Analitikai kémia labor (1)

Feladatgyűjtemény

Zihné Perényi Katalin

Szerkesztette:Bódi Péter

ELTE, Analitikai kémiai Tanszék2016

Tartalomjegyzék

Előszó..........................................................................................................................................3

1. Sav-bázis reakciókon alapuló analitikai eljárások..................................................................4

1.1. Követelmények.................................................................................................................4

1.2. Kvantitatív analízis elmélet..............................................................................................4

1.3. Kvalitatív analízis.............................................................................................................6

1.4. Titrálási görbe számítása..................................................................................................2

1.5. Speciesz-eloszlás számítása, faktorozás...........................................................................5

1.6. Eredményszámolás...........................................................................................................7

1.7. Minta ZH..........................................................................................................................9

2. Komplex- és csapadékképződésen alapuló analitikai eljárások............................................11

2.1. Követelmények...............................................................................................................11

2.2. Kvantitatív analízis elmélet............................................................................................11

2.3. Kvalitatív analízis...........................................................................................................12

2.4. Titrálási görbe számítása................................................................................................14

2.5. Egyéb számítások...........................................................................................................17

2.6. Eredményszámolás.........................................................................................................19

3. Redoxireakciókon alapuló meghatározások.........................................................................23

3.1. Követelmények...............................................................................................................23

3.2. Kvantitatív analízis elmélet............................................................................................23

3.3. Kvalitatív analízis...........................................................................................................25

3.4. Titrálási görbe számítása................................................................................................27

3.5. Ionegyenletek.................................................................................................................30

3.6. Eredményszámolás.........................................................................................................31

4. Megoldások...........................................................................................................................34

2

1. Sav-bázis reakciókon alapuló analitikai eljárások

1.1. KövetelményekKvantitatív rész:

Sav-bázis egyensúlyok, a pH-számítás minden vonatkozása. Acidi-alkalimetria elmélete és gyakorlata az előadás, a praktikum, a laborgyakorlaton és a szemináriumon elhangzottak alapján (savak/bázisok titrálási görbéi, specieszeloszlás, indikátorok kiválasztása, indikátorhiba; mérőoldatok készítése, faktorozása; mérési eredmények számítása). Az előadáson elhangzott minden konkrét mérés elve, az elvégzett és a labormegbeszélésen elhangzott mérések minden részletre kiterjedő ismerete. Illékony komponensek meghatározása és nemvizes közegben végzett titrálások lehetőségei.Gyakorló példák: pH-számítással kapcsolatos feladatok az előző félévből, 315-336, 372-411.

Kvalitatív rész:

Az I.-III. kationosztály reakciói: az egyes ionok, ill. vegyületeik megkülönböztetése (akár egymás jelenlétében is) szín, oldhatóság, a vizes oldat kémhatása alapján, ill. egyszerű reagensekkel (H2S, NaOH, NH3, KI stb.). A változások leírása ionegyenletekkel.

1.2. Kvantitatív analízis elmélet1.) Írja le összefüggő szövegben, hogyan tudná elvégezni acidi-alkalimetriásan az alább felsorolt anyagok meghatározását? (oldás – ha szükséges, alapreakció ionegyenlete, mérőoldat, indikátor, esetleges segédanyag vagy kiegészítő művelet, az eredményszámítás elvi menete (melyik mérésből milyen adatot kapunk meg), mérendő vegyület/mérőoldat mólarány). A keverékek (kötőjellel jelölve a tagjait) egyéb indifferens alkotókat tartalmazhatnak, de egy-egy vegyületet elég egy komponensén keresztül mérni.ecetsav; ftálsav (pK: 2,92 és 5,41); Na2S (pK(H2S): 7 és 14); (MgCO3)3·[Mg(OH)2](A bázisos Mg-karbonát, vízben nem oldható! Hogyan ellenőrizné, hogy sztöchiometrikus-e?); KNO3 – HCl; FeS; KHCO3; borkősav (pK: 3,22 és 4,82); bórsav-NaOH; NaOH – Na2CO3; Na-oxalát – oxálsav; Na2S2O3, NaOH – Na2CO3; papaverin (pKb = 7,60); (NH4)2S – NH4Cl (H2S pK1 = 7,0, pK2 = 14,0); bórsav – HNO3

2.) Bórax szennyezés!vizsgálata: Az ismeretlenből kiforralt desztillált vízzel (A: miért?) törzsoldatot készítünk. A törzsoldat megfelelő részleteit B indikátor mellett, C mérőoldattal D színig titráljuk (E: egyenlet, F: miket határozunk meg ebben a lépésben?, G: mérőoldat/mérendő mólarányok). Az oldatot nem forraljuk ki (H: miért?). Ezután I segédanyagot (J: egyenlet) és K indikátort adunk a titrálandó oldathoz, majd L mérőoldattal folytatjuk a titrálást (M: miket határozunk meg ebben a lépésben?, N: mérőoldat/mérendő mólarányok, O: kiforraljuk-e?, ha igen, mikor?, P: színváltás?). Az egyik mérőoldat karbonátmentes kell legyen (Q: melyik?, R: hogyan készítené?). S: Azonos koncentrációjú mérőoldatokat feltételezve, hogyan állapítaná meg a fogyásokból, hogy a bórax bórsavval vagy NaOH-dal szennyezett?

3

3.) NH4Cl meghatározása: A vizsgálandó oldatrészletet csiszolatos desztilláló lombikba pipettázzuk, hígítjuk, A indikátort (B: miért?), 1-2 csepp sósavat (C: miért?) és D segédanyagot/eszközt adunk hozzá. A desztilláló berendezés csiszolatait paraffinolajjal bekenve (E: miért?) összeszereljük és az oldatot pár percig forraljuk (F: miért?). Ezután illesztjük hozzá a szedőt (G: miért nem korábban?), úgy, hogy a hűtő szára a szedőfolyadékot félmagasságig felszívja (H: miért?) és a melegítéssel szabályozva így tartjuk a desztilláció végéig. A csapos tölcséren keresztül I oldatot (J: milyen pontossággal mérjük be?) csepegtetünk a desztilláló lombikba (K: egyenlet) és 20 percig (20-30 cm3-t) desztillálunk, ügyelve, hogy a desztilláló lombikban az oldat végig L kémhatású legyen. Ekkor a szedőlombikot a forralás megszüntetése nélkül (M: miért?) lesüllyesztjük, még pár percig folytatjuk a desztillálást (N: miért?), kívülről belemossuk a hűtőcsövet, majd titráljuk. Ha a szedőoldatunk O volt, P indikátor mellett Q oldattal, ha a szedőoldatunk R volt, akkor S indikátor mellett T oldattal titrálunk (U: NH4Cl/mérőoldat mólarányok). V: A felsorolt oldatok (C-nél szereplő sósav, I, O, Q, R, T) közül melyiket kell faktoroznunk?

4.) Tioszulfát meghatározása: A meghatározás alapja az A ionegyenlet. Vizsgálandó oldatunk megfelelő részletét hígítjuk, majd B-t adunk hozzá feleslegben (C: honnan tudjuk, hogy mikor került feleslegbe?). A felesleget eltávolítjuk (D: hogyan?, E: miért zavarna a mérésnél?) és ellenőrizzük, hogy nincs már az oldatban (F: hogyan?) Az oldat bepárlódását kerüljük (G: miért?). Az előkészített oldatot H indikátor mellett I mérőoldattal titráljuk, a színváltás: J. Ha nagyon elhúzódó az átváltás (K: mi okozhatja ezt?), az oldatot kiforraljuk (L: a titrálás mely pontján/fázisában kell ezt megtennünk?) M: miért nevezzük ezt az eljárást sokszorozó eljárásnak? N: Bizonyítsa egy ionegyenlettel, hogy más iont is ugyanilyen elven mérhetővé tudunk tenni! O: Meg lehet-e határozni a tioszulfátot a fenti módon, ha az oldat SO2-t is tartalmaz? Ha igen, milyen indikátort használna ebben az esetben? Ha nem, indokolja, miért!

5.) Sósav mérőoldat faktorozása: A kb. 0,1 M sósavat A-ra faktorozzuk. A titrálólombikba mért mennyiséget desztillált vízben oldjuk, B indikátort adunk hozzá és C oldattal titráljuk (D: egyenlet) E színig. Ekkor F-t adunk hozzá, forraljuk, míg G látható változás nem történik. Ekkor lehűtjük (H: miért nem érdemes tovább forralni?), és tovább titráljuk I szín eléréséig. J: Miért zavarná a mérést az a komponens, amelyet a forralással elűzünk? K: Milyen irányú hibát okoz a faktorban, ha nem forraljuk ki megfelelően? L: Mennyit kell bemérni A-ból, hogy kb, 10 cm3 legyen a fogyás? M: Soroljon fel még három erre a célra alkalmas faktoralapanyagot!

6.) A következő anyagok mérhetőek-e közvetlenül acidi-alkalimetriásan? Röviden (szükség esetén számítással) indokolja válaszát! Ha igen, javasoljon indikátort és adja meg a mérőoldat/mérendő vegyület mólarányt! Indikátorok: metilnarancs (pKInd = 4,3); metilvörös (pKInd = 5,3); lakmusz (pKInd = 7,0); fenolftalein (pKInd = 8,5); timolftalein (pKInd = 9,8).a) ammónium-klorid (ammónia pKb = 4,70); b) borkősav (pK: 3,22 és 4,82); c) dinátrium-oxalát (oxálsav pKs1 = 1,23, pKs2 = 4,19); d) HCN (pK = 9,21); e) foszforsav (pK1 = 2,12, pK2

= 7,21, pK3 = 12,67); f) tejsav (pK = 3,86)

7.) a) Hogyan határozná meg egy karbonátosodott KOH-oldat karbonát-tartalmát?

4

b) Hogyan határozná meg egy porkeverék (NH4)2SO3 – tartalmát (H2SO3: pKs1 = 1,81,pKs2 = 6,91; NH3: pKb1 = 4,70)? Csak a kérdésre válaszoljon összefüggő szöveggel, legyen benne az alapreakció ionegyenlete, mérőoldat, indikátor, esetleges segédanyag vagy kiegészítő művelet, mérendő vegyület/mérőoldat mólarány.

8.) Igaz vagy hamis? A válasz csak akkor fogadható el, ha szövegesen (ahol lehet, számítással vagy ionegyenlet felírásával is) indokolja!a) Ha ammóniát sósavba desztillálunk, a titrálás végpontjelzésre fenolftaleint kell használni.b) A borkősav mérhető egyértékű savként (pK: 3,22 és 4,82).c) A dinátrium-oxalát acidi-alkalimetriásan meghatározható (oxálsav pKs1 = 1,23,pKs2 = 4,19).d) A nátrium-szulfid alkalimetriásan meghatározva több mérőoldatot fogyaszt, mint a vele egyenlő anyagmennyiségű tioszulfát.e) NaOH mérőoldat esetén túltitrálást okoz, ha a mintát nem forraljuk ki.

1.3. Kvalitatív analízis1.) Ismeretlen anyagáról hogyan döntené el színe, vízoldhatósága (a vizes oldat kémhatása) vagy legfeljebb egyetlen reakció felhasználásával, hogy az egy sorban felsoroltak közül melyik anyag van a kémcsőben? Pozitív reakcióknál írjon pontos körülményeket és ionegyenletet, jelölje a színeket és csapadékokat!MnSO4 vagy MnSAgCl vagy HgCl2

Cd(OH)2 vagy Al(OH)3

Sb2S3 vagy ZnSSb2S3 vagy As2S3

CuSO4 vagy CoCl2

HgS vagy FeSBi2S3 vagy BiI3

Cr3+ mellett: Cu2+ vagy HAsO32-

Cd2+ vagy Hg2+ vagy Bi3+

Cr3+ mellett: Cu2+ vagy Co2+

Sb2S3 vagy HgS vagy FeSCu(OH)2 vagy Cr(OH)3 vagy Zn(OH)2

PbCl2 vagy FeCl3 vagy AgCl(Ni2+ és SnCl4

2-) vagy (Ni2+ és Pb2+) vagy (Ni2+ és Mn2+)

2.) A tanult ionok/vegyületek közül melyek felelnek meg az alábbi feltételeknek:a) ion, savas közegben H2S-nel nem reagál, de oldatából (NH4)2S hatására fekete csapadék válik le;b) ion, se reagens NH3, se reagens KOH feleslegében nincs csapadéka (írja fel a keletkezett ionokat!);c) narancsvörös színű vegyület, KOH-oldatban nem oldódik, viszont KI-oldatban könnyedén (írja fel a vonatkozó ionegyenlet(ek)et!)d) ion, savas közegben H2S-nel fekete csapadékot képez (a csapadékokat írja fel!)e) sárga por, vízben és reagens savban nem, de NaOH-ban oldódik (egyenlet(ek))f) intenzív kék színű komplexet tartalmazó oldat, sav hatására kék csapadék válik le, mely a sav feleslegében kék színnel oldódik (egyenletek)g) ion, hidroxocsapadéka/komplexe hipoklorit hatására színt vált (keletkezett vegyületek)Hogyan tudná a legegyszerűbben (egy reakció felhasználásával) megkülönböztetni a következő vegyületpárok tagjait? Pozitív reakcióknál írjon pontos körülményeket és ionegyenletet, jelölje a színeket és csapadékokat!CdS-SnS2; AgCl-Hg2Cl2; NiS – BiI3

5

3.) Az alábbi vegyületek közül melyek azok, amelyek vízben nem, de reagens (2M) salétromsavban oldódnak? A) mangán(II)-szulfid; B) ólom-jodid; C) kobalt-klorid;D) bárium-szulfát; E) ezüst-kromát; F) bárium-hidrogén-foszfát; G) arzén(III)-szulfid; H) cink-karbonát; I) kalcium-oxalát; J) ammónium-szulfid

4.) a) A felsoroltak közül melyiknek van csapadéka ammónium-szulfid feleslegében? ezüst-, arzén(V)-, alumínium-, bizmut-, antimon(III)- és króm(III)-ion (a csapadékokat írja fel!)A tanult ionok/vegyületek közül melyek felelnek meg az alábbi feltételeknek:b) hidroxidcsapadék, levegőn oxidálódik (oxidáció egyenlete)c) halványsárga oldat, lúgos kémhatású, savanyításra narancsvörös csapadék válik le (egyenlet)d) ion, savas közegben jodiddal jódképződés közben reagál. (egyenlet)e) ion, kloridcsapadéka sem ammóniában, sem nátronlúgban nem oldható (a kloridcsapadékot írja fel!)

5.) a) Írja fel, milyen csapadék válik le (ha leválik) a következő ionok oldatát kénhidrogénnel telítve! arzén(III)-, alumínium-, ezüst-, vas(II)-ionokb) Miben oldhatók fel legegyszerűbben a következő vegyületek? Kémiai oldás esetén írja fel a reakció ionegyenletét is! cink-szulfid, kadmium-szulfát, ón(II)-klorid, higany(II)-jodid, króm-hidroxid, antimon(V)-szulfid, ezüst-oxid, kobalt-nitrát, ólom-szulfát

6.) a) A felsorolt ionok közül melyikből keletkezik ammin-komplex reagens ammónia hatására? arzenát-, kadmium-, ólom-, tetrakloro-sztannát, bizmut-, tetrakloro-antimonát-ion. A komplexet írja fel!b) Ismeretlenünk egy iont tartalmaz, ammónium-szulfid feleslegével nem ad csapadékot, bizonyos körülmények között viszont kálium-jodiddal reagál. Milyen ion lehet az oldatban? c) Ismeretlenünk egy iont tartalmaz, oldata (nem erősen, de) savas (pH = 4-5), melyből NaOH hatására fehér csapadék válik le, ami a reagens feleslegében nem oldódik. Milyen iont tartalmazhat az oldat? A b) és c) esetben írja két oszlopba a lehetséges, ill. kizárt ionokat, a lehetségeseknél az ionegyenleteket is!

1.4. Titrálási görbe számítása1.) 20 cm3 0,05 M egyértékű gyenge bázist (Kb = 2*10-6) 50 cm3-re hígítunk és titráljuk 0,1 M HCl-oldattal. Mennyi az oldat pH-ja a) a titrálás megkezdésekor; b) 80 %-os titráltságnál;c) 110 %-os titráltságnál; d) az ekvivalencia-pontban?e) A felsoroltak közül mely indikátor lenne a legalkalmasabb a végpont jelzésére? metilnarancs (pKInd = 4,3); p-etoxi-krizoidin (pKInd = 4,5); metilvörös (pKInd = 5,3); lakmusz (pKInd = 7,0); fenolftalein (pKInd = 8,5); timolkék (pKInd = 8,8)Mekkora lenne a hiba, ha f) metilnarancs, g) fenolftalein mellett titrálnánk?

2.) Ecetsavat (Kd = 1,8*10-5) és Na-acetátot tartalmazó minta 50 cm3-ét 0,1000 M-os NaOH-oldattal titráljuk. A fogyás 10,55 cm3, a minta kezdetben pH = 5 a) Mennyi az eredeti ecetsav- és acetát-koncentráció? Mennyi a pH b) 7 cm3 fogyásnál; c) 12 cm3 fogyásnál; d) az ekvivalencia-pontban?e) A felsoroltak közül mely indikátor lenne a legalkalmasabb a végpont jelzésére? fenolftalein (pKInd = 8,5); timolkék (pKInd = 8,8); timolftalein (pKInd = 9,5)

6

f) Mekkora az indikátorhiba, ha a pKInd = 10,5 indikátor-kitevőjű indikátort használunk a végpont jelzésére?

3.) Monoklór-ecetsav (Kd = 1,20*10-3) oldatából kipipettázunk 10 cm3–t, 40 cm3-re hígítjuk és titráljuk 0,1 M NaOH-oldattal. A végpontban a fogyás 15 cm3. Mennyi az oldat pH-ja a) a titrálás megkezdésekor; b) 9 cm3 fogyásnál; c) 15 cm3 fogyásnál; d) 16 cm3 fogyásnál? A pH-kat 0,01 pH-ra pontosan adjuk meg!e) Milyen kellene legyen az indikátor savi állandója (indikátorexponens), hogy az ekvivalencia-pontban jelezzen?Mekkora lenne a hiba, ha f) metilnarancs (pKInd = 4,3) vagy g) fenolftalein (pKInd = 8,5) mellett titrálnánk?Monoklór-ecetsav Na-sójából 0,01 M oldatot készítünk. Ennek 50 cm3-ét titráljuk 0,1 M HCl-oldattal. Mennyi a pH h) 50%-os titráltságnál és i) az ekvivalencia-pontban?

4.) Egy egyértékű gyenge bázis (pKb = 5,19) 20 cm3-ét 40 cm3-re hígítjuk és titráljuk 0,1 M HCl-oldattal, az ekvivalencia-pontban a fogyás 5 cm3. Mennyi az oldat pH-ja a) a titrálás megkezdése előtt; b) 90 %-os titráltságnál; c) 110 %- os titráltságnál?d) Számítsa ki, milyen kellene legyen az indikátor savi állandója (indikátorexponense), hogy a pontos ekvivalencia-pontban jelezzen!f) Mekkora lenne a hiba, ha brómtimolkék (pKInd = 7,3) mellett titrálnánk?g) Ha a kezdeti oldat 0,1 M NaOH-t is tartalmazna, és hígítás nélkül titrálnánk, mennyi lenne a pH-ja a titrálás megkezdésekor és h) az első ekvivalencia-pontban?

5.) 50 cm3 0,01 M a) ecetsavat; b) perklórsavat titrálunk 0,05 M NaOH-oldattal. Mennyi a pH 80 %-os, 100 %-os és 120 %-os titráltságnál? Ks(HAc) = 2*10-5

c) Mekkora az indikátorhiba az a) esetben, ha timolftaleint (pKInd = 9,8) használunk?

6.) Etil-amin (Kb = 5,6*10-4) oldatából kipipettázunk 10 cm3–t, 40 cm3-re hígítjuk és titráljuk 0,1 M HCl-oldattal. Az ekvivalencia-pontban a fogyás 15 cm3. Mennyi az oldat pH-ja a) a titrálás megkezdésekor, b) 9 cm3 fogyásnál; c) 15 cm3 fogyásnál; d) 16 cm3 fogyásnál?e) Milyen kellene legyen az indikátor savi állandója (indikátorexponens), hogy az ekvivalencia-pontban jelezzen? f) Mekkora lenne a hiba, ha fenolftalein (pKInd = 8,5) mellett titrálnánk?

7.) 20 cm3 0,05 M salétromsavat 100 cm3-re hígítunk és titrálunk 0,1 M NaOH-mérőoldattal. Mennyi az oldat pH-ja a) a titrálás megkezdésekor, b) 90 %-os titráltságnál; c) 110 %-os titráltságnál és d) az ekvivalencia-pontban?e) Mekkora lenne a hiba, ha metilnarancs indikátort (pKInd = 4,3) használnánk? Azonos körülmények között (20 cm3 0,05 M savat 100 cm3-re hígítunk és a mérőoldat 0,1 M NaOH-oldat) ecetsavat (Kd = 2*10-5) titrálunk.Mennyi az oldat pH-ja f) 90 %-os titráltságnál; g) 110 %-os titráltságnál és h) az ekvivalencia-pontban? Az előző számításból sok adatot fel lehet itt használni, ezeket nem kell újra kiszámolni!

8.) 50 cm3 ammónia-oldatot (pKb = 4,70) titrálunk 0,1 M HCl-oldattal, az ekvivalencia-pontban a fogyás 20 cm3. Mennyi az oldat pH-ja a) a titrálás megkezdésekor, b) 90 %-os titráltságnál; c) 110 %-os titráltságnál és d) az ekvivalencia-pontban?

7

e) A felsoroltak közül mely indikátor lenne a legalkalmasabb az ekvivalencia-pont jelzésére? metilnarancs (pKInd = 4,3); p-etoxi-krizoidin (pKInd = 4,5); metilvörös (pKInd = 5,3); lakmusz (pKInd = 7,0); fenolftalein (pKInd = 8,5); timolkék (pKInd = 8,8); timolftalein (pKInd = 9,8)f) Mekkora lenne a hiba, ha metilnarancs mellett titrálnánk?g) Hány g-ot (elég 1 %-ra pontosan megadni) mérjünk be bórsavval kb. 10%-ban szennyezett bóraxból, hogy 0,1 M HCl-mérőoldattal az ismert módon titrálva a fogyás kb. 10 cm3 legyen? M(bórax) = 381,4 g/mol, M(bórsav) = 61,84 g/mol

9.) 50 cm3 0,02 M benzoesavat (pKs = 4,19) titrálunk 0,1 M NaOH-oldattal. Mennyi az oldat pH-ja a) a titrálás megkezdésekor, b) 85 %-os titráltságnál; c) 105 %-os titráltságnál és d) az ekvivalencia-pontban?Mekkora lenne a hiba, ha e) metilvörös (pKInd = 5,3); f) fenolftalein (pKInd = 8,5) mellett titrálnánk?

10.) 10 cm3 0,25 M monomer tejsav-oldatot (Ks = 1,38*10-4) 30 cm3-re hígítunk és titrálunk NaOH-oldattal, az ekvivalencia-pontban a fogyás 20 cm3. Mennyi az oldat pH-ja a) a titrálás megkezdése előtt; b) 95 %-os titráltságnál; c) 105 %-os titráltságnál?d) Számítással igazolja, hogy a felsoroltak közül mely indikátor lenne a legalkalmasabb az ekvivalenciapont jelzésére! p-etoxi-krizoidin (pKInd = 4,5); metilvörös (pKInd = 5,3); lakmusz (pKInd = 7,0); fenolftalein (pKInd = 8,5); timolkék (pKInd = 8,8); timolftalein (pKInd = 9,8)e) Mekkora lenne a hiba, ha metilvörös mellett titrálnánk?

11.) 1 mmol galluszsavat (Ks = 6,5*10-5) 80 cm3-re hígítunk és titrálunk NaOH-oldattal, az ekvivalencia-pontban a fogyás 20 cm3. a) Milyen töménységű a NaOH-oldat? b) Mennyi az oldat pH-ja 80 %-os titráltságnál? c) Számítással igazolja, hogy a felsoroltak közül mely indikátor lenne a legalkalmasabb az ekvivalenciapont jelzésére! p-etoxi-krizoidin (pKInd = 4,5); metilvörös (pKInd = 5,3); lakmusz (pKInd = 7,0); fenolftalein (pKInd = 8,5); timolkék (pKInd = 8,8); timolftalein (pKInd = 9,8). d) Mekkora a hiba, ha timolftalein mellett titráljuk?

12.) Feloldunk 50 cm3 vízben 0,1 mmol bárium-hidroxidot és titráljuk HCl-mérőoldattal, az ekvivalencia-pontban a fogyás 10 cm3. a) Milyen töménységű a HCl-oldat? Mennyi az oldat pH-ja b) 99 %-os titráltságnál; c) 102 %-os titráltságnál; d) az ekvivalencia-pontban? e) Mekkora az indikálás hibája, ha timolftalein (pKInd = 9,8) mellett titráljuk?

13.) Hidroxil-amin 0,03 M oldatának pH-ja 10,26. Ennek 40 cm3-ét titráljuk 0,1 M HCl-oldattal.a) Számítsa ki a bázis disszociáció-állandóját!Mennyi az oldat pH-ja b) 99 %-os titráltságnál; c) 100 %-os titráltságnál; d) 101 %-os titráltságnál?e) Mekkora lenne a hiba, ha brómtimolkék (pKInd = 7,3) mellett titrálnánk?f) Mérhető-e a hidroxilamin-hidroklorid (HO-NH3Cl) acidi-alkalimetriásan (indoklással)?

8

14.) (haladó) 40 cm3 oldatot, mely 0,03 M ecetsavra (Kd = 2*10-5) és 0,01 M sósavra nézve, titráljuk 0,1 M NaOH-oldattal. Mennyi az oldat pH-ja a) a titrálás megkezdésekor, b) 4 cm3

fogyásnál; c) 12 cm3 fogyásnál; d) 16 cm3 fogyásnál; e) 17 cm3 fogyásnál?Mekkora a hiba, ha a két savat együtt f) metilvörös (pKInd = 5,3); g) fenolftalein (pKInd = 8,5) mellett titráljuk?

1.5. Speciesz-eloszlás számítása, faktorozás1.) a) Melyik az uralkodó ionforma 0,1 M arzénsav pH = 4 oldatában?b) Mennyi az egyes formák koncentrációja?K1 = 5*10-3; K2 = 2*10-7; K3 = 6*10-10

2.) a) Sósavoldatot bóraxra faktorozunk: 0,2009 g bóraxra (M = 381,4 g/mol) a fogyás9,99 cm3. Mennyi a sósavoldat névleges koncentrációja és faktora?b) Mennyi annak a NaOH-oldatnak a névleges koncentrációja és faktora, melyből a megtitrált mintára (megfelelő előkészítés után) 10,02 cm3 fogy?c) Írja fel a két mérés során lejátszódó reakciók egyenleteit!

3.) Faktorozáshoz 0,1001 g KHCO3–ot mérünk be, desztillált vízzel 50 cm3-re hígítjuk.a) Számolja ki az oldat pH-ját!b) Az oldat pH-ját 6,8-ra állítjuk. Mennyi ekkor a domináns karbonát-formák aránya?c) Ha a b) oldatot az ekvivalencia-pont előtt kiforraljuk, milyen mérőoldatból (HCl vagy NaOH) és hány cm3 0,1000 M mérőoldat fogy a semlegesítésére?

4.) Egy régebbi KHCO3 K2CO3-tal szennyezett. Neutralizációs titrálása során fenolftalein indikátor jelenlétében 2,30 cm3 fogyást tapasztalunk, metilvörös mellett továbbtitrálva, kiforralás után további 9,20 cm3 a fogyás. Mennyi a két vegyület mólaránya a keverékben?M(KHCO3) = 100,1 g/mol; szénsav: pKs1 = 6,5, pKs2 = 10,6

5.) 100 cm3 0,01 M kénessavat (pKs1 = 1,81, pKs2 = 6,91) tartalmazó oldatot titrálunk 0,1 M KOH mérőoldattal.a) Számolja ki a pH-t 10 cm3 fogyásnál!b) Számolja ki, milyen ionok (specieszek) milyen koncentrációban vannak ekkor az oldatban! (Ha az a) rész nem sikerült, számoljon pH = 4 értéken!)

6.) Meghatározható-e a kénessav egyértékű savként? Ha igen, a felsoroltak közül mely indikátor lenne a legalkalmasabb a végpont jelzésére? metilnarancs (pKInd = 4,3);p-etoxi-krizoidin (pKInd = 4,5); metilvörös (pKInd = 5,3); lakmusz (pKInd = 7,0); fenolftalein (pKInd = 8,5); timolkék (pKInd = 8,8); timolftalein (pKInd = 9,8)

7.) EDTA 0,05 mol/dm3 oldatát pH = 5-re állítjuk be. Mennyi az egyes ionformák koncentrációja? Az EDTA protonálódási állandói (H+EDTA) K1 = 2,2*1010; K2 = 1,8*106;K3 = 560; K4 = 120; vagyis lgK1 = 10,34; lgK2 = 6,24; lgK3 = 2,74; lgK4 = 2,07

8.) 50 cm3 0,01 M foszforsavat titrálunk 0,1 M NaOH-oldattal. Mennyi a pH 7,5 cm3

fogyásnál? Érdemes összehasonlítani az állandók nagyságát!K1 = 7,6*10-3, K2 = 6,2*10-8; K3 = 1,8*10-12

9

9.) Bemérünk 0,0768 g NaHCO3-ot, oldjuk, majd 100 cm3-es mérőlombikban jelre töltjük. Faktorozandó sósav mérőoldatunkból 9,21 cm3 fogy 10,02 cm3-ére. Mennyi a sósavoldat névleges koncentrációja és faktora? M(NaHCO3) = 84,01 g/mol

10.) Bemérünk 0,0583 g Na2S2O3·5 H2O-t, vízben feloldjuk megfelelő előkészítés után NaOH-mérőoldattal titráljuk. Mennyi ennek pontos koncentrációja, ha 11,56 cm3 a fogyás? Hogyan történik az előkészítés (egyenlet is)?M(Na2S2O3·5 H2O) = 248,12 g/mol

11.) Bemérünk 0,1685 g HgO-ot, 10,00 cm3 sósavban oldjuk. A savfelesleg visszamérésére 9,21 cm3 1,013 faktorú 0,05 M NaOH-oldat fogy.a) Mennyi a sósavoldat névleges koncentrációja és faktora?b) A HgO oldódik KI-ban, jodokomplex képződése mellett. Mennyi HgO-t kellene bemérnünk, hogy kb. 10 cm3 legyen a fogyás a fenti sósav-mérőoldatból, ha HgO-t KI-os oldást követően közvetlenül titrálnánk? M(HgO) = 216,6 g/mol

12.) Egy 0,01 M, pH = 4 értékre pufferolt citromsavoldatban mennyi az egyes citrátformák koncentrációja? A citromsav savi disszociáció-állandói: pK1 = 2,80; pK2 = 4,08; pK3 = 5,33

13.) a) Meghatározható-e 1 mmol méretben, 100 cm3 végtérfogatban- az oxálsav egyértékű savként (pK1=1,23, pK2=4,19)- a kénessav egyértékű savként (pK1=1,81, pK2=6,91)- a hidrazínium-szulfát egyértékű savként (hidrazin, N2H4 bázisállandói pK1=6,0, pK2=12,0)- a foszforsav kétértékű savként (pK1=2,12, pK2=7,21, pK3=12,67)- a citromsav kétértékű savként (pK1=2,80, pK2=4,08, pK3=5,33)?Ha igen, a felsoroltak közül mely indikátor lenne a legalkalmasabb a végpont jelzésére? Választását számítással indokolja! metilnarancs (pKInd = 4,3); p-etoxi-krizoidin (pKInd = 4,5); metilvörös (pKInd = 5,3); lakmusz (pKInd = 7,0); fenolftalein (pKInd = 8,5); timolkék(pKInd = 8,8); timolftalein (pKInd = 9,8)b) Törzsoldatot (100 cm3) készítünk 0,3298 g oxálsavból és ennek 10,00 cm3 részletét titráljuk fenolftalein indikátor mellett a faktorozandó NaOH-oldattal. A fogyás 10,23 cm3. Mennyi a NaOH-oldat névleges koncentrációja és faktora? M = 126,07 g/mol

14.) Sósav mérőoldatot faktorozunk tiszta bóraxra, 0,1006 g bemérésre az ismert reakcióegyenlet alapján 10,23 cm3 a fogyás. Mennyi a mérőoldat pontos koncentrációja? Mennyi lehet a névleges koncentrációja és a faktora?

15.) 0,1 M (f = 1,022) NaOH-oldatot 0,0990 g hidrazínium-szulfátra (M = 105,0 g/mol, egyértékű sav) faktoroztuk. Mennyi volt a fogyás?

16.) Hány g HgO-t mérjünk be a faktorozáshoz, hogy KI-ban oldva kb. 10 cm3 legyen a fogyás egy 0,05 M (f = 1,056) sósavoldatból? (M(HgO) = 216,6 g/mol)

17.) Oldatunkban az össz. oxalát-koncentráció 0,1 M, a pH-ja 3.a) Mennyi az egyes disszociált formák aránya?b) Ha indikátoros végpontjelzést szeretnénk alkalmazni, sósav- vagy NaOH- mérőoldattal titráljuk ezt az oldatot? (indokolja válaszát!)c) Hány cm3 0,1 M mérőoldat szükséges, hogy ebből az oldatból 10 cm3-t megtitráljunk? oxálsav: Ks1 = 5,89*10-2; Ks2 = 6,46*10-5

10

18.) A HgO oldódik KI-ban, jodokomplex képződése mellett. Bemérünk 0,2267 g HgO-ot és faktorozandó sósav-mérőoldatunkkal titrálva a fogyás 10,23 cm3. a) Írja fel a lejátszódó reakció ionegyenletét! b) Mennyi a sósavoldat pontos és névleges koncentrációja és faktora?c) Mekkora térfogatra lenne szükség ebből a sósavoldatból, hogy 100 cm3 0,03 M nátrium-trifoszfát oldat pH-ját 7,21-re állítsuk?d) Melyik foszfát-formá(k)nak legnagyobb a koncentrációja ebben a pH = 7,21 oldatban?M(HgO) = 216,6 g/mol, foszforsav: pK s1 = 2,12, pK s2 = 7,21, pK s3 = 12,32

19.) Porkeverékünk 2:1 mólarányban tartalmaz KHCO3-ot (2) és Na2CO3-ot (1). Egy 0,1 g-os részletét 50 cm3 vízben oldjuk. szénsav: pKs1 = 6,5, pKs2 = 10,6a) Mennyi az oldat pH-ja?b) Mennyi a fenolftalein pKInd értéke, ha pont az ekvivalencia-pontban jelez?c) Mi a mérőoldat?d) Ha az ekvivalencia-pontban 5,00 cm3 a fogyás, mennyi a fogyás, ha egy másik, ugyanekkora tömegű részletet metilvörös mellett, kiforralással titrálunk?e) Mi ekkor a mérőoldat?M(KHCO3) = 100,1 g/mol, M(Na2CO3) = 106,0 g/mol, de nem kell használni

20.) Összeöntöttünk oxálsav- és nátrium-oxalát-oldatot. A pH-ja 4,0 lett.a) Mennyi az egyes disszociált formák koncentrációaránya?b) Ha indikátoros végpontjelzést szeretnénk alkalmazni, milyen indikátort használjunk és sósav- vagy NaOH- mérőoldattal titráljuk ezt az oldatot (csak indoklással fogadható el!)?c) Ennek a mérőoldatnak 0,1 M oldatából 10 cm3 a fogyás. Milyen anyagmennyiségeket öntöttünk össze?oxálsav: Ks1 = 5,89*10-2; Ks2 = 6,46*10-5

21.) (haladó) A gyömbér üdítő pH-ja 2,82. Fenolftalein mellett 20,00 cm3-ét megtitrálva a fogyás 6,11 cm3 0,1000 M NaOH. Mennyi az összes citrát-tartalma, ha feltételezzük, hogy csak az a „savanyúságot szabályozó” anyag? pKs1 = 2,8; pKs2 = 4,08; pKs3 = 5,33

1.6. Eredményszámolás1.) Szennyezett Na2CO3-ból (M = 106,0 g/mol) bemérünk 0,1205 g-ot és titráljuk 0,1 M(f = 0,998) HCl-oldattal. Fenolftalein mellett a fogyás 7,83 cm3, metilvörös mellett kiforralással további 9,35 cm3 a fogyás.a) Az anyag hány %-a Na2CO3?b) Milyen mennyiségben (m/m%) tartalmaz a minta más acidi-alkalimetriásan aktív komponenst (NaOH, M = 40,00 g/mol vagy NaHCO3, M = 84,01 g/mol),(m/m%)?c) Mennyi az egyéb szennyező anyagok (nedvesség) m/m%-a?

2.) NaOH-ot (M = 40,00 g/mol) és KHCO3-ot (M = 100,1 g/mol) keverünk össze 1:3 tömegarányban. Feloldjuk vízben és HCl-oldattal titráljuk. Mennyi lesz a fenolftalein melletti és a metilvörös melletti további fogyás aránya?

3.) Szennyezett bóraxból (M = 381,4 g/mol) 0,1610 g-ot feloldunk és az ismert módon titráljuk. Az első 0,1 M (f = 1,056) mérőoldatból 7,65 cm3 a fogyás, megfelelő előkészítés után a 0,1 M másodikból (f = 0,963) 16,77 cm3 a fogyás.

11

a) Írja fel az ide vonatkozó reakcióegyenleteket! Mik a mérőoldatok és az indikátorok? Jelezze a színváltást is!b) Az anyag hány %-a bórax?c) Tartalmaz-e a minta, és ha igen, milyen mennyiségben (m/m%) más acidi-alkalimetriásan aktív komponenst (NaOH, M = 40,00 g/mol vagy bórsav, M = 61,84 g/mol)?

4.) Az (NH4)2S előállításakor NH3-oldaton H2S-t buborékoltatnak keresztül, így az oldat jobbára ammóniát vagy kénhidrogént tartalmaz feleslegben. A) Törzsoldatunk 10,10 cm3-ét kénsavval megsavanyítva ledesztilláltuk, a szedőként 25 cm3 0,1 M Cd(NO3)2 oldatot használtunk. A szedőben lévő oldathoz brómos vizet csepegtettünk (a csapadék feloldódott), a felesleg brómot forralással eltávolítottuk. A keletkezett oldatot 19,10 cm3 0,1 M (f = 1,022) NaOH-mérőoldat semlegesítette. B) Törzsoldatunk másik 10,10 cm3-ét NaOH hozzáadásával desztilláltuk le, a szedőbe deszt. vizet tettünk. A szedő tartalmának titrálására 6,87 cm3

0,05015 M HCl fogyott.a) Mennyi a törzsoldat teljes NH3-koncentrációja (mol/dm3)?b) Írja fel az A) esetben az elnyeletés és a brómos reakció egyenletét!c) Számolja ki a törzsoldatban az (NH4)2S és a felesleg összetevő koncentrációját (mol/dm3)!

5.) Ólom-nitrát és salétromsav tartalmú oldatunkat elemeztük. A minta 20,25 cm3-éből100,0 cm3 törzsoldatot készítettünk. A) Törzsoldatunk 9,99 cm3-ét 50 cm3-re hígítottuk, kénhidrogént vezettünk bele, majd leszűrtük. A szűrletet alapos kiforralás után metilvörös indikátor mellett 0,1 M (f = 1,022) NaOH-mérőoldattal titráltuk. A fogyás 11,25 cm3.B) Törzsoldatunk másik 9,99 cm3-ét NaCl-dal kezeltük, a csapadékos oldatot a fenti NaOH-oldattal titrálva metilvörös indikátor mellett a fogyás 5,35 cm3.a) Írja fel a mérésekhez tartozó ionegyenleteket!b) Milyen koncentrációban tartalmaz az eredeti minta salétromsavat?c) Az eredeti minta hány vegyes(m/V) %-os ólom-nitrátra nézve? (M = 331,2 g/mol)

6.) Egy bórax-tartalmú oldat (M = 381,4 g/mol) 19,95 cm3-ét az ismert módon titráljuk. Az első 0,05 M (f = 1,056) mérőoldatból 7,90 cm3 fogy, megfelelő előkészítés után a 0,1 M másodikból (f = 0,963) 11,92 cm3 a fogyás.a) Írja fel az ide vonatkozó reakcióegyenleteket! Mik a mérőoldatok és az indikátorok?b) Hány g bóraxot tartalmaz az oldat 100 cm3-e?c) Tartalmaz-e a minta, és ha igen, milyen mennyiségben (g/100 cm3) más acidi-alkalimetriásan aktív komponenst (NaOH, M = 40,00 g/mol vagy bórsav, M = 61,84 g/mol)?

7.) Oldatunk ismeretlen koncentrációban tartalmaz Hg(II)-nitrátot és salétromsavat. A vizsgálandó oldat 10,13 cm3-éből 100 cm3 törzsoldatot hígítunk, ennek 10,13 cm3-es részleteivel végezzük a következő két analízist: A) A kétszeresére hígított, forrásig melegített oldatot kénhidrogén-gázzal telítjük, a csapadékos oldatot szűrjük, a szűrletet alaposan kiforraljuk, majd lehűtés után titráljuk NaOH-mérőoldattal. A fogyás 11,33 cm3. B) Másik részletében 2 g nátrium-tioszulfátot oldunk fel (stabil ditioszulfáto-merkurát(II) komplex alakul ki), majd a fenti lúg mérőoldattal titrálva 4, 56 cm3 fogyást tapasztalunk. C) 20,13 cm3

0,01 M (f = 1, 095) kénsav-mérőoldatra a fenti lúgoldatból 8,94 cm3 fogy.a) Mennyi a NaOH-mérőoldat pontos koncentrációja?b) Írja fel A) és B) esetben az előkészítés során lejátszódó reakció ionegyenletét!

12

c) Hány g Hg(II)-nitrátot (M = 342,6 g/mol) tartalmaz az eredeti oldat 100 cm3-e?d) Hány mólos az eredeti oldat salétromsavra nézve?e) Miért van szükség a B) esetben a tioszulfátra?

8.) Egy bórax-tartalmú oldat (M = 381,4 g/mol) 10,25 cm3-ét az ismert módon titráljuk. Az első 0,1 M (f = 0,968) mérőoldatból 7,68 cm3 fogy, megfelelő előkészítés után a 0,1045 M másodikból 10,96 cm3 a fogyás.a) Írja fel az első titráláshoz tartozó ionegyenletet!b) Írja fel a második titráláshoz tartozó ionegyenletet!c) Hány g bóraxot tartalmaz az oldat 100 cm3-e? d) Tartalmaz-e a minta, és ha igen, milyen mennyiségben (g/100 cm3) más acidi-alkalimetriásan aktív komponenst (NaOH, M = 40,00 g/mol vagy bórsav, M = 61,84 g/mol)?e) Ha csak NaOH és bórsav áll rendelkezésére, mennyit kell ezekből bemérnie, hogy a fentivel azonos összetételű 100 cm3 oldatot kapjon?

9.) Az AdBlue® folyadék a kipufogógázba fecskendezett NOx-redukáló adalékszer, mely karbamidot tartalmaz. Analíziséhez 2016 mg-jából 100 cm3 törzsoldatot készítünk. Desztilláló lombikba mérünk ebből 10,16 cm3-t, majd kénsavval forraljuk (eközben ammónium-ionra és CO2-ra bomlik). Ezután NaOH-ot adunk hozzá feleslegben, és a felszabaduló gázt 20,16 cm3

0,0985 M kénsav-mérőoldatba desztilláljuk. A kénsav feleslegét 8,69 cm3 NaOH mérőoldat méri vissza. Ugyanezen mérőoldatból 0,7774 g kálium-bijodátra 9,87 cm3 fogyást kapunk.a) Írja fel a kénsavas átalakítás ionegyenletét! b) Hány tömegszázalékos az AdBlue®-oldat karbamidra nézve? Az eredményt analitikai pontossággal adja meg!M((NH2)2CO) = 60,07 g/mol; M(KH(IO3)2) = 389,9 g/mol

1.7. Minta ZH1.) Hogyan tudná elvégezni acidi-alkalimetriásan az alább felsorolt anyagok meghatározását? (alapreakció ionegyenlete, mérőoldat, indikátor, esetleges segédanyag vagy kiegészítő művelet, az eredményszámítás elvi menete, egyenérték). A keverékek egyéb indifferens alkotókat tartalmazhatnak, de egy-egy vegyületet elég egy komponensén keresztül mérni. NaOH – Na2CO3; papaverin (pKb = 7,60); (NH4)2S – NH4Cl (H2S pK1 = 7,0, pK2 = 14,0); bórsav – HNO3

2.) Ismeretlen anyagáról hogyan döntené el színe, vízoldhatósága (a vizes oldat kémhatása) vagy legfeljebb egyetlen reakció felhasználásával, hogy az egy sorban felsoroltak közül melyik anyag van a kémcsőben? Pozitív reakcióknál írjon pontos körülményeket és ionegyenletet, jelölje a színeket és csapadékokat! a) Sb2S3 vagy HgS vagy FeS b) Cu(OH)2 vagy Cr(OH)3 vagy Zn(OH)2 c) PbCl2 vagy FeCl3 vagy AgCl d) (Ni2+ és SnCl4

2-) vagy (Ni2+ és Pb2+) vagy (Ni2+ és Mn2+)

3.) a) Meghatározható-e 1 mmol méretben, 100 cm3 végtérfogatban - az oxálsav egyértékű savként (pK1 = 1,23; pK2 = 4,19) - a kénessav egyértékű savként (pK1 = 1,81; pK2 = 6,91)

13

- a hidrazínium-szulfát egyértékű savként(hidrazin, N2H4 bázisállandói pK1 = 6,0; pK2 = 12,0)

- a foszforsav kétértékű savként (pK1 = 2,12; pK2 = 7,21; pK3 = 12,67) - a citromsav kétértékű savként (pK1 = 2,80; pK2 = 4,08; pK3 = 5,33)? Ha igen, a felsoroltak közül mely indikátor lenne a legalkalmasabb a végpont jelzésére? Választását számítással indokolja! metilnarancs (pKInd = 4,3); p-etoxi-krizoidin (pKInd = 4,5); metilvörös (pKInd = 5,3); lakmusz (pKInd = 7,0); fenolftalein (pKInd = 8,5);timolkék (pKInd = 8,8); timolftalein (pKInd = 9,8) b) Törzsoldatot (100 cm3) készítünk 0,3298 g oxálsavból és ennek 10,00 cm3 részletét titráljuk fenolftalein indikátor mellett a faktorozandó NaOH-oldattal. A fogyás 10,23 cm3. Mennyi a NaOH-oldat névleges koncentrációja és faktora? (M = 126,07 g/mol)

4.) 50 cm3 0,02 M benzoesavat (pKs = 4,19) titrálunk 0,1 M NaOH-oldattal. Mennyi az oldat pH-ja a) a titrálás megkezdésekor, b) 85 és c) 105 %-os titráltságnál és d) az ekvivalencia-pontban? Mekkora lenne a hiba, ha e) metilvörös, f) fenolftalein mellett titrálnánk?

5.) Szennyezett bóraxból (M = 381,4 g/mol) feloldunk 0,1111 g-ot és az ismert módon titráljuk. Az első 0,1 M (f = 0,998) mérőoldatból 4,83 cm3 a fogyás, megfelelő előkészítés után a másodikból 0,1 M (f = 1,015) 11,35 cm3 a fogyás. a) Írja fel az első titrálási lépés reakcióegyenletét! Mi a mérőoldat és az indikátor? b) Az anyag hány %-a bórax? c) Milyen mennyiségben (m/m%) tartalmaz a minta más acidi-alkalimetriásan aktív komponenst (NaOH, M = 40,00 g/mol vagy bórsav, M = 61,84 g/mol)?

14

2. Komplex- és csapadékképződésen alapuló analitikai eljárások

2.1. KövetelményekKvantitatív rész:

Komplexképződési egyensúlyokkal kapcsolatos számítások, titrálási görbék (protonálódás és idegen komplexképzők hatása is).Gyakorló példák: 337-344, 419-436, 439-447, 450.Csapadékképződési - oldódási egyensúlyok: csapadékok leválasztása, ennek hibája, csapadékos titrálási görbék, indikátorhiba.Gyakorló példák: 346-352, 362, 453-456, 458, 459, 463.Komplexometria (kelatometria és nem-kelátképződéses), argentometria elmélete és gyakorlata az előadás, a praktikum, a laborgyakorlaton és a szemináriumon elhangzottak alapján: mérési lehetőségek, végpontjelzés, körülmények, álcázás, hibalehetőségek és kiküszöbölésük.Gravimetria: egyes ionok meghatározási lehetőségei; műveletek: lecsapószer, közeg, tömegállandóvá tétel módja, mérési forma.Mérőoldatok készítése, faktorozása; mérési eredmények számítása összetett esetekben is.

Kvalitatív rész:

Kationok reakciói: az egyes ionok ill. vegyületeik reakciói, megkülönböztetése egyszerű reagensekkel. Az osztályreakciók pontos ismerete. A változások leírása ionegyenletekkel.

2.2. Kvantitatív analízis elmélet1.) Hogyan tudná meghatározni az alább felsorolt keverékek mennyiségi összetételét? Megadandó: oldás – ha szükséges, alapreakció ionegyenlete, módszer, reakciók ionegyenlete; az eredményszámítás elvi menete (melyik mérésből milyen adatot kapunk meg), mérendő vegyület/mérőoldat mólarány; titrimetriánál: mérőoldat, közeg, indikátor, esetleges segédanyag vagy kiegészítő művelet (pl. visszamérés, desztillálás), gravimetriánál: lecsapószer, közeg, tömegállandóvá tétel módja. Egy-egy vegyületet elég az egyik komponensén keresztül mérni, de a keverékek egyéb közömbös alkotókat is tartalmazhatnak (az összegük nem 100%!). Gondoljon az egyes komponensek egymás meghatározására gyakorolt zavaró hatására is!

HgCl2; MgCl2-KCN; CaCO3-MgCO3; KAl(SO4)2-ZnSO4; (Fe(NH4)2(SO4)2 (Mohr-só)-CdSO4; Ag2CrO4-BaCrO4; sárgaréz Cu- és Zn-tartalma (E0

Cu = + 0,345 V);AgNO3-Cd(NO3)2; Hg(NO3)2-NiSO4; CuSO4-ZnSO4; KCN-KBr; Bi3+ - Cd2+; CaMg(CO3)2

(dolomit) pontos összetétele: CaxMg1-x(CO3)2; CuSO4 – KBr; FeCl3-KCl; Hg(NO3)2-ZnSO4; Fe(NH4)2(SO4)2-FeCl3

2.) Sárgaréz réz-és cink-tartalmának meghatározása: A vizsgálandó minta megtisztított részletét A-ban oldjuk és törzsoldatot készítünk belőle. Az együttes meghatározáshoz a törzsoldat megfelelő részleteihez annyi B-oldatot csepegtetünk, hogy a kezdetben leváló csapadék éppen feloldódjon (C: keletkezett komplexek képlete?), majd 100 cm3-re hígítjuk

15

(D: ~pH?). E indikátort használva az oldatot EDTA-mérőoldattal megtitráljuk(F: egyenlet(ek)). Bár az indikátor színváltása sárga → ibolya, kezdetben mégis lilás, esetleg barnás színt láthatunk (G: miért?). A törzsoldat másik, az előzővel azonos térfogatú részletéhez H-t szórunk (I: miért?), J-t öntünk (K: egyenlet), desztillált vízzel 100 cm3-re hígítjuk. Az L ionokat M mérőoldattal titráljuk (N: egyenlet(ek)) P indikátor jelenlétében, a pH-t Q hozzáadásával állítjuk be ~R értékre. S: A meghatározás során mely komponenseket kell analitikai pontossággal mérni? T: Hogyan aránylik egymáshoz a két fogyás, ha a sárgaréz 75 mól% rezet tartalmaz?

3.) Meg lehet-e határozni:a) Bi3+-ionokat szelektíven Mn2+-ionok jelenlétében kelatometriásan, pH = 1 értéken?b) Cu(NO3)2-CuCl2 keverék klorid tartalmát Mohr szerinti titrálással?c) Ag+- és Fe2+- ionokat együtt kelatometriásan, pH = 5 értéken?d) KSCN és NaCl porkeverék klorid-tartalmát gravimetriásan, Ag+-ionos lecsapással?A válasz csak értelmes indoklással fogadható el.

4.) Javasoljon módszert az alábbi ionpárok esetén a két ion közül valamelyik szelektív meghatározására kelatometriásan! Csak a kérdésre válaszoljon összefüggő szöveggel, legyen benne az álcázás módja és ionegyenlete; ha szükséges, segédanyag vagy kiegészítő művelet; pH, ennek beállítása, indikátor; visszamérés esetén segédmérőoldat; mérendő ion/mérőoldat mólarány. A Cu(II) blokkolja a savas-semleges közegben használatos indikátorainkat.Cu(II)-Zn(II); Cd(II)-Bi(III); Al(III)-Hg(II); Al(III)-Fe(II); Ca(II)-Mg(II); Hg(II)-Cu(II); Mn(II)-Fe(III)

5.) Javasoljon módszert az alábbi ionpárok esetén a két ion együttes meghatározására kelatometriásan (pH, ennek beállítása, indikátor, ha szükséges, segédanyag, vagy visszamérés (segédmérőoldat megnevezésével) jelölése)! A Cu(II) blokkolja a savas-semleges közegben használatos indikátorainkat.Al(III)-Fe(II), Cu(II)-Pb(II), Bi(III)-Cd(II), Ca(II)-Mg(II)

6.) Igaz vagy hamis? A válasz csak akkor fogadható el, ha szövegesen (ahol lehet, ionegyenlet felírásával is) indokolja!a) Egy oldat össz-keménysége meghatározható kelatometriásan, pH = 10 értéken.b) CuSO4-CuCl2 keverék klorid tartalmát meghatározhatjuk Mohr szerinti titrálással.c) pH = 6 beállítása lehetséges NH3/NH4

+ és HAc/NaAc pufferrel.d) kelatometriás visszaméréshez Cu(II)-oldatot használunk, mert a K(CuY) elég nagy.e) CN- és I- meghatározható egymás mellett argentometriásan, egy bemérésből.

2.3. Kvalitatív analízis1.) Ismeretlen anyagáról hogyan döntené el színe, vízoldhatósága (a vizes oldat kémhatása) vagy legfeljebb egyetlen reakció felhasználásával, hogy az egy sorban felsoroltak közül melyik anyag van a kémcsőben? Pozitív reakcióknál írjon pontos körülményeket és ionegyenletet, jelölje a színeket és csapadékokat!Ne felejtse el, hogy lángfestés, csapadékképződéssel járó vagy redox reakció (többnyire) csak oldatba vitt komponens esetén észlelhető!a) SrCO3 vagy MgCO3 vagy (NH4)2CO3

16

b) (BaCO3 és BaSO4) vagy (BaCO3 és Ba(BrO3)2) vagy (BaCO3 és BaCrO4)

c) Na2SO4 vagy Na2S2O3 vagy Na2S vagy Na2SO3

d) (Na2SO4 és alkáli-oxalát) vagy (Na2SO4 és alkáli-jodát) vagy (Na2SO4 és alkáli-hipoklorit)

BaSO4 vagy MgCl2 Na+ mellett Ca2+ vagy Mg2+

K2CO3 vagy KHCO3 BaCO3 vagy BaSCaCO3 vagy CaSO3 SO3

2- vagy S2-

Ca2+ vagy Sr2+ NH4S vagy MgCO3

BaSO4 vagy BaCrO4 CaCO3 vagy CaSO3

Ca2+ vagy Ba2+ Ba(OH)2 vagy BaCO3

OCl- vagy S2- K2CO3 vagy KHCO3

(NH4)2S vagy NH4Cl Na+ mellett Ca2+ vagy Ba2+

BaSO4 vagy BaCrO4 Na2SO3 vagy Na2S2O3

Na+ mellett Ca2+ vagy Sr2+ Ba2+ vagy Sr2+

(NH4)2S- vagy NH3-oldat CaCl2 vagy NH4ClNa2S vagy Na2S2O3 OCl- - vagy NH3-oldat(NH4)2CO3 vagy (NH4)2(COO)2 AgIO3 vagy AgBrO3

Ag3PO4 vagy BaCrO4 Ag2S vagy Ag2CO3

KCl vagy NH4Cl CaCl2 vagy SrCl2 vagy BaCl2

MgCO3 vagy BaCO3 BaCO3 vagy Ba(COO)2

SrCl2 vagy SrCO3

2.) A IV. – V. kationosztály és az I. anionosztály ionjai/vegyületei közül melyekre gyanakodhatunk, ha a következőket tapasztaljuk:a) egy vegyület vizes oldata, erősen lúgos kémhatású, lángfestése sárga (vegyületeket írja fel!)b) kation, ammónium-szulfiddal csapadékot ad (keletkezett vegyületeket írja fel!)c) anion, brómos vizet elszínteleníti (egyenleteket írjon!)

3.) Hogyan mutatna ki:NH4

+-iont K+-ion mellettS2O3

2--ot SO32- mellett

Ca2+-iont Sr2+-ion mellettBa2+-iont Sr2+-ion mellettOCl--ot IO3

- mellettSO3

2--ot SO42- mellett

oxalátot SO42- mellett

Mg2+-iont Ca2+-ion mellettK+-iont Na+-ion mellettS2--ot SO3

2- mellett

SO42--ot SO3

2- mellettCO3

2--ot S2- mellettMg(OH)2-ot CaCO3 mellettCO3

2--ot SO32- mellett

K+-iont NH4+-ion mellett

Ni2+-iont Cr3+-ion mellettBa2+-iont Cu2+-ion mellettMg2+-iont Zn2+-ion mellettSb(OH)6--iont Cr(OH)4

--ion mellettHg2+-iont Co2+-ion mellett

Tehát csak ez a két komponens lehet az oldatban, az elöl állóról kell eldönteni, van-e benne vagy nincs. Írjon pontos körülményeket, észlelést (szag nem elég!) és ionegyenletet, jelölje a színeket és csapadékokat! Ne felejtse el, hogy az ionok egymás kimutatását zavarhatják!

17

3.) Válasszon minden sorból egy kakukktojást színe, vízoldhatósága vagy a vizes oldat kémhatása alapján! Indokolja választását!a) MgNH4PO4, Ag2SO4, BaSO4, Ca(COO)2

b) nátrium-tioszulfát, nátrium-szulfát, nátrium-szulfit, kálium-bromátc) ezüst-foszfát, ezüst-kromát, ezüst-karbonát, bárium-kromát

2.4. Titrálási görbe számítása1.) Zn-ionokat tartalmazó 80 cm3 oldatot titrálunk 0,05 M EDTA-val, NH3-val pH = 10-re pufferolt oldatban, ahol [NH4

+] = 0,02 M. A Zn-ionok 70 %-a kerül EDTA komplexbe 14 cm3

fogyásnál.a) Mennyi a szabad és az EDTA-hoz nem kötött Zn2+ koncentrációja ebben a pillanatban; b) 25 cm3 fogyásnál; c) az ekvivalenciapontban? (2-2 érték!) (EDTA protonálódása elhanyagolható)d) Meg lehet-e titrálni 0,02 M Bi3+-oldatot pH = 3 értéken ennyi Zn2+ mellett? Vagyis: A Zn2+-ionok hány %-a van komplexben az ekvivalenciapontban? Melyikben?K(Zn-EDTA) = 3,2*1016; K(Bi-EDTA) = 6,3*1025; β(Zn+NH3) = 100; 1,3*104; 2*106; 6*107

Az EDTA protonálódási állandói sorban: K(H+EDTA) = 2,2*1010; 1,8*106; 560; 120; K(NH3) = 2*10-5

2.) Egy Pb2+-ionokat tartalmazó oldat 40 cm3-ét 100 cm3-re hígítjuk, miközben pH-ját 6-ra állítjuk. 20 cm3 fogy rá a 0,05 M EDTA mérőoldatból.a) Milyen koncentrációjú a kiindulási Pb2+-oldat?b) Mennyi a szabad Pb2+ koncentrációja 95 %-os titráltságnál; c) 105 %-os titráltságnál; d) az ekvivalencia-pontban? lgK(Pb-EDTA) = 18,0; az EDTA protonálódási állandói sorban: lgK1 = 10,34; lgK2 = 6,24; lgK3 = 2,74; lgK4 = 2,07

3.) Ni-ionokat 0,01 M koncentrációban tartalmazó 80 cm3 oldatot titrálunk 0,05 M EDTA-val, NH3-val pH = 10-re pufferolt oldatban, ahol [NH4

+] = 0,02 M. Mennyi a szabad ([Ni2+]) és az EDTA-hoz nem kötött Ni2+ ([Ni2+]’) koncentrációja a) 90 %-os titráltságnál; b) 120 %-os titráltságnál; c) az ekvivalencia-pontban? (2-2 érték!) (az EDTA protonálódása elhanyagolható)d) A Ni-ionok hány százaléka van EDTA-komplexben 12 cm3 fogyásnál, ha a kezdeti oldat 0,01 M Mg-iont is tartalmazott?Kb(NH3) = 2*10-5; lgK(Ni-EDTA) = 18,6; lgK(Mg-EDTA) = 8,7; Ni+NH3: lgβ1 = 2,67; lgβ2 = 4,79; lgβ3 = 6,40; lgβ4 = 7,47; lg β5 =8,10, lg β6 =8,01

4.) Co2+ - ionokat 0,01 M koncentrációban tartalmazó 80 cm3 oldatot titrálunk 0,05 M EDTA-val.a) Mennyi a szabad ([Co2+]) és az EDTA-hoz nem kötött Co2+ ([Co2+]’) koncentrációja 80 %-os titráltságnál NH3-val pH = 10-re pufferolt oldatban, ahol [NH4

+] = 0,02 M? b) Mennyi ilyen körülmények között az αL?c) Mennyi a [Co2+] az ekvivalenciapontban, ha pH = 6 értéken végezzük a titrálást? ekkor lgαH

= 4,7

18

d) Mennyi lenne a [Co2+] 105 %-os titráltságnál, ha segédkomplexképző nélkül meg lehetne oldani a titrálását lúgos (pH > 10) közegben?e) Az a) pontban szereplő oldathoz további 20 cm3 EDTA-t adunk, majd 0,05 M Mg2+- segédmérőoldattal mérjük vissza a felesleget. Mennyi a [Mg2+] 10 cm3 fogyásnál?Kb(NH3) = 2*10-5; lgK(Co-EDTA) = 16,3; lgK(Mg-EDTA) = 8,7; lgK(Ca-EDTA) = 10,7; Co+NH3: lgβ1 = 2,05; lgβ2 = 3,62; lgβ3 = 4,61; lgβ4 = 5,31

5.) Kelatometriás titrálással 1 mmól Fe(III)-iont tartalmazó oldatot titrálunk 0,05 M EDTA-mérőoldattal, pH = 2 értéken. Az ekvivalenciapontban az össztérfogat 100 cm3. a) Mennyi ilyen körülmények között az αH?Mennyi a [Fe3+] b) 95 %-os titráltságnál; c) 105 %-os titráltságnál; d) az ekvivalencia-pontban?e) Mennyi a [MnY2-] ebben az ekvivalenciapontban, ha az eredeti oldat 1 mmól Mn(II)-t is tartalmazott (feltételezhetjük, hogy elhanyagolható mennyiségben kerül komplexbe)? lgK(Fe(III)-EDTA) = 25,1; lgK(Mn-EDTA) = 13,8; az EDTA protonálódási állandói sorban: K1 = 2,2*1010; K2 = 1,8*106; K3 = 560; K4 = 120

6.) CdSO4 oldat 40 cm3-ét 80 cm3-re hígítjuk, miközben pH-ját 5-re állítjuk. 20 cm3 fogy rá a 0,05 M EDTA mérőoldatból.a) Milyen koncentrációjú a kiindulási Cd2+-oldat?b) Mennyi a szabad Cd2+ koncentrációja 80 %-os titráltságnál; c) 125 %-os titráltságnál; d) az ekvivalencia-pontban? K(Cd-EDTA) = 2,9*1016; Az EDTA protonálódási állandói sorban: K(H+EDTA) = 2,2*1010; 1,8*106; 560; 120

7.) 10 cm3 0,1 M CaCl2-oldatot 100 cm3-re hígítunk és pH = 12-nél titráljuk EDTA-mérőoldattal. Az ekvivalenciapontban a fogyás 20 cm3. a) Mennyi a Ca2+ koncentrációja 80 %-os titráltságnál; b) 100 %-os titráltságnál; c) 120 %-os titráltságnál? d) Mennyi lenne a Ca2+ koncentrációja az ekvivalencia-pontban, ha pH = 6 oldatban dolgoznánk?lgK(Ca-EDTA) = 10,3; az EDTA protonálódási állandói sorban: lgK1 = 10,34; lgK2 = 6,24; lgK3 = 2,74; lgK4 = 2,07

8.) Zn-ionokat tartalmazó 80 cm3 oldatot titrálunk 0,05 M EDTA-val, NH3-val pH = 10-re pufferolt oldatban, ahol [NH4

+] = 0,02 M. 16 cm3 fogyásnál a Zn-ionok 80%-a van EDTA komplexben. a) Mennyi a szabad és az EDTÁ-hoz nem kötött Zn2+ koncentrációja ebben a pillanatban, b) 25 cm3 fogyásnál és c) az ekvivalencia-pontban? (2-2 érték!) (EDTA protonálódása elhanyagolható)d) Meg lehet-e titrálni a Zn2+ ionokat 0,02 M Ca2+ mellett? Vagyis: A Ca2+-ionok hány %-a van komplexben az ekvivalenciapontban?K(Zn-EDTA) = 3,2*1016; K(Ca-EDTA) = 1,0*1011; β(Zn+NH3) = 100; 1,3*104; 2*106;6*107; Kb(NH3) = 2*10-5

9.) Pb2+-ionokat tartalmazó oldat 40 cm3-ét 80 cm3-re hígítjuk, miközben pH-ját 4-re állítjuk. 20 cm3 fogy rá a 0,05 M EDTA mérőoldatból

19

a) Milyen koncentrációjú a kiindulási Pb2+-oldat?Mennyi a szabad Pb2+ koncentrációja b) 90 %-os titráltságnál; c) 5 %-os túltitráltságnál; d) az ekvivalencia-pontban? e) Ebben az ekvivalencia-pontban a Ca2+-ionok hány %-a lenne EDTA-komplexben, ha az eredeti oldat 0,01 M lenne Ca2+-ionra nézve?lgK(Pb-EDTA) = 18,0; lgK(Ca-EDTA) = 10,7Az EDTA lg protonálódási állandói sorban: lgK(H+EDTA) = 10,34; 6,24; 2,74; és 2,07

10.) 10 cm3 0,1 M Ag+-iont titrálunk hígítás után 0,05 M SCN--mérőoldattal. A titrálás végpontjában a térfogat 100 cm3. a) Mennyi az Ag+ koncentrációja 80 %-os titráltságnál, b) 100 %-os titráltságnál; c) 120 %-os titráltságnál? L(AgSCN) = 1,1*10-12

11.) Hg2+-ionokat 0,0125 M koncentrációban tartalmazó 80 cm3 oldatot titrálunk 0,05 M EDTA-val, pH = 5 közegben.a) Mennyi az αH értéke?Számolja ki a Hg(II)-ionok egyensúlyi koncentrációját b) 85 %-os titráltságánl; c) 100 %-os titráltságnál; d) 110 %-os titráltságnál!e) Ha az ekvivalencia-pontban az oldatban annyi KSCN-t oldunk, hogy [SCN-] = 0,1 M legyen, feltételezhetjük, hogy a Hg csaknem teljes mennyisége tiocianáto-komplexbe kerül. Mennyi lesz a [Hg2+] az egyensúly beállása után? f) A teljes oldatban levő EDTA mennyiség hány %-a koordinál ekkor Hg(II)-iont?K(Hg-EDTA) = 6,3*1021; az EDTA kumulált protonálódási állandói (H+EDTA)K1 = 2,2*1010; β2 = 4,0*1016; β3 = 2,2*1019; β4 = 2,7*1021; β4(Hg(II)+SCN-) = 7,9*1020

12.) Ca2+-ionokat tartalmazó oldatunkból 20 cm3 -t 100 cm3-re hígítunk és pH = 12 közegben titráljuk 0,05 M EDTA-val, az ekvivalencia-pontig 8 cm3 EDTA fogy. Számítsa ki a Ca2+-ionok egyensúlyi koncentrációját a) 80 %-os titráltságnál; b) 100 %-os titráltságnál;c) 105 %-os titráltságnál!Tegyük fel, hogy az oldat feleennyi Mg2+-iont is tartalmaz. d) A Mg2+-ionok hány %-a van EDTA komplexben 8 cm3 EDTA-fogyásnál?e) Bizonyítható-e ez alapján, hogy Ca2+ mérhető Mg2+ mellett pH = 12-n?K(Ca-EDTA) = 1,0*1011; K(Mg-EDTA) = 4,0*108; K1(Mg(II)+OH-) = 1,6*108

13.) 10 cm3 0,025 M MgCl2-oldatot 70 cm3-re hígítunk és pH = 10-nél (az EDTA protonálódása elhanyagolható) titráljuk 0,01 M EDTA-mérőoldattal. Mennyi a Mg2+

koncentrációja a) 85 %-os titráltságnál; b) 100 %-os titráltságnál; c) 115 %-os titráltságnál? 115 %-nál a pH-t 6-ra állítjuk. d) Mennyi az αH ekkor?e) Mennyi a Mg2+ koncentrációja?lgK(Mg-EDTA) = 8,7; az EDTA protonálódási állandói sorban: lgK1 = 10,34; lgK2 = 6,24; lgK3 = 2,74; lgK4 = 2,07

14.) 20 cm3 kloridoldatot titrálunk 0,01 mol/dm3 Ag+ mérőoldattal. A fogyás 15,0 cm3. A titráláshoz 1,0 cm3 5,0 vegyes%-os (50 g/dm3) K2CrO4-oldatot használunk (M = 194 g/mol).Mennyi az oldott ezüstion koncentrációja a) 12,0 cm3 fogyásnál; b) 15,0 cm3 fogyásnál;c) 15,5 cm3 fogyásnál?d) Elegendő-e az indikátor a pontos ekvivalencia-pont jelzésére? (Vössz = 36 cm3!)

20

e) Hány %-os hibát okoz az indikátor?L(AgCl) = 1,6*10-10

2.5. Egyéb számítások1.) 10 cm3 0,1 M Cl--ot felhígítunk és titrálunk 0,05 M AgNO3-tal, 1 cm3 5 % K2CrO4

indikátort használunk. A titrálás végpontjában a térfogat 50 cm3. a) Mekkora az indikátorhiba?b) Okoz-e hibát a Cl- mérésénél, és ha igen, mekkorát, ha 1 M SO4

2--ot is tartalmaz az eredeti oldat? Válaszát számítással indokolja!c) Okoz-e hibát a fenti szufát, ha az ekvivalencia-pontot pontosan tudjuk jelezni (pl. potenciometriás titrálással)?d) Mekkora lenne az indikátorhiba, ha a titrálást pH = 4 oldatban végeznénk?L(AgCl) = 1,83*10-10; L(Ag2CrO4) = 2,45*10-12; L(Ag2SO4) = 1,48*10-5; M(K2CrO4) = 194,0 g/mol,H2CrO4: Kd1 = 1,8*10-1; Kd2 = 3,2*10-7 ilyen nincs

2.) Mennyi a [Hg2+] az ekvivalencia-pontban, ha 50 cm3 0,01 M Hg2+-oldatot Volhard szerint 0,1 M KSCN-oldattal titrálunk? β2 = 7*1016

3.) Egy CN--ot és Cl--ot tartalmazó oldat 95,0 cm3-ét titráljuk 0,0100 M Ag+-mérőoldattal. A zavarosodás kezdetéig 5,00 cm3 fogy, a második végpontig további 15,00 cm3. a) Írja fel a lejátszódó reakciók egyenleteit!b) Hány g KCN-ot, ill. KCl-ot tartalmazott az oldat? c) Mennyi az [Ag+] a két ekvivalencia-pontban? d) Hány cm3 fogyásnál titráltuk meg a klorid 60 %-át?e) Hány cm3 5 % K2CrO4 indikátort kellene tartalmazzon a kiindulási oldat, hogy a pontos ekvivalencia-pontot jelezze? M(KCN) = 65,12 g/mol; M(KCl) = 74,55 g/mol; M(K2CrO4) = 194,0 g/mol;lgβ(Ag(CN)2

-) = 21,0; pL(AgCl) = 10,0; pL(Ag2CrO4) = 12,0

4.) a) Kalciumionokat határozunk meg gravimetriásan, oxalátos leválasztással. Mennyi a leválasztás hibája (vagyis a Ca-ionok hány százaléka marad oldatban), ha 50 cm3 0,02 M CaCl2-oldatot 50 cm3 0,05 M ammónium-oxalát oldattal elegyítünk (az oxalát protonálódását elhanyagolhatjuk)?b) Leválik-e ebből az oldatból a Sr-oxalát, ha az eredeti oldat 0,002 M Sr-iont is tartalmazott?pLCa-oxalát = 8,59; pLSr-oxalát = 7,26

5.) Egy CN- -ionokat tartalmazó oldat 40,0 cm3-ét titráljuk 0,100 M Ag+-mérőoldattal, KHCO3-tal pH = 7-re pufferolunk. A zavarosodás kezdetéig 5,00 cm3 a fogyás.a) Írja fel a zavarosodást okozó reakció egyenletét!Mennyi az [Ag+] b) 10 cm3 fogyásnál; c) 12 cm3 fogyásnál?d) Jelezné-e a pontos ekvivalencia-pontot az indikátor, ha a kezdeti oldat 1 cm3 5 vegyes% K2CrO4 -oldatot is tartalmaz? e) Ha nem, akkor mekkora az elvi indikátorhiba?pK(HCN) = 9,32; lgβ(Ag(CN)2

-) = 21,0; pL(AgCN) = 15,9; M(K2CrO4) = 194,0 g/mol; pL(Ag2CrO4) = 11,05

21

6.) Kalciumionokat szeretnénk legfeljebb 0,1 %-os hibával (tehát max. 0,1 %-a maradhat oldatban) leválasztani 0,060 M-os oldatból, úgy, hogy 20,0 cm3 mintaoldathoz oxalát-oldatot adunk és a pH-t beállítva a végtérfogat 100 cm3.a) Legalább mennyi legyen az oxalát egyensúlyi koncentrációja, ha lúgos közegben dolgozunk?b) Hány cm3 5 vegyes%-os ammónium-oxaláttal kezeljük a mintát ennek eléréséhez? c) Hány cm3 leválasztószer kell akkor, ha pH = 3 értéken történik a leválasztás?L(Ca-oxalát) = 2,57*10-9; oxálsav: pKs1 = 1,23; pKs2 = 4,19; M(ammónium-oxalát) = 142,1 g/mol

7.) A Ca2+ - ionok hány %-a marad oldatban (mekkora hibát követünk el a gravimetriás meghatározásnál), ha 0,1 M Ca2+-oldatunk 10 cm3–éhez 15 cm3 0,2 M oxálsav-oldatot adunk, 100 cm3-re kiegészítjük és az oldat pH-ját fokozatosan növelve pH = 9-et állítunk be? (ahol az oxalát protonálódása elhanyagolható) L(Caox) = 2,6*10-9

8.) A Ca2+ - ionok hány %-a marad oldatban (mekkora hibát követünk el a gravimetriás meghatározásnál), ha 0,1 M Ca2+-oldatunk 10 cm3 – éhez 15 cm3 25 %-os ammónium-oxalát /oxálsav-oldatot adunk, 100 cm3-re kiegészítjük és a) a pH-t 2-re állítjuk be? b) az oldat pH-ját fokozatosan növelve pH = 9-et állítunk be? (ahol az oxalát protonálódása elhanyagolható)L(Caox) = 2,6*10-9; K1 = 6,5*10-2; K2 = 6,2*10-5

9.) a) Meg lehet-e titrálni a bromidiont argentometriásan ammóniától 11,75 pH-jú oldatban: (vagyis a Br--ionok hány százaléka van oldatban az ekvivalencia-pontban, ha 50 cm3 0,01 M oldatot 0,1 M Ag+-mérőoldattal titrálunk)?b) Mekkora az indikátorhiba, ha ugyanezt a titrálást ammónia nélkül végezzük és a kezdeti oldat 1 cm3 5 vegyes% K2CrO4 -oldatot is tartalmaz? L(AgBr) = 7,7*10-13; Kb(NH3) = 2*10-5; az Ag+ - NH3: lgK1 = 3,30; lgK1 = 3,90;M(K2CrO4) = 194,0 g/mol; L(Ag2CrO4) = 9*10-12

10.) 20 cm3 0,025 M CaCl2-oldatot 90 cm3-re hígítunk, majd ebből 10 cm3 0,2 M ammónium- oxalát oldattal választjuk le a Ca-ionokat, miközben a pH-t 2 értéken tartjuk.a) Mennyi az oldott oxalát-formák össz-koncentrációja az összeöntés után? b) Mennyi a leválasztás hibája (vagyis a Ca-ionok hány százaléka marad oldatban)?pLCa-oxalát = 8,59; az oxálsav savi állandói: pK1 =1,23 és pK2 = 4,19

11.) 20 cm3 0,05 M K2SO4-oldatot 50 cm3-re hígítunk, majd ebből 40 cm3 0,1 M bárium-klorid oldattal választjuk le a szulfát-ionokat, miközben a pH-t 2 értéken tartjuk.a) Mennyi a leválasztás hibája (vagyis a szulfát-ionok hány százaléka marad oldatban)?b) Mekkora oldattérfogatot kellene bemérni, hogy a leválasztott csapadék 0,1 g körül legyen?pL(BaSO4) = 9,9; M(BaSO4) = 233,4 g/mol

12.) Bromidion-tartalmú, 10 cm3 oldatot 40 cm3-re hígítunk és titráljuk ezüst-nitrát mérőoldattal, az ekvivalencia-pontban 20 cm3 0,05 M mérőoldat fogy.a) Minimum hány cm3 5 vegyes%-os K2CrO4-ot kellene tartalmazzon a titrálandó oldat, hogy az indikátorhiba ne legyen nagyobb 0,2 %-nál?b) Az eredeti oldat 0,6 M szulfátot is tartalmaz. Leválik-e Ag2SO4 a végpont eléréséig?

22

L(AgBr) = 7,7*10-13; M(K2CrO4) = 194,0 g/mol; L(Ag2CrO4) = 9*10-12;L(Ag2SO4) = 1,48*10-5

13.) Ólomionokat szeretnénk gravimetriásan mérni úgy, hogy ammónium-szulfát oldattal választjuk le 100 cm3-es végtérfogatban. A csapadék várható tömege 0,30 g.a) Hány mól Pb2+ marad oldatban, ha végül 10-3 M a szulfát egyensúlyi koncentrációja?b) Legalább mennyi legyen a szulfát egyensúlyi koncentrációja, hogy 0,1 % alatt legyen a hiba (tehát az ólomionok max. 0,1 %-a maradhat oldatban)?c) Hány cm3 1 vegyes%-os ammónium-szulfát oldat lenne szükséges ennek eléréséhez? d) Hány % a hiba, ha 100 % szulfátfelesleggel 1 M Na-acetát : 2 M ecetsav közegből történik a leválasztás?L(PbSO4) = 2,2*10-8; M(PbSO4) = 303,3 g/mol; M((NH4)2SO4) = 132,1 g/mol; Pb-acetát: lgK1

= 2,2; lgβ2 = 2,9

14.) 50 cm3 0,025 M Cl--oldathoz 1 cm3 5 vegyes% K2CrO4 indikátort adunk és titráljuk0,1 M AgNO3-tal. a) Mennyi az ezüstionok egyensúlyi koncentrációja az ekvivalencia-pontban?b) Jelez-e az indikátor az ekvivalencia-pontban?c) Mekkora lehet az oldat maximális szulfátkoncentrációja, amely még nem zavar (nem kezd leválni a végpontban)?d) Mennyi indikátor kellene az ekvivalencia-pont pontos jelzéséhez?L(AgCl) = 1,83*10-10; L(Ag2CrO4) = 2,45*10-12; L(Ag2SO4) = 1,48*10-5;M(K2CrO4) = 194,0 g/mol

15.) a) Mennyi a [Hg2+] az ekvivalencia-pontban, ha 50 cm3 0,02 M Hg2+ - oldatot Volhard szerint 0,1 M KSCN - oldattal titrálunk? β2 = 7*1016

b) Mennyi a [Mg2+] az ekvivalencia-pontban, ha 50 cm3 0,02 M Mg2+ - oldatot 0,1 M EDTA-oldattal titrálunk lúgos közegben? K = 5*108

c) Ha megsavanyítjuk ezt az oldatot, nő vagy csökken a [Mg2+]?

2.6. Eredményszámolás1.) Szilárd porkeverékünk CuBr2-ot és ZnSO4-ot tartalmaz (más is lehet benne). A) 0,2009 g-ját feloldjuk, aszkorbinsavat és 20 cm3 0,2 M KSCN-oldatot adunk hozzá, 0,05 M EDTA(f = 0,988) mérőoldattal titrálva a fogyás 9,39 cm3. B) A porkeverék 0,3987 g-jának oldatához 20,00 cm3 0,1000 M Ag+-oldatot adunk, 0,0997 M KSCN oldattal titrálva 9,63 cm3 a fogyás.a) Mi a keverék %-os összetétele? b) Mennyi lenne a fogyás, ha az A) titrálást adalékok nélkül, 0,100 M EDTA oldattal végeznénk?c) Mennyi csapadékot kapunk, ha a porkeverék 0,3526 g-jának oldatából BaCl2 oldattal leválasztott csapadékot szűrés után kiizzítva mérjük? M(ZnSO4·7 H2O) = 287,5; M(CuBr2) = 223,3; M(BaSO4) = 233,4 g/mol

2.) Mohr-sót és Mn(II)-kloridot tartalmazó 20,13 cm3 oldatunkat 20,00 cm3 0,05 M(f = 1,025) EDTA mérőoldattal elegyítjük. A pH-ját 10-re állítjuk és titráljuk 0,05 M 0,990 faktorú Mg2+-mérőoldattal, a fogyás 10,23 cm3. Egy másik ugyanekkora részletből BaCl2-dal leválasztjuk a csapadékot, üvegszűrőn szűrjük, 105 ºC-on szárítjuk: 0,1010 g a tömege.

23

a) Hány g vízmentes Mohr-sót és Mn(II)-kloridot tartalmazott 100 cm3 oldat?b) Milyen indikátort használna a titrálásnál?M(Fe) = 55,85 g/mol; M(Mn) = 54,94 g/mol; M(Ba) = 137,33 g/mol; M(Cl) = 35,45 g/mol; M(SO4

2-) = 96,07 g/mol; M(NH4+) = 18,04 g/mol

3.) Ismeretlen porkeverékünk Cd(NO3)2- és Hg(NO3)2- tartalmát szeretnénk meghatározni. Ezért 2,621 g-jából 100 cm3 törzsoldatot készítünk. Ennek 10,10 cm3 részletét 20,00 cm3

0,05 M (f = 1,025) EDTA mérőoldattal elegyítjük. A pH-ját 6-ra állítjuk és titráljuk 0,05 M 0,990 faktorú Zn2+-mérőoldattal, a fogyás 6,23 cm3. Ezután 4 cm3 5 %-os KSCN-oldatot adunk hozzá, és tovább titráljuk. A fogyás ekkor 8,45 cm3.a) Írja fel a KSCN hatására lejátszódó reakció egyenletét!b) Hány % Cd(NO3)2, ill. Hg(NO3)2 – ot tartalmazott a porkeverék?c) Milyen mennyiségű port mérjünk be, hogy 0,1 M KSCN mérőoldattal Volhard szerint komplexometriásan titrálva a fogyás 10 cm3 legyen?d) Milyen indikátort használtunk az egyes titrálásoknál?M(Hg(NO3)2·H2O) = 342,6 g/mol; M(Cd(NO3)2) = 236,4 g/mol

4.) Törzsoldatunkról annyit tudunk, hogy K+-, Al3+- és Hg2+- ionokat biztosan tartalmaz. Két azonos 10,15 cm3-es részletéhez 25,00 cm3 0,05 M (f = 1,025) EDTA-mérőoldatot pipettázunk, forraljuk, majd 0,05000 M Zn-ionos mérőoldattal titráljuk, a fogyásátlag 6,35 cm3. A) Az egyik megtitrált oldathoz 2 g NH4F-ot adunk, ismét forraljuk, majd titráljuk. A fogyás így 5,16 cm3. B) A másik megtitrált oldathoz 10 cm3 1 M KSCN-oldatot adunk, megfelelő mérőoldattal titrálva 8,96 cm3 fogyást tapasztalunk.a) Milyen mérőoldatot használunk A) ill. B) esetben?b) Írja fel az A) és B) esetben lejátszódó reakciók egyenletét!c) Hány g KAl(SO4)2-ot tartalmaz a törzsoldat 100 cm3-e?d) Hány g Hg(NO3)2-ot tartalmaz a törzsoldat 100 cm3-e?e) Tartalmaz-e a törzsoldat a fentieken kívül más kétértékű fémiont, ha igen, milyen koncentrációban?M(Hg(NO3)2·H2O) = 342,6 g/mol; M(KAl(SO4)2) = 474,4 g/mol

5.) Egy Hg2+-t és esetleg más kétértékű fémiont tartalmazó oldat 20,10 cm3-ét 0,05 M(f = 0,990) KSCN oldattal titrálva 8,32 cm3 mérőoldat fogy. Egy másik ugyanekkora részlethez 20,00 cm3 0,05 M (f = 1,053) EDTA-mérőoldatot adunk, a felesleg visszamérésére 7,33 cm3 0,1000 M Zn2+- mérőoldat fogy.a) Hány g higanyt tartalmaz 1 dm3 oldat? b) Tartalmaz-e az oldat más kétértékű fémiont, és ha igen, milyen koncentrációban (mol/dm3)?c) Faktorozáshoz a fenti EDTA-mérőoldat 9,95 cm3-ét a fenti Zn2+- mérőoldattal titráltuk. Mennyi volt a fogyás?d) Hány g analitikai tisztaságú cinket mértünk be 250 cm3 mérőoldat készítéséhez?M(Hg) = 200,6 g/mol; M(Zn) = 65,4 g/mol

6.) Oldatunk Al3+- és Cu2+-ionokat tartalmaz. Az oldat 19,85 cm3-éhez 20,00 cm3 0,05 M(f = 0,988) EDTA-mérőoldatot pipettázunk, forraljuk, majd 0,05 M (f = 1,013) Zn2+-

24

mérőoldattal titráljuk. A fogyás 6,96 cm3. A megtitrált oldatban NH4F-ot oldunk, ismét forraljuk és az előző Zn2+-oldattal titráljuk. Ekkor 7,36 cm3 fogyást tapasztalunk.a) Mik a reakciókörülmények (pH, pH beállítása, indikátor) az első, ill. a második titrálásnál? Milyen reakció játszódik le az NH4F hozzáadására?b) Mennyi Al2(SO4)3-ot és CuSO4-ot tartalmaz 100 cm3 oldat?c) Mennyi csapadékot kapunk, ha egy 10,00 cm3 részletből BaCl2 -oldattal leválasztott csapadékot szűrés után kiizzítva mérjük? M(Al2(SO4)3·18 H2O) = 342,2 g/mol; M(CuSO4·5 H2O) = 249,5 g/mol;M(BaSO4) = 233,4 g/mol

7.) Egy Hg2+-t és esetleg más kétértékű fémiont tartalmazó oldat A) 20,00 cm3-ét 0,0500 M KSCN oldattal titrálva 8,32 cm3 mérőoldat fogy. B) Egy másik ugyanekkora részlethez20,00 cm3 0,05 M (f = 1,053) EDTA-mérőoldatot adunk, a felesleg visszamérésére 7,33 cm3

0,1 M (f = 0,978) Zn2+- mérőoldat fogy.a) Milyen körülmények között titrálunk A) esetben (pH, pH beállítása, indikátor)?b) Milyen körülmények között titrálunk B) esetben (pH, pH beállítása, indikátor)?c) Hány g Hg-t tartalmaz 100 cm3 oldat? M(Hg) = 200,6 g/mold) Tartalmaz-e az oldat más kétértékű fémiont, és ha igen, milyen koncentrációban (mol/dm3)?e) Melyik mérőoldattal titrálnánk és mennyi lenne a fogyás, ha a B) esetben a megtitrált oldathoz 10 cm3 5 m/V%-os KSCN-ot adnánk?

8.) Porkeverékünk kobalt-klorid és kobalt-szulfát tartalmának meghatározásához 0,9998 g-ot 100 cm3-re oldunk és ebből a következő analíziseket végezzük:A) 9,97 cm3 minta + 19,80 cm3 0,01 M (f = 1,025) EDTA, titráljuk 0,01020 M cink-mérőoldattal, fogyás 7,83 cm3.B) 20,10 cm3 minta + 10,00 cm3 0,05000 M ezüst-nitrát-oldat, a feleslegre 6,80 cm3 0,05 M(f = 0,987) KSCN mérőoldat fogya) A porkeverék hány %-a CoCl2, ill. CoSO4?b) Hány cm3 -es pipettát válasszunk a beméréshez, hogy bárium-kloridos leválasztással kb. 0,2 g csapadékot kapjunk?c) Hány g analitikai tisztaságú fém cinket mérjünk be, hogy sósavas oldás után 1 dm3-re hígítva az így kapott törzsoldat 10 cm3-ére 10 cm3 fogyjon a fenti EDTA-mérőoldatból?M(BaSO4) = 233,4 g/mol; M(CoCl2) = 165,9 g/mol; M(CoSO4) = 281,1 g/mol;M(Zn) = 65,39 g/mol

9.) Egy CN--ot és I--ot tartalmazó oldat 20,10 cm3-ét 40 cm3-re hígítjuk és titráljuk 0,0500 M Ag+-mérőoldattal. A zavarosodás kezdetéig 5,17 cm3 fogy, a második végpontig további 13,32 cm3. a) Írja fel a lejátszódó reakciók egyenleteit (3 db)!b) Mennyi a törzsoldat CN- és c) I- koncentrációja? d) Hány cm3 a fogyás, ha újabb 20,10 cm3 oldathoz 25,00 cm3 Ag+ mérőoldatot pipettázunk, majd a felesleget 0,01 M segédmérőoldattal visszamérjük?e) Milyen indikátort és pH-t használjunk a d) esetben?

25

10.) Egy porkeverék minta KH2PO4-t, KNO3-ot és KCl-t tartalmaz. 0,8170 g-jából 100 cm3

törzsoldatot készítünk. Ennek 20,15 cm3-ét magnézia-mixtúrával kezelve 49,45 mg csapadék válik le. Másik ugyanekkora részletét semlegesítjük, 19,90 cm3 0,1000 M AgNO3 oldatot adunk hozzá, a csapadékot leszűrjük, a szűrletet 0,04983 M KSCN-mérőoldattal titrálva9,23 cm3 a fogyás.a) Írja fel a csapadékképzések és a titrálás ionegyenletét!b) Milyen közeget és indikátort használunk a titráláshoz?c) Miért kell leszűrni az ezüst- csapadékot?d) Mi a porkeverék tömeg%-os összetétele?M(KH2PO4) = 136,1 g/mol; M(KNO3) = 101,1 g/mol; M(KCl) = 74,55 g/mol;M(Mg-csapadék) = 245,4 g/mol

11.) Egy alumínium-szulfátot és cink-szulfátot tartalmazó oldat 20,16 cm3 - éhez 20,16 cm3

0,05000 M EDTA-mérőoldatot pipettázunk, forraljuk, majd 0,05 M (f = 1,013) segédmérőoldattal titráljuk. A fogyás 6,05 cm3. A megtitrált oldatban 2 g NH4F-ot oldunk, ismét forraljuk és az előző mérőoldattal titráljuk. Ekkor 9,00 cm3 fogyást tapasztalunk.a) Mik a reakciókörülmények (pH, pH beállítása, indikátor) a második titrálásnál? b) Milyen reakció játszódik le az NH4F hozzáadására?c) Mennyi az Al3+-, a Zn2+- és a szulfát-ionok koncentrációja?Az eredményt analitikai pontossággal adja meg!

26

3. Redoxireakciókon alapuló meghatározások

3.1. KövetelményekKvantitatív rész:

Redoxi titrálások elmélete és gyakorlata. Redoxpotenciál számítása: pH, komplexképződés és csapadékképződés hatása, titrálási görbék számítása ezek figyelembevételével, indikátorok kiválasztása, indikátorhiba. Az Analitika előadáson elhangzott minden konkrét mérés elve, az elvégzett és a gyakorlaton megbeszélt mérések minden részletre kiterjedő ismerete (mérőoldatok, körülmények, végpontjelzés és problémái, egymás melletti mérések lehetősége, zavaró hatások és kiküszöbölésük).Mérőoldatok készítése, faktorozása; mérési eredmények számítása összetett esetekben is. Reakcióegyenlet felírása megadott reakcióra.Gyakorló példák: redoxpotenciál-számítással kapcsolatos feladatok az előző félévből, 353, 354, 358-360, 517, 520, 522-552, 555, 556, 559, 560, 575-601

Kvalitatív rész:

Anionok és vegyületeik reakciói, megkülönböztetésük egyszerű reagensekkel. A változások leírása ionegyenletekkel.

3.2. Kvantitatív analízis elmélet1.) Hogyan tudná meghatározni az alább felsorolt keverékek mennyiségi összetételét? Megadandó: oldás, módszer, reakciók ionegyenlete; az eredményszámítás elvi menete (melyik mérésből milyen adatot kapunk meg), egyenérték (mérendő komponens/mérőoldat mólarány); titrimetriánál: mérőoldat, közeg, indikátor (műszeres végpontjelzésnél elektródok), esetleges segédanyag vagy kiegészítő művelet (pl. visszamérés, desztillálás), gravimetriánál: lecsapószer, közeg, tömegállandóvá tétel módja. Egy-egy vegyületet elég az egyik komponensén keresztül mérni, de a keverékek egyéb közömbös alkotókat is tartalmazhatnak (az összegük nem 100%!).

K2CrO4 – Cr2(SO4)3; aszkorbinsav; CuSO4 – ZnCO3(nem o.); CaCl2 – Ca(COO)2, Na2SO3

– KI; Fe(COO)2 – Ca(COO)2; SO32- - S2O3

2-; H2O2; Fe(II)-oxalát (pL~10); fenol-Na2SO3; CuSO4 - CuCl2; KI; (NaOH - Na2CO3, vagy Na-oxalát - oxálsav); CuSO4 – KBr; FeCl3 – KCl; Hg(NO3)2 - ZnSO4; HCl - HNO3; Fe(NH4)2(SO4)2 - FeCl3; KIO3 – KI; Na2S2O3; KI - KCl; Fe(NH4)2(SO4)2 - FeCl3; Fe(II)-oxalát – oxálsav; Na2SO3 – (NH4)2SO4

2.) Kálium-peroxo-diszulfát meghatározása cerimetriásanTörzsoldatunk alkalmas részleteit csiszoltdugós (A: miért?) Erlenmeyer-lombikba pipettázzuk, B-t adunk hozzá (C: egyenlet, vagy mi a B szerepe?), desztillált vízzel térfogatát kiegészítjük, egyúttal a csiszolatra tapadt B-t is beöblítjük (D: ez a lépés miért fontos?). E-vel savanyítjuk és F mérőoldatot pipettázunk hozzá, azonnal bedugaszoljuk és összekeverjük (G: egyenlet). 5 perc várakozás után 1 csepp H indikátor mellett titrálunk I mérőoldattal. Bár az indikátor redukált formája piros, az oxidált pedig kék, mégis J

27

színváltást tapasztalunk (K: miért?). Vakot is titrálunk (L: hogyan?; M: miért?; N: hogyan vesszük figyelembe a számolásnál?). O: A meghatározás során mely komponenseket kell analitikai pontossággal mérni (betűjelük)?

3.) Meg lehet-e határozni:a) KI-ot úgy, hogy ismert feleslegű K-jodátot mérünk hozzá, majd a kivált jódot titráljuk?b) Fe/Mn ötvözet Mn-tartalmát sósavas oldást követő peroxo-diszulfátos oxidáció után jodometriásan?c) Fe2+ - tartalmat oxidáció után NH3 - val lecsapva, G4-es szűrőn szűrve, 105 ºC - on szárítva?d) fenolt tioszulfát mellett Koppeschaar szerinti (bromatometriás) titrálással?A válasz csak értelmes indoklással fogadható el.

4.) Jodid meghatározása Winkler sokszorozó eljárása szerint A mintát csiszoltdugós (A: miért?) Erlenmeyer-lombikba pipettázzuk, desztillált vízzel hígítjuk, majd kevés 0,1 M sósavval elegyítjük (B: miért szükséges a savas közeg?). Az oldatba cseppenként addig adunk C-t, amíg D színváltozást nem tapasztalunk. Ezután az eddig elhasznált C mennyiségének háromszorosát adjuk még az oldathoz (E: egyenlet; F: mi indokolja a felesleg ilyen módon való kimérését?). A felesleget (G: hogyan?) eltávolítjuk, majd a mentességet ellenőrizzük (H: hogyan?; I: megfelelő mit kell tapasztaljunk?). Az oldatot lehűtjük, J-t és K-t adunk hozzá (L: egyenlet) és M mérőoldattal titráljuk (N: egyenlet) O indikátor mellett (P: miért csak kevéssel a végpont elérése előtt tesszük bele?). Q: miért hívják sokszorozó eljárásnak? R: Móricka szerint egyszerűbb, ha ismert feleslegű KIO3 – ot adunk hozzá és a kivált jódot titráljuk. Magyarázza meg, mit gondol rosszul! S: Mely komponenseket kell analitikai pontossággal mérni?

5.) Röviden (a legfontosabbnak vélt körülmények leírásával, pl. mérőoldat, mérőoldat/mérendő mólarány, előkészítés egyenlete, ha van, gravimetriánál meghatározási forma stb.) ismertessena) három módszert Na-tioszulfát meghatározására;b) három módszert oxálsav (pKs1 = 1,23, pKs2 = 4,19) meghatározására!c) Melyik két módszert választaná a kettő keverékének analíziséhez és miért?

6.) Króm(III) oxidimetriás meghatározásaA króm(III)-ionokat tartalmazó törzsoldat megfelelő részletét a közeg biztosítása végett A-val elegyítjük, majd B-t adunk hozzá (C: egyenlet). Forraljuk (D: miért?), majd E–t cseppentünk bele és tovább forraljuk (F: miért?; esetleg egyenlet). A lehűlt oldatot G-vel elegyítjük, közben színváltozást tapasztalunk (H: egyenlet; I: miért szükséges ez a lépés?). Kis részletekben J-t adagolunk bele (K: miért?), majd L-t (M: milyen irányú hibát okoz a végeredményben, ha L-t túl korán adjuk az oldathoz?), összerázás és rövid várakozás(N: egyenlet) után titráljuk O mérőoldattal (P: egyenlet), Q indikátort használunk. R: A felsorolt adalékok közül melyeket (betű szerint) kell analitikai pontossággal hozzámérni, ezekhez milyen eszközt használjunk? S: Egy mól króm(III)-szulfát a mérőoldat hány móljával reagál?

7.) a) Fenolt határozunk meg Koppeschaar módszere szerint. Írja le két oszlopban, mely anyagokat mérjük a kipipettázott mintaoldathoz analitikai pontossággal, és melyeket reagens pontossággal (az oszlopokon belül tartva az időrendi sorrendet)!

28

b) Több vagy kevesebb fenolt mérünk, mint a valódi érték, ha A) KBr kristály marad a csiszolatban; B) ha a minta As(III)-t is tartalmaz, C) ha lassan, nyitott lombikban titrálunk? Részletesen indokolja állítását!

8.) A minta megfelelő részletét brómos vízzel reagáltatjuk, a bróm feleslegét fenollal elvesszük, majd szilárd KI-ot adunk hozzá és a kiváló jódot titráljuk jodometriásan. Jelölje egyértelműen, hogy a következő vegyületek közül melyek mérhetők ilyen módon! Pozitív esetben írja le 1-1 (!) ionegyenlettel a brómos vízzel és a KI-dal való reakciót, negatív esetben indoklást!fenol; aszkorbinsav; króm(III)-szulfát; kálium-tiocianát; nátrium-tioszulfát; kálium-cianid; hidrokinon; kálium-kloridSegítségképpen néhány standardpotenciál: 0(aszkorbinsav) = 0,39 V; 0(Cr2O7

2-/2Cr3+) = 1,36 V; 0(szulfát/tioszulfát-) = 0,15 V; 0(brómcián/Br-) = 0,9 V; 0(p-C6H4O2/p-C6H4(OH)2) = 0,70 V; 0(Cl2/2Cl-) = 1,36 V; 0(Br2/2Br-) = 1,09 V; 0(I3

-/3I-) = 0,53 V

3.3. Kvalitatív analízis1.) Ismeretlen anyagáról hogyan döntené el színe, vízoldhatósága (a vizes oldat kémhatása) vagy legfeljebb egyetlen reakció felhasználásával, hogy az egy alpontban felsoroltak közül melyik anyag van a kémcsőben? Pozitív reakcióknál írjon pontos körülményeket és ionegyenletet, jelölje a színeket és csapadékokat! a) MgNH4PO4 vagy ZnS b) Na2S vagy BaI2

c) Pb(OH)2 vagy Zn(OH)2 d) Oxálsav vagy foszforsave) KCl mellett KBr vagy KI f) K-jodát vagy K-peroxo-diszulfátg) HgS vagy FeS h) As(III)-szulfid vagy Ba-kromáti) HgCl2 vagy BiI3 vagy KBrO3 vagy

CoSj) Na2S2O3 vagy Ca-oxalát vagy Zn(ClO4)2 vagy

KBrk) Al(OH)4

- vagy SbS33- vagy CdI4

2-

vagy S2-l) BaCl2 vagy AlCl3 vagy PbCl2 vagy NiCl2 vagy

NH4Cl

2.) a) Adja meg az alábbi vegyületek vízoldhatóságát, ha oldódik, a vizes oldat kémhatását! Bekarikázással jelölje meg azokat, amelyek (NH4)2S-dal (kb. semleges közegben) reagálnak és áthúzással, amelyek nem! Adja meg a reakciótermék képletét és a látható változást!Sb2S3; SrSO4; Na3AsO4; Al2(SO4)3; HgCl2; KIO3

b) Hogyan tudná a legegyszerűbben (egy reakció felhasználásával) megkülönböztetni a következő vegyület-, ill. ionpárok tagjait? Pozitív reakcióknál írjon pontos körülményeket és ionegyenletet, jelölje a színeket és csapadékokat! CdS-SnS2; PbSO4 – CaSO4; Zn(OH)2-Al(OH)3; BaCO3-BaSO4; AgCl-Hg2Cl2; NiS – BiI3; (NH4)2HPO4 – MgCl2; As2S3-SnS2

3.) Adja meg az alábbi vegyületek színét, vízoldhatóságát, ha oldódik, a vizes oldat kémhatását! Jelezze egyértelműen, melyek azok, amelyekből savas oldat készíthető, amely reagál KMnO4-tal! Írja fel a vonatkozó ionegyenletet!KIO3; K2HPO4; BaCrO4; Ag3PO4; (NH4)2(COO)2; Ag2CO3

4.) a) Adja meg a következő vegyületek színét: Ag2CrO4; CoS; Cr(OH)4-; HgI2; Ag3PO4;

Ni(OH)2

29

b) Adja meg a következő vegyületek vizes oldatának kémhatását! (NH4)2S; Al2(SO4)3; FeCl3; KIO3 c) Jelölje a táblázatban +/- jellel, hogy a következő vegyületek reagálnak-e semleges vagy savas közegben KI - vagy I2- oldattal! Pozitív reakció esetén írja fel a körülményeknek megfelelő ionegyenletet is!

NaClO4 KNO2 OCl- BiI3 Ca(NO3)2 NH4Br K2CrO4 H3AsO3

I2

KI

5.) a) A következő vegyületek közül melyek oldódnak vízben? Ba(OH)2; K-bromát; Fe(NO3)3

b) Milyen kémhatású a vizes oldata azoknak, amelyek az a) pontban oldhatók?c) Jelölje a táblázatban +/- jellel, hogy a következő vegyületek reagálnak-e brómos vízzel! Pozitív reakció esetén írja fel a körülményeknek megfelelő ionegyenletet is!

NaClO4 FeSO4 K-bromát (NH4)2S

6.) Létezhetnek-e az egy sorban felsorolt ionok egyazon oldatban? Ha nem, indokolja ionegyenlettel!

a) Cu2+; Zn2+; Ba2+; I-; Cl- b) Ba2+; Mg2+; S2-; ClO4-; NO2

-

c) Fe3+; NH4+; Na+; SO4

2-; CO32- d) SnCl4

2-; Na+; CO32-; Cl-; I-

e) Mn2+; Hg2+; Mg2+; Cl-; Br- f) Cd2+; Pb2+; Fe3+; NO3-; Cl-

7.) Az alábbi vegyületek közül melyek azok, amelyeka) vízben nem, de reagens (2 M) salétromsavban oldódnak? A) mangán(II)-szulfid; B) ólom-jodid; C) kobalt-klorid; D) bárium-szulfát; E) ezüst-kromát; F) bárium-hidrogén-foszfát;G) arzén(III)-szulfid; H) cink-karbonát; I) kalcium-oxalát; J) ammónium-szulfid b) jodid-ionokkal (esetleg savas közegben) észlelhetően reagálnak? Pozitív válasz esetén írjon ionegyenletet is! K) ólom(II)-nitrát; L) hexakloro-antimonát(V); M) vas(III)-perklorát;N) bizmut-jodid; O) kalcium-nitrit

8.) a) Oldódnak-e a következő vegyületek vízben? Ha igen, adja meg az oldat kémhatását, ha nem, írjon körülményt és ionegyenletet, hogyan oldaná fel!bárium-karbonát; dikálium-hidrogén-foszfát; kalcium-oxalát; higany(II)-rodanid;ezüst-arzenát; ammónium-nitrát; mangán(II)-szulfid; kálium-permanganát; ezüst-nitrátb) Jelölje +/- jellel, hogy a következő vegyületek reagálnak-e semleges vagy savas közegben KI - oldattal! Pozitív reakció esetén írja fel a körülményeknek megfelelő ionegyenletet is! vas(III)-nitrát; higany(II)-klorid; kálium-nitrit; kadmium-hidroxid; nátrium-hexakloro-antimonát(V); ammónium-bromát; réz(II)-perklorát

9.) Másolja le képletekkel a táblázatot és jelölje benne +/- jellel, hogy a megadott vegyületek reagálnak-e semleges vagy reagens savas közegben KI- vagy I2-oldattal! Pozitív reakció esetén írja fel a körülményeknek megfelelő ionegyenletet is!

I2 KI I2 KI I2 KInátrium-nitrit bárium-klorid magnézium-nitrátkobalt-szulfát ólom-perklorát kalcium-bromidkálium-jodid kálium-

permanganátdinátrium-hidrogén-

arzenátammónium-karbonát

30

10.) a) Ismeretlen vegyületünk vízben oldódik, az oldat közel semleges (az ezüst- és báriumionok hidrolízise nem számottevő). Az oldat gyengén savas KI-oldattal reagál.A felsoroltak közül melyik lehet és melyik nem? Pozitív esetben írja fel a reakciót, negatív esetben az indoko(ka)t!kálium-nitrit; bárium-klorid; ezüst-nitrát; ezüst-tiocianát; bárium-perklorátb) Ismeretlen vegyületünk (1 kation + 1 anion), vízben nem, de 2 M (reagens) sósavban is és 2 M ammóniaoldatban is oldódik. A felsoroltak közül melyik lehet és melyik nem? Pozitív esetben írja fel a reakciókat, negatív esetben az indoko(ka)t!króm(III)-hidroxid; bárium-hidroxid; ezüst-foszfát; bárium-kromát; nikkel(II)-szulfát

11.) a) Ismeretlen vegyületünk vízben oldva lúgos (az ezüst- és báriumionok hidrolízise nem számottevő). A felsoroltak közül melyik lehet? Negatív esetben írja le az összes indokot!ezüst-szulfid; kálium-permanganát; ezüst-tiocianát; bárium-tiocianát; bárium-klorid; ezüst-nitrát; bárium-karbonát; ezüst-foszfát; nátrium-tioszulfát; bárium-kromátb) Oldatunk Ag+-ionokkal csapadékot ad, mely legfeljebb 2 M salétromsavban oldódik, valamint gyengén savas közegben KI-oldattal reagál. A felsoroltak közül melyik lehet és melyik nem? Pozitív esetben írja le a redoxreakció ionegyenletét, negatív esetben az indoko(ka)t!foszfát-; szulfid-; szulfit-; kromát-; bromát-; nitrit-ion

3.4. Titrálási görbe számítása1.) Sn(II)-ionokat tartalmazó 50 cm3 oldatot titrálunk 0,01 M KMnO4 - mérőoldattal, a titrálás során állandó 2 M sósavas közegben. a) Milyen koncentrációjú az Sn(II)-oldat, ha a fogyás 8 cm3?Mekkora a redoxpotenciál b) 99,9 %-os titráltságnál; c) 100 %-os titráltságnál; d) 100,1 %-os titráltságnál? [alternatív megoldásként fele pontért a hatásoktól mentes variációt (ha ez valahol feltüntetésre kerül) is elfogadjuk]e) Milyen és mekkora lenne az indikálás hibája, ha ugyanilyen körülmények között ugyanezt az oldatot Ce(IV)-mérőoldattal titrálnánk és E0, Ind = 0,100 V indikátort használnánk?E0, Sn = 0,15 V; E0, Mn = 1,52 V; E’0, Ce(ilyen körülmények között) = 1,3 V Sn2+ + Cl-: β1 = 11,2; β2 = 57,5; β3 = 57,5; β4 = 13,8Sn4+ + Cl-: β6 = 104 (uralkodó komplexforma)

2.) 40 cm3 arzénessav oldatot titrálunk 0,1 M Ce(IV) - mérőoldattal, a titrálás során állandó1 M kénsavas (!) közegben (ICl katalizátor mellett). Az arzénsav disszociációját ilyen körülmények között elhanyagolhatjuk. a) Milyen koncentrációjú az As(III)-oldat, ha a fogyás 16 cm3?Mekkora a redoxpotenciál b) 99,9 %-os titráltságnál; c) 100 %-os titráltságnál; d) 100,1 %-os titráltságnál?e) Mekkora a cérium (IV) szulfáto-komplexének stabilitási állandója, ha feltételezzük, hogy csak az egyik forma és csak egyes koordinációjú komplexet képez a szulfáttal? (segítség: Írjuk fel a kapcsolatot a [Ce4+] és [CeSO4

2+] között!)f) Milyen tartományban legyen az indikátor formálpotenciálja, ha azt szeretnénk, hogy± 0,1 % hibán belül jelezzen?0(H3AsO4/H3AsO3) = 0,574 V; ’0, Ce(1 M kénsav mellett) = 1,44 V, E0, Ce = 1,70 V

31

3.) Reduktometriás titrálással Fe(III)-ionok koncentrációját határozzuk meg. 50 cm3 Fe(III) oldatot titrálunk 0,025 mol/dm3 aszkorbinsav-mérőoldattal, a pH-t pH = 3 értéken tartva. Az aszkorbinsav disszociációját ilyen körülmények között elhanyagolhatjuk. a) Milyen koncentrációjú a Fe(III)-oldat, ha az ekvivalencia-pontban a fogyás 20 cm3?b) Számolja ki az aszkorbinsav formálpotenciálját ezen a pH-n!Mekkora a redoxpotenciál c) 99 %-os titráltságnál; d) 100 %-os titráltságnál; e) 101 %-os titráltságnál?f) Mekkora a redoxpotenciál 25 cm3 mérőoldat adagolása után, ha pH-t 5-re állítjuk?g) Alkalmas indikátor-e a variaminkék, melynek pH = 3 értéken f, Ind = 0,42 V az indikátor-potenciálja? Számolja ki, mekkora indikátorhibát okoz!h) Mennyi az indikátor standardpotenciálja, ha oxidációja két proton és két elektron leadásával zajlik?0(aszkorbinsav) = 0,39 V; oxidációjának egyenlete: C6H8O6 = C6H6O6 + 2e- + 2H+, az aszkorbinsav savi állandója: pK = 4,17; 0, Fe = 0,77 V

4.) 50 cm3 0,02 M Fe2+-oldatot titrálunk permanganát-mérőoldattal, 0,2 M kénsavas(!) közegben.a) Milyen koncentrációjú a permanganát-oldat, ha az ekvivalencia-pontban a fogyás 8 cm3?b) Mennyi a permanganát formálpotenciálja ezen a pH-n?Mekkora a redoxpotenciál c) 99,5 %-os titráltságnál; d) 100 %-os titráltságnál; e) 100,5 %-os titráltságnál?f) Mennyi a [Fe2+] az e) esetben?g) Milyen H+-ion koncentrációt kell beállítanunk Fe(II)-ionok cerimetriás titrálásakor, hogy az ekvivalencia-pontban jelezzen? A használni kívánt indikátorunk standardpotenciálja1,14 V és oxidációja két proton és két elektron leadásával zajlik.0, Fe = 0,77 V; 0, Mn = 1,52 V; 0, Ce = 1,44 V

5.) Mekkora az Ag-elektród elektródpotenciálja a) 95 %-os titráltságnál; b) 100 %-os titráltságnál; c) 105 %-os titráltságnál, ha 50 cm3 0,01 M KI-ot titrálunk 0,1 M AgNO3-mérőoldattal? E0,Ag = 0,799 V; L(AgI) = 8,3*10-17

6.) Fe(II)-ionokat tartalmazó 40 cm3 oldatot titrálunk 0,01 M KMnO4-mérőoldattal, pH = 2 a titrálás során állandó kénsavas közegben.a) Milyen koncentrációjú a Fe(II)-oldat, ha a fogyás 12 cm3?Mekkora a redoxpotenciál b) 99,9 %-os titráltságnál; c) 100 %-os titráltságnál; d) 100,1 %-os titráltságnál?E0, Fe = 0,77 V; E0, Mn = 1,52 Ve) Milyen irányú (számítással nem kell indokolni) és mekkora lenne az indikálás hibája, ha ugyanilyen körülmények között ugyanezt az oldatot Cr2O7

2--mérőoldattal titrálnánk és difenilamint (E0, Ind = 0,76 V) használnánk indikátorként?

7.) Fe(II)-ionokat tartalmazó oldatot titrálunk KMnO4-mérőoldattal, a titrálás során állandó0,8 M kénsavas (!) közegben.a) Mekkora a redoxpotenciál az ekvivalencia-pontban?ε0, Fe = 0,77 V; ε0, Mn = 1,52 V

32

b) Milyen irányú (ε100 % > 1 V) és mekkora lenne az indikálás hibája, ha ugyanilyen körülmények között ugyanezt az oldatot Cr2O7

2--mérőoldattal titrálnánk és difenilamint(E0, Ind = 0,76 V) használnánk indikátorként?

8.) Mekkora az Ag-elektród elektródpotenciálja a) 90 %-os titráltságnál; b) 100 %-os titráltságnál; c) 105 %-os titráltságnál, ha 40 cm3 0,01 M KBr-ot titrálunk 0,1 M AgNO3-mérőoldattal? d) Fe(II)-ionokat tartalmazó oldatot titrálunk KMnO4-mérőoldattal, a titrálás során állandó1 M kénsavas (!) közegben. Mekkora a redoxpotenciál az ekvivalencia-pontban?e) Milyen irányú és mekkora lenne az indikálás hibája, ha ugyanilyen körülmények között ugyanezt az oldatot Ce(IV)-mérőoldattal titrálnánk és ferroint (ε0, Ind = 1,14 V) használnánk indikátorként?0,Ag = 0,799 V; L(AgBr) = 7,7*10-13; ε0, Fe = 0,77 V; ε0, Mn = 1,52 V; ε0, Ce = 1,4 V

9.) Mekkora az Ag-elektród (E0,Ag = 0,799 V) elektródpotenciálja 100 cm3 0,1 MAg+-oldatban, ha a) meglúgosítjuk és 2 g KCN-ot oldunk benne? M(KCN) = 65,1 g/mol;Ag+ + CN-: 2 = 7*1019 (gyakorlatilag teljesen ebben a formában van)b) addig teszünk bele KI-t, míg a(z egyensúlyi) [I-] = 0,1 M-t eléri? L(AgI) = 8,3*10-17

10.) Hidrokinont határozunk meg cerimetriásan. Ehhez 60 cm3 mintaoldatot titrálunk 0,8 M sósavas közegben 0,025 M Ce(IV) mérőoldattal, az ekvivalencia-pontban a fogyás 12 cm3.A hidrokinon (H2Q) oxidációja p-benzokinonná (kinon, Q) két proton és két elektron leadását igényli.a) Milyen koncentrációjú a hidrokinon-oldat?b) Számolja ki a Q/H2Q rendszer formálpotenciálját ezen a pH-n!Mekkora a redoxpotenciál c) 99,9 %-os titráltságnál; d) 100 %-os titráltságnál; e) 100,1 %-os titráltságnál? f) Mennyi a hidrokinon egyensúlyi koncentrációja az ekvivalencia-pontban?g) Mennyi annak az indikátornak a standardpotenciálja, amelynek oxidációja két proton és két elektron leadásával zajlik és pontosan az ekvivalencia-pontban jelez?h) Milyen pH-n lesz az indikátor hibája -0,1 %?0(H2Q/Q) = 0,699 V; oxidációjának egyenlete: H2Q = Q + 2e- + 2H+; 0(CeIV/CeIII) =1,44 V

11.) Mekkora az Ag-elektród elektródpotenciálja a) 90 %-os titráltságnál; b) 100 %-os titráltságnál; c) 105 %-os titráltságnál, ha 40 cm3 0,01 M AgNO3-ot titrálunk 0,05 M KSCN-mérőoldattal? d) ha az eredeti oldatot meglúgosítjuk és 0,1 g KCN-ot oldunk benne (a hígulástól eltekinthetünk)? 0,Ag = 0,799 V; L(AgSCN) = 1,2*10-12; M(KCN) = 65,1 g/mol; Ag+ + CN-: 2 = 7*1019

(gyakorlatilag teljesen ebben a formában van)

12.) Aszkorbinsav mintaoldatunk 0,1 M koncentrációjú, ennek 10 cm3-ét 50 cm3-re hígítva titráljuk cerimetriásan, 2 M kénsavas közegben.Az oxidáció egyenlete: C6H8O6 = C6H6O6 + 2e- + 2H+

a) Milyen koncentrációjú mérőoldattal titráljunk, ha 10 cm3 fogyást szeretnénk?

33

Mekkora a redoxpotenciál b) 99,9 %-os titráltságnál; c) 100 %-os titráltságnál; d) 100,1 %-os titráltságnál?e) Mennyi az aszkorbinsav egyensúlyi koncentrációja 100,1 %-os titráltságnál?f) Melyik indikátort használjuk végpontjelzésre: difenil-amin (f,Ind = 0,76 V); p-etoxi-krizoidin (f,Ind = 1,0 V); vagy ferroin (f,Ind = 1,14 V)?g) Mekkora indikátorhibát okoz, ha variaminkéket (f,Ind = 0,42 V) használunk? 0(aszkorbinsav) = 0,39 V; 0(Ce) = 1,44 V

13.) 50 cm3 0,025 M Fe2+-oldatot titrálunk permanganát-mérőoldattal, 0,01 M kénsavas közegben. a) Milyen koncentrációjú a permanganát-oldat, ha az ekvivalencia-pontban a fogyás 12 cm3?b) Mennyi a permanganát formálpotenciálja ebben a közegben?c) Melyik vas-forma képez komplexet és mekkora az αL értéke, ha a formálpotenciálja0,590 V?Mekkora a redoxpotenciál d) 99 %-os titráltságnál; e) 100 %-os titráltságnál; f) 100,2 %-os titráltságnál? 0, Fe = 0,77 V; 0, Mn = 1,52 V

14.) 1 mmol Fe2+-t titrálunk cérium-mérőoldattal, pH = 1 értéken.0, Fe = 0,77 V; 0, Ce = 1,44 Va) Mennyi az oldat redoxpotenciálja az ekvivalencia-pontban, ahol 50 cm3 a térfogat?b) Számítsa ki ekkor az oldatban lévő vas- és cérium specieszek koncentrációját!c) Mennyi a végpontban a redoxpotenciál, ha p-etoxi-krizoidint alkalmazunk, melynek pH = 1 értéken f,Ind = 0,941 V a formálpotenciálja?d) Mennyi az indikátor standardpotenciálja, ha oxidációja két proton és két elektron leadásával zajlik?e) Számolja ki, mekkora hibát okoz, ha p-etoxi-krizoidin mellett titrálunk!

15.) 50 cm3 Fe(III)-oldatot titrálunk reduktometriásan 0,1 M aszkorbinsav-mérőoldattal,pH = 2 értéken, [F-] = 0,001 M közegben. a) Milyen koncentrációjú a Fe(III)-oldat, ha az ekvivalencia-pontban a fogyás 15 cm3?b) Mennyi az aszkorbinsav formálpotenciálja ebben a közegben?c) Mennyi az Fe(II)/Fe(III) formálpotenciálja ebben a közegben?Mekkora a redoxpotenciál d) 99 %-os titráltságnál; e) 100 %-os titráltságnál; f) 101 %-os titráltságnál? g) Számítsa ki az ekvivalencia-pontban az aszkorbinsav koncentrációját!h) Számolja ki, mekkora hibát okoz, ha variaminkék mellett titrálunk, melynek Ind = 0,60 V az indikátorpotenciálja és oxidációja két proton és két elektron leadásával zajlik!0, Fe = 0,77 V; 0(C6H6O6 + 2e- + 2H+ = C6H8O6) = 0,39 V; lgβ(Fe3+ / F-): 5,4; 9,9; 12,3; 14,9

3.5. Ionegyenletek1.) Írja fel az alábbi meghatározásokhoz tartozó reakciók ionegyenletét! Az első helyen szereplő vegyületek 1 mólja a mérőoldat (jodometria esetén tioszulfát) hány móljának felel meg (visszamérés esetén mindkét mérőoldatra vonatkoztatva)? mo. = mérőoldat, a jód-tioszulfát egyenlet elég egyszera) Fenol mérése Koppeschaar szerint (bromatometriásan)

34

b) CH2O jodometriás mérése: I2-mo. + OH-; │ CH2O + IO- → HCOO-; │ IO- felesleg + savc) (vízben oldott) O2 + MnCl2 lúgos közegben (Mn(OH)2(cs)) → MnO(OH)2; │ savanyítás, mérés jod. d) NH4NO3 redukció fémcinkkel lúgos közegben → NH3, (Zn(OH)4

2-), │ desztillálás H2SO4 mo.-ba, │ titr. NaOH-dale) Hidrokinon (p-C6H4(OH)2) + Br2, (felesleg elvétele fenollal), │ kinon (p-C6H4O2) mérése jodometriásan → hidrokinonf) Kálium-bikromát meghatározása jodometriásang) 1 glicerin + perjodát - → 2 formaldehid + 1 hangyasav + jodátperjodát visszamérése As(III) mérőoldattalh) Bijodát-ionok meghatározása jodometriásani) Vas(II)-oxalát(!) permanganometriásanj) Tiocianát jodometriásan Schulek szerint: * tiocianát + bróm, *BrCN meghatározása jodometriásank) Metanol kromatometriásan → széndioxidl) KBrO3 + I-, mérése jodometriásan m) Etanol mérése kromatometriásan → ecetsavn) Na2SO3 + Br2, (előtte ismert Br2-felesleg előállítása), felesleg mérése jodometriásan o) peroxodiszulfát + Fe2+, felesleg mérése cerimetriásanp) Cr(III) mérése jodometriásan

2.) Írja fel az alábbi meghatározásokhoz tartozó reakciók ionegyenletét! Feltételezve, hogy a 0,1 M mérőoldat fogyása 10 cm3, hány mmol van a titrált oldatban az aláhúzott vegyületből?a) jód + tioszulfát mérőoldatb) (vízben oldott) O2 + lúgos közegben MnCl2 (vagyis Mn(OH)2(cs)) → MnO(OH)2 válik le │ savanyítás, mérés jodometriásan (2 egyenlet). c) Vas(II)-oxalát meghatározása permanganometriásan

3.6. Eredményszámolás1.) Törzsoldatunk SCN- és S2O3

2--ionokat tartalmaz. A) Az oldat 19,96 cm3-ét 0,01 MI2-oldattal (f = 0,990) titrálva a fogyás 8,10 cm3. B) Másik 19,96 cm3-éhez feleslegben brómos vizet csepegtetünk, a bróm feleslegét fenollal elvesszük, KI hozzáadása és várakozás után 7,51 cm3 fogy 0,05 M (f = 1,023) S2O3

2--oldatból.a) Hány g NH4SCN és Na2S2O3 van a törzsoldat 100 cm3-ében?b) Az oldat újabb 19,96 cm3-éhez 25,00 cm3 0,02 M BrO3

--oldatot pipettázunk, KBr-ot adunk hozzá, sósavval savanyítjuk majd várakozás után KI-ot adunk hozzá. Hány cm3 fogy a fenti S2O3

2--oldatból a titrálására? SCN- → SO4

2- + BrCN; │ BrCN + I- → I2

M(NH4SCN) = 76,12 g/mol; M(Na2S2O3·5 H2O) = 248,12 g/mol

2.) Egy húsipari páclé nitrit- és nitrát-tartalmát szeretnénk meghatározni. A páclé 10,05 cm3

részletéhez 9,95 cm3 f = 1,023 faktorú 0,01 M MnO4--mérőoldatot mérünk, majd

megsavanyítjuk. Tíz perc várakozás után KI-ot adunk az oldathoz és a kivált jódot 0,025 M(f = 0,989) tioszulfát-mérőoldattal titráljuk. A fogyás 11,55 cm3. Egy másik ugyanilyen

35

térfogatú részletet Zn jelenlétében NaOH hozzáadása után ledesztillálunk, a desztillátumra 11,87 cm3 f = 1,015 faktorú 0,1 M HCl mérőoldat fogy. a) Írja fel a lejátszódó folyamatok ionegyenletét!b) Számítsa ki, hány g E249 (KNO2) és E251 (NaNO3) van 100 cm3 páclében!M(KNO2) = 85,108 g/mol; M(NaNO3) = 84,99 g/mol

3.) Egy kinhidron-oldat (p-benzokinont (Q) és hidrokinont (H2Q) tartalmazó oldat) összetételét a következőképpen határoztuk meg. A törzsoldat 19,95 cm3-es részletét kénsavval savanyítottuk, majd melegen 0,01000 M dikromát-mérőoldattal titráltuk (A), a fogyás9,35 cm3 volt. Egy másik 19,95 cm3-es, gyengén savanyított részlethez feleslegben brómos vizet csepegtettünk (B), a felesleg fenolos eltávolítása és sósavas savanyítás után KI-t adtunk hozzá (C), majd a kivált jódot megtitráltuk 8,23 cm3 0,1 M (f = 0,987) tioszulfát-mérőoldattal. a) Írja fel az A-, B- és C-vel jelölt reakciók ionegyenletét! Segítségül: H2Q = Q + 2H+ + 2e-

b) Hány g hidrokinon (H2Q) van 100 cm3 törzsoldatban? M(H2Q) = 110,12 g/molc) Hány g p-benzokinon (Q) van 100 cm3 törzsoldatban? M(Q) = 108,12 g/mold) Hány cm3 fogy a fenti tioszulfát-oldatból 10,00 cm3 0,01000M KH(IO3)2-mérőoldatból előállított jódra?

4.) Porkeverékünk kálium-kromátot, króm(III)-szulfátot és inert összetevőt tartalmaz. A keverék 0,3525 g-jából 100 cm3 törzsoldatot készítünk és a következő analíziseket végezzük. A) 20,07 cm3 ismeretlent lúgos oldatban H2O2-dal főzünk, majd a H2O2 feleslegét ezüst-ionokkal elbontjuk. Az oldatot kénsavval megsavanyítjuk, 10,00 cm3 kb. 0,1 M Fe(II)-oldatot mérünk hozzá. Az oldat rövid várakozás után titrálva 7,56 cm3 0,01000 M dikromát-mérőoldatot fogyaszt. B) Egy másik 20,07 cm3-es részletét kénsavval savanyítjuk, KI-t adunk hozzá, rövid várakozás után titráljuk 0,01 M (f = 0,985) tioszulfát-mérőoldattal, a fogyás 10,05 cm3. C) A fenti Fe(II)-oldat 5,00 cm3-ére 8,98 cm3 fogy a dikromát-mérőoldatból.a) Írja fel a meghatározással kapcsolatos reakciók ionegyenletét!b) Hány %-os a porkeverék kálium-kromátra nézve? M = 194,19 g/molc) Hány % króm(III)-szulfátot tartalmaz a keverék? M = 608,4 g/mold) Hány g BaSO4 (M = 233,4 g/mol) választható le a keverék 20,07 cm3-jéből?

5.) Egy Na2SO3-ot és KNO2-t tartalmazó oldat 10,00 cm3-es részletéhez 20,00 cm3 0,02 Mf = 1,015 MnO4

--mérőoldatot pipettázunk, megsavanyítjuk. A permanganát feleslegének jodometriás visszamérésére 5,26 cm3 0,1 M f = 0,990 S2O3

2--mérőoldat fogy. Egy másik10,00 cm3-es részletből brómos oxidáció és a brómfelesleg kiforralása után BaCl2

hozzáadásával (és tömegállandóvá téve) 0,1150 g csapadékot kapunk.a) Írja fel az első mérés során lejátszódó reakciók egyenletét!b) Mennyi Na2SO3-ot és KNO2-t tartalmaz az oldat 100 cm3-e? M(Na2SO3) = 126,0 g/mol; M(KNO2) = 85,1 g/mol; M(BaSO4) = 233,4 g/mol

6.) Egy festéküzem szennyvizében szeretnénk fenolt meghatározni. A minta 9,92 cm3-es részletéhez 19,90 cm3 0,002 M KBrO3- mérőoldatot pipettázunk, KBr –ot és sósavat (A, B), majd várakozás után KI-t adunk a rendszerhez (C), végül 0,005 M (f = 1,016) tioszulfát -mérőoldattal titráljuk. A fogyás 9,39 cm3. Egy másik, szintén 9,92 cm3-es részlethez brómos vizet adunk feleslegben (D), várakozást követően sok fenolt, majd KI-t teszünk bele (E). A kivált jód 8,35 cm3 tioszulfát mérőoldatot fogyaszt.a) Írja fel a titrálás szempontjából fontos reakciók (A-E, jelölje!) ionegyenleteit!

36

b) Mennyi a szennyvíz fenol-koncentrációja (g/dm3)? M(fenol) = 94,13 g/molc) Tartalmaz-e a szennyvíz olyan komponenst, amely jodometriás szempontból reverzibilisen vagy irreverzibilisen oxidálható? Indokolja állítását!d) Ha igen, 1 dm3-ben lévő mennyisége hány mól e--t tud leadni (ez gyakorlatilag a normalitása)?

7.) Részben oxidálódott Mohr-sót (M = 392,2 g/mol) tartalmazó porkeveréket analizálunk.A) A minta 0,4321 g-ja + savas közegben forrón ón(II)-klorid + hidegen higany(II)-klorid, + KBr titráljuk 0,01000 M bromát-mérőoldattal, a fogyás 11,11 cm3. B) A minta 1,111 g-ja + 10,00 cm3 0,05000 M aszkorbinsav-mérőoldat, titráljuk 0,01000 M bromát-mérőoldattal, níluskék ind., Fe(II)-t nem mérjük, a fogyás 8,88 cm3. ///titráljuk 0,05000 M Fe(III)-mérőoldattal, a fogyás 8,88 cm3.a) Írja fel az A) mérésnél lejátszódó folyamatok ionegyenletét!b) Hány tömeg% a porkeverék aktuális hatóanyag (nem oxidálódott Mohr-só)-tartalma?c) A Mohr-só hány %-a oxidálódott?

8.) Egy nitrit-tartalmú oldat 9,95 cm3 részletéhez 20,00 cm3 permanganát-mérőoldatot mérünk, majd megsavanyítjuk. A még lila oldathoz 20,00 cm3 0,1022 M oxálsav-oldatot mérünk, majd ennek feleslegét titráljuk melegen az előző permanganát-mérőoldattal.A fogyás 10,15 cm3. Egy üres mérésben 20,00 cm3 oxálsav-oldatra 24,56 cm3 MnO4

--mérőoldat fogy.a) Írja fel a lejátszódó folyamatok ionegyenletét!b) Számítsa ki, hány g KNO2 van 1 dm3 oldatban! A végeredményt analitikai pontossággal adja meg! M(KNO2) = 85,108 g/mol

37