Τυποποίηση των λύσεων σε ό, τι αποτελείται και λύσεις ασκήσεις

Το τυποποίηση λύσεων είναι μια διαδικασία που επιτρέπει τον ακριβή προσδιορισμό της συγκέντρωσης ενός διαλύματος. Οι ουσίες που χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό ονομάζονται πρωτογενή πρότυπα.

Μια λύση τυποποιείται χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ογκομετρικής τιτλοδότησης (τιτλοδότηση) είτε με κλασσικές είτε με οργανικές τεχνικές (ποτενσιομετρία, χρωματομετρία κ.λπ.). 

Γι 'αυτό, τα διαλυμένα είδη αντιδρούν εκ των προτέρων με ένα βαρύ πρωτογενές πρότυπο. Ως εκ τούτου, η χρήση ογκομετρικών μπαλονιών είναι απαραίτητη για αυτές τις ποσοτικές αναλύσεις.

Για παράδειγμα, το ανθρακικό νάτριο είναι ένα πρωταρχικό πρότυπο που χρησιμοποιείται στην τυποποίηση οξέων, συμπεριλαμβανομένου του υδροχλωρικού οξέος που καθίσταται τιτλοδοτητής, εφόσον μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην τιτλοδότηση του υδροξειδίου του νατρίου. Έτσι, μπορεί να καθοριστεί η βασικότητα ενός δείγματος.

Οι όγκοι του τίτλου προστίθενται συνεχώς μέχρι να αντιδράσει με ισοδύναμη συγκέντρωση του αναλύτη. Αυτό δείχνει ότι έχει επιτευχθεί ο βαθμός ισοτιμίας του βαθμού. με άλλα λόγια, ο τίτλος "εξουδετερώνει" πλήρως τον αναλύτη μετατρέποντάς τον σε άλλο χημικό είδος.

Είναι γνωστό πότε η προσθήκη του τίτλου πρέπει να συμπληρωθεί με τη χρήση δεικτών Η στιγμή στην οποία ο δείκτης αλλάζει χρώμα καλείται το τελικό σημείο της τιτλοδότησης.

Ευρετήριο

• 1 Τι είναι η τυποποίηση;?
• 2 Χαρακτηριστικά των πρωτογενών προτύπων
• 3 Παραδείγματα πρωτογενών προτύπων
  • 3.1 Για την τυποποίηση των βάσεων
  • 3.2 Για την τυποποίηση των οξέων
  • 3.3 Για την τυποποίηση των αντιδραστηρίων οξειδοαναγωγής
• 4 Ασκήσεις
  • 4.1 Άσκηση 1
  • 4.2 Άσκηση 2
  • 4.3 Άσκηση 3
• 5 Αναφορές

Ποια είναι η τυποποίηση?

Η τυποποίηση δεν είναι τίποτα περισσότερο από τη λήψη ενός δευτερογενούς προτύπου που θα χρησιμοποιηθεί για ποσοτικούς προσδιορισμούς. Πώς; Επειδή αν γνωρίζετε τη συγκέντρωσή του, μπορείτε να ξέρετε τι θα είναι η αναλυόμενη ουσία μόλις αυτή ονομάζεται.

Όταν απαιτείται μεγάλη ακρίβεια στη συγκέντρωση των διαλυμάτων, το τυποποιημένο διάλυμα είναι τυποποιημένο καθώς και η λύση στην οποία πηγαίνει στον τίτλο.

Οι αντιδράσεις στις οποίες χρησιμοποιείται η μέθοδος τιτλοδότησης περιλαμβάνουν:

-Αντιδράσεις βάσης οξέος. Η συγκέντρωση πολλών οξέων και βάσεων μπορεί να προσδιοριστεί με την ογκομετρική μέθοδο.

-Οι αντιδράσεις της μείωσης των οξειδίων. Οι χημικές αντιδράσεις που ενέχουν οξείδωση χρησιμοποιούνται ευρέως στην ογκομετρική ανάλυση. όπως για παράδειγμα, οι ιωδομετρικοί προσδιορισμοί.

-Οι αντιδράσεις καθίζησης. Το κατιόν αργύρου καθιζάνει μαζί με ένα ανιόν της ομάδας αλογόνων, όπως το χλώριο, λαμβάνοντας χλωριούχο άργυρο, AgCl.

-Αντιδράσεις σχηματισμού συμπλόκου, για παράδειγμα η αντίδραση του αργύρου με το ιόν κυανιδίου.

Χαρακτηριστικά των πρωτογενών προτύπων

Οι ουσίες που χρησιμοποιούνται ως πρωτογενή πρότυπα πρέπει να πληρούν μια σειρά απαιτήσεων για την εκπλήρωση της λειτουργίας τυποποίησης τους:

-Έχετε μια γνωστή σύνθεση, διότι διαφορετικά δεν θα είναι γνωστό ακριβώς πόσο πρέπει να ζυγίζεται από το πρότυπο (πόσο μάλλον να υπολογίσετε την επακόλουθη συγκέντρωσή του).

-Να είναι σταθερή σε θερμοκρασία δωματίου και να αντιστέκεται στις θερμοκρασίες που είναι απαραίτητες για την ξήρανση στη σόμπα, συμπεριλαμβανομένων θερμοκρασιών ίσων ή υψηλότερων από τη θερμοκρασία βρασμού του νερού.

-Έχετε μεγάλη καθαρότητα. Σε κάθε περίπτωση, οι ακαθαρσίες δεν πρέπει να υπερβαίνουν το 0,01 έως 0,02%. Επιπροσθέτως, οι ακαθαρσίες μπορούν να προσδιοριστούν ποιοτικά, πράγμα που θα διευκόλυνε την απομάκρυνση πιθανών παρεμβολών στις αναλύσεις (για παράδειγμα, εσφαλμένοι όγκοι χρησιμοποιούμενου τιτλοδοτήσεως).

-Είναι εύκολο να στεγνώσει και δεν μπορεί να είναι τόσο υγροσκοπικό, δηλαδή διατηρεί το νερό κατά τη διάρκεια της ξήρανσης. Ούτε πρέπει να χάσουν βάρος όταν εκτίθενται στον αέρα.

-Μην απορροφάτε αέρια που μπορούν να προκαλέσουν παρεμβολές, καθώς και τον εκφυλισμό του σχεδίου

-Αντιδρά γρήγορα και στοιχειομετρικά με το αντιδραστήριο τιτλοδοτήσεως.

-Έχοντας ένα υψηλό ισοδύναμο βάρος που μειώνει τα σφάλματα που μπορεί να προκύψουν κατά τη ζύγιση της ουσίας.

Παραδείγματα πρωτογενών προτύπων

Για την τυποποίηση των βάσεων

-Σουλφοσαλικυλικό οξύ

-Βενζοϊκό οξύ

-Κάλιο όξινο φθαλικό

-Σουλφανιλικό οξύ

-Οξαλικό οξύ

Για την τυποποίηση των οξέων

-Τριςδροξυμεθυλ αμινομεθάνιο

-Ανθρακικό νάτριο

-Borax (μίγμα βορικού οξέος και βορικού νατρίου).

-Το τρι-υδροξυμεθυλ-αμινομεθάνιο (γνωστό ως ΤΗΑΜ)

Για την τυποποίηση των αντιδραστηρίων οξειδοαναγωγής

-Αρσενικό οξείδιο

-Σίδερο

-Διχρωμικό κάλιο

-Χαλκός

Ασκήσεις

Άσκηση 1

Μια ορισμένη ποσότητα ανθρακικού νατρίου (πρωτογενές πρότυπο για οξέα) βάρους 0,3542 g διαλύεται στο νερό και τιτλοδοτείται με διάλυμα υδροχλωρικού οξέος.

Για να φθάσει το σημείο καμπής του πορτοκαλί δείκτη μεθυλίου, προστέθηκε στο διάλυμα ανθρακικού νατρίου, 30,23 mL διαλύματος υδροχλωρικού οξέος δαπανήθηκαν. Υπολογίστε τη συγκέντρωση του HCl.

Αυτή είναι η λύση που θα τυποποιηθεί, με τη χρήση ανθρακικού νατρίου ως πρωταρχικό πρότυπο.

Na₂CO₃     +      2 ΗΟΙ => 2 NaCl + Η₂O + CO₂

pEq  (Na₂CO₃ = pm / 2) (μοριακό βάρος Να₂CO₃ = 106 g / mol)

pEq = (106 g / mol) / (2 ισοδύναμα / mol)

= 53 g / ισοδ

Στο σημείο ισοδυναμίας:

mEq HCl = mEq Na₂CO₃

VHCl x Ν HCl = mg Na₂CO₃ / pEq Ν_αCO₃

30,23 mL χ Ν ΗΟΙ = 354 mg / (53 mg / mEq)

Στη συνέχεια, εκκαθαρίζοντας την κανονικότητα του HCl, N:

30,23 mL x Ν ΗΟΙ = 6,68 mEq

ΝΗΟ = 6,68 mEq / 30,23 mL

Ν ΗΟ = 0.221 mEq / mL

Άσκηση 2

Το φθαλικό κάλιο (KHP) χρησιμοποιείται για την τυποποίηση ενός διαλύματος NaOH, ενός πρωταρχικού προτύπου που είναι ένα σταθερό σε αέρα στερεό που είναι εύκολο να ζυγίζει.

Διαλύστε 1,673 γραμμάρια φθαλικού καλίου σε 80 mL νερού και προσθέστε 3 σταγόνες διαλύματος δείκτη φαινολοφθαλεΐνης που αναπτύσσει ροζ χρώμα στο τελικό σημείο της τιτλοδότησης.

Γνωρίζοντας ότι η τιτλοδότηση του KHP καταναλώνει 34 mL NaOH, ποια είναι η κανονικότητά του;?

Ισοδύναμο βάρος φθαλικού καλίου = 204,22 g / ισοδ

Στο τελικό σημείο ισοδυναμίας:

Ισοδύναμα ΝαΟΗ = Ισοδύναμα ΚΗΡ

VNaOH χ Ν = 1,673 g / (204,22 g / ισοδ.)

Ισοδύναμα KHP = 8,192 · 10^-3 Eq

Στη συνέχεια:

V ΝαΟΗχΝΟΗ = 8,192,10^-3 Eq

Και αφού δαπανήθηκαν 34 mL (0.034L), αντικαθίσταται στην εξίσωση

Ν ΝθΟΗ = (8,192,10^-3 Eq / 0,034 L)

= 0,241 Ν

Άσκηση 3

Ένα δείγμα CaCO₃ Το καθαρό (πρωτογενές πρότυπο) που ζυγίζει 0,45 g, διαλύεται σε όγκο νερού και μετά τη διαλυτοποίησή του, συμπληρώνεται με νερό στα 500 mL σε ογκομετρική φιάλη.

Λαμβάνονται 100 mL διαλύματος ανθρακικού ασβεστίου και τοποθετούνται σε φιάλη Erlenmeyer. Το διάλυμα τιτλοδοτείται με 72 mL αιθυλενοδιαμινοτετραοξικού οξέος (ΕϋΤΑ), χρησιμοποιώντας ερυθρομετρικό δείκτη Τ.

Υπολογίστε τη γραμμομοριακότητα του διαλύματος AEDT

Στο σημείο ισοτιμίας του βαθμού:

mmol AEDT = mmol CaCO₃

V x γραμμομοριακότητα AEDT = mg CaCO₃ / PM CaCO₃

Από το διάλυμα ανθρακικού ασβεστίου σε 500 mL, ελήφθησαν 100 mL για την τιτλοδότηση, δηλαδή 0,09 g (ένα πέμπτο 0,45 g). Επομένως:

0,072 L x Μ EDTA = 0,09 g / 100,09 g / mol

Μ της AEDT = 8.99 · 10^-4 mol / 0,072 L

= 0,0125

Αναφορές

1. Galano Jiménez Α. & Rojas Hernández Α. (S.f.). Πρότυπες ουσίες για την τυποποίηση οξέων και βάσεων. [PDF] Ανακτήθηκε από: depa.fquim.unam.mx
2. Τυποποίηση των διαλυμάτων τιτλοδότησης. [PDF] Ανακτήθηκε από: ciens.ucv.ve: 8080
3. Wikipedia. (2018). Πρότυπη λύση Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org
4. Χημεία 104: Τυποποίηση των Λύσεων Οξέος και Βάσης. Ανακτήθηκε από: chem.latech.edu
5. Day, R. Α. And Underwood, Α. L. (1989). Ποσοτική Αναλυτική Χημεία. 5η έκδοση. Pearson, αίθουσα Prentice.