Ćwiczenia

z chemii analitycznej ilościowej

dla II roku Farmacji

i I roku Analityki Medycznej

Tomasz Błaśkiewicz

Iga Komorowska

Opracowanie komputerowe i graficzne: Przemysław Skibiński

Akademia Medyczna im. Piastów Śląskich we Wrocławiu

Katedra i Zakład Chemii Analitycznej

1

Spis treści

I Wstęp .................................................................................................................................. 3

1 Zakres obowiązującego materiału. .................................................................................. 3

2 Warunki uzyskania zaliczenia ......................................................................................... 5

3 Regulamin wewnętrzny i przepisy BHP obowiązujące w pracowni chemii

analitycznej………… ............................................................................................................. 6

4 Prowadzenie dokumentacji pracy .................................................................................... 7

5 Regulamin pokoju wagowego i ważenia ......................................................................... 9

6 Mycie szkła ................................................................................................................... 10

7 Wybrane definicje i omówienie niektórych pojęć ......................................................... 12

8 Najczęściej popełniane błędy ........................................................................................ 16

9 Sprawdzanie miana ....................................................................................................... 17

II Sprzęt wykorzystywany w pracowni klasycznej analizy chemicznej ............................... 18

III Oznaczenia na odczynnikach. ....................................................................................... 19

IV Wzory rewersów ........................................................................................................... 20

1 II Rok Farmacji ............................................................................................................. 20

2 I Rok Analityki Medycznej ........................................................................................... 21

V Część praktyczna............................................................................................................... 22

1 Odmierzanie objętości za pomocą pipety jednomiarowej ............................................. 22

2 Ważenie i miareczkowanie ............................................................................................ 23

3 Analiza wagowa ............................................................................................................ 24

3.1 ANALIZA KONTROLNA 1: Oznaczanie żelaza(III) w postaci Fe2O3 ................ 24

4 Analiza miareczkowa .................................................................................................... 26

4.1 Argentometria ........................................................................................................ 27

4.1.1 ANALIZA KONTROLNA 2: Oznaczanie chlorków metodą Fajansa ........... 27

4.2 Kompleksometria ................................................................................................... 28

4.2.1 Przygotowanie ok. 0,02 mol/l mianowanego roztworu kompleksonu III ...... 28

4.2.2 ANALIZA KONTROLNA 3: Kompleksometryczne oznaczanie jonów cynku

(II) 29

4.2.3 Przygotowanie ok. 0,02 mol/l roztworu ZnSO4 ............................................. 29

4.2.4 Nastawianie miana roztworu ZnSO4 .............................................................. 29

4.2.5 ANALIZA KONTROLNA 4: Kompleksometryczne oznaczanie jonów

glinu(III) ........................................................................................................................ 30

2

4.3 Alkacymetria .......................................................................................................... 31

4.3.1 Przygotowanie ok. 0,2 mol/l roztworu HCl .................................................... 31

4.3.2 Przygotowanie mianowanego roztworu Na2CO3 o C(Na2CO3) 0,1 mol/l .. 31

4.3.3 Nastawianie miana roztworu HCl ................................................................... 32

4.3.4 ANALIZA KONTROLNA 5: Oznaczanie zasady sodowej ........................... 32

4.3.5 Przygotowanie ok. 0,2 mol/l roztworu NaOH ................................................ 33

4.3.6 Nastawianie miana roztworu NaOH ............................................................... 33

4.3.7 ANALIZA KONTROLNA 6: Oznaczanie kwasu solnego ............................ 33

4.3.8 ANALIZA KONTROLNA 7: Oznaczanie kwasu octowego ......................... 34

4.3.9 ANALIZA KONTROLNA 8: Oznaczanie węglanu sodowego obok

wodorotlenku sodowego metodą Wardera .................................................................... 34

4.4 Redoksymetria ....................................................................................................... 35

4.4.1 Manganianometria .......................................................................................... 35

4.4.1.1 Wstępne przygotowanie roztworu manganianu(VII) potasu

o C(KMnO4) 0,02 mol/l .......................................................................................... 35

4.4.1.2 Przygotowanie wzorcowego roztworu szczawianu disodu C(Na2C2O4)

0,05 mol/l .................................................................................................................. 35

4.4.1.3 Nastawianie miana roztworu manganianu(VII) potasu .............................. 36

4.4.1.4 ANALIZA KONTROLNA 9: Oznaczanie nadtlenku wodoru (H2O2) ....... 36

4.4.2 Jodometria ...................................................................................................... 37

4.4.2.1 Wstępne przygotowanie roztworu tiosiarczanu(VI) sodu o C(Na2S2O3)

0,1 mol/l.…………………………………………………………………………….37

4.4.2.2 Nastawianie miana roztworu tiosiarczanu(VI) sodu ................................... 37

4.4.2.3 ANALIZA KONTROLNA 10: Redoksymetryczne oznaczanie miedzi

(II)……………………. ............................................................................................. 38

4.4.2.4 ANALIZA KONTROLNA 11: Oznaczanie arsenu(III) w postaci As2O3 .. 39

VI Bibliografia .................................................................................................................... 40

3

I Wstęp

Ćwiczenia z chemii analitycznej ilościowej klasycznej mają zapoznać studentów z

wybranymi podstawowymi operacjami wykonywanymi w laboratoriach, z wykorzystywanym

do tego celu sprzętem, z zasadami rzetelnej i odpowiedzialnej pracy oraz sposobami jej

dokumentowania. Nabywane w trakcie wykonywanych samodzielnie prac umiejętności są na

bieżąco weryfikowane i doskonalone przez prowadzących zajęcia asystentów, a dokładność

egzekwowana poprzez dobór rodzaju i kolejności wykonywania analiz kontrolnych. Wiedzę

teoretyczną, potrzebną do prawidłowego wykonania analiz i zaliczenia kolokwiów studenci

uzyskują na wykładach, zajęciach fakultatywnych i samodzielnie korzystając z literatury

przedmiotowej (spis zalecanych pozycji umieszczono na końcu). Niniejsza instrukcja zawiera

głównie materiały potrzebne do praktycznej realizacji ćwiczeń, a także podstawowe

informacje o wykorzystywanym sprzęcie. Zawarte są w niej również: regulamin BHP

obowiązujący w pracowni chemicznej, regulamin pokoju wagowego z zasadami ważenia,

program ćwiczeń i zasady uzyskania zaliczenia pracowni z Ilościowej Chemii Analitycznej

metodami klasycznymi.

W porządku alfabetycznym przedstawiamy również wybrane pojęcia i definicje, które

stanowią podstawę tego przedmiotu. Główna część instrukcji dotyczy przepisów sporządzania

roztworów wzorcowych i mianowanych oraz wykonywania analiz kontrolnych. W instrukcji

zamieszczony został także opis najczęściej popełnianych przez studentów błędów w pracy

laboratoryjnej.

1 Zakres obowiązującego materiału.

Zakres materiału z chemii analitycznej ilościowej obowiązujący do kolokwium I i II

dla studentów II roku Farmacji:

KOLOKWIUM I

Zasady analizy miareczkowej, naczynia miarowe, substancje wzorcowe –

podstawowe, roztwory mianowane - titranty.

Podstawowe pojęcia: punkt końcowy miareczkowania, punkt równoważnikowy, skok

miareczkowania, krzywa miareczkowania.

Obliczanie stężeń roztworów.

Równowagi jonowe w roztworach: równowaga roztwór nasycony - osad (iloczyn

rozpuszczalności), czynniki wpływające na rozpuszczalność.

Równowagi kompleksowania: podstawowe pojęcia: wiązanie koordynacyjne, ligand, jon

(atom) centralny, termodynamiczna stała trwałości kompleksu, warunkowe stałe trwałości,

stała nietrwałości związku kompleksowego, kompleksy chelatowe, kompleksony.

Argentometria: podstawy teoretyczne, krzywe miareczkowania, titranty, wskaźniki,

substancje wzorcowe. Oznaczanie halogenków metodami Mohra, Fajansa, Volharda.

Podstawy teoretyczne analizy wagowej:

rozpuszczalność, czystość i postać (krystalizacja, współstrącanie, osady koloidalne).

Obliczenia, mnożnik analityczny.

4

Technika pracy laboratoryjnej w analizie wagowej: wytrącanie, dekantacja, sączenie,

przemywanie, przenoszenie i prażenie osadów.

Podstawy teoretyczne oznaczeń wagowych:

- żelaza w postaci Fe2O3

- siarczanów w postaci BaSO4

- magnezu i fosforanów w postaci Mg2P2O7

- oznaczanie glinu i żelaza obok siebie

Kompleksometria: właściwości kompleksonów i ich kompleksów z jonami metali,

podstawy teoretyczne oznaczeń kompleksometrycznych, roztwory mianowane, krzywe

miareczkowania, wpływ pH na oznaczanie (dobór warunków oznaczeń), metalowskaźniki,

bezpośrednie i pośrednie metody oznaczeń.

Przykłady oznaczeń kompleksometrycznych: cynku, bizmutu, glinu.

Oznaczanie twardości wody.

KOLOKWIUM II.

Alkacymetria: podstawy teoretyczne. Równowagi protolityczne, stała dysocjacji i stała

hydrolizy, roztwory buforowe, pojemność buforowa, wskaźniki alkacymetryczne

jedno i dwubarwne, mechanizm działania wskaźników. Mocne i słabe kwasy i zasady,

podstawy teoretyczne ich oznaczania.

Krzywe miareczkowania, obliczanie punktów na krzywej miareczkowania, ustalanie miana

roztworów, substancje podstawowe (wzorcowe) w alkacymetrii.

Przykłady oznaczeń:

kwas siarkowy i octowy

węglan sodu obok wodorotlenku sodowego

sole amonowe

miareczkowanie w roztworach niewodnych

Redoksymetria: podstawy teoretyczne. Potencjał utleniający układu, wpływ różnych

czynników na potencjał utleniający, krzywe miareczkowania, wskaźniki.

Manganianometria: podstawy teoretyczne, roztwór mianowany, substancje wzorcowe.

Zasady oznaczania:

żelaza(II) obok chlorków

nadtlenku wodoru

azotanów(III)

wapnia

manganu obok żelaza

Jodometria: podstawy teoretyczne, właściwości układu I2/2I-,mianowane roztwory jodu i

tiosiarczanu sodowego, substancje wzorcowe.

Oznaczanie:

arseninów

podchlorynów

dwuchromianu i miedzi

Oznaczanie wody metodą Karla Fischera.

5

Literatura zalecana:

1. Szmal Z.S. Lipiec T. „Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej”, PZWL

1996

2. Cygański A. „Chemiczne metody analizy ilościowej”, WNT 1994

3. Minczewski J., Marczenko Z. „Chemia analityczna”, PWN 1997

Zagadnienia poświęcone technice pracy w laboratorium analitycznym można znaleźć w:

„Chemii Analitycznej” Z.S. Szmal , W. Lipiec, Wyd. PZWL Warszawa 1996;

Rozdz. 3. Technika laboratoryjna str. 150-178,

Rozdz. 5. Analiza ilościowa. Zagadnienia ogólne str. 336-354; 379-380,

Rozdz. 6. Analiza ilościowa metodami chemicznymi str. 381-394; 428-453.

4. Kocjan R. „Chemia analityczna” (Analiza jakościowa. Analiza ilościowa klasyczna) T.1.

Wyd. PZWL Warszawa 2002.

5. Douglas A. Skoog i in. „Podstawy chemii analitycznej” t.1., PWN 2006

6. Sztuba Z. „Ćwiczenia rachunkowe z chemii analitycznej”, AM we Wrocławiu 2006

7. D.A. Skoog, D.M. West, J.F. Holler, S.R.Crouch

„Fundamentals of Analytical Chemistry”, (VII ed.),

Saunders College Publishing, Philadelphia 1996,

„Podstawy Chemii Analitycznej, t. 1-2, PWN, W-wa2006

8. Hulanicki, „Reakcje kwasów i zasad w chemii analitycznej”,

PWN, Warszawa 1992,

9. Kealey, P.J. Haines „Krótkie wykłady. Chemia Analityczna”,

PWN, Warszawa 2005.

2 Warunki uzyskania zaliczenia

Warunkiem zaliczenia ćwiczeń z chemii analitycznej ilościowej klasycznej jest:

a) samodzielne przygotowanie wymaganych roztworów wzorcowych i mianowanych;

b) samodzielne wykonanie wszystkich analiz kontrolnych;

c) zwrot sprzętu laboratoryjnego;

d) uzyskanie pozytywnych ocen z kolokwiów:

- I -obejmującego wiadomości z zakresu analizy wagowej, argentometrycznej i

Kompleksometrycznej

- II - obejmującego wiadomości z zakresu analizy alkacymetrycznej i redoksymetrycznej

- III - kolokwium z obliczeń

Kolokwium I i II można zaliczyć w dwóch pisemnych terminach, w trakcie trwania ćwiczeń,

według przedstawionego na początku zajęć harmonogramu. Ostateczny trzeci termin jest

przeprowadzany w sposób ustalony przez Kierownika Katedry po uprzednim uzgodnieniu

terminu.

6

Kolokwium III jest przeprowadzane po zakończeniu zajęć z ćwiczeń rachunkowych z chemii

analitycznej i obowiązują na nim zasady podane przez asystenta prowadzącego ćwiczenia na

pierwszych zajęciach..

3 Regulamin wewnętrzny i przepisy BHP obowiązujące w pracowni

chemii analitycznej

1. Ćwiczenia rozpoczynają się i kończą zgodnie z ustalonym planem zajęć, obecność jest

obowiązkowa, a spóźnienia i nieobecności należy usprawiedliwić.

2. W pracowni mogą przebywać wyłącznie studenci należący do grupy odbywającej

ćwiczenia.

3. Obecność w pracowni obowiązuje przez cały czas trwania ćwiczeń. Studentowi wolno

wcześniej opuścić pracownię po uprzednim zgłoszeniu osobie prowadzącej ćwiczenia.

4. Godziny ćwiczeń należy poświęcić intensywnej pracy.

5. W pracowni należy zachowywać się cicho i spokojnie, zabrania się przynoszenia

radioodbiorników, korzystania z urządzeń słuchawkowych (za wyjątkiem aparatów

słuchowych).

6. Palenie tytoniu, jedzenie i picie na sali ćwiczeń jest wzbronione.

7. Pracować wolno tylko na wyznaczonym miejscu, posługując się odczynnikami i sprzętem

laboratoryjnym przydzielonym do tego miejsca. Nie wolno używać uszkodzonego sprzętu

laboratoryjnego.

8. Z odczynników należy korzystać zgodnie z zasadami pracy laboratoryjnej, nie wolno

korzystać z odczynników nieoznakowanych.

9. Każdy student zobowiązany jest mieć dziennik laboratoryjny (zeszyt 32-60 kartkowy

formatu A5, podpisany czytelnie na okładce imieniem i nazwiskiem oraz numerem

dziennika pracowni (podawanym na pierwszych zajęciach).Dziennik przeznaczony jest do

notowania wszelkich czynności, uwag, obserwacji oraz danych liczbowych,

otrzymywanych w trakcie przygotowywania roztworów wykonywania zadań kontrolnych,

które są zaliczane tylko w oparciu o odpowiedni protokół zamieszczony w dzienniku.

Prowadzenie dodatkowych notatek(„na brudno”) jest bezcelowe i zabronione.

10. Każdy student zobowiązany jest mieć własny biały fartuch laboratoryjny, okulary

ochronne, zasysacz do pipet, ściereczki do szkła i stołu, ręcznik oraz środek myjący do

szkła. Okulary ochronne student obowiązany jest nosić przez cały czas trwania pracowni.

11. W pracowni należy utrzymywać wzorową czystość i porządek (dotyczy to nie tylko szkła

laboratoryjnego, stołów, szafek, ale również półek, zlewu, podłogi i.t.p.) . Przed wyjściem

z pracowni należy starannie umyć ręce.

12. Ciecze żrące np. resztki stężonych roztworów kwasów i ługów, należy zlewać tylko do

wyznaczonych w tym celu naczyń kamionkowych, inne roztwory do zlewu, spłukując

dobrze wodą (roztwory barwne do ciemnych, kamionkowych zlewów).

13. Zabrania się wynoszenia jakichkolwiek odczynników i szkła laboratoryjnego z pracowni.

14. Prądu elektrycznego, gazu, odczynników, wody destylowanej i wody wodociągowej

należy używać jak najoszczędniej.

15. Wszystkie prace z substancjami żrącymi, łatwopalnymi, toksycznymi i cuchnącymi należy

przeprowadzać pod wyciągiem.

7

16. O każdym skaleczeniu, oparzeniu i złym samopoczuciu należy poinformować osobę

prowadząca ćwiczenia.

17. W wypadku pożaru nie należy wywoływać paniki lecz natychmiast poinformować

obsługę pracowni i ewakuować się.

18. W trakcie prac ze stałymi lub stężonymi substancjami żrącymi oraz innych

niebezpiecznych operacji należy używać odpowiedniego sprzętu ochronnego.

19. Student powinien bacznie uważać, aby substancje, z którymi pracuje, nie przedostały się

na skórę rąk i twarzy, a zwłaszcza do oczu. Jeżeli jednak do tego dojdzie należy

bezzwłocznie spłukać miejsce skażone dużą ilością wody wodociągowej i poinformować

osobę prowadzącą ćwiczenia.

20. Na pół godziny przed zakończeniem ćwiczeń należy rozpocząć porządkowanie pracowni.

Za stan pracowni odpowiadają dyżurni, oni też opuszczają pracownię ostatni.

21. Przed opuszczeniem pracowni należy schować własny sprzęt laboratoryjny, sprzątnąć

swoje stanowisko pracy, pogasić wszystkie palniki i skontrolować szczelność kurków

gazowych.

22. Studenci zobowiązani są do przestrzegania wskazówek i zaleceń laborantów Katedry.

4 Prowadzenie dokumentacji pracy

Podstawą dokumentującą pracę studenta jest dziennik laboratoryjny. Zwykle jest to zeszyt

formatu A5, 40-60 kartkowy podpisany na zewnętrznej stronie okładki i pierwszej stronie

imieniem, nazwiskiem i numerem z dziennika pracowni. W dzienniku tym prowadzone są

wszelkie notatki związane z wykonywaną pracą, a także zapisywane są w specjalnie do tego

celu przeznaczonych szablonach (pieczątkach) wyniki oznaczania miana roztworów

kontrolnych i wyniki wykonanych zadań kontrolnych. Aby ułatwić kontrolę wyników i

umożliwić szybką analizę toku pracy studenta zaleca się prowadzenie dziennika

laboratoryjnego w następujący sposób:

- notatki należy rozpocząć, notując na parzystej stronie datę i temat zadania, od którego

rozpoczyna się w danym dniu pracę. W dalszej kolejności na tej samej stronie notuje się

wszelkie otrzymane wartości liczbowe, uzyskane w trakcie: wyniki ważenia, miareczkowania

i.t.p.- z opisem, czego (jakich substancji i.t.d.) dotyczą. Sąsiednia - prawa , nieparzysta strona

przeznaczona jest do przedstawienia wyników swojej pracy. W zależności od tego, czego ona

aktualnie dotyczy (mianowanie roztworu, analiza wagowa, analiza miareczkowa) należy

odcisnąć odpowiednią pieczątkę (patrz rys.1.) z tabelką i wypełnić jej rubryki wg. opisu.

Obliczenia związane z uzyskanym wynikiem końcowym należy zamieścić pod pieczątką w

postaci pełnego wyrażenia, np.:

m= 0,7606 (g)

gdzie: m - masa oznaczanego analitu, czyli wynik analizy (tu miareczkowej)

8

0,2010 - stężenie molowe titranta, tu np. roztworu HCl,

c(HCl)= 0,2010 mol/l

9.46 - średnia wartość objętości zużytego titranta, liczona

najczęściej z trzech miareczkowań (Vśr)

40,00 - masa molowa oznaczanego analitu, tu NaOH g/mol

10 - współmierność (W): do miareczkowania pobrano pipetą

pełną obj.10,00 cm3 roztworu z kolby miarowej o obj.

100,0 cm3:

=10

1000 - współczynnik zamiany objętości titranta, wyrażonej w

cm3(ml) na litry (dm

3)

0,760584 - wynik uzyskany po wykonaniu działań

0,7606 - wynik końcowy, po zaokrągleniu do czterech cyfr

znaczących

Zasady stosowania cyfr znaczących przedstawione są szczegółowo w skrypcie Z.

Sztuby (literatura zalecana- poz. 6.) . W praktyce laboratoryjnej na ćwiczeniach z analizy

chemicznej metodami klasycznymi przyjęto podawać wszystkie wyniki z dokładnością do

czterech cyfr znaczących.

Wpis do tabelki powinien być czytelny, wszystkie cyfry wyraźne, przecinki dziesiętne

jednoznaczne. W razie pomyłki dopuszczalne jest poprawienie poprzez skreślenie pojedynczą

kreską i obok wpisanie właściwej liczby, ale tylko jednokrotne dla konkretnej pozycji.

Niedopuszczalne są zamazywania i wpisywanie jednych cyfr na drugie. Jeżeli dla tej samej

analizy kontrolnej wypełniamy drugą tabelę, pierwszą należy pojedynczo przekreślić.

5. Zasady korzystania z wag technicznych i analitycznych

Podstawową czynnością analityka jest określenie masy, wagi są więc jednym z

ważniejszych sprzętów w laboratorium.

Na wyposażeniu pracowni są elektroniczne wagi techniczne i analityczne.

Wagi techniczne służą do odważania określonych ilości substancji pomocniczych i wstępnego

przygotowania odważek substancji wzorcowych. Jeżeli np. należy odważyć „ok. 1g”

substancji oznacza to, że ważenie może być wykonane z dokładnością %, czyli odważka

ok.1g może mieścić się w przedziale: 0,90g – 1.10g. Polecenie: „odważyć dokładnie ok. 1g”

oznacza, że odważkę przygotowaną wstępnie jak wyżej (0,90g - 1.10g).

Ogólne zasady korzystania z elektronicznej wagi technicznej:

- waga powinna być dokładnie wypoziomowana;

- wszelkie zanieczyszczenia szalki jak i samej wagi należy bezzwłocznie usuwać;

- ważenie większych ilości substancji (np. do roztworów, które będą później mianowane)

można przeprowadzić na specjalnie przygotowanych „łódeczkach” z papieru, lub

metalowych, porcelanowych, czy też z tworzyw sztucznych;

- próbki powinny mieć temperaturę pokojową;

- nie powinno się ważyć przedmiotów o masie większej niż dopuszczalne obciążenie wagi;

9

- dopuszczalne jest dosypywanie i odsypywanie substancji w trakcie ważenia; nadmiar

powinno się odsypywać na wcześniej przygotowany kawałek papieru, a nie do słoika, z

którego ją pobieramy, należy jednak dążyć do ważenia bez odsypywania;

- przed opuszczeniem stanowiska wagowego należy je uprzątnąć;

- szczegóły obsługi konkretnego modelu wagi (włączanie, wyłączanie, tarowanie) podawane

są na początku ćwiczeń.

Waga analityczna to urządzenie bardzo precyzyjne i jako takie wymaga odpowiedniej obsługi

i warunków pracy.

Ogólne zasady korzystania z elektronicznej wagi analitycznej:

- waga powinna być umieszczona w osobnym pomieszczeniu, na stabilnej konsoli (pokój

wagowy);

- powinna być dokładnie wypoziomowana;

- waga, po włączeniu do sieci, powinna się stabilizować przez ok.0,5h, następnie

przeprowadza się kalibrację wagi (dla każdego typu zgodnie z instrukcją producenta); w

najnowszych modelach zachodzi tzw. autokalibracja;

- substancje chemiczne należy umieszczać na szalce wagi tylko w odpowiednich naczyniach

wagowych, nigdy bezpośrednio na niej;

- dosypywanie i odsypywanie w trakcie ważenia jest zabronione;

- substancje higroskopijne waży się w szczelnie zamkniętych naczyniach wagowych, silnie

żrące lub lotne w zatopionych ampułkach wagowych;

- wszelkie zanieczyszczenia powstałe podczas ważenia należy natychmiast usuwać;

- podczas ważenia należy pamiętać o zamykaniu drzwiczek wag ze względu na dużą czułość i

silne zaburzenia wskazań przy najmniejszym nawet ruchu powietrza;

- próbki powinny mieć temperaturę pokojową, być suche i czyste;

- jeżeli w danej procedurze wykonuje się więcej niż jedno ważenie (np. ważenie

wyprażonego, pustego tygielka i tygielka z substancją po prażeniu) należy korzystać z tej

samej wagi analitycznej;

- odważniki do kalibracji i naczynia wagowe przenosi się za pomocą pincety lub pasków

papieru, tygle za pomocą szczypiec;

- nie wolno umieszczać na wadze przedmiotów o masie większej niż dopuszczalne obciążenie

wagi (wstępne ważenie na wadze technicznej);

- szczegóły obsługi konkretnego modelu wagi (włączanie, wyłączanie, zerowanie,

odczytywanie wskazań wagi) podawane są na początku ćwiczeń.

5 Regulamin pokoju wagowego i ważenia

1. W pokoju wagowym mogą przebywać tylko osoby ważące.

2. Student powinien wykonywać ważenie na jednej wadze analitycznej, każdorazowe

użycie wagi powinno być odnotowane w odpowiednim dzienniku wagi.

3. Ważenie wymaga ciszy i skupienia, zatem niedopuszczalne są głośne rozmowy w

pokoju wagowym.

4. Przed ważeniem należy sprawdzić stan wagi, ewentualne uszkodzenia lub

nieprawidłową jej prace należy zgłosić asystentom.

10

5. Wynik ważenia notowany jest tylko w dzienniku laboratoryjnym, łącznie z datą i

informacją, czego dotyczy, np. „ 03.10,2007: Masa naczynka z wersenianem

sodowym: 18.6491g”.

6. Ważenie zostaje zakończone po odciążeniu szalki, zamknięciu okienka wagi,

dokonaniu wpisu do dziennika wagi i wyłączeniu jej (przycisk „on/off”)

Wagi można nie wyłączać, gdy mamy pewność, że bezpośrednio po nas korzystać

z niej będzie następna osoba – wówczas rozpoczyna ona ważenie od kontroli stanu

wskaźników i wyświetlacza, a dalej postępuje w zależności od uzyskanych

informacji.

7. Wszelkie czynności związane bezpośrednio z wagą ( operowanie przyciskami,

otwieranie/zmykanie okienek, obciążanie/odciążanie szalki) powinny być

wykonywane płynnie, spokojnie i delikatnie, tak, aby nie wywoływać zbędnych

impulsów destabilizujących pracę mechanizmu.

6 Mycie szkła

Podstawową czynnością przed przystąpieniem do pracy w pracowni analityki

chemicznej jest mycie szkła. Nieusunięte pozostałości po wcześniej wykonanych pracach

mogą być przyczyną powstawania różnych błędów:

- mogą zwiększać lub zmniejszać ilość substancji oznaczanej, wchodząc z nią w różne reakcje

lub na drodze sumowania

- mogą zakłócać działanie wskaźników

- najczęściej jednak tzw. tłuste zanieczyszczenia uniemożliwiają dokładne odmierzanie

objętości za pomocą naczyń miarowych (kolby, biurety, pipety) i z wieloletnich obserwacji

wynika, że one właśnie są najczęściej źródłem błędów popełnianych przez studentów.

Jeżeli po wstępnym wymyciu naczyń w wodzie ewentualnie z dodatkiem detergentu i

z użyciem szczotki do szkła laboratoryjnego (co zwykle pozwala usunąć większość

zanieczyszczeń), a następnie po przepłukaniu go wodą destylowaną pozostaje ona widoczna

na wewnętrznych ściankach kolby miarowej, biurety czy pipety w postaci niespływających

kropli, mówi się, że są one „tłuste” (warto dodać, że najczęściej zjawisko to niewiele ma

wspólnego z klasycznym „zatłuszczeniem” znanym z kuchni).

Jak wiadomo na tłustej powierzchni roztwory pozostają w postaci kropel i po pobraniu

określonej objętości, ilość roztworu pozostałego na ściankach jest zmienna, co nie pozwala

przenieść dokładnie odmierzonej objętości- podstawowej operacji, do której przeznaczone są

naczynia miarowe. W odtłuszczonym, czystym naczyniu woda spływa po ściankach

równomiernie (nie ma na nich kropel).

Do mycia naczyń stosuje się z dobrym rezultatem dostępne w sprzedaży środki: płyny

do naczyń, proszki do szorowania i pasty, które w połączeniu ze szczotką do mycia szkła

najczęściej pozwalają uzyskać dobrze odtłuszczone wewnętrzne powierzchnie szklanych

naczyń laboratoryjnych. Jeśli jednak pozostają one brudne można użyć do ich czyszczenia i

odtłuszczenia mieszaninę chromową (tzw. chromiankę). Jest to substancja bardzo silnie

utleniająca, którą otrzymuje się przez rozpuszczenie (najlepiej na gorąco) dwuchromianu (VI)

potasu lub sodu w stężonym kwasie siarkowym (VI). Wszelkie czynności związane z użyciem

tej mieszaniny studenci wykonują pod opieką asystenta.

11

Zlewki czy kolby odtłuszcza się poprzez nalanie do nich niewielkiej ilości chromianki

i ostrożnie obraca się naczynie tak, aby jego ścianki zostały dokładnie obmyte znajdującą się

wewnątrz mieszaniną. Zamiast mieszaniny chromowej można wewnątrz umyć szyjkę kolby

miarowej przy pomocy okrągłej szczotki laboratoryjnej o odpowiedniej średnicy proszkiem

lub pastą do szorowania. W ten sposób odtłuszcza się tę część kolby, która ma decydujące

znaczenie w procesie dokładnego ustalania objętości zawartego w niej roztworu

(„uzupełnienie do kreski”).

Pipety zanurza się najpierw górnym końcem na kilka minut w mieszaninie chromowej,

potem starannie opłukuje wodą wodociągową i przy pomocy zasysacza lub gruszki napełnia

się prawie całkowicie mieszaniną utleniająca i przytrzymuje się ją, tak wypełnioną, przez

jakiś czas, następnie się wypuszcza się mieszaninę. Jeżeli wnętrze naczynia jest równomiernie

pokryte jej cieniutką, żółtą warstwą to znaczy, że osiągnęliśmy żądany efekt. Jeśli jednak

chromianka tworzy krople powtarzamy czynność aż do skutku.

Bardziej skomplikowane jest umycie biurety. Jeżeli mamy możliwość jej całkowitego

zanurzenia w mieszaninie utleniającej (w odpowiednio wysokim naczyniu i przy

odpowiednim zabezpieczeniu), to pozostawia się ją tak przez kilka godzin, czasami dni,

następnie starannie płucze, przemywa wodą destylowaną i można jej wtedy używać do pracy.

W warunkach panujących na pracowni do mycia biuret używamy proszków do

szorowania, „mleczek” myjących (najlepiej z dodatkiem substancji wybielających gdyż

równocześnie znakomicie odtłuszczają) i innych środków czyszczących dostępnych w

sprzedaży. Przed przystąpieniem do czyszczenia biurety należy pamiętać o zdemontowaniu

jej zamknięcia (wężyk z perełką, kran szklany lub teflonowy), a następnie używając szczotki

o małej średnicy, z miękkiego włosia na długiej rączce oraz wymienionych wcześniej

środków czyszczących wyszorować biuretę. Zupełnie wystarczy, jeżeli tak odtłuścimy tylko

jej górną część, do objętości ok. 15 ml.

Szkła laboratoryjnego nie wycieramy wewnątrz, jeżeli musi być suche, to pozostawia się je

aż samo wyschnie, lub suszy w suszarkach; nie dotyka się też jego wewnętrznych ścianek

palcami, aby ponownie ich nie zabrudzić (możemy ja wytrzeć z zewnątrz).

Mieszaniny chromowej nie wylewamy do zlewu, po przepłukaniu swoich szklanych naczyń

zlewamy ją do naczynia, z którego została pobrana.

Wszystkie naczynia laboratoryjne (szkło, butelki plastikowe, lejki i.t.p.) każdorazowo po

ich umyciu i wypłukaniu wodą wodociągową przepłukujemy kilkakrotnie (3-4 razy), małymi

porcjami wody destylowanej w celu usunięcia jonów pochodzących z wody wodociągowej, a

mogących zaburzyć wyniki analizy.

12

7 Wybrane definicje i omówienie niektórych pojęć

ANALIT

Składnik, który jest wykrywany lub/i określana jest jego ilość (zawartość), zobacz też:

oznaczanie.

BŁĄD MIARECZKOWANIA

Jest to różnica między objętością titranta zużytą do osiągnięcia punktu końcowego

miareczkowania (PKM) a objętością potrzebną do osiągnięcia punktu równoważności

miareczkowania (PRM); może być dodatni i ujemny.

MIANO RACJONALNE

Jest ono wyrażone w ilości gramów konkretnego analitu, odpowiadającej 1,0 ml danego

titranta np.: miano racjonalne wodorotlenku sodu o C(NaOH) = 0,1000 mol/ l, w

alkacymetrycznym oznaczaniu kwasu siarkowego będzie równe:

Wymiarem tego miana będzie: [g/ml], należy jednak pamiętać, że liczba gramów odnosi się

do konkretnego analitu, tu do H2SO4.

MIANO ROZTWORU

Najczęściej tak określa się dokładne stężenie roztworu, wyrażone w molach/litr. Zobacz

także roztwór mianowany.

Właściwa definicja miana odnosi się do stężenia roztworu, wyrażonego w gramach substancji

zawartej w 1.0 ml tego roztworu.

Miano takie określa się przez „ T ”.

Zależność pomiędzy stężeniem molowym roztworu, a jego mianem „ T ”:

gdzie: cx - stężenie molowe [mol/l] substancji „ x”

T - miano

Mx-masa molowa substancji „x” zawartej w roztworze w [g/mol]

MIANOWANIE ROZTWORU

Procedura, prowadząca do wyznaczenia miana roztworu mianowanego (titranta) lub jego

stężenia molowego, obejmująca zwykle:

- przygotowanie roztworu wzorcowego z substancji wzorcowej;

- miareczkowanie określonej objętości roztworu wzorcowego titrantem (rzadko odwrotnie) do

punktu końcowego.

13

Jeżeli stężenie roztworu wzorcowego wynosi „ cwz” [mol/l], a jego miareczkowana objętość –

„Vwz”[ml], natomiast objętość zużytego titranta wyniosła „VT” [ml] to (w przypadku, gdy

substraty są zdefiniowane tak, że reagują ze sobą w stosunku molowym 1:1):

cwz∙Vwz = cT∙VT

skąd:

[mol/l]

Mianowanie roztworu określane także bywa jako: „ NASTAWIANIE MIANA”.

MIARECZKOWANIE

Prowadzenie reakcji pomiędzy roztworami substancji „A” i „ B”, gdzie roztwór „A” ma

dokładnie znane stężenie składnika „A” i dozowany jest w sposób umożliwiający w każdym

momencie dokładne określenie zużytej objętości (nazywany bywa „roztworem mianowanym”

lub „titrantem”). Reakcję prowadzi się do punktu końcowego miareczkowania. Substancja

„B” w roztworze drugim określana bywa jako – „analit”.

MOL

Jednostka miary liczebności materii wg układu SI. Ilość substancji, która zawiera liczbę

cząstek równą liczbie atomów zawartych w 0,012kg czystego nuklidu 12

C.

NACZYNIA MIAROWE (szkło miarowe)

Naczynia laboratoryjne, najczęściej szklane lub z tworzyw sztucznych, służące odmierzaniu

objętości. Cechowane są najczęściej dla temperatury 20 , na wylew (swobodny wypływ):

pipety wielomiarowe, jednomiarowe (pełne), biurety, lub na wylew (fabrycznie określona

objętość roztworu znajduje się wewnątrz naczynia): kolby miarowe, cylindry miarowe. Ze

względu na dokładność cechowania rozróżnia się różne klasy naczyń miarowych.

NACZYNIE WAGOWE

Szklane lub plastikowe o pojemności kilku, kilkudziesięciu mililitrów, zaopatrzone w

szczelną (doszlifowaną) pokrywkę, służące do ważenia substancji na wadze analitycznej.

Zobacz też: odważka analityczna.

NASTAWIANIE MIANA – patrz mianowanie roztworu.

ODWAŻKA ANALITYCZNA

Odważka jest to pewna ilość substancji o znanej masie; wyznaczonej z taką dokładnością,

jaka wymagana jest w wykonywanej pracy; zakłada się, że o dokładności sporządzenia

odważki decyduje tylko dokładność używanej wagi, a nie np. sposób jej przeniesienia z

naczynka wagowego do innego naczynia. Zobacz też: przeniesienie ilościowe.

OZNACZANIE

14

Określanie ilościowej zawartości danego składnika w badanej próbce. Potocznie: czynności

wykonywane w w/w celu.

POPRAWKA

Empirycznie wyznaczona wielkość pozwalająca korygować otrzymane wyniki

uwzględniająca występujące zjawiska uboczne. Przykładem zastosowania poprawki może być

oznaczanie chlorków metodą Mohra.

PRZENOSZENIE ILOŚCIOWE SUBSTANCJI

Jest to sposób postępowania, zapewniający całkowite (ilościowe) przeniesienie np. odważonej

substancji (odważka analityczna) z naczynka wagowego do innego naczynia (zlewka, kolba

i.t.p.) . Jeżeli z jakichś powodów (np. małej nośności wagi analitycznej) nie można dokonać

zważenia tej substancji od razu, w dużym naczyniu, to najczęściej stosuje się:

a- przeniesienie odważki metodą dwóch ważeń (waży się naczynko wagowe razem z

substancją, następnie ostrożnie przenosi się - przesypuje - substancję do naczynia

roboczego – zlewki, kolby miarowe - przez czysty, suchy lejek) i ponownie waży

opróżnione naczynko. Różnica mas daje masę odważki substancji, która znalazła

się w naczyniu roboczym. Następnie powtarzamy te czynności z resztą substancji i

sumujemy masy.

Jest oczywiste, że przy przesypywaniu nie wolno dopuścić do strat; nie należy

więc wykonywać gwałtownych ruchów np. wytrząsania resztek, a lejek należy

dokładnie opłukać (chyba, że szczegółowy przepis zaleca inne postępowanie).

b- metoda mokra - polega na zważeniu czystego, suchego i pustego naczynka,

następnie zważeniu go razem z odważoną substancją i przeniesieniu (przesypaniu)

do naczynia roboczego, starannym wypłukaniu (wodą lub właściwym do

sporządzenia roztworu odczynnikiem) wnętrze naczynka i ewentualnie używanego

lejka; masę odważki także otrzymuje się z różnicy wyników dwóch ważeń.

Metoda „a” jest częściej stosowana dla substancji sypkich i jednorodnych (np. substancje

wzorcowe), metoda „b”- dla substancji niejednorodnych i płynnych.

ROZTWÓR MIANOWANY

Nazywany także titrantem, roztwór stosowany do miareczkowania. Cechą roztworu

mianowanego jest to, że jego stężenie objętościowe jest dokładnie określone (mol/l, g/ml), a

więc na podstawie objętości zużywanego w czasie miareczkowania roztworu mianowanego

(titranta) można obliczyć równoważną ilość analitu.

Stężenie titranta oblicza się albo poprzez dokładne odważenie odpowiedniej substancji (gdy

ma ona cechy substancji wzorcowej) i sporządzenie znanej objętości roztworu, albo wyznacza

w procesie mianowania roztworu (nastawiania miana).

SKOK MIARECZKOWANIA

Jest to zmiana jakiegoś parametru, związanego liczbowo ze stężeniem analitu, określana w

przedziale 99.9% - 100,1% objętości titranta potrzebnej do teoretycznego zrównoważenia

określonej ilości analitu. Parametrem może być stężenie jonów, bezpośrednio biorących

udział w reakcji, potencjał red/ox, i.t.p.. Jeżeli wartość parametru zmienia się o wiele rzędów

wielkości, do obliczania skoku miareczkowania wykorzystuje się ujemny logarytm (np. pH,

pMe2+

, pCl- ).

15

STĘŻENIE MOLOWE

Stosunek liczby moli składnika do objętości układu zawierającego ten składnik.

cA = nA /V

gdzie: nA - liczba moli składnika A,

V - objętość roztworu;

Wymiar: mol/l, mol/dm3, M.

SUBSTANCJA WZORCOWA - substancja podstawowa

Substancja, która dzięki swoim cechom umożliwia, poprzez odważenie, dokładne określenie

swojej liczności wyrażonej w molach. Można więc otrzymać z niej, poprzez sporządzenie

określonej objętości roztwór wzorcowy, który albo sam może być użyty jako titrant (np.

AgNO3), albo może posłużyć do mianowania titranta.

Cechy wymagane dla substancji wzorcowej:

- ściśle określone, zdefiniowane indywiduum chemiczne

- reakcje mianowania, do których jest używana, muszą przebiegać ściśle według równania

stechiometrycznego, pożądane jest, aby zachodziły łatwo i szybko

-musi być absolutnie czysta, a przy tym łatwa do otrzymania, oczyszczenia, suszenia,

przechowywania

- nie powinna być higroskopijna, nie powinna też ulegać żadnym zmianom na powietrzu

(wietrzenie, utlenianie, i.t.p.)

- pożądane jest, aby miała możliwie dużą masę molową, była dobrze rozpuszczalna, tania

TITRANT

Roztwór mianowany, roztwór stosowany do miareczkowania.

WSKAŹNIK PUNKTU KOŃCOWEGO MIARECZKOWANIA

Dodatkowa substancja, wprowadzana do analizowanego roztworu, której właściwości ulegają

wyraźnie dostrzegalnym zmianom (zmiana zabarwienia, odbarwienie) w punkcie końcowym

miareczkowania i w ten sposób pozwalają go określić.

Z przyczyn praktycznych przyjmuje się, iż zmiana ta wywoływana jest przez jedną kroplę

titranta (zobacz także - skok miareczkowania).

Zmiany właściwości substancji (np. fizyczne: przewodność, potencjał red/ox, optyczne) mogą

być także obserwowane metodami instrumentalnymi.

WSPÓŁMIERNOŚĆ

Liczba mówiąca ile razy należy posłużyć się jednym naczyniem miarowym, aby

zrównoważyć drugie naczynie miarowe..Na przykład współmierność pipety jednomiarowej o

obj. 10,0 cm3 i kolby miarowej o obj. 250,0 cm

3 wynosi 25 (współmierność może być liczbą

niecałkowitą).

16

8 Najczęściej popełniane błędy

Wyniki pomiarów, czy analiz, nie są wolne od błędów. Błędy te dzielimy na:

a- błędy tzw. grube – błędy te powstają na skutek pomyłek w obliczeniach, błędnych

odczytów wyników pomiarów, przy użyciu naczyń o niewłaściwej objętości, pomyłek

przy przepisywaniu wyników pomiarów;

b- systematyczne – spowodowane korzystaniem z niewłaściwych naczyń, odczynników i

przyrządów (np. niewykalibrowane naczynia miarowe); nieumiejętne lub niedbałe

wykonywanie analiz; błędy indywidualne np.: zdolność rozróżniania odcieni barw, przy

określaniu momentu zmiany barwy roztworu, czy określenie poziomu cieczy w biurecie

zależy od ostrości wzroku; błędy metodyczne – mogą powstawać na skutek częściowej

rozpuszczalności osadu, niezupełnie ilościowego przebiegu reakcji, na której oparto

oznaczenie, współstrącenia się, rozkładu, ulatniania gazowych produktów reakcji,

higroskopijności substancji oznaczanej. Błędy metodyczne należą do najpoważniejszych

błędów;

c- błędy przypadkowe – mogą powodować niewielkie różnice w wynikach analiz, które

wykonywała ta sama osoba, w tych samych warunkach;

Chcielibyśmy przytoczyć tu również przykłady najczęściej popełnianych przez

studentów zaniedbań w trakcie pracy, są to:

- używanie brudnego, zatłuszczonego szkła w trakcie wykonywania analiz;

w zatłuszczonych kolbach, pipetach, biuretach krople roztworów zatrzymują się na ściankach

naczynia, co powoduje, że pomimo używania naczyń

miarowych pobierane objętości różnią się między sobą;

-niestaranne mieszanie roztworów kontrolnych, jak i przygotowywanych

samodzielnie titrantów, powoduje, że stężenie danej substancji nie jest jednakowe w całej

objętości;

-niestaranne rozpuszczenie substancji wzorcowej w kolbie miarowej j.w.;

-nieprzepłukiwanie pipety i biurety roztworem, który zamierzamy odpipetować, czy którym

będziemy miareczkować, prowadzi do rozcieńczenia

danego roztworu pozostałościami wody (błąd ujemny);

- ustawianie poziomu cieczy w biurecie czy pipecie nie na poziomie wzroku prowadzi do

powstania tzw. błędu paralaksy;

- odkładanie bagietki na konsolę, w czasie analizy wagowej, powoduje straty osadu przez

przyklejenie jego cząstek do powierzchni konsoli;

- w odstawionej na konsolę zlewce bagietka nie może dotykać jej dzióbka, gdyż cząsteczki

osadu, które tam pozostały po zlewaniu roztworu na sączek, przykleją się do górnej części

bagietki i znajdą się w palcach osoby przeprowadzającej analizę;

- używanie brudnego odbieralnika w przypadku przedostania się osadu do przesączu

uniemożliwi uratowanie analizy przez powtórne jego przesączenie, gdyż będzie

zanieczyszczony substancjami obcymi;

- niekontrolowane zmiany objętości titranta w biurecie, poprzez pozostawienie lejka w

biurecie i spływające z niego krople; pozostawienie w części nieprzeźroczystej biurety – wąż

gumowy z perełką zamykającą, końcówka szklana – powietrza bądź wprowadzenie tam

powietrza w trakcie niewłaściwego operowania biuretą w czasie miareczkowania;

17

- zapominanie, że punkt końcowy miareczkowania to nie zmiana barwy roztworu, lecz

zmiana barwy roztworu wywołana przez jedną kroplą titranta;

- zapominanie, że kalibrowane na wylew pipety w celu uzyskania deklarowanej objętości

odmierzanej z odpowiednią dokładnością, wymagają przestrzegania procedury pipetowania;

Cały szereg błędów jest też skutkiem niezrozumienia istoty wykonywanych obliczeń

końcowych. Do najczęstszych pomyłek należy używanie w wykonywanych obliczeniach

wartości stężeń, zapewne wcześniej dokładnie wyznaczonych, ale dla zupełnie innego

roztworu; bywa także, że zamiast użycia w obliczeniach dokładnie wyznaczonej masy

odważki substancji, pojawia się tam wartość przybliżona (bo taka występuje we wzorze

obliczeniowym w instrukcji, będącym tylko przykładem).

Błędy takie z reguły wychwytywane są w trakcie analizy zapisów w dzienniku

laboratoryjnym, ale zwykle dzieje się tak, gdy jakieś zadanie kontrolne pozostaje, pomimo

kilku prób, niezaliczone.

Liczną grupę błędów zaliczyć można do kategorii „błędów niedostatku” - chodzi o

niedostatek wiedzy teoretycznej. Na przykład: kompleksometryczne oznaczanie glinu

wykonuje się miareczkując gorący roztwór, zbyt krótkie ogrzewanie czy za niska jego

temperatura mogą powodować błędy (kompleks: glin – komplekson powstaje w takich

warunkach zbyt wolno).

Natomiast mianowanie roztworu manganianu(VII) potasu na roztwór szczawianu sodu, które

również wykonuje się na gorąco, rządzi się odwrotnymi prawami: zbyt długie ogrzewanie i za

wysoka temperatura prowadzą do rozkładu części anionów szczawianowych: C2O42-

+2H+

(kwaśne środowisko reakcji!), wtedy otrzymujemy: CO2+CO+H2O; Dodatkowo w

podwyższonej temperaturze wprowadzany roztwór manganianu(VII) może także ulegać

rozkładowi. Zjawiska te są opisane w literaturze analitycznej, instrukcja do ćwiczeń jest tylko

wskazówką jak pracować przy pomocy danej metody.

Przytoczone przykłady mają na celu uzmysłowienie, że aby ćwiczenia z chemii analitycznej

ilościowej klasycznej nie były tylko doskonaleniem umiejętności manualnych, należy nieco

czasu poświęcić na przygotowanie się teoretyczne. Zaleca się, aby przed przystąpieniem do

wykonania prac zapoznać się z podstawami teoretycznymi i uważnie przestudiować obszerne

opisy oznaczeń, podawane w literaturze przedmiotu i na wykładach.

9 Sprawdzanie miana

Błędy popełnione przy przygotowaniu i mianowaniu titranta (roztworu mianowanego)

powodują uzyskiwanie błędnych wyników w wykonywaniu analiz kontrolnych.

Sygnalizowane jest to poprzez adnotacje w dzienniku laboratoryjnym: „POWTÓRZYĆ” i

„SPRAWDZIĆ MIANO”. Należy wtedy zastanowić się i spróbować samodzielnie

wytypować ten fragment procesu mianowania roztworu, który mógłby być odpowiedzialny za

powstanie błędu końcowego i z zachowaniem szczególnej uwagi (zwłaszcza w wytypowanym

fragmencie) powtórzyć całość procedury mianowania tego samego roztworu.

18

II Sprzęt wykorzystywany w pracowni klasycznej analizy chemicznej

1.Eksykator z podstawką na tygle i wkładem suszącym; 2.Tryskawka; 3.Zlewka; 4.Kolba

Erlenmayera; 5.Cylinder miarowy; 6.Kolba miarowa 500ml; 7.Kolba miarowa 100ml;

8.Lejek analityczny; 9.Kółko do mocowania lejka; 10,Łapa do biurety; 11.Mufa; 12.Lejek

plastikowy z grubą szyjką; 13.Lejek plastikowy z cienką szyjką; 14.Tygielek porcelanowy;

15.Pompka do pipety; 16.Naczynie wagowe; 17.Pipeta miarowa; 18.Pipeta miarowa pełna;

19.Biureta z kranem; 20,Palnik; 21.Trójkąt do tygla;

19

III Oznaczenia na odczynnikach.

Studenci rzadko spotykają się z odczynnikami w oryginalnych opakowaniach, niemniej

jednak znajomość umieszczanych na nich oznaczeń ostrzegawczych jest konieczna. Poniżej

zamieszczono piktogramy z oryginalnych opakowań:

Substancje chemiczne stosowane do przeprowadzania reakcji analitycznych posiadają

kilka stopni czystości.

Zgodnie z przyjętymi w Polsce normami na odczynniki chemiczne rozróżnia się:

• odczynniki czyste o symbolu cz.

• odczynniki czyste do analizy o symbolu cz.d.a.

• odczynniki chemicznie czyste lub spektralnie czyste oznaczane ch.cz.

Odczynniki czyste zawierają najwięcej zanieczyszczeń,

odczynniki cz.d.a. mają mniej zanieczyszczeń i zawierają ich specyfikację

odczynniki ch.cz. mają śladowe zawartości zanieczyszczeń.

20

IV Wzory rewersów

1 II Rok Farmacji

Katedra i Zakład Chemii Analitycznej

Akademii Medycznej we Wrocławiu Szafka nr………………

REWERS ( II Rok Wydziału Farmacji )

Na pobrane szkło i sprzęt do ćwiczeń z chemii analitycznej ilościowej:

Imię i nazwisko…………......………………………………………………….............

…….…………………………………………………………………..

1. Biureta bez kranu 25 ml 2

2. Pipeta pełna 10 ml 2

3. Pipeta miarowa 5 ml 2

4. Kolba miarowa z korkiem na 100 ml 2

5. Kolba miarowa z korkiem na 500 ml 2

6. Zlewka wysoka poj. 250 ml 2

7. Zlewka wysoka poj. 400 ml 2

8. Kolba Erlenmayera z szeroką szyjką 200 ml 6

9. Lejek analityczny z długą nóżką 2

10, Lejek z krótką nóżką 2

11. Naczynie wagowe 1

12. Tryskawka 1

13. Szkiełko zegarkowe 2

14. Bagietka szklana 2

15. Eksykator normalny z wkładką porcelanową, tyglami i pokrywą 1

16. Trójkąt druciany z rurkami porcelanowymi 1

17. Kółko do sączenia z łącznikiem 1

18. Szczypce metalowe do tygli 1

19. Łapa do biurety 1

20, Butelka plastikowa 1 l 4

21. Butelka szklana 0,5 l 2

Zobowiązuję się oddać w/w sprzęt w stanie nieuszkodzonym. Równocześnie

oświadczam, że zostałem (am) zapoznany (a) z regulaminem BHP obowiązującym na

pracowni z chemii analitycznej.

Wrocław dnia…………………. Podpis …..................................................

……………………….…………

21

2 I Rok Analityki Medycznej

Katedra i Zakład Chemii Analitycznej

Akademii Medycznej we Wrocławiu Szafka nr …………………

REWERS (I Rok Oddziału Analityki Medycznej)

Na pobrane szkło i sprzęt do ćwiczeń z chemii analitycznej ilościowej:

Imię i nazwisko ….....................…………………………………………………......

……………………………………………………………………...

……………………………………………………………………...

1. Biureta bez kranu 3

2. Pipeta pełna 10 ml 3

3. Kolba miarowa z korkiem 100 ml 3

4. Kolba miarowa z korkiem 500 ml 3

5. Kolba Erlenmayera z szeroką szyjką 200 ml 9

6. Zlewka 3

7. Lejek z krótką nóżką 6

8. Naczynie wagowe 3

9. Tryskawka 2

10,Bagietka szklana 3

11.Łapa do biuret 3

12.Butelka plastikowa 1 l 6

13.Butelka szklana 0,5 l 3

14.Cylinder 1

15.Szkiełko zegarkowe 3

Zobowiązuję się oddać w/w sprzęt w stanie nieuszkodzonym.

Równocześnie oświadczam, że znane mi są przepisy BHP, obowiązujące na pracowni

chemii analitycznej.

Wrocław dnia……………….. Podpis .……………………………………….

………………………………………..

………………………………………..

22

V Część praktyczna

1 Odmierzanie objętości za pomocą pipety jednomiarowej

Celem ćwiczenia jest opanowanie bardzo ważnej operacji – posługiwania się pipetą. Student

ma za zadanie przenieść do kolby miarowej określoną liczbę pipet jednomiarowych o poj.

10,00ml wody destylowanej, a asystent, opiekujący się grupą kontroluje wynik pracy.

Przed przystąpieniem do wykonania tego ćwiczenia należy dokładnie umyć wnętrze

kolby miarowej o poj. 100,0 ml tak, aby uzyskać jego jednorodną zwilżalną przez wodę

destylowaną powierzchnię. Podobnie należy umyć pipetę jednomiarową o poj. 10,00 ml.

Czystą, suchą z zewnątrz i podpisaną ( imię, nazwisko, nr dziennika pracowni) kolbę

miarową należy wraz z dziennikiem laboratoryjnym przekazać asystentowi. Po otrzymaniu

ich z powrotem do wnętrza kolby przenieść przy pomocy nasadki taką liczbę pipet wody

destylowanej, jaką wskazano w dzienniku laboratoryjnym. Odmierzanie objętości pipetą

(w skrócie – pipetowanie) należy wykonać dokładnie, przestrzegając wszelkich związanych

z tą operacją reguł, gdyż tylko wtedy można mieć pewność, że odmierzana jest ściśle

określona przez nominał pipety objętość. Kolba miarowa musi pozostać sucha z zewnątrz –

dokładność pracy sprawdzona zostanie przez asystenta, któremu, po zakończeniu ćwiczenia

należy ją, wraz z dziennikiem laboratoryjnym przekazać. W dzienniku należy zamieścić

odpowiedni wpis, potwierdzający wykonanie zadania, np. :

”Odmierzono 5(pięć) pipet”.(data, podpis)

23

2 Ważenie i miareczkowanie

Celem ćwiczenia jest opanowanie dwóch ważnych operacji. Poprzez przygotowanie odważki

analitycznej substancji wzorcowej i jej miareczkowanie roztworem kwasu solnego należy

wyznaczyć jego stężenie molowe ( potocznie: miano roztworu).

Aby przystąpić do wykonania tego ćwiczenia należy dokładnie umyć kolbę miarową na

100,0ml tak, aby jej wnętrze było jednorodnie zwilżane przez wodę destylowaną. Suchą

z zewnątrz i podpisaną ( imię, nazwisko, nr dziennika pracowni ) kolbę pozostawić wraz

z dziennikiem laboratoryjnym na stanowisku do wydawania analiz. Należy także umyć

biuretę (także do uzyskania jednorodnie zwilżanego przez wodę wnętrza ) i przymocować ją

do statywu .

Otrzymaną w kolbie miarowej próbkę roztworu kwasu solnego rozcieńczyć wodą

destylowaną dokładnie do kreski i starannie wymieszać. W ten sposób uzyskuje się dokładnie

100,0ml roztworu. Następnie należy przygotować wzorzec: odważyć w naczynku wagowym

na wadze technicznej odważkę substancji wzorcowej : dziesięciowodnego tetraboranu disodu

Na2B4O7·10H2O, boraksu, o masie od 0,34 g do 0,42 g. Naczynko wraz z substancją zważyć

na wadze analitycznej, przestrzegając reguł - wynik zanotować w dzienniku laboratoryjnym.

Substancję ostrożnie przenieść ilościowo ( przesypać ) do 250ml kolby stożkowej z szeroką

szyją (UWAGA: tą operację wyjątkowo można wykonać w pokoju wagowym) i ponownie

zważyć puste naczynko wagowe, w którym mogą jednak pozostać kryształki boraksu – wynik

zanotować. Odważkę rozpuścić w ok. 40ml wody destylowanej, dodać pięć kropli wskaźnika

– czerwieni metylowej.

Przygotowaną biuretę najpierw przepłukać roztworem kwasu solnego i napełnić, dokładnie

ustalając poziom początkowy („zerowy”). Zmiareczkować wzorcowy roztwór boraksu do

zmiany barwy wskaźnika z żółtej na przejściową – bladomalinową: zmiana barwy musi

zostać wywołana przez jedną, ostatnią kroplę titranta. Wynik miareczkowania odczytać

z biurety z dokładnością do 0,05ml i zanotować w dzienniku laboratoryjnym. Obliczyć

stężenie molowe kwasu solnego. Całość operacji powtórzyć jeszcze dwukrotnie.

Obliczyć ostateczne stężenie molowe kwasu solnego jako wartość średnią z trzech

uzyskanych wyników. Wypełnić tabelkę (MIANOWANIE ROZTWORU) . Po uzyskaniu

parafy swojego opiekuna oddać dziennik laboratoryjny oraz pustą, przemytą i wypłukaną

wodą destylowaną kolbę miarową, suchą z zewnątrz i podpisaną, do sprawdzenia – na

stanowisko do wydawania analiz. Po ich odzyskaniu postępować w myśl uzyskanych

wskazówek.

Sprawozdanie.

1. Równanie reakcji.

2. Obliczyć stężenie molowe kwasu solnego jako wartość średnią z trzech uzyskanych

wyników

M(Na2B4O7·10H2O) = 381,42 g/mol

C średnie (HCl) = ……………………… mol/l

24

3 Analiza wagowa

Roztwory: stężony kwas azotowy(V)

amoniak 10% (NH4OH 10%)

kwas azotowy(V) 2 mol/l

azotan(V) srebra(I) 0,01 mol/l

3.1 ANALIZA KONTROLNA 1: Oznaczanie żelaza(III) w postaci Fe2O3

Studenci otrzymują do oznaczenia roztwór zawierający rozpuszczalne sole żelaza.

W celu wykonania oznaczenia należy wystawić, w miejsce do tego przeznaczone, zlewkę

o poj. 250 ml, zaopatrzoną w etykietę z odpowiednimi danymi (imię, nazwisko, numer

dziennika pracowni).

Wykonanie oznaczenia:

Otrzymany do oznaczenia roztwór, zawierający sole żelaza(III), ogrzać pod

dygestorium na palniku (na płytce metalowej) i dodać 1 ml (ok. 10 kropel) stężonego kwasu

azotowego(V) i odparować, ciągle mieszając, do połowy pierwotnej objętości. Pobrany do

oznaczenia roztwór soli żelaza(III) może zawierać pewną ilość jonów żelaza(II) i dlatego

należy je utlenić stężonym kwasem azotowym(V) na gorąco (w ok. 70oC). Podczas

ogrzewania zakwaszonej analizy kontrolnej należy tak postępować by roztwór nie odparował

do sucha.

Tak przygotowaną analizę należ rozcieńczyć gorącą wodą destylowaną do ok. 150 ml

i ogrzewać na małym płomieniu na płytce metalowej. Następnie wprowadzić do roztworu

przy pomocy pipety miarowej (5 ml) ciągle mieszając, 10 ml 10% roztworu amoniaku,

odstawić palnik i zamieszać bagietką roztwór z osadem kilka razy po opadnięciu osadu.

Następnie przemyć osad przez dekantację, to znaczy: po opadnięciu osadu na dno zlewki, zlać

roztwór znad osadu przez miękki saczek umieszczony w lejku analitycznym (lejek z długą

nóżką) tak, aby praktycznie cały osad pozostał w zlewce (wodę do przemywania osadu należy

ogrzewać na płycie elektrycznej). Ponownie zalać osad gorącą wodą destylowaną, zamieszać i

pozostawić do opadnięcia osadu. Zlać roztwór znad osadu przez miękki sączek jak wyżej.

Przemywanie przez dekantację powtórzyć jeszcze 2-3 krotnie, zużywając każdorazowo ok. 75

ml gorącej wody destylowanej. Następnie przenieść osad ilościowo na sączek, wypłukując

jego resztki ze zlewki wodą destylowaną. Cząsteczki przylepione do ścian naczynia zebrać

przy pomocy bagietki skrawkami sączka i dołączyć do osadu na sączku, następnie przemyć

go gorącą woda destylowaną, w celu całkowitego wypłukania jonów chlorkowych.

Skuteczność tej operacji sprawdza się przez pobranie na szkiełko zegarkowe ok. 2 ml

przesączu podstawiając je pod nóżkę lejka, zakwaszenie kilkoma kroplami 2 mol/l HNO3

i dodanie kilku kropel 0,01 mol/l roztworu AgNO3. Proces przemywania uważa się za

zakończony, gdy roztwór na szkiełku nie wykazuje śladów zmętnienia. Sączek z osadem

należy zwinąć, uważając żeby osad nie wypłynął i wraz z opisanym (imię, nazwisko, numer

dziennika) lejkiem umieścić suszarce, a po wysuszeniu przenieść do tygla porcelanowego,

wcześniej wyprażonego i zważonego na wadze analitycznej.

25

Jeżeli czynności związane z wytrącaniem i przesączaniem osadu przebiegały zbyt wolno

i zabraknie czasu na wysuszenie sączka w suszarce, należy umieścić lejek wraz z sączkiem,

zabezpieczonym przed zanieczyszczeniem i podpisany w zlewce na 400 ml (oprzeć o ściankę

szafki) i pozostawić do następnej pracowni. W tym czasie sączek wyschnie. Dalej postępować

jak wyżej.

Tygielek z saczkiem umieścić pod kątem na trójkącie drucianym z rurkami

porcelanowymi i ostrożnie ogrzewać małym płomieniem palnika, aż do spopielenia saczka.

W razie zapalenia sączka należy ostrożnie odsunąć palnik, przykryć tygielek szkiełkiem

zegarkowym i zdusić płomień. Następnie wyprażyć w elektrycznym piecu muflowym

w temp. ok., 800 o

C przez 30 min. Po wyjęciu z pieca tygielek z osadem umieścić, przy

pomocy szczypiec, w eksykatorze i po minimum 30 min. zważyć na wadze analitycznej.

Sprawozdanie.

1. Równania reakcji.

2. Obliczyć zawartość żelaza(III) w badanym roztworze:

M(Fe) = 55,85 g/mol

M(Fe2O3) = 159,70 g/mol

m(Fe2O3) = ……………………… g

Uwaga! W trakcie wykonywania tej analizy, w miarę wolnego czasu, należy wstępnie

przygotować roztwory manganianu(VII) potasu i tiosiarczanu(VI) sodu, które przed

właściwym użyciem wymagają dwutygodniowego „odstania”. Przepisy poniżej.

26

4 Analiza miareczkowa

Zadania kontrolne z analizy miareczkowej studenci otrzymują w kolbach miarowych

o obj. 100,0 cm3, które w tym celu po przygotowaniu( dokładnym umyciu, przepłukaniu

wodą destylowaną i podpisaniu: imieniem, nazwiskiem, numerem dziennika pracowni) należy

wraz z dziennikiem laboratoryjnym złożyć w wyznaczonym miejscu.

Wcześniej należy przygotować odpowiedni roztwór mianowany według przepisu

z niniejszego skryptu, zmianować go, opisać, w dzienniku laboratoryjnym wypełnić tabelkę

pieczątki „Mianowanie Roztworu” (patrz rozdział: „Prowadzenie dokumentacji pracy i zasady

wykonywania obliczeń”). Następnie gotowy roztwór i dziennik laboratoryjny należy okazać

asystentowi, który parafuje ten etap pracy ( bez parafki asystenta zadanie kontrolne nie będzie

wydane). Z otrzymaną kolbą zawierającą próbkę do analizy należy postępować tak, jak zaleca

odpowiednia instrukcja.

Po wykonaniu zadania należy czystą, przepłukaną wodą destylowaną i opisaną kolbę miarową

z dziennikiem (patrz rozdział: „Prowadzenie dokumentacji pracy…”) złożyć do kontroli.

Jeżeli w dzienniku laboratoryjnym, pod złożonym sprawozdaniem, pojawi się pieczątka:

„ZALICZONO”, to w kolbie otrzymamy, jeżeli tak przewidziano w planie pracy, kolejną

analizę z danego działu.

Otrzymanie zadania kontrolnego z kolejnego działu wymaga sporządzenia nowego

roztworu mianowanego.

Otrzymanie pieczątki „POWTÓRZYĆ” jest związane z nowa porcją roztworu

kontrolnego i ponownym wykonaniu tego samego zadania kontrolnego (patrz rozdział:

„Najczęściej popełniane błędy”).

Otrzymanie pieczątki: „POWTÓRZYĆ” i „SPRAWDZIĆ MIANO” to polecenie

skontrolowania roztworu mianowanego (patrz rozdział: „Sprawdzanie miana”, „Najczęściej

popełniane błędy”). Po uzyskaniu parafki asystenta zatwierdzającej nowe miano można

otrzymać ponownie roztwór kontrolny.

Pierwsze zadanie kontrolne (oznaczanie chlorków metodą K.Fajansa) otrzymuje się

wyjątkowo bez dziennika laboratoryjnego (roztwór mianowany jest gotowy).

Jeżeli alternatywnie, jako pierwsze zadanie kontrolne ma zostać wydany roztwór zawierający

jony Zn2+

(kompleksometria) - należy wcześniej przygotować roztwór mianowany (EDTA-

Na2) i wówczas wymagane jest złożenie dziennika laboratoryjnego.

Zadania kontrolne wydawane są aż do poprawnego zaliczenia; w razie wątpliwości

(problemów) należy konsultować się z asystentami na pracowni.

27

4.1 Argentometria

Roztwór mianowany: azotan(V) srebra(I) o stężeniu C(AgNO3)=0,1000 mol/l – studenci

otrzymują titrant już mianowany

Wskaźnik: 0,1% roztwór fluoresceinianu sodu.

4.1.1 ANALIZA KONTROLNA 2: Oznaczanie chlorków metodą Fajansa

Otrzymany w kolbie miarowej o poj.100,0 ml roztwór, zawierający NaCl, rozcieńczyć

wodą destylowaną do kreski. Wymieszać, przepłukać pipetę pełną (10,00 ml) analizą. Pobrać

10,00 ml tego roztworu i przenieść do kolby stożkowej o poj. 200 ml, dodać 4 krople

roztworu fluoresceinianu sodu i rozcieńczyć wodą destylowaną do ok. 40 ml.

Wymieszać i miareczkować mianowanym roztworem AgNO3, aż do wytrącenia

bladoróżowego osadu chlorku srebra.

Uwaga! Podczas miareczkowania nie należy mieszać zbyt energicznie. Tuż przed

osiągnięciem punktu końcowego miareczkowania osad AgCl ulega koagulacji i od tego

momentu należy miareczkować powoli, a po każdej dodanej kropli titranta obserwować

czy wytrącony osad zabarwia się na różowo. Pojawienie się szarego zabarwienia

roztworu w trakcie miareczkowania uniemożliwia prawidłowe wykonanie analizy,

należy wtedy zgłosić się z tym problemem do asystenta.

Oznaczenie powtórzyć jeszcze dwukrotnie.

Sprawozdanie.

1. Równanie reakcji.

2. Obliczyć zawartość NaCl w otrzymanym do oznaczenia roztworze

= 0,1000 mol/l

M(NaCl)= 58,44 g/mol

m(NaCl)= …………………. g

Uwaga! Wszystkie roztwory zawierające sole srebra, po zmiareczkowaniu zlać do

wystawionego w tym celu naczynia.

28

4.2 Kompleksometria

Roztwory mianowane: ok. 0,02 mol/l roztwór kompleksonu III

ok. 0,02 mol/l roztwór ZnSO4

Substancja wzorcowa: wersenian disodu, cz.d.a.

Wskaźnik: czerń eriochromowa T

0,1% roztwór oranżu ksylenolowego

Roztwory: bufor amonowy pH = 10 (dozownik 5 ml)

bufor octanowy pH = 5 (dozownik 10 ml)

4.2.1 Przygotowanie ok. 0,02 mol/l mianowanego roztworu kompleksonu III

Mianowany roztwór kompleksonu III przygotowuje się z odważki dwuwodnego

wersenianu dwusodowego. W tym celu należy odważyć na wadze analitycznej w naczyniu

wagowym, z dokładnością do 0,0001 g około 3,75 g wersenianu dwusodowego.

Uwaga! Wstępne ważenie wykonać na wadze technicznej.

Przenieść wersenian ilościowo do kolby miarowej o poj. 500,0 ml, rozpuścić w wodzie

destylowanej i dopełnić wodą do kreski.

Uwaga! Wersenian dwusodowy rozpuszcza się powoli, dlatego należy najpierw rozpuścić

całkowicie substancję w ¾ objętości potrzebnej wody ciągle mieszając i dopiero wtedy

dopełnić wodą do kreski.

Wymieszać. Naczynko wagowe, po przeniesieniu wersenianu do kolby miarowej, ponownie

zważyć na wadze analitycznej.

Obliczyć stężenie molowe roztworu wersenianu dwusodowego.

M(EDTA-Na2∙2H2O) = 372,24 g/mol

………………mol/l

29

4.2.2 ANALIZA KONTROLNA 3: Kompleksometryczne oznaczanie jonów cynku

(II)

Otrzymany roztwór, zawierający sól cynku, rozcieńczyć w kolbie miarowej

o poj.100,0 ml wodą destylowaną do kreski. Wymieszać. Odmierzyć pipetą pełną 10,00 ml

tego roztworu i przenieść do kolby stożkowej. Rozcieńczyć wodą destylowaną do ok. 100 ml,

dodać 5 ml roztworu buforu amonowego (pH = 10) oraz szczyptę wskaźnika – czerni

eriochromwej T (wskaźnik dodawać stopniowo, ciągle mieszając, aż do uzyskania barwy

winnoczerwonej). Miareczkować przygotowanym roztworem kompleksonu III, aż do zmiany

barwy z winno czerwonej na stalowoniebieską. Miareczkowanie powtórzyć jeszcze

dwukrotnie.

Sprawozdanie.

1. Równanie reakcji.

2. Obliczyć zawartość cynku w otrzymanej do oznaczenia próbce w g

M(Zn) = 65,38 g/mol

m(Zn) = ……………… g

4.2.3 Przygotowanie ok. 0,02 mol/l roztworu ZnSO4

Odmierzyć przy pomocy cylindra 40 ml 0,2 mol/l roztworu ZnSO4, przelać do 0,5 l

butelki szklanej i rozcieńczyć wodą destylowaną do 400 ml. Wymieszać. Nastawić miano

tego roztworu.

4.2.4 Nastawianie miana roztworu ZnSO4

Odmierzyć pipetą pełną 10,00 ml roztworu ZnSO4 i przenieść do kolby stożkowej

o poj. 200 ml. Rozcieńczyć wodą destylowaną do ok. 100 ml, dodać 5 ml (dozownikiem)

roztworu buforowego o pH = 10 (bufor amonowy) oraz szczyptę wskaźnika – czerni

eriochromowej T.

Uwaga! Wskaźnik dodawać stopniowo, małymi porcjami, ciągle mieszając, aż do

uzyskania barwy winnoczerwonej.

Miareczkować przygotowanym przez siebie roztworem kompleksonu III, aż do zmiany barwy

z winno czerwonej na stalowoniebieską.

Miareczkowanie powtórzyć jeszcze dwukrotnie.

30

Sprawozdanie.

1. Równanie reakcji.

2. Obliczyć stężenie molowe roztworu ZnSO4:

C(ZnSO4) = ………………… mol/l

4.2.5 ANALIZA KONTROLNA 4: Kompleksometryczne oznaczanie jonów glinu(III)

Oznaczany roztwór, zawierający rozpuszczalne sole glinu, rozcieńczyć w kolbie

miarowej o poj. 100,0 ml wodą destylowaną do kreski. Wymieszać. Odmierzyć pipetą pełną

10,00 ml tego roztworu i przenieść do kolby stożkowej. Rozcieńczyć wodą destylowaną do

ok. 100 ml i dodać 20,00 ml mianowanego roztworu kompleksonu III.

Uwaga! Odmierzyć pipetą pełną (dwie pipety).

Dodać dozownikiem 20 ml roztworu buforu octanowego o pH = 5 i ogrzać na palniku

niemal do wrzenia. Odstawić palnik, dodać 10 kropli 0,1% roztworu oranżu ksylenolowego

i odmiareczkować nadmiar niezwiązanego kompleksonu III mianowanym roztworem ZnSO4.

Miareczkować do pierwszej zmiany barwy z żółtej na bladoróżową, która w miarę upływu

czasu będzie coraz bardziej intensywna.

Oznaczenie powtórzyć jeszcze dwukrotnie.

Sprawozdanie.

1. Równanie reakcji.

2. Obliczenia zawartości glinu w otrzymanym do oznaczenia roztworze

M(Al) = 26,98 g/mol

m(Al) = …………………… g

31

4.3 Alkacymetria

Roztwory mianowane: ok. 0,2 mol/l HCl

ok. 0,2 mol/l NaOH

ok. 0,1 mol/l wzorcowy roztwór Na2CO3

Substancja wzorcowa : bezwodny Na2CO3

Wskaźniki : 0,1% oranż metylowy

0,1% fenoloftaleina

4.3.1 Przygotowanie ok. 0,2 mol/l roztworu HCl

Odmierzyć przy pomocy cylindra 75 ml 2 mol/l roztworu HCl, przelać do butelki

i rozcieńczyć wodą destylowaną do 750 ml. Wymieszać. Nastawić miano na roztwór Na2CO3

o C(Na2CO3) mol/l.

4.3.2 Przygotowanie mianowanego roztworu Na2CO3 o C(Na2CO3) 0,1 mol/l

Odważyć na wadze analitycznej, z dokładnością do 0,0001 g, w naczynku wagowym

ok. 1,1 g bezwodnego węglanu sodu. Przenieść substancję ilościowo do kolby miarowej

o poj. 100,0 ml, rozpuścić w wodzie destylowanej i dopełnić wodą do kreski. Wymieszać.

Obliczyć stężenie molowe C(Na2CO3):

M(Na2CO3) = 105,99 g/mol

C(Na2CO3) = ………………….. mol/l

Uwaga! Tak przygotowany węglan jest trwały przez kilka godzin, dlatego też jeśli

nie zdążymy wykonać mianowania kwasu w tym dniu, należy przygotować nowy

roztwór węglanu sodowego na następnych ćwiczeniach.

32

4.3.3 Nastawianie miana roztworu HCl

Odmierzyć pipetą pełną 10,00 ml mianowanego roztworu Na2CO3 i przenieść do

kolby stożkowej z szeroką szyjką, dodać 2 krople roztworu oranżu metylowego

i miareczkować roztworem kwasu solnego do zmiany zabarwienia roztworu z żółtego na

przejściowe żółto-pomarańczowe (tzw. cebulkowe).

Miareczkowanie powtórzyć jeszcze dwukrotnie.

Sprawozdanie:

1. Równanie reakcji.

2. Obliczyć stężenie molowe C(HCl) w otrzymanym do oznaczenia roztworze.

C(HCl) =……………….(mol/l)

4.3.4 ANALIZA KONTROLNA 5: Oznaczanie zasady sodowej

Otrzymany w kolbie miarowej o poj. 100,0 ml roztwór zawierający NaOH

rozcieńczyć wodą destylowaną do kreski. Wymieszać. Pobrać pipetą pełną 10,00 ml tego

roztworu i przenieść do kolby stożkowej, dodać 2 krople oranżu metylowego i miareczkować

mianowanym roztworem kwasu solnego do zmiany zabarwienia z żółtego na przejściowe

żółto-pomarańczowe (cebulkowe).

Oznaczenie powtórzyć jeszcze dwukrotnie.

Sprawozdanie:

1. Równanie reakcji.

2. Obliczyć zawartość NaOH w otrzymanym do oznaczenia roztworze.

M(NaOH) = 40,00 g/mol

m(NaOH) =………[g]

33

4.3.5 Przygotowanie ok. 0,2 mol/l roztworu NaOH

Odmierzyć przy pomocy cylindra 50 ml 2 mol/l roztworu NaOH, przelać do butelki

i rozcieńczyć wodą destylowaną do 500 ml. Wymieszać. Nastawić miano na mianowany

roztwór HCl.

4.3.6 Nastawianie miana roztworu NaOH

Odmierzyć pipetą pełną 10,00 ml mianowanego roztworu HCl i przenieść do kolby

stożkowej z szeroką szyjką, dodać 2 krople roztworu oranżu metylowego i miareczkować

roztworem NaOH do zmiany barwy z czerwonej na wyraźnie żółtą.

Miareczkowanie powtórzyć jeszcze dwukrotnie.

Sprawozdanie:

1. Równanie reakcji.

2. Obliczyć stężenie molowe C(NaOH).

C(NaOH) =……………….(mol/l)

4.3.7 ANALIZA KONTROLNA 6: Oznaczanie kwasu solnego

Otrzymany w kolbie miarowej o poj. 100,0 ml roztwór zawierający kwas solny,

rozcieńczyć wodą destylowaną do kreski. Wymieszać. Odmierzyć pipetą pełną 10,00 ml tego

roztworu i przenieść do kolby stożkowej, dodać 2 krople roztworu oranżu metylowego

i miareczkować mianowanym roztworem NaOH, aż do zmiany barwy z czerwonej na

wyraźnie żółtą.

Oznaczenie powtórzyć jeszcze dwukrotnie.

Sprawozdanie:

1. Równanie reakcji.

2. Obliczyć zawartość HCl w otrzymanym do oznaczenia roztworze:

M(HCl) = 36,46 g/mol

m(HCl) = …………………… g

34

4.3.8 ANALIZA KONTROLNA 7: Oznaczanie kwasu octowego

Otrzymany w kolbie miarowej o poj. 100,0 ml roztwór zawierający CH3COOH

rozcieńczyć wodą destylowaną do kreski. Wymieszać. Pobrać pipetą pełną 10,00 ml tego

roztworu i przenieść do kolby stożkowej, dodać 10 kropel roztworu fenoloftaleiny

i miareczkować mianowanym roztworem NaOH do pojawienia się czerwonej barwy,

utrzymującej się przez min. 30 s.

Oznaczenie powtórzyć jeszcze dwukrotnie.

Sprawozdanie:

1. Równanie reakcji.

2. Obliczyć zawartość CH3COOH w otrzymanym do oznaczenia roztworze:

M(CH3COOH) = 60,05 g/mol

m(CH3COOH) = …………….. g

4.3.9 ANALIZA KONTROLNA 8: Oznaczanie węglanu sodowego obok

wodorotlenku sodowego metodą Wardera

Otrzymany roztwór zawierający Na2CO3 i NaOH rozcieńczyć w kolbie miarowej

o poj. 100,0 ml wodą destylowaną do kreski. Wymieszać. Odmierzyć pipetą pełną 10,00 ml

tego roztworu i przenieść do kolby stożkowej. Dodać 10 kropli roztworu fenoloftaleiny

i miareczkować mianowanym roztworem HCl aż do zaniku różowego zabarwienia.

Uwaga! Zabarwienie zanika stopniowo – należy miareczkować aż do uzyskania zupełnie

bezbarwnego roztworu.

Odczytać poziom titranta w biurecie. Do roztworu miareczkowanego dodać 3 krople

roztworu oranżu metylowego i dalej miareczkować mianowanym roztworem HCl, aż do

zmiany barwy z żółtej na cebulkową.

Oznaczenie powtórzyć jeszcze dwukrotnie.

Sprawozdanie:

1. Równania reakcji.

2. Obliczyć zawartość NaOH i Na2CO3 w otrzymanym do oznaczenia roztworze:

M(NaOH) = 40,00 g/mol

M(Na2CO3) = 105,99 g/mol

m(NaOH) = ……………………. g

m(Na2CO3) = ……………………g

35

4.4 Redoksymetria

4.4.1 Manganianometria

Roztwory mianowane : manganian(VII) potasu C(KMnO4) 0,02 mol/l

szczawian disodu C(Na2C2O4) 0,05 mol/l

Roztwory: kwas siarkowy 1 mol/l (dozownik 20 ml)

Substancja wzorcowa: bezwodny Na2C2O4, cz.d.a.

Substancje stałe: węglan disodu, cz.d.a.

manganian (VII) potasu, cz.d.a.

4.4.1.1 Wstępne przygotowanie roztworu manganianu(VII) potasu

o C(KMnO4) 0,02 mol/l

UWAGA! Roztwór należy przygotować tylko w przypadku, jeżeli nie ma go

w szafce!

Odważyć na wadze technicznej ok. 1,3 g KMnO4 (używając łódeczki z papieru),

wsypać do opisanej i podpisanej, 0,5 l butelki z ciemnego szkła i rozpuścić w 400 ml wody

destylowanej. Dobrze wymieszać i pozostawić na dwa tygodnie. Po tym czasie przesączyć

(Uwaga! Przed sączeniem nie mieszać roztworu) pod zmniejszonym ciśnieniem przez lejek

lub tygiel Schotta.

4.4.1.2 Przygotowanie wzorcowego roztworu szczawianu disodu C(Na2C2O4) 0,05 mol/l

Odważyć na wadze analitycznej z dokładnością do 0,0001 g, w naczynku wagowym,

ok. 0,7 g Na2C2O4.

Uwaga! Wstępnie zważyć na wadze technicznej.

Przenieść substancję ilościowo do kolby miarowej o poj. 100,0 ml, rozpuścić w wodzie

destylowanej i dopełnić wodą do kreski. Wymieszać. Naczynko wagowe, po przeniesieniu

substancji do kolby miarowej, ponownie zważyć na wadze analitycznej.

Obliczyć stężenie molowe C(Na2C2O4):

M(Na2C2O4) = 134,00 g/mol

C(Na2C2O4) = …………………. mol/l

36

4.4.1.3 Nastawianie miana roztworu manganianu(VII) potasu

Przygotowany wcześniej roztwór manganianu(VII) potasu (nie mieszać!) przesączyć

pod zmniejszonym ciśnieniem przez lejek Schotta (czynność wykonywana pod opieką

asystenta).

Odmierzyć pipetą pełną 10,00 ml wzorcowego roztworu Na2C2O4 i przenieść do kolby

stożkowej, dodać 20 ml 1 mol/l H2SO4 i rozcieńczyć wodą destylowaną do ok. 60 ml. Ogrzać

do temperatury ok. 70 oC.

Uwaga! Nie mierzyć temperatury, roztwór powinien być gorący i parować.

Miareczkować roztworem KMnO4 początkowo powoli, dodając małe objętości titranta

i czekając, po każdej dodanej porcji, na odbarwienie. Potem, gdy po kolejnej dodanej porcji

odbarwienie nastąpi niemal natychmiast, można miareczkować szybciej, ciągle mieszając, aż

do pojawienia się pierwszego trwałego zabarwienia na kolor bladoróżowy.

Miareczkowanie powtórzyć jeszcze dwukrotnie.

Sprawozdanie:

1. Równanie reakcji.

2. Obliczyć stężenie molowe C(KMnO4)

C(KMnO4) = ………………………. mol/l

4.4.1.4 ANALIZA KONTROLNA 9: Oznaczanie nadtlenku wodoru (H2O2)

Otrzymany w kolbie miarowej o poj. 100,0 ml roztwór zawierający H2O2 rozcieńczyć

wodą destylowaną do kreski. Wymieszać. Pobrać pipetą pełną 10,00 ml tego roztworu

i przenieść do kolby stożkowej, dodać 20 ml 1 mol/l H2SO4 i rozcieńczyć wodą destylowaną

do ok. 80 ml.

Miareczkować mianowanym roztworem manganianu(VII) potasu do trwałego, słabo

różowego zabarwienia utrzymującego się przez ok. 30 s.

Oznaczenie powtórzyć jeszcze dwukrotnie.

Sprawozdanie:

1. Równanie reakcji.

2. Obliczyć zawartość H2O2 w otrzymanym do oznaczenia roztworze:

M(H2O2) = 34,02 g/mol

m(H2O2) = ……………………… g

37

4.4.2 Jodometria

Roztwory mianowane: C(Na2S2O3) 0,1 mol/l

C(I2) 0,05 mol/l

Roztwory: kwas siarkowy 1 mol/l (dozownik 10 ml)

kwaśny węglan sodu 0,5 mol/l (dozownik 20 ml)

Substancje stałe: tiosiarczan (VI) sodu, cz.d.a.

jodek potasu, cz.d.a.

jod, cz.d.a.

Wskaźnik: 1% roztwór skrobi (dozownik 5 ml)

4.4.2.1 Wstępne przygotowanie roztworu tiosiarczanu(VI) sodu o C(Na2S2O3) 0,1 mol/l

Odważyć na wadze technicznej ok. 7,5 g Na2S2O3∙5H2O, wsypać do opisanej

i podpisanej 0,5 l butelki z ciemnego szkła, rozpuścić w 300 ml wody destylowanej i dodać

ok. 0,1 g Na2CO3. Dobrze wymieszać i pozostawić na okres dwóch tygodni. Po tym czasie

oznaczyć miano tiosiarczanu na mianowany roztwór manganianu(VII) potasu.

4.4.2.2 Nastawianie miana roztworu tiosiarczanu(VI) sodu

Przygotowany wcześniej roztwór tiosiarczanu(VI) sodu powinien być przed

każdym użyciem wymieszany.

Odmierzyć pipetą pełną 10,00 ml mianowanego roztworu manganianu(VII) potasu i przenieść

do kolby stożkowej, dodać 10 ml 1mol/l H2SO4, 20 ml wody i 1 g jodku potasu.

Uwaga! Jodek potasu odważyć na wadze technicznej.

Roztwór dokładnie wymieszać i pozostawić w ciemnym miejscu (w szafce) przez 5 min.

Następnie odmiareczkować wydzielony jod roztworem tiosiarczanu(VI) sodu. Gdy roztwór

przybierze barwę jasnożółtą – dodać 5 ml wskaźnika skrobiowego i ostrożnie miareczkować

dalej aż do odbarwienia roztworu.

Miareczkowanie powtórzyć jeszcze dwukrotnie.

Sprawozdanie:

1. Równanie reakcji.

2. Obliczyć stężenie molowe roztworu tiosiarczanu sodowego:

C(Na2S2O3) = …………….mol/l

38

4.4.2.3 ANALIZA KONTROLNA 10: Redoksymetryczne oznaczanie miedzi (II)

Otrzymany w kolbie miarowej o poj. 100 ml roztwór zawierający pewną ilość

miedzi (II) rozcieńczyć do kreski wodą destylowaną i dokładnie wymieszać. Pobrać pipetą

pełną 10ml tego roztworu i przenieść do 250 ml kolby stożkowej, dodać ok. 50 ml wody

destylowanej i 2,0 ml stężonego (50%) kwasu octowego. Przygotować biuretę z titrantem –

mianowanym roztworem Na2S2O3. Na wadze technicznej odważyć ok. 1 g jodku potasu,

dodać do roztworu znajdującego się w kolbie stożkowej i natychmiast rozpocząć

miareczkowanie wydzielonego jodu. W trakcie miareczkowania, które należy prowadzić

szybko, mieszając energicznie, początkowa brudnoszarożółta barwa (ciemnożółty roztwór

jodu oraz brudno bladoróżowy osad CuI) ulega wyraźnemu rozjaśnieniu, aż do barwy

bladojasnożółtej. W tym momencie należy dodać ok. 5ml wskaźnika skrobiowego i ostrożnie

kontynuować miareczkowanie, dokładnie mieszając po dodaniu każdej kropli titranta, aż do

osiągnięcia punktu końcowego - zaniku niebieskiej barwy.

Oznaczenie powtórzyć jeszcze przynajmniej dwukrotnie (UWAGA! Każdą próbkę

przygotowywać bezpośrednio przed miareczkowaniem!).

Sprawozdanie:

1. Równanie reakcji.

2. Obliczyć zawartość miedzi (II) w otrzymanym roztworze.

M(Cu) = 63,55 g/mol

m(Cu) = …………………….. g

39

4.4.2.4 ANALIZA KONTROLNA 11: Oznaczanie arsenu(III) w postaci As2O3

OZNACZENIE WYKONUJE SIĘ POPRZEZ MIARECZKOWANIE ZA POMOCĄ

MIANOWANEGO ROZTWORU JODU O C(J2) = 0,05000 mol/l, PRZY UŻYCIU

ZESTAWU DO MIARECZKOWANIA W SKALI MIKRO

Otrzymany w kolbie miarowej o poj. 10,00 ml roztwór zawierający As3+

rozcieńczyć

wodą destylowaną do kreski. Wymieszać. Pobrać pipetą pełną 2,00 ml tego roztworu

i przenieść do kolbki stożkowej, dodać 5 ml 0,5 mol/l roztworu wodorowęglanu sodu, 3 ml

wody destylowanej i 0,35 ml roztworu wskaźnika skrobiowego. Przygotować mikrobiuretę:

uzupełnić mianowany roztwór jodu, ustalić poziom „zerowy” roztworu; przygotować do

pracy mieszadło magnetyczne. Kolbkę ustawić na płytce mieszadła, do wewnątrz wpuścić

mieszadełko, włączyć mieszanie na szybkość minimalną i miareczkować do pojawienia się

niebieskiego zabarwienia. Oznaczenie powtórzyć jeszcze dwukrotnie. Pozostałości po

miareczkowaniu należy bezwzględnie zbierać do przeznaczonego na nie pojemnika!

Sprawozdanie:

1. Równanie reakcji.

2. Obliczyć zawartość As2O3 w otrzymanym do oznaczenia roztworze. Wynik podać

z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

M(As2O3) = 197,84 g/mol

m(As2O3) = …………………….. g

40

VI Bibliografia

Zagadnienia ogólne:

- Kurs Chemii Ogólnej, I Rok

- Technika pracy w laboratorium analitycznym:

„Chemia Analityczna” Z.S. Szmal, W. Lipiec PZWL Warszawa 1996: rozd.3 (150-

158), Rozd.5 (336-354; 379-380), rozdz. 6 (381-394; 428-453)

Chemia analityczna ilościowa klasyczna:

1. Z.S. Szmal, W. Lipiec „ Chemia Analityczna” , PZWL Warszawa 1996

2. J. Minczewski, Z. Marczenko „Chemia Analityczna” t. 2, PWN Warszawa, 1997

3. R. Kocjan „Chemia Analityczna” t.1, PZWL Warszawa, 2000

4. Kurs chemii analitycznej, II Rok

5. M. Deka, M. Turowska „Laboratorium Analizy Ilościowej” Wydawnictwo Uniwersytetu

Łódzkiego Łódź, 1998

6. „Farmakopea Polska”, wyd. VIII, PZWL Warszawa 2008.