende oplossingen


Nauwkeurige titratie: per 0,2000 ml met automatische buret.

Titreer van de teruggekregen oplossing telkens 10,00 ml zoals beschreven brj het stellen.

32

ONBEKENDE

Dien per persoon 2 onbekenden in. Pipetteer, per onbekende, in een droge erlenmeyer voorzienvan rubberen stop of van parafilm 50,00 ml CuSOa 0,1000 mol/I.

UITVOERING

Eénmaal oriënterende Tweemaal nauwkeurige

Stellen (gemeenschappelijk)

ml per mlper 4 druppelsautomatische buret: per0,2000 ml





AFVALINZAMELING

VERSLAG

Vermelden op verslag:- toestel waarop gewerkt werkt- gebruikte elektrodes- reactie f ffactoren- gegevens indienen onbekende- gegevens maken reagentia,- gegevens titraties,- berekening EP en conc- afvalverwerking- besluit

Reasentia WGK Concentratie Verwiidering van restEDTA-oplossingCuSO+ - stockCuSO+ - onbekendeRest na titratie

-1

1.2 CONDUCTOMETRIE

Geleiding van elektrische stroom door een elektrolytoplossing houdt in dat positief geladen

deeltjes naar de kathode migreren en negatieve deeltjes naar de anode.

De geleidbaarheid van een oplossing is een maat voor de stroom die ontstaat bij het aanleggen

van een potentiaal en is evenredig met het aantal geladen deeltjes in de oplossing. De meest

gebruikte maat voor de geleidbaarheid is Siemens (S).

1S=:, =1 AmpèreperVolt1 Ohm

Omdat de grootte van een weerstand evenredig is met de lengte van de geleider en omgekeerd

evenredig met zijn doorsnede, kan men de soortelijke (specifieke) geleidbaarheid uitdrukken

als deze gemeten over 1 cm lengte bij 1 cm doorsnede.

De specifieke geleidbaarheid van een oplossing wordt dus gemeten tussen elektroden van 1 cm2

die 1 cm van elkaar staan.

Alle ionen dragen bij tot de geleidin g, maat het gedeelte van de stroom gedragen door een

bepaald ion is aflrankelijk van de relatieve concentratie en de beweeglijkheid van dat ion in het

beschouwde midden.

De equivalentgeleidbaarheid is de specifieke geleidbaarheid van een elektrolyt die ontstaat

door de ionen aÍkomstig van 1 gramequivalent tussen twee elektroden op 1 cm van elkaar

geplaatst..De equivalentgeleidbaarheid (1") is numeriek gelijk aan het product van de specifieke

geleidbaarheid (: K) met het aantal ml (: V) dat 1 gramequivalent van het elektroly bevat.

l,=KxV

X zalbij oneindige verdunning naar een limiet streven, t.t,z, zlj stijgt niet verder. Deze waarde

wordt voorgesteld als À-.

Elk ion heeft ook een andere snelheid. De beweeglijkheid van een ion wordt beinvloed door:

- de grootte van de aangelegde spanning,

- de lading en de grootte van het ion,

- de temperatuur,

- de viscositeit en de diëlektrische eigenschappen van het solvent,

- de aantrekkingskrachten tussen het beschouwde ion en de andere ionen aanwezig in de

oplossing.

34

De beweeglijkheid (1") van een ion is de equivalentgeleidbaarheid van het ion, terwijl de

equivalentgeleidbaarheid van een elektrolÍ (A) gelijk is aan de som van de beweeglijkhedenvan de samenstellende ionen.

À-: l,-,un1on f À-,kation (S.cm2 i gr eq)

kation À (S cm2 /gr eq) bli 25"C anlon À (S cm2/gr eq) bij 25'CH* 3s0 F- 55

Li* 39 CI 76

Na* 50 Br- 78

K* 74 I 77

NH+ IJ CIO+ 61

Ag* 62 oH- 198

lrMs2* 53 NOr 7lY' Ca' 60 HCO: 44

Yt Sr2* 59 C2H3O2- 41

% Ra"' 64 HCzO+ 401a

% Cl' 54 B(CcHs)+- 18

% Zn' 53 Y, SO+2- 80

%Pb" 69 /, CzOq2 l4Il3 La3* 70 /, COt2 69

In principe berust de werking van een geleidbaarheidsmeter op een brugschakeling (brug vanWheatstone).

In praktijk kan na kalibratie van de meetcel deze laatste gebruikt worden om rechtstreeksgeleidbaarheden te meten. Meestal echter wordt de geleidbaarheidsvariatie tijdens een titratienagegaan en wordt uit deze relatieve waarden een equivalentiepunt bepaald.

Omdat alleen de geleidbaarheid van de oplossing ons interesseert, moet het contact tussen hetelektrodemateriaal en de oplossing volmaakt zijn (zoniet treedt er bijkomende contactweerstandop). Dit volmaakte contact streeft men na door platina elektroden te platineren (uiterst poreuzePt-laag).

De elektroden moeten altijd vochtig blijven om vemietiging van deze poreuze contactlaag tevoorkomen.

Omdat zowel de afmetingen van de elektroden als het contact met de oplossing in werkelijkheidnooit volmaakt zijn, zijn metingen van specifieke geleidbaarheid nooit correct. Men kan degemeten waarden vermenigl'uldigen met een factor die de fout van de elektroden uitdrukt. Diefactor heet celconstante en wordt proefondervindelijk vastgesteld door de geleidbaarheid temeten van een ijkoplossing met nauwkeurig gekende S.cm-l waarde. Omdat de geleidbaarheid

van vloeistoffen zeer temperafuuraflrankelijk (2 %l"C) is, moet steeds thermostatisch gewerkt

worden.

35

1.2.1 Directe conductometrie

Uit de geleidbaarheid van een gekende ionaire stof in oplossing kan de concentratie van die stof

worden afgeleid.

Deze methode is niet zeer nauwkeurig ) maar toch snel en eenvoudig.

Industrieel wordt ze veel toegepast voor de controle van de zuiverheid van water.

1.2.2 Indirecte conductometrie: conductometrische titratie

Als het weggetitreerde ion een geleidbaarheid bezit die voldoende verschilt van deze van de

reactieproducten en/of het toegevoegde ion, kan men de titratie volgen met

geleidbaarheidsmetingen.

Tijdens een titratie verandert de geleidbaarheid van de oplossing aangezien hier weinig

gedissocieerde reactieproducten kunnen gevormd worden (vb. zuur-base -) HzO ; neerslag ;

complex) of door verandering in valentietoestand (redox).

Wanneer tijdens dergelijke titraties de geleidbaarheid op verschillende ogenblikken gemeten

wordt en de gemeten waarden uitgezet t.o.v. het toegevoegd volume reagens, dan bekomt men

een titratiecurve waaruit het equivalentiepunt kan afgeleid worden.

In een reactie A* + B- + C+ + D- -) AD + B- + C+ wordt de begingeleidbaarheid bepaald door

A* en B-. Naarmate reagens toegevoegd wordt, verdwijnt het ion A* uit de oplossing en komt

ion C* met een andere geleidbaarheid in de plaats. Na het equivalentiepunt zal de

geleidbaarheid in sterkere mate variëren aangezien nu C* en D- in oplossing zullen blijven.

Dergelijke titratie kan voorgesteld worden in Íiguur :

rnl r+ag*ns

Figuur 9 Verloop van een conductometrische titratie

waarin a de reactiekromme en b de reagenskromme genoemd worden. Het snijpunt c geeft het

equivalentiepunt aan.

ln de praktijk is de overgang tussen reactie- en reagenskromme een gebogen lijn. Het

equivalentiepunt wordt bepaald door het snijpunt van de geëxtrapoleerde rechten.

36

Voor praktische bepalingen zal men ernaar streven een reagens te kiezen waarvan het ion D-zoveel mogelijk in mobiliteit van het ion B- verschilt.

Tijdens de titratie moet goed en constant geroerd worden.

Wegens de sterke verandering van geleidbaarheid met de temperatuur (2 oÁ per oC) moet ervoor gezorgd worden dat men bij constante temperatuur werkt.

Dus gelet op de relatie tussen de geleidbaarheid van een oplossing enerzijds en de aard enconcentratie van de aanwezige ionen anderzijds geven de meeste titraties een verloop van degeleidbaarheid dat kenschetsend in twee fasen verloopt (fig 10):- lste fase: vanaf het begin van de titratie tot aan het equivalentiepunt

Het getitreerde ion wordt steeds verder vervangen door de ionen van het reactieproductvan de titratie.

2d' fase: vanaf het equivalentiepuntNaast de ionen van het reactieproduct ontstaat een stijgende concentratie van overmaattitrans.

l

'a

If

ë

Figuur l0 Conductometrische itratiecurven

Omwille van verdunning door het volume titrans is de gemeten

theoretisch verwacht.geleidbaarheid lager dan

*13

' .-l

.g

a3*

*r3

4L

tj.4

.íj-\Jt;

,a

4,t.'

1j

I.lt-ï3.J?,1

l': "zl:í1

V t:l.,trzzt:

\; ril,:rtt

31

De verdunning is echter gekend zodat conectie van de gemeten waarde mogelijk is door ze te

vermenigvuldigen metV+v waarbii V - volume in het titreervat

Vv - buretaÍlezing.

Na correctie met de verdunningsfactor is het equivalentiepunt steeds terug te vinden in het

geleidbaarheidsverloop als het snijpunt van2 rechten. Aangezien een rechte door twee punten

bepaald is, volstaan theoretisch bij een conductometrische titratie vier punten, twee vóór het EP

en twee na het EP. Omdat men aanvankehjk de ligging van het EP niet kent en teneinde de

meetfout te verkleinen, zrln meerdere metingen (ongeveer 10) echter aangewezen.

In tegenstelling tot potentiometrische titraties zrln de conductometrische metingen in de buurt

van het EP zonder waarde.

De voornaamste toepassingsgebieden zijn:

- zrrut-base titraties: deze zijn uitermate geschikt door de zeer hoge geleidbaarheid van

H:O* en OH- in vergelijking met de geleidbaarheid van hun reactieproducten.

- neerslagtitraties: hier worden ionen weggenomen door het neerslag. Hoe meer de

beweeglijkheid van het ion dat in oplossing blijft verschilt, des te scherper kan het EP

aangetoond worden.

38

OEFENING 5 CONDUCTOMETRISCHE ZUUR.BASETITRATIE

REAGENTIA (samen)

1. (COOH)2.2aq : 0,100 0 mol/l (500,0 ml) (oxaalzuur.2aq -pa -WGK 1)

Weeg de berekende hoeveelheid analltisch af (M. : 126,01) en breng kwantitatief over in een

maatkolf van 500 ml. Bereken de concentratie uit de afgewogen hoeveelheid.

2. NaOH ca 0,10 mol/l (M'.:40) (CO2-vrij water !)

WERKWIJZE,

Opmerking: gebruik een automatische buret

- Stellen van NaOH-oplossing

Onmiddellijk nauwkeurig titreren: per 0,5 ml.

Pipetteer 10,00 ml oxaalzuuroplossing en 50,00 ml H2O in een droge beker van 100 ml en

titreer met NaOH 0,1 mol/I.

Het stellen gebeurt gemeenschappelijk. Het eerste EP is duidelijker te zien, er wordt tot dit EPgetitreerd.

- Titratie van de onbekenden

Onmiddellijk nauwkeurig titreren per 0,5 ml.

Van de teruggekregen oplossing 10,00 ml titreren met NaOH. Titreer analoog als bij het stellen.

ONBEKENDE

Voor elke student twee onbekenden. Dien, per onbekende, in een droge erlenmeyer metparafilm 50,00 ml (COOH)2.2aq-oplossing 0,200 0 mol/l in.

Tweemaal nauwkeurige

Stellen (gemeenschappelij k)

per 0,50 ml

Onbekende I student I

C)nbekende 1 student 2


Onbekende 2 student2

39

T]ITVOERING

AFVALINZAMELING

VE,RSLAG


- toestel waarop gewerkt werkt

- gebruikte elektrodes

- reactie * ffactoren- gegevens indienen onbekende

- gegevens maken reagentia,

- gegevens titraties,

- grafieken van alle titraties met vermelding van de trendlijn en de correlatiecoëfficiënt,

- berekening EP en conc

- aÍValverwerking- besluit

Reagentia WGK Concentratie Verwiiderins van rest

(COOH)2.2aq

NaOH(COOH)2.2aq onb

Rest na titratie

Documents

Labo instrumentele analysen - Deel 1 Elektrochemie.pdf