Labtechna Final Bac

6 Příprava pentylesteru kyseliny octové 1

6 Příprava pentylesteru kyseliny octové

Datum: 14.10.2010 Jméno: Jan BartoňSkupina: 16. (BCHPV-A, čt 8:10)

6.1 Teoretický úvod a principy používaných metod

Pentylester kyseliny octové připravíme esterifikací pentanolu anhydridem kyseliny octové.

(CH3CO)2O + CH3(CH2)4OH −−→ CH3(CH2)4COOCH3 + CH3COOH (6.1)

Esterifikace pentanolu proběhne za normálním podmínek pomalým přikapáváním pentanoludo anhydridu kyseliny octové. Stěžejní částí úlohy bude oddělení pentylesteru kyseliny octovéod ostatních produktů. Toho docílíme opakovaným vytřepáváním produktu vodou a slabýmroztokem hydroxidu. Poté se zbavíme rozpuštěné vody přisypáním bezvodého síranu sod-ného. Následně produkt přefiltrujeme. Filtrát následně budeme destilovat za sníženého tlaku(Obr. 6.1)1. Podstatou destilace za sníženého tlaku je je fakt, že s klesajícím tlakem teplotavaru klesá. Produkt bude jímat malé baňky dokud bude stoupat teplota par. Poté začneme

Obrázek 6.1: Aparatura pro destilaci za sníženéhé tlaku

jímat produkt do předem zvážené baňky a zanalyzujeme výsledný destilát. Produkt zvážíme avypočteme výtěžek reakce. Poté změříme index lomu a hustotu. Index lomu vyčteme z refrak-tometru, který měří mezní úhel lomu. Hustotu vypočteme zvážením přesného objemu vzorku(1 ml) pomocí automatické pipety. Automatickou pipetu musíme napřed zkalibrovat (tj. zjistitjejí odchylku opakovaným měřením vody o známé teplotě a hustotě).

1Obrázek aparatury použit ze skript Laboratorní technika, Jan Kotek, 2007

6.2 Postup 2

6.2 Postup

Do 100ml Erlenmeyerovy baňky jsme nalili 19 ml acetanhydridu a za stálého mícháni jsme přika-pali 20 ml pentanolu v průběhu 20 minut. Roztok jsme nechali 15 minut stát, přilili jsme 40 mlvody a přelili roztok do dělící nálevky. Takto jsme oddělili vodnou fázi, poté jsme opakovalipostupně s 40 ml 5%⊙ NaOH a dalšími 40 ml vody. Roztok jsme přelili do 50ml Erlenmeyerovybaňky, přidali asi 2g bezvodého síranu sodného a míchali s roztokem dokud se nevyčeřil. Výsled-nou směs jsme přefiltrovali do 50ml baňky.

Destilovali jsme za sníženého tlaku, baňky na jímání produktu jsme vymělini při 27 ℃ , aleteplota začala výrazně stoupat a tak jsme produkt začali jímat do nové, zvážené baňky při48 ℃. Po znovu zavedení vakua se teplota ustálila na 52 ℃. Po dokončení destilace jsmeprodukt zvážili, změřili index lomu a hustotu.

Produkt vážil 9,68 g. Index lomu jsme si napřed vyzkoušeli svičně změřit na Etalonu toulenu(1, 4955±0, 0005) a na Etalonu ethylesteru (1, 3715±0, 0005). Index lomu kyseliny pentylesterukys. octové byl 1, 4055 ± 0, 0005. Produkt byl viditelně znečistěn destilací ze sníženého tlaku,protože jsme na zábrusy použili příliš moc silikonového oleje, který se pak dostal do výslednéhoproduktu. Hustotu jsme změřili automatickou pipetou, kterou jsme napřed kalibrovali. Pipetoujsme odměřili jsme 1ml vody (t=20 ℃ ), který jsme zvážili na analytických vahách. Hmotnostvody byla (0, 9870 ± 0, 0005) g. S takto kalibrovanou pipetou jsme odměřili produkt a navážili(0, 8211 ± 0, 0005) g.

6.3 Výpočty

Výpočet potřebného množství acetanhydridu pro reakci, kde k = 1, 1 molární nadbytek:

Vac =k · n · Mac

ρac=

ρpen · Vpen · Mac · k

ρac · Mpen=

0, 811 · 20 · 102, 09 · 1, 11, 082 · 88, 15 = 19, 10

ml (6.2)

Teoretický výtěžek pentylesteru Mest = 130, 19:

mpen = ρpen · Vpen ·Mest

Mpen= 0, 811 · 20 ·

130, 1988, 15

= 24, 00 g (6.3)

dosažený výtěžek v %: 9,6824,00 · 100% = 40 %

Objem pipety:

V0 =m

ρ=

987, 0 ± 0, 50, 998205

= (988, 8 ± 0, 5) µl (6.4)

Hustota produktu:

ρ =m

V=

0, 8211 ± 0, 0005988, 8 ± 0, 0005

= (0, 8304 ± 0, 001) g · cm−3 (6.5)

6.4 Závěr

Připravili jsme 9,68 g pentylesteru kyseliny octové, což je přibližně 40 % teoretického výtěžku(24 g). Index lomu byl (1, 4055 ± 0, 0005) a hustota (0, 8304 ± 0, 0005) g · cm−3

6.4 Závěr 3

Výsledný index lomu i hustota byly ovlivněny znečištěním silikonového oleje v produktu. Tohoby se šlo zbavit opětovnou destilací.

7 Stanovení rozdělovacího koeficientu jódu 4

7 Stanovení rozdělovacího koeficientu jódu



Distribuční koeficient jednotlivých fází dvou nemísitelných rozpouštědel vyjadřuje poměr kon-centrací rozpuštěné látky, je tedy bezrozměrná. Za dané teploty a tlaku je konstantní. Určímerozdělovací koeficient jódu a chloroformu, poté jódu a toluenu.

K ′(CHCl3/H2O) =[I2(CHCl3)]

[I2(H2O]K ′(toluen/H2O) =

[I2(toluen)][I2(H2O]

(7.1)

Stanovení proběhne pomocí titrace předlohy thiosíranem sodným za vzniku jodidu sodného atetrathionanu sodného:I2 + 2 Na2S2O3 −−→ 2 NaI + Na2S4O6 Pro barevnou indikaci použijeme škrob, který s jódemvytváří intenzivní modré zbarvení. Odbarvení indikuje přesně průběh reakce, proto lze množstvíjódu stanovit titrací thiosíranem. Z předcházející rovnice (7.1) tedy vyplývá, že v bodě ekviva-lence platí: n−−(S2O 2 –

3 ) = 2 n(I2)

7.2 Postup

7.2.1 Stanovení distribučního koeficientu jódu ve směsi voda : chloroform

Do Erlenmeyerovy baňky o objemu 100 ml jsme nasypali 0,5 g jódu a rozpustili v 50 ml chloro-formu. Roztok jsme přefiltrovali přes smotek vaty do 250 ml dělící nálevky, přidali 170 ml vodya protřepali. Směs jsme nechali asi 15 minut stát a poté opatrně odpustili spodní, chlorofor-movou, vrstvu do suché 100ml Erlenmeyerovy baňky a zazátkovali. Malý zbytek chloroformu,který zůstal v dělící nálevce jsme odpustili, aby nám neovlivňoval rovnováhu směsi v dělícínálevce. Z dělící nálevky jsme 25ml pipetou odpipetovali 50,0 ml vodní fáze do 250ml titračníbaňky, přidali 10 ml kyseliny chlorovodíkové (zředěná 1 : 1), 0,5 g jodidu draselného. Titrovalijsme 0,002 M odměrným roztokem do zesvětlání žlutého zbarvení a poté přidali 1 ml škrobovéhomazu (při spotřebě asi 18 ml) a titrovali do odbarvení. Titraci jsme provedli ještě jednou.

Malou injekční stříkačkou (1 ml) jsme odměřili 1 ml chloroformové fáze do titrační baňkys 50 ml vody, okyselili 10 ml zředěné kyseliny chlorovodíkové a přidali 0,5 g jodidu draselného.Titrovali jsme do odbarvení jódo-škrobového zbarvení, protože se titrace lišila o 0,9 ml , titracijsme opakovali, ale s odlehlými výsledky.

7.2.2 Stanovení distribučního koeficientu jódu ve směsi voda : toluen

Stanovení rozdělovacího koeficientu proběhlo dle předchozího návodu, k rozpuštění jódu jsmepoužili 50 ml toluenu. Vodnou fázi (dolní) jsme odpustili do 250ml Erlenmeyerovy baňky atitrovali. Titraci jsme provedli dvakrát. Toluenovou fázi jsme titrovali třikrát, jedna hodnotabyla odlehlá.

7.3 Výpočty 5

Spotřeba Na2S2O3 [ml] ve fázi: 1 2 3 průměrCHCl3 (chloroform/voda) 20,4 20,3 – 20,35H2O (chloroform/voda) 37,5 36,6 34,6 37,05

H2O (toluen/voda) 7,1 7,0 – 7,05toluen (toluen/voda) 35,2 37,5 35,4 35,30

Tabulka 7.1: Spotřeba thiosíranu draselného při titracích

7.3 Výpočty

Odvození vzorce pro výpočet koncentrace jódu ve fázi f (voda, chloroform nebo toluen):

n(I2, f) =12

· n(S2O 2−

3 ) =12

· c(S2O 2−

3 ) · V(S2O 2−

3 ) =⇒ (7.2)

c(I2, f) =n(I2, f)V(I2, f)

=c(S2O 2−

3 ) · V(S2O 2−

3 )2 · V(I2, f)

(7.3)

Výpočet koncentrace jódu ve vodné fázi chloroform/voda:

c(I2, H2O) =0, 002 · 20, 35

2 · 50= 4, 070 · 10−4 mol·dm −3

Výpočet koncentrace jódu v chloroformové fázi chloroform/voda:

c(I2, CHCl3) =0, 002 · 37, 05

2 · 1= 3, 705 · 10−2 mol·dm −3

Rozdělovací koeficient pro směs chloroform/voda:

K ′(CHCl3/H2O) =[I2(CHCl3)]

[I2(H2O]=

3, 705 · 10−2

4, 070· 10−4 = 91, 03 (7.4)

Výpočet koncentrace jódu ve vodné fázi toluen/voda

c(I2, H2O) =0, 002 · 7, 05

2 · 50= 1, 41 · 10−4 mol·dm −3

Výpočet koncentrace jódu v toluenové fázi toluen/voda:

c(I2, toluen) =0, 002 · 35, 03

2 · 1= 3, 503 · 10−2 mol·dm −3

Rozdělovací koeficient pro směs toluen/voda:

K ′(toluen/H2O) =[I2(toluen)]

[I2(H2O]=

3, 503 · 10−2

1, 41 · 10−4= 248, 44 (7.5)

7.4 Závěr

Distribuční koeficient jódu mezi chloroformem a vodou je 91. Distribuční koeficient jódu mezitoluenem a vodu je 248.

Odlehlé hodnoty chloroformové fáze chloroform/voda, byly způsobeny dobou, kdy byl přidáván

7.4 Závěr 6

škrob. Přidání škrobu po odtitrování 22 ml thiosíranu nebo 25 ml ovlivnilo titraci o ml. Druhýmfaktorem bylo odměřování 1 ml chloroformu do injekční stříkačky. Injekční stříkačka neumožňo-vala přesné odměření chloroformu, kvůli vzduchovým bublinám, což se v takovém objemu pro-jevilo odlehlými hodnotami. Mnohem přesnějších hodnot lze dosáhnout odměřením pomocíautomatické pipety.

8 Příprava barevných pigmentů 7

8 Příprava barevných pigmentů



8.1.1 Příprava spinelových pigmentů - Thenardova modř, kobaltová modř

Příprava supravodičů, serbentů, pigmentů (sipinelů) probíhá reakcí v pevné fázi, proto ne-dochází k reakci na atomární úrovni. Je tedy nutné reaktanty dobře rozmělnit (vyšší povrch),promísit a reakci nechat probíhat delší dobu za vyšší teploty (900-1100 ℃ ).

První připravovanou látkou bude kobaltová modř CoAl2O4, která patří do skupiny spinelůs obecným vzorcem A 2+B 3+

2 X 2 –4 . Tyto sloučeniny vytvářejí nejtěsnější kubucké uspořádání,

obecně kationty A 2+ vyplňují menší tetraedrické dutiny, kationty B 3+ větši oktaedrické dutiny.Obsazování dutin jednotlivými kationty je pak ovlivňováno kromě velikosti iontů dalšími fak-tory, například mřížkovou energií nebo stabilizační energií. Nejčastějšími dvojmocnými iontyjsou Mg 2+, Mn 2+, Fe 2+, Co 2+, Ni 2+, Cu 2+ nebo Zn2+, mezi trojmocné se řadí B 3+, Al 3+,Ga 3+, In 3+, Ti 3+, Cr 3+, Mn 3+ a Fe 3+. Kobaltovou modř připravíme reakcí:

CoCO3 + Al2O3 −−→ CoAl2O4 + CO2 (8.1)

8.1.2 Příprava smaragdové (Guinetovy) zeleně

Chromová smaragdová zeleň je hydroxid-oxid chromitý s obecným vzorcem CrOx(OH)y. Kvůlitrojmocenství chromu na sobě indexy závisí v poměru: 2x + y = 3. Smaragdová zeleň sepřipravuje tavením směsi dichromanu draselného s kyselinou boritou:

6 K2Cr2O7 + 16 H3BO3 −−→ 12 CrBO3 + 4 K3BO3 + 24 H2O + 9 O2 (8.2)

CrBO3 + (x + y)H2O −−→ CrOx(OH)y + H3BO3 (8.3)

Při práci s dichromanem draselným se vyvarujeme přímeho kontaktu s pokožkou a přímehovdechování jeho par, protože šestimocné sloučeniny chromu jsou karcinogenní!

8.2 Postup

8.2.1 Příprava kobaltové modři

Navažili jsme 1,08 g CoAl2O4a 1,00 g Al2O3, směs jsme přesypali do porcelánového kelímku a1 h jsme žíhali v pícce při teplotě 1000 ℃ . Po vychladnutí pece jsme kelímek vyndali a nechali

8.3 Výpočty 8

schládnout. Předukt jsme přesypali do předem zvážené lékovky a navážili 1,5762 g kobaltovémodři.

8.2.2 Příprava smaragdové zeleně

Navážili jsme 1,00 g K2Cr2O7a 3,01 g H3BO3, směs jsme žíhali kahanem dokud pěnila, potéjsme intenzivně žíhali 15 minut. Kelímek jsme nechali vychladnout a poté jsme směs vyluhovaliv kádince s vařící vodou. Uvolnil se zelený produkt, který jsme nechali usadit a poté dekantovalina Büchnerově nálevce. Filtrát jsme promyli asi 100 ml vody a 20 ml ehtanolu, po odsátí kapalnéfáze jsme filtrační papír s produktem přesypali na hodinové sklíčko, které jsme nechali sušitv sušárně 15 min při teplotě kolem 100 ℃ a navážili 0,3985 g smaragdové zeleně.

Složení smaragdové zeleně jsme určili termogravimetrickou analýzou vzorku o hmotnosti0,1969 g, který jsme žíhali v porcelánovém kelímku vyžíhaném do konstatní hmotnosti. In-tenzivně jsme žíhali 10 minut, nechali vychladnout v exikátoru, zvážili a postup zopakovaliještě jednou. Tentokrát jsme žíhali jen 5 min, a protože se hmotnosti od sebe nelišily o více než1 mg, spočítali jsme stechiometrické koeficienty a určili výtěžek.

8.3 Výpočty

Výpočet hmotnosti složek ekvimolární směsi CoCO3a Al2O3:

mCoCO3=

118, 94118, 94 + 101, 96

· 2, 00 = 1, 08 g (8.4)

mAl2O3=

101, 96118, 94 + 101, 96

· 2, 00 = 0, 92 g (8.5)

Teoretický výtěžek CoAl2O4:

mCoAl2O4=

MCoAl2O4

MCoCO3+ MAl2O3

· 2, 00 =176, 89

118, 94 + 101, 96· 2, 00 = 1, 6015 g (8.6)

Procentuální výtěžek reakce je:1, 57621, 6015

· 100 ≃ 98 %

Výpočet stechiometrických koeficientů:

y =nH2O

nCr2O3

=

mH2

O

MH2

O

mCr2

O3

MCr2

O3

=0,031818,01520,1651

151,9904

= 1, 6250 ≃ 1, 63 (8.7)

2x + y = 3 =⇒ x =3 − y

2=

3 − 1, 632

= 0, 6875 ≃ 0, 69 (8.8)

Vzorec smaragdové zeleně tedy je CrO0,69(OH)1,63 s Mr(CrO0,69(OH)1,63) = 90, 70

8.4 Závěr 9

Teoretický výtěžek CrO0,69(OH)1,63:

m = n · Mzelen = 2 ·mK2Cr2O7

MK2Cr2O7

· M = 2 ·1, 00

294, 18· 90, 70 = 0, 6166 g (8.9)

Procentuální výtěžek CrO0,69(OH)1,63 je:0, 39850, 6166

· 100 ≃ 65 %

8.4 Závěr

Připravili jsme 1,58 g kobaltové modři CoAl2O4s procentuálním výtěžkem 98 %. Soubežněs prvním pigmentem jsme připravili 0,40 g smaragdové zeleně se složením CrO0,69(OH)1,63a65 % výtěžkem.

9 Rektifikace a práce s plyny 10

9 Rektifikace a práce s plyny



9.1.1 Určení obsahu uhličitanu vápenatého ve vzorku mramoru

Určíme obsah uhličitanu vápenatého v daném vzorku na základě vývoje plynů vzniklýchpřidáváním kyseliny chlorovodíkové (Obr. 9.1) podle rovnice:

CaCO3 + 2 HCl −−→ CaCl2 + CO2 + H2O (9.1)

Z rovnice vyplývá nCaCO3= nCO2

, určíme objem vznikajících plynů a pomocí stavové rovniceideálního plynu (9.3) určíme nCO2

.

p · V = n · R · T (9.2)

Pro vyřešení stavové rovnice potřebujeme znát tlak v nádobě, který zpřesníme započítánímtenze vodní páry za dané teploty, tedy:

(p − paq) · V = n · R · T (9.3)

Rovnici musíme upravit (platí pro normální podmínky

Obrázek 9.1: Aparatura pro zjišťování obsahu plynu ve vzorku

9.2 Postup 11

9.1.2 Rozdělení směsi ethyl-acetátu a toluenu rektifikací

Smět ethyl-acetátu a toluenu rozdělíme na základě frakční destilace(Obr. 9.2)1, tj. pomocírozdílných teplot varu. Složka s nižší teplotou varu (ethyl-acetát, tv = 71 ℃ ) má v paráchvětší koncentraci a bude kondenzovat až v hlavě kolony, na rozdíl od toluenu (tv = 110 ℃ ),který bude kondenzovat v koloně a bude stékat dolů. Opakovaným vypařováním a kondenzacíoddělíme dané složky od sebe. V průběhu destilace budeme zaznamenávat závislost teploty parna čase. Destilát budeme jímat do více nádob a určíme index lomu jednotlivých frakcí. Pomocízávislosti teploty par na čase a indexu lomu v jednotlivých vzorcích odhadneme poměr složekv daném vzorku.

Obrázek 9.2: Destilační aparatura pro rektifikaci

9.2 Postup


Navážili jsme 1,0037 g CaCO3,který jsme vsypali na dno Ostwaldovy baňky, utěsnili aparaturua 5 min nechali procházet aparaturou oxid uhličitý, aby nedocházelo k rozpouštění oxidu uh-ličitého ve vodě. Naplnili jsme odměrný válec vodou, připevnili klemou do svislé polohy aumístili těsně nad zaváděcí trubičku. do přikapávací nálevky dali 10 ml kyseliny chlorovodíkovéa uzavřeli aparaturu. Kyselinu chlorovodíkovou jsme opatrně nakapali na vzorek, po ukončenívývoje jsme odečetli 248 ml vzniklého plynu. Tlak v laboratoři byl 979 hPa , teplota vzduchu21,7 ℃ , teplota vody ve vaně 16,5 ℃ . Tenze vodní páry jsme vypočítali interpolací okolníchhodnot, tedy paq = 1, 877 kPa


Do 250ml baňky jsme nalili 100ml vzorku, přidali varné kamínky a sestavili aparaturu. Mírnýmproudem jsme pustili vodu do chladiče, spustili topné hnízdo. Po ukápnutí první kapky destilátu


9.3 Výpočty 12

jsme nechali 5 min běžet destilaci do ustavení rovnováhy. Poté jsme pustili kohout refluxurychlostí 2 kapky za 1 s a zaznamenávali teplotu par každou minutu. Destilát jsme jímali do 8zkumavek po 10ml, poté jsme určili index lomu vzorků v jednotlivých zkumavkách. Destilacetrvala 35 min.

vzorek index lomuethyl-acetát 1,3700

1 1,37952 1,37853 1,38004 1,38205 1,38706 1,41157 1,47808 1,4940

toluen 1,4945

Obrázek 9.3: Graf závislosti indexu lomu na pořadí frakce

9.3 Výpočty


Výpočet objemu 1 molu plynu:

(p − paq) · Vn = n · R · T =⇒ Vn =n · R · T

p − paq

=1 · 8, 3145 · 294, 85

97900 − 1877= 0, 02553 m3 = 25, 53 dm3

(9.4)Výpočet hmotnosti předloženého vzorku:

m = n · M =V

Vn· M =

24825530

· 101, 09 = 0, 9820 g (9.5)

Obsah CaCO3ve vzorku je0, 98201, 0037

· 100 ≃ 98 %

9.4 Závěr 13


9.4 Závěr

Obsah uhličitanu vápenatého ve vzorku č. 1111mramoru je 98%. Rektifikací jsme určili přibližnésložení vzorku č. 602 ethyl-acetátu a toluenu v poměru 6:4. Nepřesnost měření byla způsobenaznečištěním kolony od předchozího měření

10 Spektrofotometrické stanovení součinu rozpustnosti 14

10 Spektrofotometrické stanovení součinu rozpustnosti



Spektrofotometrie je metoda, kterou určujeme absorbanci roztoků. Podmínkou je, aby roztokypohlcovaly záření v určité části spektra (UV nebo viditelné). Absorbance závisí na koncentracilineárně (roztok nesmí být příliš koncetrovaný). Tento vztah vyjadřuje Lambertův-Beerův zákon(10.1) , na jehož základě vyneseme kalibrační křivku. Z křivky odvodíme koncentraci neznámýchroztoků. Hodnoty absorbanci získáme ze spektrofotometru, který měří transmitanci (množstvíprocházejícího světla oproti blanku) a ze vztahu A = − log T vypočítá absorbanci.

A = ελ · c · l (10.1)

Spektrofotometr vysílá paprsek světla, který prochází skrz kyvetu a roztokem. Nejdříve senaměří blank, kyveta se srovnávacím roztokem, kterou se přístroj nastaví na „nulu”. Spek-trofotometr měří absorbanci roztoku při různých vlnových délkách a vytvoří absorbční spek-trum dané látky. Koncetraci látky určíme nejpřesněji pomocí vlnové délky, kterou daný roztokpohlcuje nejvíce.

Součin rozpustnosti (10.2) je veličina charakterizující rozpustnost látky. Je konstantní přizvolené teplotě a tlaku, zpravidla se určuje pro látky málo rozpustné. Rozpustnost je takéudává veličinou molární rozpustnosti, což je molární koncentrace nasyceného roztoku. Závislostsoučinu rozpustnosti a molární rozpustnosti je vyjádřena rovnicí (10.11) :

P = [X]X · [Y ]Y = (xS)x· (yS)y (10.2)

S = x+y

√

P

xxyy[

moll

] (10.3)

10.2 Postup

10.2.1 Určení absorbance síranu tetraamminměďnatého na jeho koncentraci a se-strojení kalibrační křivky

Ředěním zásobního roztoku CuSO4(c= 0,150M) jsme připravili 5 roztoků objemu 25 mlo koncentraci (Tabulka. 10.1), pipetovali jsme dle vypočtených hodnot na základě vztahuc1 · V1 = c2 · V2 a hodnoty přepočítali na nejbližší objem, který šel na pipetě nastavit. Roztokyjsme označili A-E, doplnili destilovanou vodou po rysku a důkladně promíchali.

Připravené roztoky jsme přelili do suchých a čistých lahviček (opět A-E), ze kterých jsmeodpipetovali 5,00 ml roztoku do nových lahviček (ST1-ST5) a přidali ke každému roztoku 1,00

10.3 Výpočty 15

ml 5% vodného amoniaku. Lahvičky jsme opět důkladně promíchali.

Do spektrofotometru jsme umístnili kyvetu s destilovanou vodou, která posloužila jako blanka dále naměřili a vytiskli absorbční spektrum roztoku ST5 v rozmezí 450-720 nm. Měřeníjsme prováděli o vlnové délce s nejvyšší absorbancí - 603,5 nm (Tabulka. 10.1) Naměřili jsmeabsorbanci roztoků ST5-ST1 v tomto pořadí, před každým vzorkem jsme kyvetu vyprázdnilia 2krát vypláchli novým měřeným roztokem.(Tabulka. 10.1) Naměřené hodnoty absorbancev závislosti na koncentraci jsme vynesli do grafu a proložili jimi přímku lineární regrese azískali tak kalibrační křivku(Obr. 10.1).

c1

MV1

mlV2

mlc2

MA

603, 5 nmA 0,0050 0,83̄ 0,855 0,00501 0,206B 0,0100 1,66̄ 1,65 0,0099 0,419C 0,0150 2,50 - - 0,620D 0,0200 3,33̄ 3,35 0,0201 0,848E 0,0250 4,16̄ 4,15 0,0249 0,960

Tabulka 10.1: Výpočty objemu CuSO4 pro zadanou koncentraci (1), přepočet pro pipetu (2)a naměřené hodnoty absorbance

10.3 Výpočty

Výpočet koncentrace(Tabulka. 10.1):

VA1 =cA1 · Vroztok

czasobni

=0, 005 · 25

0, 150= 0, 83̄ =⇒ pipetovatelný objem: VA2 = 0, 85 ml (10.4)

cA2 =czasobni · VA2

Vroztok

=0, 150 · 0, 85

25= 0, 00501 M (10.5)

10.4 Postup

10.4.1 Výpočet součinu rozpustnosti a molární rozpustnosti jodičnanu měďnatého

Byretu o objemu 25 ml jsme vypláchli destilovanou vodou, pak dvakrát malým množstvímsíranu měďnatého (c=0,150 M). Byretu jsme naplnili a srovnali hladinu na nulu. Do čtyř suchýcha čistých lahviček (VZ1-VZ4) jsme odpipetovali množství CuSO4 dle tabulky (Tabulka. 10.2),zbytek jsme vypustili do odpadní kádinky, byretu vypláchli a naplnili stejným postupem roztokuCu(IO3)2(c=320 M) a odpipetovali příslušná množství (Tabulka. 10.2).

Kopistkou jsme promíchali obsah lahviček, krystalizace začala téměř okamžitě. Vzorky jsmenechali 30 minut v klidu krystalizovat a poté přefiltrovali přes skládaný filtr (nenavlhčený)do Erlenmeyerových baněk. Z přefiltrovaných vzorků jsme odpipetovali 5,00 ml do suchýcha čistých lahviček (VZ’1-VZ’4) a ke každému vzorku přidali 1,00 ml 5% vodného amoniaku.Lahvičky jsme uzavřeli a promíchali. Změřili jsme absorbaci jednotlivých vzorků při vlnovédélce 603,5 nm.

10.5 Výpočty 16

Obrázek 10.1: Kalibrační křivka

Výpočet zbytkové koncentrace měďnatých iontů jsme zpřesnili podle výsledné hodnoty lineárníregrese kalibrační křivky: cCu2+ = A−b

a

A

nm

cCu 2+

M

VCuSO4

ml

c′

CuSO4

M

VHIO3

ml

c′

HIO3

M

cIO −

3

MP S

VZ1 1,498 0,03796 5,40 0,0675 6,60 0,176 0,11692 5,18924·10−4 0,050623VZ2 1,326 0,03351 5,70 0,07125 6,30 0,168 0,09252 2,86843·10−4 0,041546VZ3 1,501 0,03804 6,00 0,075 6,00 0,16 0,08608 2,81867·10−4 0,041304VZ4 1,209 0,03049 6,30 0,07875 5,70 0,152 0,05548 0,93849·10−4 0,028628

Průměr 4,53707·10−4 0,0405253

Tabulka 10.2: Výpočty součinu rozpustnosti a molární rozpustnosti jodičnanu měďnatého

10.5 Výpočty

Výpočet zbytkové koncentrace měďnatých iontů:

cCu2+ =AV Z1 − 0, 0296

38, 6823=

1, 498 − 0, 029638, 6823

= 0, 03796 M (10.6)

Koncentrace všech iontů Cu 2+ ve vzorku:

c′

CuSO4=

VCuSO4· cCuSO4

Vvzorek

=5, 40 · 0, 150

12= 0, 0675 M (10.7)

10.6 Závěr 17

Koncentrace všech iontů IO –3 ve vzorku:

c′

HIO3=

VHIO3· cHIO3

Vvzorek

=6, 60 · 0, 320

12= 0, 0675 M (10.8)

Koncentrace rozpuštěných IO –3 iontů ve vzorku:

cIO −

3= c′

IO −

3−2cCu(IO3)2

= c′

HIO3−2c′

CuSO4− cCu 2+ = 0, 176−2 · (0, 0675−0, 03796) = 0, 11692

(10.9)

Výpočet součinu rozpustnosti:

PCu(IO3)2= cCu2+ · c2

IO3−= 0, 03796 · 0, 116922 = 0, 000518924 (10.10)

S = x+y

√

P

xxyy[

moll

] = 3

√

P

4= 3

√

0, 0005189244

= 0, 050623 (10.11)

10.6 Závěr

Měření dokázalo lineární závislost absorbance na koncentraci vzorku při vlnové délce 603,5 nm,která roztok nejvíce (viz přiložený graf absorbčního spektra).

Průměrný součin rozpustnosti PCu(IO3)2byl 4,53707·10−4 a průměrná hodnota molární rozpust-

nosti SCu(IO3)2byla 0,0405253.

1 Příprava glycinu 18

1 Příprava glycinu



V této úloze budeme připravovat glycin z jeho hydrochloridu. K jeho získání potřebujemeodstranit Cl – , respektive HCl, pomocí kationtového iontoměniče. Kationtový iontoměnič se sul-fonovými skupinami (−SO3H) je schopen zaměnit H+ za jiný kation (1.1) . Poté ionex promy-jeme nadbytečným množstvím vodného roztoku amoniaku a vyloučíme tak glycin v podobějeho amonné soli (1.2) . Několikanásobným odpařením na rotační vakuové odparce se zbavímeamoniaku a získáme čistý glycin, který vysrážíme přidáváním acetonu.

NH3CH2COOH+ + R−SO3H + Cl −−−→ R−SO3(NH3)CH2COOH + HCL (1.1)

R−SO3(NH3)CH2COOH + 2 NH3 −−→ R−SO3NH4 + NH2CH2COOH (1.2)

Čistotu glycinu ověříme pomocí TLC destičky, kde jako detekční činidlo použijeme ninhydrin,který reaguje s aminoskupinami za vzniku fialového zbarvení(Obr. 1.1).

Obrázek 1.1: Barevná reakce ninhydrinu

1.2 Postup

Kationtový iontoměnič jsme připravili do H + cyklu, poté jsem promývali vodou do neutrality.Navážili jsme 1,02 g hydrochloridu glycinu, rozpustili ve vodě a nanesli na ionex a nechalivsáknout. Poté jsme promývali vodu do neutrality vytékající kapaliny. Glycin v ionexu jsme1̃00 ml 5% NH4OH do 250ml kulaté baňky. Eluát jsme odpařili na rotační vakuové odparce dosucha, odparek jsem rozpustili ve vodě a znovu odpařili. Mezitím jsme promývali kolonu doneutrality.

Odparek jsme opět rozpustili v malém množství vody a vysráželi přidáváním přibližně 80 ml acetonu.Produkt jsme odsáli na fritě, zvážili produkt s výsledkem 601,0 mg s výtěžkem 87%.

Čistotu produktu jsme ověřili pomocí TLC destičky, mobilní fáze byla směs EtOH : konc.NH4OH : H2O v poměru 5:2:5. Na destičku jsme nanesli chlorid glycinu, referenční glycin anáš produkt. Po vystoupání čela jsme destičku vysušili horkovzdušnou pistolí, rozstřikovačem

1.3 Výpočty 19

nanesli ninhydrin a mírným zahřátím detekovali zkoumané látky. Retenční faktor pro referenčníglycin a náš produkt byl 0,8, pro hydrochlorid glycinu byl 0,65.

1.3 Výpočty

Teoretický výtěžek glycinu:

mt = m ·Mgly

Mgly.·HCl

= 1, 02 ·76, 0745112, 5355

= 689, 52 mg (1.3)

Procentuální výtěžek glycinu je:601, 0689, 52

· 100 ≃ 87 %

Hodnota retenčního faktoru referenční glycin / glycin byla: 3,84,8 = 0, 8

Hodnota retenčního faktoru hydrochlorid glycinu / glycin byla: 3,14,8 = 0, 65

1.4 Závěr

Připravili jsme 601,0 mg glycinu z 1020 mg hydrochloridu glycinu s výtěžkem 87%. Retenčnífaktor referenčího glycinu a námi připraveného glycinu byl 0,8, retenční faktor pro hydrochloridglycinu byl 0,65. Skvrna hydrochloridu byla protáhlá, nejspíše z důvodu příliš velké koncentraceroztoku hydrochloridu, a proto byla hodnota retenčního faktoru tak nízká.

2 Stanovení disociační konstanty kyseliny octové 20

2 Stanovení disociační konstanty kyseliny octové



Pro určení disociační konstanty kyseliny octové budeme vycházet z následující reakce (Obr. 2.1).Pro výpočet budeme vycházet ze vztahu (2.2)

Obrázek 2.1: Acidobazická rovnováha kyseliny octové

KA =[H+] · [AcO−]

[AcOH](2.1)

Z předchozí reakce vyplývá, že se jedná o jednosytnou kyselinu, po úpravě získáme následujícívztah:

pKA = pH − log[AcO−][AcOH]

(2.2)

Budeme titrovat kyselinu octovou hydroxidem sodným. Disociační konstantu určíme jako polov-inu spotřeby v bodě ekvivalence (2.3) spotřeby hydroxidu sodného. Bod ekvivalence získámeurčením inflexního bodu titrační křivky.

pKA = pH 12

V (ekv) (2.3)

2.2 Postup

Připravili jsme 250 ml roztok o přibližné koncentraci 0,1M odvážením 1g peciček hydroxidusodného, které jsme opláchli vodou. Tím jsme zbavili hydroxid nežádoucí vrstvičky uhličitanusodného. Koncentraci jsme určili titrací dihydrátu kyseliny šťavelové odvážením asi 0,1 g přesně(Tabulka. ??) rozpuštěnou v 50 ml vody a několika kapkami fenolftaleinu.

Zkalibrovali jsme pH-metr dle návodu přiloženého u přístroje. Do kádinky jsme odpipetovalico nejpřesněji 20 ml kyseliny octové (měli jsme k dispozici pouze 10ml pipetu), naředili vodoua do kádinky vložili magnetické míchadlo. Roztok jsme titrovali hydroxidem sodným s krokem1 ml do 30 ml .

2.3 Výpočty 21

m(COOH)2

[g]

V(NaOH)

[ml]

0,1108 17,050,1024 15,70,1021 15,65

Tabulka 2.1: Hmotnost

0 5 10 15 20 25 30

46

810

12

ml

pH

Obrázek 2.2: Titrační křivka

2.3 Výpočty

Koncentraci hydroxidu jsme vypočítali dle vztahu(2.4) , zprůměrováním jsme vypočetli kon-centraci hydroxidu sodného c=0,1034 mol·dm−3

cNaOH =2m(COOH)2

M(COOH)2· VNaOH

(2.4)

2.4 Závěr 22

Bod ekvivalence hydroxidu sodného byl v V=19,5 ml , koncentraci kyseliny octové:

cNaOH =cNaOH · VNaOH

V(COOH)2

=0, 1034 · 19, 5

20= 0, 1008 M (2.5)

Disociační konstantu získáme odečtením z grafu křivky při spotřebě 9,77 ml NaOH, tedypKA=4,66

2.4 Závěr

Stanovili jsme koncentraci roztoku hydroxidu sodného titrací do kyseliny šťavelové c=0,1034 M.Pomocí této hodnoty jsme byli schopni vypočítat koncentraci námi měřené kyseliny octovéc=0,1008 M. Disociační konstanta kyseliny octové byla 4,66, což se liší od tabulkové hodnotyminimálně (4,757). Odchylka byla pravděpodobně způsobena pipetováním 20 ml kyseliny oc-tové 10ml pipetou.

3 Elektrolytická preparace a elektrogravimetrie 23

3 Elektrolytická preparace a elektrogravimetrie



V následující úloze budeme využívat vlastnosti roztoků s ionty, které jsou pod napětím schopnévést elektrický proud. Při průchodu el. proudu dochází na elektrodách k chemickým změnám.Na katodu je přiváděn záporný náboj a na ionty nebo molekuly na katodě přijímají elektrony,tj. probíhá jejich redukce. Na anodě probíhá děj opačný, záporný náboj je odebírán od iontůnebo molekul v okolí anody, tj. probíhá oxidace.

Dílčí úlohy vycházejí ze zákonů formulovaných Michaelem Faradayem:1. Množství látky přeměněné elektrolýzou je úměrné prošlému náboji.2. Množství různých látek přeměněná týmž nábojem jsou v poměru chemických ekvivalentůtěchto látek.

Z těchto zákonů vyplývá vzorec, kterým můžeme určit hmotnost produktu:

m =M · I · t

Z · F(3.1)

3.1.1 Elektrolytická preparace

V úloze budeme provádět anodickou oxidaci. Anoda bude platinový plíšek, elektrolytem buderoztok síranu draselného v 41% kyselině sírové. Průchodem el. proudu budu docházet k reakcia vyloučení peroxodisíranu draselného:

2 SO −24 + 2 H +

−−→ S2O −28 + H2 (3.2)

3.1.2 Galvanické pokovování

Galvanické pokovování je založené na vylučování kovového povlaku na katodě z vodného roz-toku. Ideální podmínky (teplota, čas, složení roztoku) byly určeny empiricky. Budeme pokovo-vat mosaznou síťku v síranu měďnatém, zjištěním vyloučené mědi budeme schopni na základěvztahu vycházející Faradayových zákonů (3.1) vypočítat relativní atomovou hmotnost mědi.

3.1.3 Elektrogravimetrie

Elektrogravimetrie slouží k analytickému stanovení kovu v roztoku s vysokou přesností. Elek-trody se volí z inertního materiálu (platiny), odečtením rozdílů hmotnosti katody (měděnémřížky) před a po elektrogravimetrii vypočteme koncentraci iontů kovu dle vzorce c = n

n·V.

V naší úloze budeme z roztoku vylučovat nikl.

3.2 Postup 24

3.2 Postup

3.2.1 Elektrolytická preparace

Sestavili jsme aparaturu podle (Obr. 3.1)1 Elektrolyzér jsme naplnili elektrolytem asi 1 dm pod

Obrázek 3.1: Aparatura pro přípravu peroxodisíranu draselného

zábrus hlavy elektrolyzéru, trubička pro přívod vzduchu byla ulomená. Dewarovu nádobu jsmenaplnili ethanolem se suchým ledem (teplotu chladící směsi jsme udržovali na -25 ℃ ), zasunuliteploměr) a zapnuli proud vzduchu. Elektrolyt jsme udržovali při teplotě -5 ℃ až -9 ℃ , po dobu60 min při proudu 1,5 A. Teploměr ukazoval nepřiměřeně vysokou teplotu elektrolytu, protojsme ho po 15 minutách vyměnili.

Produkt jsme přefiltrovali na fritě s výsledkem 1,6817 g a výtěžkem 22%

S připraveným peroxodisíranem draselným jsme provedli 2krát dvě reakce ve zkumavce, roztokyjsme zahřívali a pozorovali změny:Do zkumavky jsme dali asi 3 ml 5% roztoku KI, okyselili cca 0,5 ml 10% H2SO4, Přidali0,1 až 0,2 g peroxodisíranu. Druhá zkumavka měla stejné složení, jen místo peroxodisíranujsme použili cca 0,5 ml 10% H2O2. V prvních dvou reakcích jsme pozorovali uvolňování fialovéhojódu.

2 I − + 2 H + + S2O −28 −−→ S2O −2

8 + H2O + I2 (3.3)

2 I − + 2 H + + H2O2 −−→ 2 H2O + I2 (3.4)

Další roztok jsme připravili z 0,1 až 0,2 g peroxodisíranu, k němu přidali 3 ml roztoku MnSO4

v 10% H2SO4 a 0,5 ml 5% roztoku AgNO3 (katalyzátor). Druhý roztok jsme připravili obdobně,místo peroxodisíranu jsme použili 0,5 ml 10% H2O2. V reakci s peroxodisíranem jsme pozorovali


3.3 Výpočty 25

jemné fialové zbarvení, které rychle zaniklo v černé barvě burelu, který rychle vznikal z fialovéhomanganistanu. Reakce s peroxidem neprobíhala

5 S2O −28 + 2 Mn 2+ + 8 H2O −−→ 2 MnO −

4 + 10 SO −24 + 16 H + (3.5)

2 MnO −

4 + 3 Mn 2+ + 2 H2O −−→ 5 MnO2 + 4 H + (3.6)

H2O2 + Mn −2−−→ nereaguje (3.7)

3.2.2 Galvanické pokovování

Mosaznou síťku jsme odmastili ponořením do 6M kyseliny dusičné, opláchli jsme vodou, des-tilovanou, ethanolem a nechali vyschnout v sušárně. Se síťkou jsme pracovali pomocí pinzety,abychom síťku nezamastili. Síťku jsme nechali vychladnou a zvážili.

Aparaturu jsme zapojili dle návodu, měděné anody jsme očistili smirkovým papírem, zavěsili nanosné vodiče (kladné) a jako katodu (záporný) mosaznou síťku. Do kádinky jsme nalili poměďo-vaní roztok síranu měďnatého. Síťku jsme poměďovali po dobu 20 min proudem 0,20 A s velkouodchylkou. Hodnoty na přístroji velmi kolísaly i bez zásahu do aparatury, napětí se nám nepo-dařilo určit, protože přístroj po přepnutí zobrazování proudu/napětí zobrazoval 0, pokud jsmenezasáhli do nastavení proudu/napětí. Jemné dolaďování proudu/napětí na přístroji nefungo-valo vůbec.

Po 20 minutách jsme pokovování ukončili, síťku jsme opláchli destilovanou vodou, ethanolem,nechali uschnout v sušárně, po vychladnutí jsme zvážili síťku s hmotnostním příbytkem0,1312 g . Z hmotnostního příbytku jsme vypočítali relativní atomovou hmotnost mědi.

3.2.3 Elektrogravimetrie

Kádinku jsme vymyli destilovanou vodou, lihem a vysušili. Do nádoby jsme napipetovali10,0 ml vzorku 1514, roztok zředili asi 70 ml destilované vody, přidali 5 g pevného síranu amon-ného a 20 ml 25% amoniaku. Po rozpuštění síranu amonného jsme zavěsili dvě platinové anody,jako katodu (záporná) jsme zavěsili poměděnou síťku. Elektrolýza probíhala při napětí 3,0 V a0,26 A (použili jsme jiný přístroj, který už šlo ovládat a odečítat hodnoty proudu/napětí.

Elektrolýza probíhala 73 minut, poté důkaz vyloučení niku pomocí diacetyldioximu proběhlnegativně (roztok se nezbarvil červeně) a tedy už neobsahoval nikelnaté ionty. Poté jsme elek-trolýzu ukončili, síťku opláchli destilovanou vodou, ethanolem, vysušili a po ochladnutí zvážilis výtěžkem 0,1265 g . Z roztoku jsme vypočítali koncentraci nikelnatých iontů.

3.3 Výpočty

Výpočet teoretického výtěžku peroxodisíranu:

mK2S2O8=

MK2S2O8· I · t

Z · F=

270, 32 · 1, 5 · 60 · 602 · 96487

= 7, 56 g (3.8)

3.4 Závěr 26

Procentuální výtěžek peroxodisíranu byl:1, 687, 56

· 100 ≃ 22 %

Výpočet relativní atomové hmotnosti mědi:

Ar =m · Z · F

I · t=

0, 1312 · 2 · 964870, 20 · 20 · 60

= 105, 49 (3.9)

Výpočet koncentrace nikelnatých iontů:

c =n

V=

m

M · V=

0, 126558, 69 · 0, 01

= 0, 2155 M (3.10)

3.4 Závěr

Elektrolytickou preparací jsme připravili 1,6817 g peroxodisíranu draselného s výtěžkem 22%.Nízký výtěžek byl způsoben podchlazením elektrolytu, kvůli špatně měřícímu teploměru, kterýjsme vyměnili a ověřili tak jeho nefunkčnost, pravděpodobně byl elektrolyt znečištěn ethanolem.Obecně má tato preparace nízký výtěžek způsobený nežádoucími vedlejšími reakcemi probíha-jícími na povrchu elektrod. Doprovodnými reakcemi jsme si ověřili, že peroxodisíran má lepšíoxidační schopnosti než peroxid vodíku.

Galvanickým pokovováním jsme experimentálně určili relativní atomovou hmotnost mědiAr=105,49. Hodnota se liší od tabelované hodnoty (Ar=63,54) téměř dvojnásobně, špatnývýsledek byl způsoben špatně fungujícím zdroje stejnosměrného proudu. Hmotnost výtěžku byodpovídala procházejícímu proudu o přibližné hodnotě 0,3 A

Elektrogravimetrie jsme určili koncentraci 0,2155 M nikelnatých iontů v roztoku vzorku 1514.Výrazně lepšího výsledku oproti galvanického pokovování jsme dosáhli díky použití jiného zdrojenapětí, který fungoval.

4 Příprava komplexů I. 27

4 Příprava komplexů I.



V této úloze budeme připravovat komplexní sloučeniny, ve kterých vzniká koordinačně-kovalentnívazba. Jako ligand v prvním komplexu [Cr(urea)6]Cl3 bude močovina s centrální atomemchromu, který tvoří oktaedrické komplexy. Komplex vykrystalizujeme ochlazením produktu.

CrCl3 + 6 (NH2)2CO −−→ [Cr(urea)6]Cl3 (4.1)

Ligandem druhého komplexu [Ag(py)4]S2O8 bude pyridin, centrálním atomem stříbro, kterévytváří tetraedrické koordinační okolí. Tentokrát komplex vykrystalizujeme přidáním perox-odisíranu.

2 AgNO3 + 8 C5H5N + 3 K2S2O8 −−→ 2 [Ag(py)4]S2O8 + 2 KNO3 + 2 K2SO4 (4.2)

4.2 Postup

Odvážili jsme 1,08 g hexahydrátu chloridu chromitého a 1,46 g močoviny. Na odpařovací miscejsme směs rozpustili v přibližně 2 ml vody, poté jsme směs vypařili do sucha. Odparek jsme roz-pustili ve 5 ml horké vody, zahřívali horkovzdušnou pistolí a za horka přefiltrovali přes smotekvaty. Ochlazením filtrátu jsme získali zelené krystalky, které jsme následně odsáli, rozpustiliv ethanolu a vysušili prosátím vzduchu. Zvážili jsme produkt s výsledkem 0,345 g .

Do malé viálky jsme odvážili 48,2 mg dusičnanu stříbrného,k němu přidali 0,5 ml vody, míchadlema uzavřeli víčkem se septem. Injekční stříkačkou jsme přidali 0,5 ml pyridinu. Dále jsme přika-pali roztok peroxodisíranu draselného (230,1 mg ) rozpuštěného v cca 2 ml vody. Směs jsemnechali míchat 10 minut a vyloučený produkt odsáli na fritě a promývali třikrát 1 ml vody.Preparát jsme nechali dalších 15 minut prosávat vzduchem. Navážili jsme 213 mg produktu.

4.3 Výpočty

Výpočet navážky močoviny:

m(NH2)2CO = n(NH2)2CO ·mCrCl3

· MCrCl3

M(NH2)2CO= 6 ·

1, 08 · 266, 4560, 06

= 1, 46 g (4.3)

Výpočet teoretického výtěžku [Cr(urea)6]Cl3:

m[Cr(urea)6]Cl3=

m(NH2)2CO · MCrCl3·6 H2O

MCrCl3·6 H2O=

1, 08 · 518, 69266, 45

= 2, 10 g (4.4)

Procentuální výtěžek [Cr(urea)6]Cl3 byl:0, 3452, 10

· 100 ≃ 16 %

4.4 Závěr 28

Výpočet teoretického výtěžku [Ag(py)4]S2O8 (mg):

m[Ag(py)4]S2O8=

mAgNO3· M[Ag(py)4]S2O8

MAgNO3

=48, 2 · 616, 39

169, 88= 174, 88 mg (4.5)

Procentuální výtěžek [Cr(urea)6]Cl3 byl:213

174, 88· 100 ≃ 122 %

4.4 Závěr

Připravili jsme komplex [Cr(urea)6]Cl3 se systematickým názvem chloridhexakis(urea)chromitýa výtěžkem 16%. Druhý připravený komplex byl [Ag(py)4]S2O8 se systematickým názvemperoxodisírantetrakis(pyridin)stříbrnatý s výtěžkem 122%. Vysoký výtěžek byl způsoben ne-dostatečným vysušením produktu, tomuto problému jsme se mohli vyhnout např. umístěnímproduktu na krátkou dobu do sušárny.

5 Příprava komplexů II. 29

5 Příprava komplexů II.



V této úloze budeme připravovat dvě komplexní sloučeniny, obě mají oktaedrickou geometrii.Jako ligand v K3[Cr(SCN)6] bude thiokyanatanový anion(5.1) (zde se koordinuje s atomemsíry), v [Cr(en)3]Cl3 bude ligandem ethylendiamin (5.2) , který se koordinuje bidentátně s oběmaatomy dusíku. Budeme pracovat s nebezpečnými hořlavými organickými rozpouštědly, proto jenutné dbát při práci zvýšené opatrnosti.

KCr(SO4)2 + 6 KSCN −−→ K3[Cr(SCN)6] + 2 K2SO4 (5.1)

CrCl3 + 3 en −−→ [Cr(en)3]Cl3 (5.2)

5.2 Postup

Do 25ml baňky jsme nasypali 1,0144 g kamence chromito-draselného, 1,188 g thiokyanatanudraselného, přibližně 10 ml ethanolu a míchadlo. Směs jsme zahřívali k varu po dobu 1 h. Poochlazení produktu na laboratorní teplotu, jsme produkt odsáli přes fritu (na fritě zůstal vy-loučený síran draselný) do 50ml zábrusové baňky. Filtrát jsme odpařili do sucha na vakuovéodparce a triturovali do odbarvení promývaného roztoku. Produkt jsme odsáli na fritě,promývali diethyletherem a nechali vysušit. Navážili jsme 1,003 g hexa(thiokyanato)chromitanudraselného.

V kádince jsme odmastili několik hliníkových špon acetonem. Do 25ml baňky jsme nasypa-li 1,00 g hexahydrátu chloridu chromitého, 3 ml methanolu, hliníkové špony a míchadlo. Potéjsme injekční stříkačkou přikapali 3 ml diethyldiaminu přes Dimrothův chladič. Směs jsme za-hřívali k varu jednu hodinu, poté produkt ochladili na laboratorní teplotu. Produkt jsme odsálina fritě, žlutý produkt jsme promývali 10% ethylendiaminem v methanolu do odbarvení. Filtrátjsme zbavili hliníkových špon a vysušili postupným promytím produktu ethanolem a diethyl-etherem. Navážili jsme 0,4188 g vzniklého komplexu chloridtris(ethylendiamin)chromitého.

5.3 Výpočty

Výpočet navážky thiokyanatanu draselného:

mKSCN = nKSCN ·mKCr(SO4)2

· MKCr(SO4)2

M(KSCN= 6 ·

1, 0144 · 97, 18499, 39

= 1, 184 g (5.3)

Výpočet teoretického výtěžku K3[Cr(SCN)6]:

mK3[Cr(SCN)6] =mKCr(SO4)2

· MK3[Cr(SCN)6]

MKCr(SO4)2

=1, 0144 · 517, 785

499, 39= 1, 051 g (5.4)

Procentuální výtěžek K3[Cr(SCN)6] byl:1, 0031, 051

· 100 ≃ 95 %

5.4 Závěr 30

Výpočet teoretického výtěžku [Cr(en)3]Cl3:

m[Cr(en)3]Cl3=

mCrCl3· M[Cr(en)3]Cl3

MCrCl3

=1, 00 · 338, 65

266, 45= 1, 27 g (5.5)

Procentuální výtěžek [Cr(en)3]Cl3 byl:0, 41881, 27

· 100 ≃ 33 %

5.4 Závěr

Připravili jsme komplexy K3[Cr(SCN)6] se systematickým názvem hexa(thiokyanato)chromitandraselný s výtěžkem 95% a [Cr(en)3]Cl3 se systematickým názvem chloridtris(ethylendiamin)chromitýa výtěžkem 33%.

Documents

Labtechna Final Bac