MAHTANALÜÜS, REDOKSTIITRIMINE

1. MAHTANALÜÜS,REDOKSTIITRIMINE Reili Vassiljev G-31 2007

2. Mahtanalüüs on kvantitatiivse keemilise analüüsi üheks põhimeetodiks. • Tiitrimine on meetod ainete/ioonide/elementide sisalduse määramiseks, mis põhineb analüüdi (tiitritava aine) reaktsioonil ainega, mille kontsentratsioon on täpselt teaa (titrant). • Mahtanalüüsi saab rakendada, kui • Määratav aine on lahuses • Reaktsioon kulgeb lõpuni • Rektsiooni lõpp-punkt saab määrata indikaatori, s.o. Keemilise või füüsikalise näitaja kaudu.

3. Mõõteriistad • Mõõtekolvid • Büretid • Pipetid • Laboratooriumides masstoodang,seega ei saa usaldada märgitud mahte. Pikemajalisel kasutamisel kattuvad rasvakihiga – tuleb puhastada. Mõõteriistu ei tohi kokkupuutesse viia kuumade lahustega, sest klaas paisub ega võta oma endist ruumala kuigi kiiresti tagasi.

4. Mahtanalüütilised arvutused • Konsentratsiooniühikud • Molaarsus ehk molaarne kontsentratsioon • Näiteks on lahuses, mille kontsentratsioon 2M, lahustunud 2 mol/dm3. • Normaalsus ehk normaalne kontsentratsioon • Näiteks lahuses, mille kontsentratsioon on 0,5 N, on lahustunud ainet 0,5 g-ekv/dm3. • Lahuse kontsentrsatsiooni arvutamine tiitrimise tulemuse põhjal. • Mõõtelahuse kontsentratsiooni rvutamine põhiaine kaalutise kaudu • Lahuse kontsentratsiooni arvutamine “tagasi” tiitrimise tulemuse põhjal.

5. Meetodite klassifikatsioon • Protolüüsimeetod • Redoksmeetod • Sadestusmeetod • Kompleksmeetod

6. Protolüüsimeetod • Protolüüsimeetodiga saab kvantitatiivselt määrata happeid ja aluseid, samuti ka mitmeid sooli, mis reageerivad hapete või alustega stöhhomeetrilises vahekorras. • Nii saab näiteks ammooniumsooli tiitrida alustega, karbonaate hepetega jne. • Meetodi aluseks on keemiline rektioon, milles osaleb hape kui prooton ja alus kui prootoni siduja. HA + B = BH+ + A-.

7. Sadestusmeetod • Meetod põhineb vähelahustuva ühendi tekkel tiitrimise käigus, näiteks Ag+ + Cl- = AgCl (t) • Tiitrimiskõverad: • Sadestusmeetodit kasutatakse ainete määramiseks, mis tiitrimise käigus moodustavad titrandi kiiresti ja täielikult sadenevad ühendi.

8. Kompleksmeetod • Aluseks on vähedissotseeruvate kompleksühendite moodustamine määratava aine ja titrandi vahel. • Levinum kompleksmeetod on kompleksonomeetria ehk kelatomeetria

9. Sadestusmeetod on tihedalt seotud kompleksmeetoditega, sest paljudel juhtudel sadestusreaktsioonid kulgevad kõrvuti kompleksühendite tekkimisega ja komplekühendite tekkimine omakorda kulgeb sageli raskesti lahustuvate ühendite tekke kaudu.

10. Redoksmeetod • Oksüdeerijate titrimine redutseerijatega ja vastupidi. • Oksüdeerijad: KMnO4, K2Cr2O7, Ce(SO4) jne. • Redutserijad: KI+, Na2SO3, Fe(II), Ti(III) jne. • Meetodi tunnuseks on elektronide vahetus osapoolte vahel, näiteks: Ce4+ + Fe2+ = Ce3+ + Fe3+ • Millised ioonid loovutavd ja millised liidavad elektrone, sõltub sellest, milline elektronide liikumissuund on energeetiliselt kasulikum.

11. Tiitrimiskõverate arvutused: • Redoksmeetodi tiitrimiskõverad koostatakse kordainaaistikus: süsteemi elektrokeemiline potensiaal (E) ja titrandi maht (v). • Redoksindikaatorid: • Kõige lihtsam on ekvivalentpunkti määrata, kui esineb terav titrandi või titritava aine värvi muutus. • Tuntum on KMnO4, violetse värvuse kadumine ekvivalentpunktis tiitrimisel happelises lahuses seoses värvitu Mn(II)ioonide tekkega. • Jodomeetrias on laialdaselt levinud tärklis.

12. Tähtsamad redoksmeetodid: • jodomeetria – töölahus I2 + KI ja Na2S2O3 • Permanganomeetria – töölahus KMnO4 • Tserimeetria – töölahus Ce(IV) soolad • Kromatomeetria – töölahus K2Cr2O7 • Bromatomeetria – töölahus KBrO3 • Titanomeetria – töölahus Ti(III)soola lahus • Vanadomeetria – töölahus NH4VO3

13. Jodomeetria: • Aluseks on reaktsioon: I2 + 2e- = 2I- • Võimaldab määrata : • Happeid, kus lahusele lisatakse jodiidi sisaldavat lahust. • Püsiva valentsiga katioone, nt alumiiniumi. • Püsiva valentsiga katioone ja anioone, kui need annavad raskesti lahustuvaid ühendeid taandajate anioondega või katiooidega

14. Näiteks: • baarioumiooni ja plii-iooni määramisel sadestatakse need raskesti lahustuvate kromaatidena ja tiitritakse sademest kromaatioonid kui hapendajad jodomeetriliselt.

15. Veavõimalusi jodomeetrias: • Joodi lahusega tiitrimisel peab lahus olema neutraalne või happeline, pH<7,6. Leeiselises keskkonnas kulub joodi kõrvalrekstsioonide tõttu rohkem. • Keskkond ei tohi olla liiga tugevalt happeline, sest jodiidioon võib õhuhapniku toimel vabaks joodiks hapenduda. • Joodi liigset eraldusmist happelises keskkonnas soodustavad hele valgus ja vask(I)ioonide katalüütiline toime. • Tiosulfaadiga tiitrides tuleb hästi segada, algusest peale, sest muidu võib ta happe toimel laguneda. • Kui kasutatav kaaliumjodiid sisaldab kaaliumjodaati, siis hapendajate määramisel tekib plussiviga, kuna happelises keskkonnas vabaneb jodaadisisaldusele ekvivalentne hulk joodi.

16. Permanganomeetria • See on mahtanalüütiline meetod, kus titrandina kasutatakse kaaliumpermanganaati. • Tavaliselt tiitritakse happelises lahuses, kus ekvivalentpunkt määratakse peramanganaatioonide väikesest liiast tekkiva heleroosa värvuse järgi. • Määratakse nii taandajad kui hapendajad. Taandaja otsesel tiitrimisel happelises keskkonnas, kui ei lendu ega lahune happelises keskkonnas. Kui laguneb, tiitritakse tagasipöördunult. • Määratakse püsiva valentsiga katioone, kui need annavad raskesti lahustuvadi ühendeid taandajate anioonidega.

17. Tänan tähelepanu eest!