Acidimetrie

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Acidimetrie je metoda odměrné analýzy. Používá se ke stanovení zásad (NaOH, KOH, Ca(OH)2). Titrace se provádí odměrným roztokem kyseliny (HCl, H2SO4).

Princip metody[editovat | editovat zdroj]

Základem je reakce oxoniového kationtu s hydroxidovým aniontem za vzniku vody.

H3O+  +  OH-  ↔  2 H2O

Indikátory jsou v acidimetrii látky, které mění své zabarvení v závislosti na koncentraci oxoniových iontůroztoku. Jedná se vesměs o organická barviva, která jsou slabými kyselinami nebo zásadami a jejichž disociovaná forma má jiné zabarvení než forma nedisociovaná

Přehled nejpoužívanějších acidobazických indikátorů:

Indikátor Funkční oblast pH Zbarvení
kyselé formy zásadité formy
Thymolová modř 1,2 až 2,8 červené žluté
Methyloranž 3,1 až 4,5 červené žluté
Methylčerveň 4,4 až 6,3 červené žluté
Bromthymolová modř 6,0 až 7,6 žluté modré
Fenolftalein 8,2 až 10,0 bezbarvé červenofialové
Thymolftalein 9,3 až 10,5 bezbarvé modré

Odměrné roztoky[editovat | editovat zdroj]

Kyselina chlorovodíková HCl, kyselina sírová H2SO4[editovat | editovat zdroj]

Pro přípravu se nejčastěji používá HCl ( asi 36% roztok) uvolňující plynný chlorovodík a H2SO4 (asi 98% roztok) přijímající ze vzduchu vlhkost.

Jejich odměrné roztoky se připravují o přibližné koncentraci v rozsahu 0,1–1 M a je nutné je standardizovat na základní látky.

Základní látky[editovat | editovat zdroj]

Hydrogenuhličitan draselný KHCO3[editovat | editovat zdroj]

Titruje se na methyloranž ze žlutého do červeného zabarvení. Při reakci vzniká volná H2CO3, která způsobuje předčasnou barevnou změnu indikátoru. Roztok se proto povaří. Přitom se vyvaří CO2. Dojde k zežloutnutí roztoku a dotitruje se do červeného zbarvení.

KHCO3  + HCl    KCl  +  H2O  + CO2

Hydrogenuhličitan sodný NaHCO3[editovat | editovat zdroj]

Titrace obdobná jako u KHCO3.

Uhličitan sodný Na2CO3[editovat | editovat zdroj]

Slabě hygroskopický, před navážením se musí vysušit (asi při 300 °C)

Vodný roztok hydrolyzuje podle rovnice:

CO  +  2 H2O  ↔  H2CO3  +  2 OH-

což způsobuje silné bazické vlastnosti roztoku.

Titrujeme na methyloranž, methylčerveň, nebo fenolftalein a je obdobná jako u hydrogenuhličitanů.

Šťavelan sodný Na2C2O4[editovat | editovat zdroj]

Metoda podle Sörensena (žíháním v platinovém kelímku se rozkládá na Na2CO3)

Na2C2O4  + 1/2 O2  →  Na2CO3  +  CO2

Takto vzniklý Na2CO3 je základní látkou.

Tetraboritan sodný Na2B4O7. 10 H2O[editovat | editovat zdroj]

Ve vodném roztoku hydrolyzuje:

B4O72-  +  7 H2O  →  4 H3BO3  +  2 OH-

Uvolněné hydroxilové ionty titrujeme odměrným roztokem silné kyseliny na methyloranž nebo methylčerveň.

Příklady stanovení[editovat | editovat zdroj]

Stanovení silných zásad[editovat | editovat zdroj]

A)  Stanovení silných zásad rozpustných ve vodě (NaOH, KOH, LiOH)[editovat | editovat zdroj]

Vzorek hydroxidu titrujeme odměrným roztokem HCl (H2SO4) na methyloranž ze žlutého do červeného zabarvení.

NaOH  +  HCl  NaCl  +  H2O

žlutá                           červená

B) Stanovení silných zásad nerozpustných ve vodě (Ba(OH)2, Ca(OH)2, Sr(OH)2 )[editovat | editovat zdroj]

Stanovujeme nepřímou titrací. K odváženému množství hydroxidu přidáme odměřené množství odměrného roztoku silné kyseliny a nadbytek odměrného roztoku titrujeme odměrným roztokem NaOH na methyloranž z červené do žluté.

Ba(OH)2  + 2 HCl  →  BaCl2  +  2 H2O               

NaOH  + HCl   NaCl  +  H2O                                                 

žlutá                         červená

Stanovení slabých zásad[editovat | editovat zdroj]

Např. amoniak, alifatické aminy, hydrazin N2H4, piperidin, řada alkaloidů. Stanovují se odměrným roztokem HCl nebo H2SO4.

Např. amoniak lze jako slabou zásadu titrovat nejlépe na indikátory methylčerveň (ze žluté do červené) nebo bromkresolovou zeleň (z modré do zelené).

NH3  + HCl  →  NH4Cl                

Stanovení uhličitanů rozpustných ve vodě (např. Na2CO3)[editovat | editovat zdroj]

Stanovujeme přímou titrací odměrným roztokem HCl nebo H2SO4 na methyloranž ze žlutého do červeného zabarvení. Je nutné vyvařit CO2.

Na2CO3  +  2 HCl  2 NaCl  +  H2O  +  CO2

Stanovení uhličitanů nerozpustných ve vodě (např. CaCO3, MgCO3)[editovat | editovat zdroj]

Stanovujeme nepřímou titrací. Nerozpustný uhličitan se rozpustí ve známém přebytku odměrného roztoku HCl (H2SO4) a jeho nezreagované množství se titruje odměrným roztokem NaOH na methyoranž z červené do žluté barvy.

CaCO3  +  2 HCl  → CaCl2  +  H2O  +  CO2↑   

             NaOH  + HCl    NaCl  +  H2O                       

                         červená                      žlutá

Stanovení alkalického hydroxidu (např. LiOH, KOH, NaOH) a hydoxidov kovov alkalických zemín (např. Ca(OH)2, Mg(OH)2 )[editovat | editovat zdroj]

Ca(OH)2 +  2 HCl  → CaCl2  + 2 H2

alkalické hydroxidy vždy obsahujú asi 5 % CO32-

Podle Winklera[editovat | editovat zdroj]

Stanovení provádíme ve dvou podílech:

1. podíl: stanoví se tzv. celková alkalita (současně OH- a CO32-) odměrným roztokem HCl (nebo H2SO4) na methyloranž.

NaOH  + HCl  →  NaCl +  H2O

            Na2CO3  +  2 HCl   2 NaCl  +  H2O  +  CO2↑   (CO2 se vyvaří)          

                     žlutá                                 červená

2. podíl: uhličitan se vysráží neutrálním roztokem BaCl2 a potom se stanoví obsah hydroxidu titrací odměrným roztokem HCl na fenolftalein

Na2CO3  +  BaCl2  → BaCO3↓  +  2 NaCl

NaOH  + HCl  →  NaCl +  H2O                                              

                      červenofialová      bezbarvá

Sraženinu BaCO3 není nutno z titrovaného roztoku odstraňovat, protože titrace končí při pH = 8, při kterém se sraženina nerozpouští. 

Rozdíl podílu celkové alkality a podílu hydroxidu udává množství uhličitanu

Podle Wardera

Stanovení se provádí v jednom podílu. Při titraci odměrným roztokem HCl na fenolftalein se stanoví OH- a polovina CO32-.

NaOH  + HCl  →  NaCl +  H2O

            Na2CO3  +  HCl   NaHCO3  +  NaCl

           červenofialová               bezbarvá

K odbarvenému roztoku se přidá methyloranž a žlutý roztok se titruje do červeného zbarvení. Povařením se vypudí CO2 a dotitruje do červena.

NaHCO3  +  HCl   NaCl  +  H2O  +  CO2

                               žlutá                              červená 

Související články[editovat | editovat zdroj]