-Analitička-hemija

8/9/2019 -Analitika-hemija

1/118

Univerzitet u Istonom SarajevuTehnoloki fakultete Zvornik

Dr Duan D. Stanojevi

Analitika hemija


2/118

SRPSA !"I#A

$%%&

Sa'r(aj). P*D+,A A!A,ITI-+ +/I"+

).). Sistematiza0ija meto'a analitike hemije$. RAST1ARA-I I RAST1ARA!"+ SUPSTA!2I$.). Polarni rastvarai$.$. 1o'a kao rastvara i rastvaranje u vo'i

$.$.). Rastvaranje jonskih je'injenja u vo'i$.$.$. Rastvaranje kovalentnih 3olarnih je'njenja u vo'i$.$.4. Rastvaranje kovalentnih ne3olarnih je'injenja u vo'i

$.4. Ponaanje ne3olarnih rastvaraa$.&. Izra(avanje sastava rastvora

$.&.). Aktivnost i kon0entra0ija4. +/I"SA RA1!*T+5A&. T+*RI"A IS+,I!A I 6AZA

&.). Diso0ija0ija kiselina i 7aza u vo'i4.2. Auto3rotoliza vo'e i 38vre'nost&.4. "aina kiselina i 7aza u vo'i

9. IZRA-U!A1A!"+ 381R+D!*STI 1*D+!I RAST1*RA5.1. Izraunavanje 38vre'nosti vo'enih rastvora jakih

kiselina i jakih 7aza5.2. Izraunavanje 38vre'nosti vo'enih rastvora sla7ih

kiselina i sla7ih 7aza5.3. Rastvor soli sla7e 7aze i sla7e kiseline

5.3.1. Rastvor soli sla7e kiseline i jake 7aze5.3.2. Rastvor soli sla7e 7aze i jake kiseline

5.3.3. Rastvor soli sla7e 7aze i sla7e kiseline9.&. Puferi5.5. Izraunavanje 38vre'nosti rastvora

3oli3rotonskih kiselina i 7aza5.6. Izraunavanje 38vre'nosti rastvora kiselih soli

'i3rotonskih kiselina6. IS+,*8 6AZ!+ R+A2I"+ U !+1*D+!I/ RAST1ARA-I/A

:.). iselo87azne oso7ine rastvaraa

6.1.1. Diferen0irajui i niveliui uti0aj rastvaraa na jainukiselina ili 7aza

6.2. Uti0aj konstante auto3rotolize rastvaraa na jainukiselina i 7aza

6.3. Uti0aj 'ielektrine konstante rastvaraa na jainukiselina i 7aza

7. 1A,ITATI1!A +/I"SA A!A,IZA

;.). Ti3ovi hemijskih reak0ija u analitikoj hemiji7.2. Svojstva hemijske reak0ije koja se 3rimenjuju u

kvalitativnoj analizi;.4. Po'ela katjona u analitike analiza;.9. Dokazne reak0ije katjona 3o analitikim 7.5.2.2. Sulfokiseline =As4?@ S74?@ Sn&?>

;.9.4. atjoni tree analitike


3/118

E.).$. oloi'iE.).4. Talo(enje iz homo


4/118

PR+D#*1*R

U procesu pristupanja Srbije Evropskom obrazovnom prostoru kojije ureen na principima Bolonjske deklaracije, javila se potreba zasloenim strukturnim prilagoavanjem domaeg visokog i vieg kolstva.redviene promene ti!u se velikog broja pitanja, meu kojim su i nastavnisadraji niza predmeta.

Saglasno tome, prema novom planu predmeta, "naliti!ka #emija na$isokoj te#nolokoj koli strukovni# studija u %apcu obu#vata, poredopteg & teorijskog dela, kvalitativnu analizu i kvantitativnu analizuobraenu kroz gravimetriju i volumetriju, to spada u tzv. klasi!ne metodeanalize. 'vo odreenje ulo je i u podnaslov knjige, poto se za razliku odranijeg nastavnog plana predmeta, instrumentalne metode analize u ovomudbeniku ne razmatraju. Uvoenjem opisani# izmena, udbenik jeprilagoen nastavnom sadraju jednosemestralnog predmeta "naliti!ka#emija koji se sada predaje sa (ondom )*+* !asa.

osle opisne izmene, sadraj ubenika potpuno odgovara inastavnom planu predmetu "naliti!ka #emija koji se u treem semestru sa(ondom )* !asa, izu!ava na -e#nolokom (akulteta u vorniku,

Univerziteta u /sto!nom Srajevu 01epublika Srpska, Bi23. /z ti# razlogaknjigu, kao osnovni udbenik, mogu koristiti i studenti ove visokokolskeustanove.

4a bi studenti, koji imaju razli!ita predznanja iz opte #emije, lakei bolje razumeli predvieno gradivo analiti!ke #emije, neka poglavlja knjigesu minimalno proirena neop#odnim objanjenjima. 5a kraju svi# vaniji#oblasti dati su testovi !ijim reavanjem student moe samostalno daprekontrolie u kojoj meri je savladano gradivo.

/majui u vidu da zna!aj analiti!ke #emije nesumnjivo raste, i da seu )+. veku, od inenjera obrazovanog u oblasti te#ni!ko&te#noloki#disciplina o!ekuje da raspolae primenljivim znanjima iz analiti!ke #emije,pored teorijski# pitanja, u nekim vanijim poglavljima obraeni su i prakti!ni

analiti!ki problemi. U tekst su uklju!ene eme, dijagrami i ra!unski primeri,kako bi se teorijska objanjenja u!inila to razumljivijim.

Sve korisne primedbe u vezi na!ina izlaganja, pristupa pojedinimtemama ili te#ni!ke opreme knjige, sa za#valnou u pri#vatiti i ugraditi unaredno izdanje, smatrajui da bi dopune ili ispravke doprinele da knjigabude razumljivija i samim tim, korisnija studentima.

osebnu za#valnost dugujem recenzentima, dr 6jubinki 1ajakovi,red. pro(. -e#noloko&metalurkog (akulteta u Beogradu i dr 7ilou1ajkoviu, red. pro(. oljoprivrednog (akulteta u emunu, koji su mi pruilidragocenu pomo u pripremi ove knjige.

%abac, novembra )889. god"utor

4


5/118

U1*D

"naliti!ka #emija predstavlja nauku koja izu!ava teorijske iprakti!ne aspekte #emijski# analiza u cilju de(inisanja metoda zaodreivanje, i samog odreivanja sastava materije. 5a dananjem stupnjute#nolokog razvoja analiti!ka #emija, zbog uloge koju ima, nalazi svoje

mesto u grupi disciplina !iji zna!aj raste."naliti!ka #emija spada u grupu primenjeni# nauka, tj. nauka kojesvoje delovanje tesno vezuju za druge srodne nauke iz koji# crpi nau!nuzasnovanost svog delovanja. -ako, analiti!ka #emija se !vrsto oslanja na#emiju, (izi!ku #emiju, (iziku i matematiku. "naliti!ke metode ispitivanjasastava materije, koje su :proizvod; analiti!ke #emije, zasnovane su nazakonima #emije, (izi!ke #emije i (izike, dok se izra!unavanje,kvanti(ikovanje i izraavanje rezultata ispitivanja postie primenommatemati!kog aparata.

bog svoje prirode, na analiti!ku #emiju su upuene mnoge nauke idiscipline. a ove nauke, analiti!ka #emija predstavlja jednu od poluga kojaomoguuje razvoj i osvajanje novi# znanja. -ako #emija, geologija,

metalurgija, ekologija, medicina i mnoge druge nau!ne discipline koristeanaliti!ke postupke i metode u postizanju svoji# ciljeva.U pogledu primene, analiti!ka #emija nalazi mesto u oblasti

istraivanja u mnogim nau!nim oblastima, kao i svakodnevnoj industrijskojpraksi.


6/118

veoma pouzdani# i visoko&osetljivi# ureaja koji su u stanju da u roku odnekoliko sekundi prue traenu in(ormaciju, dolazi se do zaklju!ka da,zapravo, raste zna!aj osposobljenog analiti!ara koji je u stanju da e(ikasnokoristi savremene, ali i klasi!ne aparate i metode analiti!ke #emije. 4rugimre!ima ? savremeni aparat e odma# da ispie ci(re na displeju, ali, jedinoobu!en, uveban, kreativan i odgovoran analiti!ar e biti u stanju da i#pravilno protuma!i i pretvori u ta!an odgovor.

!a3omene itao0uJ

U tekstu udbenika, kod pisanja jedna!ina, koriene su oznakekoje ukazuju na (izi!ko stanje reagenasa i proizvoda. -o zna!i da su u#emijske jedna!ine uklju!eni simboli 0s3, 0l3, 0g3, 0a@3, to je danasuobi!ajeni na!in obeleavanja. Simboli poti!u od engleski# re!i kojeozna!avaju 0s3 ? !vrsto, 0l3 ? te!no, 0g3 ? gasovito, 0a@3 ? rastvoreno. Uokviru kvalitativne analize, ovakvo obeleavanje je dosledno sprovedeno,

jer je u dokaznim rekacijama (izi!ko stanje u!esnika reakcije, !esto odsutinske vanosti 0nastajanje taloga, na primer3. U drugim poglavljima oveoznake su koriene povremeno, uglavnom da se istakne nekakarakteristika date #emijske reakcije, i time data objanjenja u!inerazumljivijim.


7/118

). P*D+,A A!A,ITI-+ +/I"+

"naliti!ka #emija se deli na kvalitativnu analizu i kvantitativnuanalizu.


8/118

odnosno, poreklu analiti!kog signala 0in(ormacije3. rema ovoj podeli,

"naliti!ka #emija poznaje>

#emijske metode (izi!koemijske metode i (izi!ke metode

2emijske metode analiti!ke #emije zasnovane su na

karakteristi!nim #emijskim reakcijama. temperatura topljenja 0kod organski# supstanci3, emitovano iliaposrbovano zra!enje karakteristi!no za odreene atomske vrste, pojavaobrtanja ravni polarizovane svetlosti, pojava prelamanja svetlosti, i td.


9/118

0a&a&ia aalia i$a ada&a# da do#a! ris"s&o s"s&a! " "or#" ris"&!sas&o%#! " s$!i ili !l!$!&! " l!g"ri #o%a s! isi&"%!.

1. ao 2. N!&ao 3. ao sa$o a !orgas#! s"s&a!4. ao a s"s&a! " rs&o% +ai

6. oje prirode moe !iti analitika in%ormacija &signal'$

1. *aai#! 2. H!$i%s#! 3. iolo#! 4. *a&!$a&i#! 5. ,ii#!6. ,ii#o-!$i%s#!

7. (ta od navedenog predstavlja kvantitativnu karakteristiku analitikogsignala$

1. Po%aa oo%!%a 2. 0oliia &aloga 3. Po%aa &aloga 4. I&!i&!& oo%!%a5. Pro$!a o%! ras&ora 6. N!s&a%a%! (ras&ara%!) &aloga

). *emijske metode analitike hemije nazivaju se jo# i$

1. Is&r"$!&al! $!&od! aali!2. &adard! $!&od! aali!

3. 0lasi! $!&od! aali!4. /$isio! $!&od! aali!

13. Na priloenoj slici o!elei #ta predstavlja kvalitativnu in%ormaciju

14."osmatrano prema prirodi analitikog signala+ analitika hemija poznajeslede,e metode analize$

1.2.

3.

Tani odgovori su:

1:2 2:24689 3:1-Is&raia%a; 2- Id"s&ri%a 4:1-0ali&a&ia aalia2-0a&i&a&ia aalia -:2 :256 /:24 ):3 0: x1 x2 x3 x41:1-H!$i%s#! $!&od! 2-,ii#o-!$i%s#! $!&od! 3-,ii#! $!&od!

1. RAST1ARA-I I RAST1ARA!"+ SUPSTA!2I

1astvaranje !vrsti#, te!ni# i gasoviti# supstanci u rastvara!imapredstavlja proces u kome se molekuli ili joni supstance koja se rastvararasporeuju meu molekule rastvara!a. U procesu rastvaranja, meutim,moraju se savladati meusobne privla!ne sile izmeu molekula rastvara!ai privla!ne sile izmeu molekula ili jona supstance koja se rastvara. Usavladavanju meusobni# privla!ni# sila molekula ili jona supstance kojase rastvara, bitno u!estvuje energija koja nastaje meudejstvom molekularastvara!a i molekula ili jona rastvorene supstance. 'va interakcija

poznata je pod imenom solvatacija ?kada je u pitanju ma koji rastvara!,odnosno, #idratacija, ako je rastvara! voda. 'd odnosa veli!ina energijeosloboene pri #idrataciji i energije potrebne za savladavanje privla!ni#sila molekula ili jona, zavisi da li e se neka supstanca, i koliko, rastvarati.-ako, ukoliko je energija #idratacije vea od energije privla!ni# silamolekula ili jona supstance, rastvaranje se odvija, i obrnuto, do rastvaranjanee doi, ili e se odvijati u veoma maloj meri, ako veli!ine ovi# energijastoje u obrnutom meusobnom odnosu.

U odnosu na karakter sila koje se u procesu rastvaranja savlauju,supstance koje se rastvaraju dele se na elektrolite i neelektrolite, arastvara!i, na polarne i nepolarne.

Elektroliti pri rastvaranju disosuju na jone, a takvi rastvori seprepoznaju po sposobnosti da provode elektri!nu struju, dok seneelektroliti pri rastvaranju raspadaju do molekula, ne podleuielektroliti!koj disocijaciji. bog toga su rastvori elektrolita ? rastvori jona, arastvori neelektrolita ? molekulski rastvori. bog prirode meusobneinterakcije supstance i rastvara!a, polarni rastvara!i dobro rastvarajuelektrolite, dok nepolarni, neelektrolite, to je saglasno empirijskojkonstataciji koja uproeno kae ;sli!no se rastvara u sli!nom:. riroda

9

x

I

x1

x2 x

3

x4


10/118

interakcija suspatance koja se rastvara i rastvara!a je razli!ita. remarastuoj energiji meudejstva, uspostavljen je sledei niz> disperzivneinterakcije, indukcione i dipol&dipol interakcije, vodoni!na veza i jon&dipolinterakcije, koordinaciono povezivanje i graenje kompleksa sa molekulimarastvara!a.

2.1 Polarni rastvarai

Graa molekula polarni# rastvara!a je karakteristi!na po asimetrijirasporeda pozitivnog i negativnog naelektrisanja. 5aime, u molekulupolarnog rastvara!a centri naelektrisanja se ne poklapaju, ve surazdvojeni, pa molekul ima ;pozitivniji deo:, gde se statisti!ki posmatranonalazi vie pozitivnog naelektrisanja, i nasuprot njemu, ;negativniji deo:, ukome se nalazi vie negativnog naelektrianja. -akvi molekuli se zovudipoli, a sreu se kod vode, te!nog amonijaka, alko#ola, itd.


11/118

deo molekula vode, negativnom delu dipola 0L&3. /z ti# razloga, postojimogunost elektrostati!kog uzajamnog privla!nog delovanja suprotni#naboja dipola susedni# molekula vode i stvaranje vodoni!ni# veza. Ustvaranju vodoni!ni# veza, zbog elektrostati!kog privla!enja u!estvujuslobodni elektronski parovi locirani na atomu kiseonika jednog molekulavode, i atomi vodonika iz drugi# molekula vode, to vodi :umreavanju;veeg broj molekula vode.

ovezivanjem molekula vode vodoni!nim vezama stvaraju se velikimolekulski asocijati vode koji postoje i u te!nom, i u !vrstom agregatnomstanju vode. 'vakve strukture su najpravilnije izgraene u ledu, akarakterie i# pravilo da je atom kiseonika iz jednog molekula vode, prekovodoni!ni# veza 0atoma vodonika3, povezan sa !etiri atoma kiseonika izsusedni# molekula vode, a ovi dalje sa drugim atomima itd. 7eusobnipoloaj !etiri ovako povezana atoma kiseonika 0samim tim, molekulavode3, podsea na tetraedar, tj. jednakostranu trostranu piramidu, u !ijem

je centru peti atom kiseonika.$odoni!ne veze su veoma jake, pa su u ledu, svi molekuli vode

povezani vodoni!nim vezama i svrstani u sreenu strukturu. -opljenjemleda, samo se oko +NF vodni!ni# veza raskida 0i odgovarajui deo

molekula vode oslobaa iz sreene strukture3, tako da se voda smatra:strukturisanim; rastvara!em, jer joj se molekuli uglavnom nalaze u strogoureenoj strukturnoj (ormi.

5a slici ).) prikazan je tetraedarski raspored molekula vode ustrukturi leda ureenoj vodoni!nim vezama.

5a obi!noj temperaturi vodu sa!injavaju grupisani molekuli tj.asocijati ili klasteri, a povezani su vodoni!nim vezama i sadre popedesetak molekula vode. ri tome oko 98F molekula vode sadrano je uklasterima.

++ + AA 0).)3

"ko se rastvorena jonska supstanca u vodenom rastvoru nalazisamo u obliku #idratisani# jona, a ne i u molekulskom obliku, takvesupstance se nazivaju jakim elektrolitima. $eina neorganski# soli 05aAl,


12/118

Energija #idratacije jona proporcionalna je broju molekula 0dipola3 vode koji#idratiu jon, kao i ja!ine veze izmeu jona i dipola vode, to opet zavisi odnaelektrisanja jona i jonskog radijusa.

$eoma rastvorne soli imaju znatno vee energije #idratacije odenergije kristalne reetke, i obrnuto, kod slabo rastvorni# supstanci,energija kristalne reetke prevazilazi energiju #idratacije jona koji nastajudisocijacijom.

5a slici ). dat je ematski prikaz razaranja kristalne reetke 5aAlu interakciji sa dipolima vode i nastanak #idratisani# #lorid&jona i natrijum&

jona.

a#valjujui visokoj dielektri!noj konstanti vode, kod rastvaranjanatrijumlorida u vodi, energija koja se oslobaa u interakciji dipola vode,natrijum&jona i #lorid&jona koje dipoli vode okruuju i #idratiu i#,nadmauje energiju kristalne reetke 5aAl, pa dolazi do kidanja vezaizmeu jona 5a*i Al&, i odlaska disocirani# i #idratisani# jona u rastvor.

$.$.$ Rastvaranje kovalentnih 3olarnih je'njenja u vo'i

5eka jako polarna kovalentna jedinjenja se dobro rastvaraju u vodi ipri tome se ponaaju kao jaki elektroliti. 5a primer, gas #lorovodonik, kojipri rastvaranju reaguje sa vodom prema jedna!ini>

(aq)Cl(aq)OHar)(%os#iClOHOH(g)ClH 3%adisoi%ai

3

%oiai%a

2

+++

+ + 0).3

od uticajem dipola vode, kod ovakvi# jedinjenja najpre dolazi do#eteroliti!kog cepanja veze, tj. do jonizacije polarnog kovalentnog molekulauz nastajanje jonskog para u kome su nastali joni jo uvek meusobnovezani elektrostati!kim silama. Oonski par se, usled daljeg delovanjadipolni# molekula vode, potpuno raspada na #idratisane jone, tj., dolazi dodisocijacije, kao to je prikazano jedna!inom )..

U vodi, kao rastvara!u visoke dielektri!ne konstante, procesjonizacije i disocijacije odvija se istovremeno jer su u takvoj sredini silemeusobnog privla!enja jona u jonskom paru nedovoljne da jonski par

opstane, kao takav. ato, u vodenom rastvoru, jonski par +ClOH3

prakti!no ne postoji jer odma# disocira na 0#idratisane3 jone +OH3 i Cl ,pa se proces rastvaranja 2Al u vodi moe jednostavnije pisati>

(aq)Cl(aq)OHOHHCl 32+ ++ 0).C3

5eka druga, manje polarna kovalentna jedinjenja u kojim jekovalentni karakter veze izraeniji, dobro se rastvaraju u vodi kao#idratisani molekuli jer imaju atome ili polarne grupe kojima se vezuju savodom prelazei tako u rastvor, ali pri tome slabo disosuju. 'vakva

jedinjenja nazivaju se slabi elektroliti, a u tu grupu spadaju mnogeneorganske i organske kiseline 02D, 2A5, 2)S, 2)A', 2'C, 2A''2,A2A''2, i td.3, amonijak i mnoge organske baze, kao i neke soli 02g)Al),

2g0A53), AdBr)i druge3. -ako, siretna kiselina i amonijak dobro #idratiu irastvaraju se u vodi, ali samo delimi!no disosuju>

(aq)COOCH(aq)OHOHCOOHCH 3323+ ++ 0).J3

(aq)OH(aq)NHOH(aq)NH 423+ ++ 0).N3

5a primer, u 8,+ molPdmvodenim rastvorima, stepen disocijacijeovi# supstanci iznosi tek oko +,F, to i# svrstava u slabe elektrolite.

2lorid&jon, Al& 5atrjum&jon, 5a*

2idratisani jon Al&

2idratisani jon 5a*

=

7olekul 0dipol3 vode

12

Sl.).. %ematski prikaz disocijacije 5aAl i #idratacije nastali# jona


13/118

alko#olne grupe 0&'23, amino&grupe 0&52)3, karboksilne grupe 0&A''23, dok sa porastomsadraja ugljenika u molekulu, rastvorljivost organski# jedinjenja u vodiopada.

4a bi se !vrsta jedinjenja sa polarnom kovalentnom vezomrastvorila u vodi, potrebna je vea energija nego kod jonski# jedinjenja, jerkod ovakvi# jedinjenja, prvo, prelaskom elektrona mora da doe do(ormiranja jonskog para, koji tek tada moe da disosuje. /z ti# razloga,rastvorljivost !vrsti# supstanci sa polarnom kovalentnom vezom u vodi je,po pravilu, mala.

Oonizacija kovalentni# jedinjenja je utoliko tea, to je manjapolarnost veze, odnosno, to je kovalentni karakter veze izraeniji, a to jezavisno od elektronegativnosti atoma koji grade vezu. -ako, jedinjenja kojanastaju vezom dva elementa male razlike u elektronegativnosti sukovalentna, uz malu polarnost veze 0npr. sul(idi arsena, antimona, ive,bakra, srebra i platinski# metala3. 'brnuto, jedinjenja elemenata koji se poelektronegativnosti znatno razlikuju, grade jonsku vezu, kao to su 5aAl,


14/118

4. "osmatrano prema prirodi sila koje deluju meu esticama rastvaraa+rastvarai mogu !iti$

1. 0is!li 2. N!olari 2. ai 3. N!"&rali 4. Polari 5. 0o!&roai6. ala!i

-. U rastvorima+ nosioci elektrine provodljivosti su$

1. Boi 2. adi#ali 3. *ol!#"li 4. gl%oodoii 5. Io&oi

. "olarni rastvarai mogu da do!ro rastvaraju$

1. B!di%!%a %os#! gra?! 2. gl%oodoi#! 3. Daso! &ia N2 CH4 H24. B!di%!%a #oal!&o-!olar! gra?!

/. d navedenih+ izdvoj rastvara koji do!ro rastvara para%in$

1. @oda 2. irE!&a #is!lia 3. !i 4. !i a$oi%a# 5. NaOH

). "olarnost nekog rastvaraa kvantitativno se izraava preko$

1. ro%a C-a&o$a 2. 'i!l!#&ri! #os&a&! 3. 0o!&rai%! 4. Bos#! %ai!

ras&ora

0. 5elativna permitivnost kod polarnih rastvaraa je$

1. @iso#a 2. N!i&a 3. lis#a "li 4. N! d!+ii! s! 5. Pro$!l%ia

1. 6oda ima dipolne oso!ine jer$

1. adri da odoi#oa a&o$a 2. *o! da "d! " &ri agr!ga&a s&a%a3. *o! da ras&ara %os#a %!di%!%a 4. C!&ri oi&iog i !ga&ioga!l!#risa%a " $ol!#"l" od! s" rado%!i

11. 6oda je strukturisan rastvara jer$

1. *o! da disos"%! 2. *o! da s! $!a " si$ odosi$a sa al#oolo$ ia!&oo$ 3. *o! da iao! idroli" 4. /l!#&rolio$ da%! gaso!5. Pr!&!o %! " +or$i #las&!ra og d!loa%a odoii !a 6. Po#a"%!osoi" !s&il%ios&i

12. ovalentna jako7polarna jedinjenja u vodi su u o!liku$

1. Boa 2. *ol!#"la 3. 0oloidi !s&ia 4. Bos#i aroa 5. A&o$a!l!$!a&a #o%i i grad!

13. Nepolarna jedinjenja se u vodi rastvaraju$

1. Odlio 2. a$o " agr!a%! 3. @!o$a slao 4. a$o " #is!lo% sr!dii5. N!ograi!o

Tani odgovori su:

1:3 2:1 3:1 4:24 -:1 :1 /:3 ):2 0:1 1:4 11:5 12:113:3

).C Izra(avanje sastava rastvora

Sastav rastvora se kvantitativno izraava preko veli!ina kojepokazuju kolika je zastupljenost pojedini# komponenata u rastvoru. -eveli!ine su> koncentracija 0koli!inska, masena i zapreminska3, udeo0koli!inski, maseni i zapreminski3 i molalitet.

U analiti!koj #emiji, sastav rastvora se naj!ee izraava prekokoli!inske koncentracije, ili skraeno & koncentracije, pri !emu se podkoncentracijom podrazumeva koli!ina rastvorene supstance 0molova3 u

jedini!noj zapremini rastvora.onekad se ekstremno niski sadraji neke supstance u smei ili

rastvoru 0uzorku3 izraava na poseban na!in preko udela, i to u jedinicamappm, ppb i ppt. 've skreenice poti!u od engleski# re!i koje zna!e>:delova na milion;, :delova na milijardu; i :delova na trilion;. rakti!no,sadraj od + ppm zna!i da na milion delova smee 0uzorka3, jedan deootpada na posmatranu supstancu= + ppb, analogno, zna!i da je sadrajposmatrane supstance u uzorku + prema milijardu delova uzorka, a +ppt,da se radi o jednom delu posmatrane supstance na trilion delova uzorka.

'vaj na!in izraavanja nije saobraen S/ sistemu jedinica, ali se sree kodpopularnog prikazivanja rezultata analiza, posebno u ekologiji, ili kodizraavanja sadraja ne!istoa u ultra&!istim #emikalijama.

Simboli, de(inicije i jedinice veli!ina preko koji# se izraava sastav,date su u -abeli ).+.

-abela ).+5a!ini izraavanje sastava

14


15/118

Cizika veliina Sim7ol Defini0ija "e'ini0a

ii ia aktivnost jonske vrste i, ic nazivna koncentracija jonskevrste i, molPdm= i


16/118

rastvorene jone mogu da #idratiu. Srednji (aktor aktivnosti f predstavljaveli!inu koja uzima u obzir aktivnost i anjona i katjona rastvora elektrolita.

smanjenja (aktora aktivnostipri porastu koncentracije kiseline, i porasta (aktora aktivnosti zbogsmanjenja koli!ine slobodne vode u rastvoru.

bog snane #idratacije velike koli!ine jona nastali# disocijacijom,smanjuje se broj slobodni# molekula vode, to vodi porastu srednjeg(aktora aktivnosti. ri nekoj odreenoj koncentraciji kiseline, dva pomenutauticaja se uravnoteuju, ali takav slu!aj jedini!ne vrednosti srednjeg (aktora

treba otro razlikovati od okolnosti tipi!ni# za visoko razblaene rastvore,kada je (aktor aktivnosti takoe jedini!ni.a analiti!ku #emiju, zbog te#nika koje se primenjuju, od interesa

su pre svega razblaeni rastvori, tj. rastvori kod koji# se moe o!ekivati da(aktori aktivnosti budu manji od jedini!ne vrednosti.

Daktor aktivnosti moe da se izra!una za svaku jonsku vrstu urastvoru saglasno teoriji jaki# elektrolita 4ebaj&2ikla 04eb\e&2]ckel3.rema ovoj teoriji, (aktor aktivnosti jona je (unkcija naelektrisanja jona,

veli!ine jona, i jonske ja!ine rastvora koja je zavisna od naboja ikoncentracije svi# prisutni# jonski# vrsta.

Oonska ja!ina rastvora se de(inie na sledei na!in>

=+++=i

2222

1 zczczczc1

iiii221 2

1)(

2

10).I3

gde je> c+, c),.., ci? koncentracije prisutni# jonski# vrsta u rastvoru, od + do

i, dok su z+, z2,.., zi? naboji svi# prisutni# jonski# vrsta u rastvoru, od + do i.5a bazi izra!unate jonske ja!ine rastvora 0jedna!ina ).I3, mogue

je odrediti srednji koe(icijent aktivnosti jona, gde za veoma razblaenerastvore jaki# +&+ elektrolita 0kada je

zf 2

i


17/118

8,88+ 8,88J 8,8+ 8,8J 8,+

"on+fektivni

3renik

jona@ nm

2'* 8,K 8,KN9 8,K 8,K+C 8,IN 8,I

6i* 8,N 8,KNJ 8,K)K 8,K89 8,IC 8,I

5a*

, O'&

, 2)"s' C&

,2S'

&, A2 A''

&8,C & 8,CJ 8,KNC 8,K)I 8,K8) 8,I) 8,9I

'2 &, D&, 2S &, Al' &,

Al'C&, 7n' C

&8,J 8,KNC 8,K)N 8,K 8,I+ 8,9N

= ? > veoma !liska nuli$

1. !a#i%a s! odi%a do #ra%a sa l!a " d!so 2. !a#i%a s! go&oo "o&! !odi%a sa l!a " d!so 3. !a#i%a %! !o$a ra4. !a#i%a s! iodi " a#""$"

0. 5eakcija prikazana u pitanju ). moe se usmeravati sa leva na desno$

1. 'odaa%!$ r!a#&a&a A 2. 'odaa%!$ rod"#&a C3. Odo?!%!$ rod"#&a ' 4. Odo?!%!$ r!a#&a&a

1. 5eakcija prikazana u pitanju )+ moe se usmeravati sa desna na levo$

1. 'odaa%!$ r!a#&a&a 2. 'odaa%!$ rod"#&a C3. Odo?!%!$ rod"#&a ' 4. Odo?!%!$ r!a#&a&a A

Tani odgovori su:

1(2 2:3 3:3 4:3 -:1 :2 /:1 ):2 0:13 1:24

4. T+*RI"A IS+,I!A I 6AZA

'd prve de(inicije kiselina i baza koju je po!etkom +K. vekaizvedena iz teorije koju je dao "renijus 0Svante "rrenius3, a koja je

odgovarala tadanjem s#vatanju pojave elektroliti!ke disocijacije, pojamkiselina i baza je zna!ajno evoluirao. rema teoriji "renijusa, pojamkiselina i baza se vezivao za vodene rastvore u kojima ove supstancepodleu elektroliti!koj disocijaciji dajui vodonik&jone, odnosno, #idroksid&

jone>

+ + AHHA 0C.+3+ + OH**OH 0C.)3

U izrazima 0C.+3 i 0C.)3, saglasno teoriji "renijusa, 2" predstavljakiselinu, a 7'2, bazu.

4ugo vremena posle pojave "renijusove teorije elektroliti!kedisocijacije, ponaanje kiselina i baza je u potpunosti moglo biti potvrenoeksperimentalnim rezultatima, ali ograni!enja ove teorije postala suo!igledna kada se dolo do saznanja da i drugi rastvara!i, a ne samovoda, izazivaju pojavu analognu disocijaciji.

4vadeseti# godina )8. veka, kao odgovor na tekoe u tuma!enjueksperimentalni# rezultata "renijusovom teorijeom, pojavla se semodernija teorija koju su istovremeno objavili 6ori i Brensted 06oXr\ iBr^nsted3, a koja je kiseline i baze posmatrala na sasvim nov na!in. U

22


23/118

novoj teoriji kiseline i baze su dobile optiji tretman koji vie nije bio vezanza vodene rastvore, pa je tako kiselina de(inisana kao supstanca kojamoe da otpusti proton 0vodonik&jon3, a baza, kao supstanca koja moe dapri#vati 0primi3 proton. /z de(inicije, jasno je da pojam kiseline ostaje vezanza otputanje vodoni!nog jona, dok #idroksid&jon prestaje da budekarakteristika baze. 5ova teorija u sebe uklju!uje i teoriju "renijusa, odkoje je optija, i time univerzalnije vanosti.

molekulski oblik kiselina 02Al, A2A''2, 2'C, 2)',..3 anjonski oblik kiselina 02S&, 2)'C&, 2A'&,..3 katjonski oblik kiselina 052C*, 5)2J*,..3

Oedinjenja, odnosno, joni, prema teoriji 6ori&Brensteda pripadajukiselinama disocijacijom mogu da daju proton. 5a primer>

+ + 4243 POHHPOH 0C.3+ + OHHOH2 0C.C3

+ + 244 OHHO 0C.J3

)aq(NHHNH 34 + ++ 0C.N3

"nalogno kiselinama, i baze mogu postojati u molekulskom,anjonskom i katjonskom obliku>

molekulski oblik baza> 520a@3, 2)',... anjonski oblik baza> '2&, 2'C)&, 2A'&,.. katjonski oblik baza> 5)2J*

Baze, u sva tri mogua oblika, u stanju su da pri#vate proton>

++ + 43 NHHaq)(NH 0C.93++ + OHHOH 32 0C.I3

OHHOH 2+ + 0C.K3

+ + 422

4 POHHHPO 0C.+83

ored ve iznete de(inicije kiselina i baza, teorija 6ori&Brenstedadonela je jo dva vana zalju!ka vezana za ponaanje ovi# supstanci, a tosu> +3 da proton ne moe da postoji sam za sebe u rastvoru, i )3 principkonjugovanosti. rincip konjugovanosti dovodi u vezu kiseline i bazeupravo preko protona, pa tako, kiselina kada otpusti proton, postajekonjugovana baza te kiseline, i obrnuto, baza koja pri#vati proton postajekonjugovana kiselina>

++ Haa0is!lia 0C.++35a primer>+ + COOCHHCOOHCH 33 0C.+)3

oto, kako je naglaeno, proton nastao reakcijom disocijacijekiseline ne moe opstajati samostalno, neop#odno je da ga neka druga0prisutna3 baza pri#vati. 5a taj na!in, otputanje protona jedne kiseline,podrazumeva pri#vatanje protona od strane baze, to se moe napisati na

sledei na!in>

22

11

0is!liaHaa

Haa0is!lia

+

+

+

+

0C.+3

/li, zbirno>

2121 0is!liaaaaa0is!lia ++ 0C.+C3

U izrazu 0C.+C3, konjugovani parovi koji su vezani protonom, obeleeni su

lukovima.1eakcije oslobaanja, ili vezivanja protona koje prema teoriji 6ori&

Brensteda odgovaraju reakcijama kiselina ili baza, nazivaju se protoliti!kereakcije.

U pogledu odnosa kiseline i konjugovane baze, i obrnuto, vaipravilo, da jaka kiselina otputajui proton, stvara slabu bazu, i obrnuto. 5aprimer, veoma jaka #lorovodoni!na kiselina, otputanjem protona daje

23


24/118

svoju konjugovanu bazu, a to je #lorid&jon !ija su bazna svojstva veomaslaba.

'dreen broj supstanci pokazuju ponaanje tipi!no i za kiseline, iza baze, tj. u stanju su i da otpuste, i da veu proton. -akve supstance senazivaju am(oliti, a primer am(olita je bikarbonat&jon u vodi>

onaanje bikarbonat&jona kao kiseline opisuje se sledeimreakcijama>

++

+

++

OHHOHCOHHCO

32

233

0C.+J3

birna reakcija je>

+ ++ 23323 COOHOHHCO KH ++8&++ 0C.+N3

323

2

COHHHCO

OHHOH

+

++

+

0C.+93

birna reakcija je>

3232 COHOHHCOOH ++ KH ++8&9 0C.+I3

U vodenom rastvoru bikarbonat&jon moe, dakle, da se ponaa kao6ori&Brenstedova kiselina, ili baza. U oba slu!aja voda u!estvuje ali serazli!ito ponaa jer, vezujui proton koji bikarbonat&jon otpusti kada seponaa kao kiselina, voda ima ulogu baze, a kad se bikarbonat&jonponaa kao baza, voda se ponaa kao kiselina jer daje proton kojibikarbonat&jon pr#vata. Uporeujui, meutim, konstante ravnotee zbirni#reakcija 0C.+N3 i 0C.+I3, koje su respektivno, +,8+8&++i +,8+8&9, zaklju!uje seda je reakcija 0C.+I3 termodinami!ki verovatnija jer je njena konstatna

ravnotee brojno vea, to zna!i da je vodeni rastvor u kojoj je prisutanbikarbonatni jon, alkalan zbog prisustva #idroksid&jona, to se prakti!nolako moe i potvrditi.

4anas postoji vei broj teorija kiselina i baza koje sa drugi#aspekata tuma!e kiselo&bazno ponaanje sustanci, meu kojim jenajznazna!ajnija 6uisova teorija 06eXis3, ali nji#ov zna!aj u analiti!koj#emiji nije veliki.

&.). Diso0ija0ija kiselina i 7aza u vo'i

$eliki broj rastvara!a ima mogunost da otputa ili prima protone,odnosno, da pokazuje kisela i bazna svojstva, a najpoznatiji rastvara! tevrste je voda. /majui u vidu da, saglasno 6ori&Brenstedovoj teoriji, protonne moe samostalno postojati u rastvorima, rastvaranje kiselina i baza uvodi, to dovodi do jonizacije ovi# jedinjenja, ustvari predstavlja kiselinisko&bazni proces u kome molekuli vode igraju ulogu donora, ili akceptoraprotona. ri#vatajui proton, molekul vode postaje #idronijum jon, aotputanjem protona, od molekula vode nastaje #idroksid&jon.

+ ++ OHCOOCHOHCOOHCH 3323 0C.+K3++ ++ OH)aq(NHOHNH 3324 0C.)83

+ ++ OHOOHHO 32424 0C.)+3

U slu!aju da su proton&donorska svojstva rastvorene supstanceslabije izraene u odnosu na proton&donorska svojstva vode, supstanca epri#vatati protone koje otputa molekul vode. 'vakve supstance su baze, avoda u tom slu!aju igra ulogu kiseline. U sledeim primerima, voda seponaa kao kiselina>

+ ++ OHNHOH)aq(NH 423 0C.))3 ++ OHHCNOHCN 2 0C.)3

++ OHHCOOHCO 322

3 0C.)C3

1astvara!i koji se ponaaju kao voda u primerima C.+K & C.)C,nazivaju se am(iprotonski rastrvara!i, jer u zavisnosti od kiselo&bazni#osobina rastvorene supstance, mogu biti i baze i kiseline.

24


25/118

4.2. Auto3rotoliza vo'e i 38vre'nost

$oda kao am(iprotonski rastvara! ima osobinu i da otputa, i daprima proton, tj. da se ponaa i kao kiselina, i kao baza, kao to jeprikazano u reakcijama 0C.)J i C.)N3

+ + OHHOH2 0C.)J3++ + OHHOH 32 0C.)N3

Sabiranjem reakcija 0C.)J i C.)N3, dobija se>

+ ++ OHOHOHOH 322 0C.)93

1eakcija 0C.)93 predstavlja autoprotolizu vode, odnosno reakcijukoja pokazuje am(iprotonsko ponaanje vode. U ovoj reakciji jedan molekulvode se ponaa kao kiselina otputajui proton, dok drugi molekul vode, uulozi baze, prima taj proton. Stepen autoprotolize vode je veoma mali, jer u!istoj vodi na temperaturi od )KI

+== OHHM aaKK

0C.)K3

odnosno,

141


26/118

baze zavisi od prirode rastvara!a u kome se nalazi, tj. od njegovi# bazni#,odnosno, kiseli# osobina.

"ko se u vodi kao rastvara!u posmatra ponaanje kiselina i baza,pa uporeuje nji#ova ja!ina, onda je kriterijum za ocenu, koliko tesupstance mogu da kvantitativno reaguju sa vodom. Oake kiseline,odnosno, baze u razblaenim do umereno koncentrovanim rastvorma, savodom reaguju u potpunosti 0kvantitativno3. 5a primer, gasoviti#lorovodonik sa vodom reaguje u potpunosti>

(aq)Cl(aq)OHOHHCl(g) 32+ ++ 0C.N3

5umeri!ka vrednost termodinami!ke konstante ravnotee za reakciju0C.N3, HClJ0 je znatno vea od jedinice, tako da u vodi prakti!no nepostoje nedisocirani molekuli 2Al, nego samo #idratisani Al& i 2'*joni.

Sli!no kao 2Al, ponaaju se i neke druge kiseline, pre svega2Al'C, 25', 2/ i 2Br, dok 2)S'Codgovara datom uslovu, ali samo uprvom stupnju jonizacije. natrijum&etilata, A)2J'5a= natrijum&oksida, 5a)'=natrijum&amida, 5a52)= natrijumidrida , 5a2 itd., reaguju sa vodomkvantitativno, uz nastajanje jona '2&>

aq)(OHOHHCOHOHC 52252 ++ 0C.93

(aq)OH(aq)OHOHO 22 ++ 0C.I3

aq)(OHaq)(NHOHNH 322 ++ 0C.K3

/ kod jaki# baza vai pravilo da su nji#ove konjugovane kiselineveoma slabe, odnosno da i ne ispoljavaju kiseli karakter.

5ajvei broj kiselina i baza, meutim, ne reaguje sa vodom

kvantitativno, pa su u vodenim rastvorima takve supstance samo delimi!nodisocirane. 'vakve kiseline i baze se svrstavaju u slabe, mada nji#ova

ja!ina ipak iroko varira. -ako, na primer, siretna kiselina ima slaboizraenu tendenciju da otputa proton, to se vidi iz numeri!ke vrednostikonstante ravnotee reakcije disocijacije>

+ ++ COOCHOHOHCOOHCH 3323 0C.C83

5

3

33COOHCH 1


27/118

1. Po%a" idroli! 2. Po%a" !l!#&roli! 3. Po%a" disoi%ai%! " !od!i$ras&ori$a 4. Po%a" adsori%! 5. Poaa%! slai i %a#i #is!lia

3. @eorija Aori7=rensteda de%ini#e kiseline kao$

1. "s&a! #o%! " ras&or" da%" ro&o! 2. "s&a! #o%! " od!o$ ras&or"da%" ro&o! 3. "s&a! #o%! r!ag"%" sa idro#sid-%oi$a4. "s&a! #o%! s" #is!l!

4. Supstanca koja po Aori7=renstedovoj teoriji moe da prihvati proton nazivase$

1. /l!#&roli& 2. Aro&os#i ras&ara 3. aa 4. 'oor ro&oa

-. "roton po teoriji Aori7=rensteda$

1. N! $o! da os&o%i sa$os&alo 2. N! $o! da r!ag"%! sa ao$3. Pr!ds&al%a a$+oli& 4. O$og"E"%! s&ara%! #o$l!#sa

. "rincip konjugovanosti u teoriji Aori7=rensteda oznaava$

1. N!"&ralisa%! #is!li! ao$ 2. @!" #is!li! i a! r!#o ro&oa3. 'isoi%ai%" slai aa 4. 0o$l!#sa %!di%!%a

/. U reakaciji$ B > *>

=+ prema teoriji Aori7=rensteda supstanca =predstavlja$

1. 0is!l" so 2. a" #o%"goa" #is!lii 3. a" so4. 0is!li" #o%"goa" ai

). 5eakcije$+ + OHHOH2++ + OHHOH 32

opisuju$

1. Hidroli" od! 2. !d"#i%" od! 3. A$+oli&os& od!4. Ar!i%"soi d!+iii%" #is!li!

!. Izraz:14

3 1


28/118

bog svojstva vode da i sama disosuje, u vodenom rastvoru postojevodonik&joni nastali disocijacijom vode>

+ + OHHOH2 0J.)3

Ukupna koncentracija vodonik&jona u rastvoru jake kiseline, dakle,zavisi i od jona nastali# disocijacijom kiseline, i od jona koji su proizvoddisocijacije vode, odnosno>

od!#is!li! HHH +++ += 0J.3

"ko je koli!inska koncentracija potpuno disocirane jake kiseline u vodi cHA,0molPdm3, a u !istoj vodi vai jednkost 2*T H '2&T, 0molPdm3, od izraza0J.3 nastaje>

HOHH MHAH +

+ +=+= K

cc A 0J.C3

a rastvore jaki# kiselina koji nisu veoma razblaeni, koncentracijavodonik&jona nastali# disocijacijom vode moe se zanemariti, tim pre to2*&joni nastali dosicijacijom jake kiseline, suzbijaju disocijaciju vode. U tom

slu!aju, ukupna koncentracija vodonik&jona je jednaka koli!inskojkoncentraciji jake kiseline rastvorenoj u vodi>

HAH c=+ 0J.J3

U ovom slu!aju, p2&vrednost rastvora jake kiseline se izra!unava premaizrazu>

HAlogH c= 0J.N3

U veoma razblaenim rastvorima jaki# kiselina, kada jekoncentracija vodonik&jona nastali# disocijacijom kiseline uporediva sakoncentracijom vodonik&jona koji poti!u od disocijacije vode, koristi se izraz

0J.C3, pa se dobija>


29/118

koli!inske koncentracije slabe kiseline. -ipi!ne slabe monoprotonskekiseline su> siretna, mravlja, cijanvodoni!na i td.

4a bi se izra!unala p2&vrednost ovakvi# rastvora, polazi se odizraza za konstantu disocijacije. "ko se slaba kiselina 2", !ija je konstantadisocijacije K2", u vodenom rastvoru nalazi u koncentraciji od c2", doi edo njene delimi!ne disocijacije>

+ + AHHA 0J.+3

/zraz za konstantu disocijacije ove kiseline e biti>

HA

AHHA

+

=K 0J.+C3

Ste#iometrija jedna!ine 0J.+3, pokazuje da je u stanju ravnotee uizrazu 0J.+C3, AH + = , a, koncentarcija nedisociranog dela kiseline 2",

jednaka je po!etnoj 0nazivnoj3 koncentraciji kiseline 2", umanjenoj za onukoli!inu kiseline koja je disosovala> HHA HA

+=c . Uvodei ovezamene u izraz 0J.+C3, nastaje>

HH

HA

2

HA ++

=

cK 0J.+J3

1azvijajui izraz 0J.+J3, kao kvadratnu jedna!inu, dobija se>

2

4H HAHA

2HAHA cKKK ++=+ 0J.+93

Oedna!ina 0J.+93 preporu!uje se za izra!unavanje p2&vrednosti urastvorima ja!i#, u grupaciji slabi# kiselina, odnosno, kod koji# je p< blievrednosti ), nego vrednosti 9.

HAHAH cK=+ 0J.+I3

onaanje slabi# baza u vodenom rastvoru moe se analiziratianalogno slabim kiselinama. bog nepotpune jonizacije koncentracija#idroksid&jona je bitno manja od koli!inske koncentarcije slabe baze. "kose posmatra slaba baza B'2 rastvorena u vodi u u koncentraciji od cB'2,sledi>

+

+ OHOH 0J.+K3

OH

OH0OH

+

= 0J.)83

OH

OH

OH

2

OH

=

cK 0J.)+3

OHOHOH cK= 0J.)C3

5.3. Izraunavanje 38vre'nosti rastvorasoli sla7ih kiseline ili 7aza

Soli jaki# kiselina i jaki# baza 0na primer 5aAl,


30/118

od jona nastali# disocijacijom podlee #idrolizi uz stvaranje slabe kiseline ilibaze i oslobaanje #idroksid&, ili #idronijum&jona. -o je razlog zbog kojegrastvori ovakvi# soli pokazuju alkalnu ili kiselu reakciju.

5.3.1. Rastvor soli sla7e kiseline i jake 7aze

-ipi!an primer soli slabe kiseline i jake baze je natrijum acetat.5atrijum acetat je so siretne kiseline i natrijum #idroksida, a rastvorena uvodi, disosuje prema reakciji>

+ + NaCOOCHCOONaCH 33 0J.)J3

"cetatni jon, poto poti!e od slabe siretne kiseline 0konstantadisocijacije KH+,I+8&J3, ima snanu tendenciju da reaguje sa vodonik&

jonima iz vode uz nastajanje slabe siretne kiseline, to predstavlja#idrolizu>

++ OHCOOHCHOHCOOCH 323 0J.)N3

5a reakciju 0J.)N3 moe se primeniti zakon o dejstvu masa>

COOCH

COOHOHCH

3

3COOCH3

=K 0J.)93

"ko se u izrazu 0J.)93, i brojilac i imenilac pomnoekoncentracijom vodonik&jona 0 H+ 3 i izraz trans(ormie, dobija se>

COOHCHHCOOCH

OHH

H

H

COOCH

COOHOHCH

3

33

3

COOCH3 +

+

+

+

==K0J.)I

/zraz 0J.)I3 predstavlja konstantu ravnotee #idrolize K acetatnogjona

COOHCH

MCOOCH

3

3 K

KKK == 0J.)K3

U reakciji 0J.)93, u stanju ravnotee, koncentracije siretne kiseline

i #idroksid&jona su jednake 0 OHCOOHCH3= 3, dok je koncentracija

acetatnog jona jednaka koncentraciji natrijum acetata umanjenoj zakoli!inu izreagovane soli, to se moe napisati na sledei na!in,

OHCOOCH s3 =c , gde je sc , koncentrcija rastvorene soli u vodi.Unosei ove smene u izraz 0J.)93 i kombinovanjem sa 0J.)K3, nastaje>

OH

OH

s

2

COOHCH

M

3

==

cK

KK 0J.83

/majui u vidu da je u odnosu na koli!insku koncentracijurastvorene soli, koncentarcija nastali# #idroksid&jona znatno nia, pa sekao takva moe zanemariti, izraz 0J.83 se pretvara u>

s

2

COOHCH

M OH

3 cK

K = 0J.+3

'davde sledi>

COOHCH

Ms

3

OHK

Kc= 0J.)3

5.3.2 Rastvor soli sla7e 7aze i jake kiseline


31/118

+ + ClNHClNH 44 0J.3

++ ++ HO(aq)HNHOHNH 2324 0J.C3

NH

HNH

4

3NH4 +

+

=+K 0J.J3

NH

OHNH

OHH

OH

OH

NH

HNH

3

44

3NH4 +

+

+

+

==+K 0J.N3

3

4NH

MNH K

KKK ==+ 0J.93

H

H

s

2

NH

M

3

+

+

==

cK

KK 0J.I3

s

2

NH

M H3

cKK += 0J.K3

3NH

MsHK

Kc=+ 0J.C83

U izrazu 0J.C83, sc predstavlja koli!insku koncentraciju amonijum acetata u

vodi.

5.3.3 Rastvor soli sla7e 7aze i sla7e kiseline

"ko so rastvorena u vodi poti!e od slabe baze i slabe kiseline 0naprimer A2A''52C3, tada posle disocijacije, oba jona podleu #idrolizi>

+ + 4343 NHCOOCHCOONHCH 0J.C+3

O(aq)HNHCOOHCHOHNHCOOCH 233243 +++ + 0J.C)3

NHCOOCH

COOHNHCH

43

33 +

=K 0J.C3

1eakcija J.C) moe se predstaviti i preko pojedina!ni# reakcija>

++ OHCOOHCHOHCOOCH 323 0J.CC3

++ ++ HO(aq)HNHOHNH 2324 0J.CJ3/z reakcije 0J.CC3, polazei od zakona o dejstvu masa, sledi>

COOCH

COOHOHCH

3

3

=K 0J.CN3

7noei brojilac i imenilac izraza 0J.CN3 sa H + , nastaje>

COOHCH

M

3

3

3H

H

COOCH

OHCOOHCH

K

K=

+

+

0J.C93

-rans(ormacijom izraza 0J.C93 se dobija>

COOHCH

M33

3OH

COOCHCOOHCH

K

K

= 0J.CI3

"nalogno analizi jedna!ine 0J.CC3 prikazanoj izrazima 0J.CN&J.CI3,polazei od jedna!ine 0J.CJ3, dobija se izraz>

3NH

M43 H

NHNH

K

K+

+

= 0J.CK3

333 NHCOOHCH

Ms

COOHCH

M3

OH

COOCH

KK

Kc

K

K=

0J.J83

31


32/118

333 NHCOOHCHs

NH

M4

H

NH

KK

Kc

K

K w=++

0J.J+3

-rans(ormacijom izraza 0J.J83 i 0J.J+3, uvaavajui ranije re!eno,dobija se kona!no>

3

3

NH

COOHCH

MH K

K

K=+

0J.J)3

'dnosno,

COOHCH

NHM

3

3OHK

KK= 0J.J3

1azmatranjem izraza 0J.J)3 i 0J.J3, zapaa se da koncentracijevodonik&jona, odnosno, #idroksid&jona u rastvoru soli nastale rekacijomslabe kiseline i slabe baze, ne zavise od koncentracije rastvorene soli negosamo od odnosa konstanti disocijacija slabe kiseline i slabe baze koje

nastaju #idrolizom soli.

5.4 Puferi

1astvor koji sadri smeu slabe kiseline i njene konjugovane baze,odnosno, smeu slabe baze i njene konjugovane kiseline, ima svojstvo dase odupire promeni p2&vrednosti pri dodavanju manji# koli!ina jakekiseline ili jake baze. -akva smea naziva se pu(er. rimer pu(era jerastvor siretne kiseline i natrijum&acetata, tj. A2A''2 i A2A''&, a istotako i rastvor amonijaka i amonijumlorida, odnosno 520a@3 i 52C*.Svojstva pu(era imaju i kisele soli, kao


33/118

U jedna!ini 0J.N83, COOHCH3n i COONaCH3n su brojevi molova siretne kiseline i

natrijum&acetata u rastvoru.7atemati!kim trans(ormisanjem, uz uvoenje p (unkcija, sledi>

COONaCH

COOHCH

3

3

3logH

c

cpK COOHCH = 0J.N+3

'dnosno>

COONaCH

COOHCHCOOHCH

3

3

3logH

n

nK = 0J.N)3

Ukoliko se posmatra pu(er koji !ini slaba baza i njena konjugovanakiselina, na primer 522)'0a@3 i 52CAl, tada se, konsekventnoprimenjujui opisan pristup, dobija izraz za koncentraciju #idroksid&jona>

ClNH

OHNH

NH

4

23

3OH

c

cK

= 0J.N3

'dnosno>

ClNH

OHNH

NH

4

23

3OH

n

nK = 0J.NC3

/zraeno preko p&(unkcije>

ClNH

OHNH

NH

4

23

3logOH

c

cK

= 0J.NJ3

'dnosno>

ClNH

OHNHNH

4

23

3logOH

n

nK

= 0J.NN3

ri dodavanju jake kiseline u rastvor pu(era koji sa!injavaju slabakiselina i njena konjugovana baza, 02"*"&3, vodonik&jon iz jake kiselinereaguje sa konjugovanom bazom uz nastajanje slabe kiseline i vode. -akose jaka kiselina posredstvom pu(era pretvara u slabu kiselinu koja veomamalo disocira, pa samim tim i ne uti!e na promenu p2&vrednosti. Ukoliko

se u ovaj sistem dodaje jaka baza, #idroksid&joni reaguju sa vodonik&jonima koji nastaje disocijacijom slabe kiseline uz nastajanje soli i vode>

+ ++++ 1)A(1)HA(HAHA 0J.N93OH1)A(1)HA(OHAHA 2+++++

0J.NI3

Ukoliko pu(er !ine slaba baza i njena konjugovana kiselina, 0B'2*B &3,#emizam ponaanja pu(era pri dodavanju jake kiseline, odnosno, baze vidi

se iz jedna!ina 0J.NK&J.983>OH1)(1)OH(HOH 2+++++

+++ 0J.NK3++ ++++ 1)(1)OH(OHOH 0J.983


34/118

stupnju. 4rugi, a posebno ako postoji, trei stupanj disocijacije 0trei protonili #idroksilni jon koji se odvaja od molekula3, po pravilu su neznatni.

1a2

HHAAH

K

+

= 0J.I)3

Uvodei u jedna!inu 0J.9I3 smene za A2 , AH2 iz izraza 0J.I83

i 0J.I)3 i OH , iz izraza za jonski proizvod vode, nastaje>

34


35/118

H

HAH

H

HAH

1

2

aa +

+

+

+ += w

K

KK 0J.I3

-rans(ormacijom izraza 0J.I3, i reavanjem po H+ , sledi>

1

21

a

aa

HA

)HA(H

K

KKK w

+

+=

+ 0J.IC3

/majui u vidu da kisela so potpuno disosuje u prvom stupnju0discijacija katjona metala3, moe se uzeti da je koncentracija anjona 2"&

jednaka koli!inskoj koncentraciji soli> NaHAHA c= . 'va aproksimacija

vai kada je koncentracija soli NaHAc niska, a 1aK ; 2aK , pa od izraza

0J.IC3, nastaje>

1

21

aNaHA

MNaHAaa )(HKc

KcKK

+

+=+ 0J.IJ3

Ukoliko vai uslov MK : NaHAa2cK , i NaHAc ; 1aK , izraz 0J.IJ3 sepojednostavljuje i nastaje>

21 aaH KK =+ 0J.IN3

'dnosno,

)(2

1H

21 aa KK += 0J.I93


36/118

u kojim je *

+ ++ OHClOHHCl 32 0N.3

"ko se, meutim, voda zameni glacijalnom siretnom kiselinom, daklerastvara!em koji od vode ima znatno manje izraena bazna svojstva, tadase #lorovodoni!na kiselina ponaa kao slaba kiselina, a ravnotea reakcijedisocijacije je pomerena u levo>

+ ++ 233 COOHCHClCOOHCHHCl 0N.C3

"dekvatno ponaanju kiselina u razli!itim rastvara!ima, i baze urastvara!ima razli!iti# kiselo&bazni# osobina pokazuju tipi!no ponaanje> Urastvara!ima manje izraeni# kiseli# osobina, jedna supstanca imasvojstva slabe baze, dok u rastvara!ima vie izraeni# kiseli# osobina, istasupstanca pokazuje jaka bazna svojstva.

5a osnovu sopstvenog kiselo&baznog ponaanja, rastvara!i sesvrstavaju u tri grupe> am(iprotonske, aprotonske i bazne 0proto(ilne3.

"m(iprotonski rastvara!i mogu da budu dominantno kiseli0protogeni3, intermedijarni i dominantno bazni 0proto(ilni3. U protogeneam(iprotonske rastvara!e svrstavaju se siretna kiselina, mravlja kiselina,sumporna, i neke druge kiseline. 'vi rastvara!i imaju veoma izraenakisela, a slabo izraena bazna svojstva. /ntermedijarni am(iprotonskirastvara!i su voda i neki alko#oli, a pokazuju slaba, ili priblino podjednakoizraene i kisela i bazna svojstva. roto(ilni am(iprotonski rastvara!i

36


37/118

pokazuju veoma izraena bazna i slabo izraena kisela svojstva, a tipi!nipredstavnici ovakvi# rastvara!a su te!ni amonijak i etilendiamin.

"protonski, ili kako se jo nazivaju, inertni rastvara!i, nemaju nikisela, ni bazna svojstva i kao takvi, ne reaguju ni sa kiselinama ni sabazama. U tu grupu rastvara!a spadaju rastvara!i potpuno nepolarneprirode kao to su benzin, ugljen tetra#lorid , #loro(orm i td.

Bazni 0proto(ilni3 rastvara!i ne pokazuju kisela svojstva, a pokazujuslabo izraena bazna svojstva. -akvi rastvara!i su etri, estri, ketoni, piridin i

sl. te!niamonijak, voda, glacijalna siretna kiselina, a kiselost raste u obrnutomsmeru.

-abela N.+


38/118

:.$ Uti0aj konstante auto3rotolize rastvaraana jainu kiselina i 7aza

+ ++ AHHHA 2 0N.K3

1eakcija 0N.K3 odvija se u dva stupnja>

++ + + AHAHHHA 2%a'isoi%ai

2Boiai%a 0N.+83

U prvom koraku reakcije 0N.+83, koji predstavlja jonizaciju, protonprelazi sa kiseline na molekul rastvara!a, pri !emu nastaje jonski par

+AH2 , dok, u drugom koraku, dolazi do disocijacije pri !emu se jonski

par razdvaja na jone +2H iA . Stepen jonizacije kiseline u ma kom

rastvara!u zavisi od relativne ja!ine konjugovani# kiselinsko&bazni# parovakiseline 02"P"&3 i rastvara!a 0S2)*PS23. roces disocijacije jonskog para na

jone zavisi od naboja !lanova jonskog para i dielektri!ne konstanterastvara!a kao merila njegove polarnosti. 1astvara!i vee dielektri!nekonstante olakavaju disocijaciju jonskog para. /z ovi# razloga proticanjesumarne reakcije izmeu kiseline i rastvara!a 0N.K3, a time i ja!ina kiseline,pored kiselo&bazni# osobina rastvara!a, zavisi i od njegove dielektri!nekonstante. 'vim se moe objasniti smanjenje ja!ine glacijalne siretnekiseline u etanolu, u odnosu na njenu ja!inu u vodi>

+ ++ OHCOOCHOHCOOHCH 3323 0N.++3+

++ 2523523 OHHCCOOCHOHHCCOOHCH 0N.+)3pKvrednost reakcije 0N.++3 iznosi C,I, a uz dielektri!nu konstantu

0relativnu permitivnost3 vode kao rastvara!a 0 OH2 H 9I,J3, !ini da je

siretna kiselina ja!a kiselina u vodi jer pKvrednost reakcije 0N.+)3 iznosi

+8,, a dielektri!na konstanta etanola, OHHC 52 H )C,). Uporeujui pK

vrednosti jedna!ina 0N.++ i N.+)3 i dielektri!ne konstante rastvara!a u timreakcijama, jasno je da siretna kiselina mora biti ja!a u vodi jer je itermodinami!ka verovatnoa odigravanja reakcije 0N.++3, vea u odnosuna reakciju 0N.+)3, uz istovremeno, zna!ajno veu polarnost vode kaorastvara!a u odnosu na etanol. 'ba ova uticaja deluju u istom pravcu,

!inei da je voda e(ikasniji rastvara! od etanola, pa je siretna kiselina ja!edisocirana u vodi nego u etanolu.Sli!no razmatranje moe se primeniti i na baze. Uopte uzevi, u

rastvara!ima sa dielektri!nom konstantom veom od C8, disocijacijajonski# parova je prakti!no potpuna, dok se sa smanjenjem dielektri!nekonstante zapaa sve slabija disocijacija jonski# parova. U rastvara!imadielektri!ne konstante manje od +8, do razdvajanja jonski# parova gotovo

38


39/118

da i ne dolazi, nego su joni dominantno prisutni u jonskim parovima ilinji#ovim veim agregatima.

'II. Test pitanja za proveru znanja:

1. a li je tana tvrdnja$iselo7!azne oso!ine rastvorene supstance zavise od kiseo7!aznih oso!ina samete supstace+ i kiselo7!aznih oso!ina rastvaraa

1. B!s&! 1. B!s&! sa$o a#o %! ras&ara oda 3. Ni%!4. B!s&! a#o %! ras&ara !olar! gra?!

2. 5astvorena kiselina ,e ispoljavati jae izraene kisele oso!ine ako je rastvarau kome se rastvara$

1. ai so%s&aa 2. 0is!li so%s&aa 3. Orgas#a &!os& 4. !iao&

3. "rema svom kiselo7!aznom pona#anju+ rastvarai se svrstavaju u tri grupe$

1. 2. 3.

4. U grupu protogenih am%iprotonskih rastvaraa spadaju$

1. CH3CH2OH 2. CH3COOH 3. C6H6 4. !i5. &!i a$oi%a# 6. HCl

-. U grupu intermedijarnih am%iprotonskih rastvaraa spadaju$

1. Ba#! $i!ral! #is!li! 2. la! orgas#! #is!li! 3. Al#ooli4. @oda

. "roto%ilni am%iprotonski rastvarai su$

1. @oda 2. /&il!-dia$i 3. A!&o 4. !i a$oi%a#5. !i

/. U kojem od rastvaraa ,e perhlorna kiselina ,e imati najsla!ije izraenakisela svojstva$

1. odi 2. !odo% sirE!&o% #islii 3. &!o$ a$oi%a#"4. !&aol"

). Sir,etna kiselina ,e imati najjae izraena kisela svojstva u$

1. @odi 2. /&aol" 3. !o$ a$oi%a#" 4. !i"

0. 6eliina dielektrine konstante nekog rastvaraa ima uticaja na$

1. Iolaio! osoi! ras&araa 2. 'isoi%ai%" %os#og ara " ras&ara" 3.as&ara%! !olari %!di%!%a " ras&ara" 4. @a-'!r @also! sil! "ras&ara"

1. a li je taan zakljuak da rastvarai sa ve,om dielektrinom konstantomolak#avaju disocijaciju rastvorene supstance$

1. B!s&! 2. Ni%! 3. B!s&! a#o %! ras&ara !ola! gra?!

Tani odgovori su: 1:1 2:1 3:1. A$+iro&os#i 2. Aro&os#i 3. Pro&o+ili(ai) 4:26 -:34 :24 /:2 ):3 0:2 1:1

; 1A,ITATI1!A +/I"SA A!A,IZA


40/118

1eakcije kod koji# ne dolazi do promene oksidacionog stanjareaktanata 0metateti!ke reakcije3, i

1eakcije kod koji# dolazi do promene oksidacionog stanjareaktanata 0oksido&redukcione reakcije3

7etateti!ke reakcije karakterie pojava da se kroz proizvodereakcije, ispitivana supstanca 0na primer, odreeni jon3, izdvaja iz te!ne(aze kao gas ili teko rastvorljiv talog, ili se prevodi u slabo disocirano

jedninjenje 0voda, slabe kiseline ili baze, kompleksi,..3. 5a primer> (g)H2H)aq( 2

2 + + 09.+3

OH(g)CO2H)aq(CO 222

3 ++ + 09.)3

(s)aO)aq(a)aq(O 422

4 + + 09.3

(aq)OHHCN(g)OH(aq)CN 2 ++ 09.C3

OH(aq)OH(aq)H 2+ + 09.J3

(aq)2OH(aq))C"(NH(aq)4NHC"(OH) 24332+ ++ 09.N3

U reakcijama 09.+&9.)3, nastaju gasovi 0vodonik&sul(id i ugljen&

dioksid3 kroz koje se iz rastvora eliminiu sul(id&joni, odnosno, karbonat&joni3. U reakciji 09.3 nastaje teko rastvorljivo jedinjenje 0barijum&sul(at3,preko koga se iz rastvora udaljava sul(at&jon, a u reakcijama 09.C i 9.J3,kroz slabo&disisovanu cijanvodoni!nu kiselinu, odnosno, vodu, iz rastvorase uklanjaju cijanid&joni, odnosno vodonik&joni. U reakciji 09.N3, jondvovalentnog bakra se prevoenjem u slabo&disocirani kompleks, uklanjaiz rastvora kao jonska (orma.

+

+

2Cl12!2Cl

3O12!6O5

22

09.+83

1eakcija istiskivanja>

22 HGCl2HClG ++ 09.++3'dnosno>

2

2

H2!2H

G2!G

+

+

+

09.+)3

Sloene reakcije>

O8H5Cl2*OO06O8H1


41/118

reakcije mokrim putem, se svode na jonske reakcije, pri !emu je dokazprisustva nekog jona u uzorku, istovremeno i dokaz elementa od kogatakav jon nastaje.

/spitivanje uzorka mokrim putem moe se izvesti kao sistematska0grupna3, ili pojedina!na analiza. "ko se u uzorku ispituje prisustvorazli!iti# jona kroz seriju sukcesivni# operacija i #emijski# reakcija, pri!emu se joni razdvajaju na grupe jona srodni# osobina, a potompojedina!no dokazuju, onda se takav postupak naziva sistematska ili

grupna analiza. 4okazivanje jona se moe izvoditi i posebnim &pojedina!nim reakcijama, kada se jedan jon dokazuje bez pret#odnogodvajanja od drugi# prisutni# jona, kada se postupak naziva pojedina!naanaliza.

7.2 Svojstva hemijske reak0ije koja se 3rimenjujeu kvalitativnoj analizi

4a bi bila primenljiva u kvalitativnoj analizi, #emijska rekacija moraimati odreena svojstva. 5aime, takva reakcija mora biti karakteristi!na,speci(i!na i osetljiva.


42/118

7.3 Po'ela katjona u analitike +++ 433 As . 0b)*&jon se zbog karakteristi!ni# svojstava moe

ubrojati i u /, i u // analiti!ku grupu katjona3. 'be podgrupe katjona drugeanaliti!ke grupe taloe se u obliku teko rastvorljivi# sul(ida 0bS, 2gS,AdS, AuS, Bi)S, "s)S, Sb)S i SnS)3, a taloni 0grupni3 reagens oveanaliti!ke grupe je vodonik&su(id 0sul(id&jon3 u prisustvu razblaene

#lorovodoni!ne kiseline. Sul(idi sul(obaza su rastvorljivi u 25'0+>+3, doksu sul(idi sul(okiselina rastvorni u koncentrovanom rastvoru


43/118

0makro i mikro analizu3 ima tu prednost da uz racionalan utroak reaktiva irelativno jednostavne i brze operacije, daje dovoljnu pouzdanost rezultata.5a primer, u postupku semimikroemijske analize za#valjujui malimkoli!inama reaktiva i taloga koji pri tom nastaju, razdvajanje (aza se obavljecentri(ugisanjem, umesto (iltracijom, to zna!ajno ubrzava analiti!ki proces.5a slici 9.+ prikazana je ema odvajanja analiti!ki# grupa katjona priizvoenju grupne analize.

odvrgavajui uzorak postupku grupne anlize, sukcesivno se izvoditaloenje i pojedina!no odvajanje analiti!ki# grupa. oto se odvojenostaloe katjoni pojedini# analiti!ki# grupa, onda se, posebnim #emijskimrekacijama razdvajaju katjoni u okviru svake analiti!ke grupe, i najzad,pojedina!no dokazuju dokaznim 0karakteristi!nim3 reakcijama. roizvodtakvi# reakcija su, dokazni talozi, rastvori karakteristi!ne boje, i td.

7.5 Dokazne reak0ije katjona 3o analitikim


44/118

diaminsrebro&jon, bezbojan

25'> [ ] +++ +++++ 343-

23 NO22NHAgCl(s)2NO2HCl)Ag(NH

4okaz za prisustvo "g* je beli talog srebrolorida & "gAl

(s)ClHg2ClHg 222

2 + +

beo talog

520a@3> -42322 ClNHCl(s)HgNHHg(s))(aq2NH(s)ClHg ++++ + 4okaz za prisustvo 2g))* je smea crnog taloga ive i belog taloga iva0//3&amidlorida, 2g52)Al

P7$?

2Al> (s)PCl2ClP 22 + +

beo talog

U vreloj vodi> + + 2ClP(aq)PCl(s)PCl 22odi"$agr!a%!

2

++ 243-

4 CrOP(OH)3OHPCrO tri#idroksoplumbat0//3&jon, bezbojan

A2A''2>O5HCOO4CH(s)2PCrOCOOH4CHOCr2P(OH) 2343

2

723 ++++

4okaz za prisustvo b)*je uti talog olovoromata, bAr'C

;.9.$ atjoni 'ru OHClHg2HClOHg(s) 2-2 +++++ +++

SnAl)> +++ +++ 422

22 (s)ClHg2Cl2Hg beo talog

4okaz za prisustvo 2g)*je beli talog kalomela & 2g)Al)

2'$?

2)S>++ ++ 2HCdHCd 2

2

uti talog

25'> O4H3NO(g)23Cd8H2NO3Cd(s) 22

3 +++++ ++

520a@3> [ ] ++ + 2433

2 )Cd(NH(aq)4NHCd tetraaminkadmijum0//3&jon, bezbojan

[ ] [ ] (aq)4NHCd(CN)OH4CN)Cd(NH 32

42-2

43 +++ +

tetracijanokadmijat0//3&jon, bezbojan2)S> [ ] -4322

4 4CN2NHCd(s)(aq)2NHHCd(CN) ++++ +

4okaz za prisustvo Ad)*uti talog kadmijum&sul(ida & AdS.

2u$?

2)S> ++ ++ 2HC"(s)HC" 22

crni talog

25'> O4H2NO(g)33C"8H2NO3C"(s) 22

3 +++++ ++

52> [ ] ++ + 24332 )C"(NH(aq)4NHC"

tetraaminbakar0//3&jon, plave boje

[ ] [ ] ++ +++++ 4322-243 2NH(aq)6NHCNOC"(CN)2OH5CN)C"(NH2 dicijanokuprat0/3&jon, bezbojan

4okaz za prisustvo Au)*je nestanak plave boje tetraaminbakar0//3&jona

6i4?

2)S> ++ ++ 6H(s)i3H2i 322

3

crni talog44


45/118

25'> O4H2NO(g)32i8H2NO(s)i 23

332 +++++ ++

52> ++ +++ 4323

3 3NH(s)i(OH)O3H(aq)3NHi beo talog

5aSn0'23T> +++ 26

-33 (OH)3i(s)2OH3(OH)32i(OH)

4okazni talog za Bi*&jon je crni talog elemenarnog bizmuta & Bi

7.5.2.2 Sulfokiseline =As4?@ S74?@ Sn&?>

As4?

2)S> ++ ++ 6H(s)As3H2As 322

3

uti talog

O4H(s)As4HAs(OH)As 2324

33 +=++

+

4okaz za prisustvo "s*je uti talog arsen0///3&sul(ida & "s)S

S74?

2)S> ++ ++ 6H(s)3H2 322

3

narandasti talog

O2H2HOH 24

222 +++ +++

2)S> ++ ++ 4H(s)2H 22

4 uti talog


46/118

25'> O3H,!3H(s),!(OH) 23

3 ++ ++

[ ] [ ] (s),!(CN),!,!(CN)34,! 3644

63 + +

4okaz za prisustvo De&jona je gvoe0///3eksacijano(erat DeCDe0A53NT,plave boje

2r4?@:?

2)S, 2Al> O7H3(s)2Cr8H3HOCr 23

22

72 ++++ ++

52P52CAl> ++ +++ 4323

3 3NH(s)Cr(OH)O3H(aq)3NHCr sivo&zeleni talog

2)')* 5a'2> O8H2CrO4OHO3H(s)Cr(OH) 22

4223 +++

uti rastvor

2Al> OHOCr2H2CrO 22

722

4 ++ +

narandast rastvor

b0A2A''3)>++ +++ 2H(s)2PCrOOH2POCr 42

272

4okaz prisustva #rom&jona je utitalog olovoromata & bAr'C

;.9.4.$ Po'

!i$?

52,viak> [ ] ++ + 26332 )Ni(NH(aq)6NHNi

#eksaaminnikl0//3&jon, bledo&plav

2)S> (aq)4NH2NHNi(s)H)Ni(NH 3422

63 +++ ++

crni talog

2Al*25'> O4H3(s)2NO(g)3Ni8H2NO3Ni(s) 22

3 +++++ ++

2)47G 0dimetilglioksim3>++ +++ 42322 2NH(s)Ni(H'*D)(aq)2NH'*D2HNi

4okaz prisustva 5i)*je crveni talog bis0dimetilglioksimato3nikl0//3

2o$?

5a)BC'9>

2274

la$!""o!%!$

742 3OO2NaO2CoONaCo ++ +

4okaz prisustva Ao)*je plava boja zrnca kobalt perborata & AoBC'9

Zn$?

520viak3> ++ + 2433

2 )G(NH(aq)4NHG tetraamincink&jon, bezbojan

2)S> (aq)2NH2NHG(s)H)G(NH 3422

43 +++ ++

beli talog2Al> (g)HG2HG(s) 2

2 ++ ++ 2)S,A2A''2>

++ ++ 2HG(s)(g)HG 22

4okaz prisustva n)*je beli talog cink sul(ida & nS

/n$?@&?@;?

52> ++ +++ 4223

2 2NH(s)*(OH)O2H(aq)2NH* beli talog

2)')> OHO(s)H*OOH(s)*(OH) 222222 ++ mrke boje

2)')*25'> O3H(g)O*2HOHO(s)H*O 2222222 ++++ ++ b')*25'> O2H5P2*O4H(s)5PO2* 2

2

42

2 ++++ +++

4okaz prisustva 7n&jona je ljubi!asto obojeni permanganat&jon 7n'C&

7.5.4 atjoni etvrte analitike

(s)CaCOCOCa 32

32 + +

beli talog

46


47/118

A2A''2>

OH(g)COCOO2CHCaCOOH2CH(s)CaCO 22-

32

33 ++++ +

052C3)S'C> + + 224

24

2 )Ca(O2OCa

052C3)A)'C> ++ 24422

422

24 2O(s)OCaCOC)Ca(O4okaz prisustva Aa)*je beli talog kalcijum&oksalata & AaA)'C.

Sr$?

052C3)A'*520a@3*52CAl> (s)rCOCOr 32

32 + +

beli talogA2A''2>

OH(g)COCOO2CHrCOOH2CH(s)rCO 22-

32

33 ++++ + 052C3)S'C>

(s)rOOr 42

42 + +

4okaz prisustva Sr)*je beli talog stroncijum&sul(ata & SrS'C6a$?

052C3)A'*520a@3*52CAl> (s)aCOCOa 32

32 + +

beli talog

A2A''2>OH)(COCOO2CHaCOOH2CH)(aCO 22

-3

233 ++++

+ gs

OH(g)NHOHNH 23-

4 +++

4okaz prisustva 52C*je gas karakteristi!nog mirisa &amonijak, 52,

7.6 Analiza anjona

U kvalitativnoj #emijskoj analizi, uzorak u cilju dokazivanja prisutni#anajona podvrgava se pojedina!noj analizi za svaki anjon ponaosob.rema danas dominantnoj sistematici, anjoni nisu podeljeni u analiti!kegrupe jer su im svojstva do te mere razli!ita da bi u eventualnoj podelipostojao veliki broj izuzetaka to dovodi u pitanje zasnovanost svakepodele.

1eakcije kojim se dokazuje odreeni anjon !esto su identi!nereakcijama kojim se dokazuje neki katjon. 5a primer dokazivanje katjona

"g*se dokazuje istim reakcijama kao anjon Al&, i dokaz prisustva srebro&

jona 0beli talog "gAl3, isti je kao i dokaz prisustva #lorid&jona.Uzorak u kome se odreuju anjoni, ukoliko je u obliku !vrstesupstance, moe da bude rastvoran u vodi, to analizu anjona !ini

jednostavnijom. 7eutim, ukoliko je uzorak nerastvoran u vodi 0ako je upitanju neka teko rastvorna so3, analiza anjona se moe obaviti samo akose anjon soli :oslobodi; i prevede u rastvor. 4a bi se anjon iz tekorastvorljivog uzorka preveo u rastvor, obi!no se primenjuje metoda sodnogekstrakta. 7etoda sodnog ekstrakta se sastoji u kuvanju nerastvornog

47


48/118

uzorka u vodenom rastvoru 5a)A'. 5a primer, ako se anjonskoj analizipodvrgne uzorak AaS'C, sul(at&jon se prevodi u rastvor kuvanjem urastvoru natrijum&karbonata>

++ 2432

34 O(s)CaCOCO)(CaO s 09.9I3

/z ovako obraenog uzorka 0sodnog ekstrakta3, sul(at&jon se lako dokazujepoznatim postupcima.

/ma, meutim anjona koji se, u prisustvu odreeni# katjona, nemogu dokazati iz sodnog ekstrakta. -ako, na primer, u uzorku koji sadri

"g*&jon, ili 2g))*&jon, #lorid&jon se ne moe prevesti u rastvorljiv oblikpostupkom sa sodnim ekstraktom. -ada se pribegava posebnom postupkukoji uklju!uje rastvaranje uzorka u konc. 25', a zatim se u daljempostupku, speci(i!nim reakcijama dokazuje prisustvo #loridnog jona.

AgCl(s)AgCl- + + beli talog

52> [ ]-

233 Cl)Ag(NH)(aq2NHAgCl(s) ++ +

diaminsrebro&jon, bezbojan

25'> +++ +++ 423 2NHAgCl(s)2HCl)Ag(NH

4okaz prisustva Al&&jona je beli talog "gAl

6r8

#lorna voda> -2

!&ro$a!#s&ra#i%2

- 2Clr(aq)Cl2r + +

4okaz prisustva Br&&jona je uta boja etarskog sloja

I8

hlorna vo'aJ -2

!&ro$a!#s&ra#i%2

- 2ClI(aq)Cl2I + +

4okaz prisustva /&&jona je ljubi!asta boja etarskog sloja

S$8

2lJ (g)H2H 2-2 + +

4okaz prisustva S)&&jona je gas 2)S, karaketeristi!nog mirisa

S*&$8

BaAl)> (s)aOaO 422

4 + +

4okaz prisustva S'C)&&jona je beli talog BaS'C

!*48

2)S'C,konc> O2H(g)O(g)4NO4H4NO 2223 +++ +

4okaz prisustva 5'& &jona je izdvajanje gasa 5'),mrko&ute boje

242**8

2)S'C,konc> COOHCHHCOOCH 3-

3 + +

4okaz prisustva A2A''jon je miris sireta iznad epruvete

2*48

A2A''2>-

32232

3 COO2CHOHCOCOOH2CHCO +++

4okaz prisustva A')&&jona je izdvajanje me#uria gasa 0A')3

2$*&$8

AaAl)> (s)OCaCCaOC 4222

42 + +

4okaz prisustva A)'C)&&jona je beli talog kalcijum&oksalata AaA)'C

'III. Test pitanja za proveru znanja:

48


49/118

1. 5eakcije koje se primenjuju za dokazivanje elemenata u kvalitativnoj analizimogu se izvoditi$

1. 0raEi$ i d"i$ "&!$ 2. "i$ i $o#ri$ "&!$3. O#sidaioo-r!d"#ioi$ "&!$ 4. 'ir!#&i$ i idir!#&i$ "&!$5. a&$os+!ri ao&a ili " a#""$"

2. oja tri vana svojstva mora da ispoljava hemijska reakcija da !i !ila

primenljiva u kvalitativoj analizi$1. '"go &ra%a%! 2. 0ara#&!ris&ios& 3. Odi%a%! " gasoi&o% +ai4. Os!&l%ios& 5. !i+ios& 6. Pora&os& 7. Ci#lios&8. /go&!r$os& 9. /do&!r$os&

3. atjoni su podeljeni u$

1. ri aali&i#! gr"! 2. P!& aali&i#i gr"a 3. !s& aali&i#i gr"a4. Q!&iri aali&i#! gr"! 5. Nis" od!l%!i " aali&i#! gr"!

4. U "rvu grupu katjona spadajuF

1. 4> 2. C"> 3. P2> 4. G2> 5. NH4> 6. Ag> 7. Hg2> 8. Na>

9. Hg22>

1

-. @aloni &grupni' reagens 99 grupe katjona je$

1. 2--%o " ao% sr!dii 2. 2--%o " !"&ralo% sr!dii 3. 2--%o " #is!lo%sr!dii 4. O42-- %o " !"&ralo% sr!dii 5. C2O42-- %o " al#alo% sr!dii

. U podgrupu sul%okiselina spadaju slede,i katjoni$

1. As3> 2. Cr3> 3. ,!3> 4. 3> 5. A"3> 6. Al3> 7. 4> 8. D!4>9. 3>

/. @aloni &grupni' regens 96 grupe katjona je$

1. (NH4)2 " ris"s&" NH3KH2O i NH4Cl 2. (NH4)2CO3" ris"s&" NH3KH2O i

NH4Cl 3. NH4NO3 " ris"s&" NH3KH2O i NH4Cl4. (NH4)2O4" ris"s&" NH3KH2O i NH4Cl

). U petu grupu katjpona spadaju$

1. C"2> 2. *g2> 3. r2> 4. 0> 5. NH4> 6. Ni2> 7. Na>8. G2> 9. Ag>

0. Crupna analiza katjona izvodi se da !i se$

1. Odo%ili i o%!diao do#aali #a&%oi ris"&i " "or#" 2. 'a s! i!g"r!do#s r!a#i%! 3. 'a s! i!g! "&ia% o$!&a%"Ei a%oa4. 'a i s! oaila #a&i&a&ia aalia

1.


50/118

8 !ASTA"A!"+ I RAST1ARA!"+ TA,*#A

1eakcije pri kojim nastaju teko rastvorljiva jedinjenja imaju velikizna!aj u analiti!koj #emiji. -akve reakcije se u kvalitativnoj analiziprimenjuju za razdvajanje i dokazivanje jona, a u kvantitativnoj analiziovakve reakcije su osnov gravimetrije, odnosno taloni# metoda uvolumetriji.

5astajanje teko rastvorljivi# taloga praeno je sloenim (izi!koemijskim procesima na koje deluje veliki broj (aktora, kao na primer>svojstva katjona i anjona koji ulaze u sastav taloga, uslovi pod kojim setaloenje izvodi, p2&vrednost rastvora, temperatura, jonska ja!ina rastvora,prisustvo drugi# jona i supstanci koje ne u!estvuju u samom procesutaloenja, i td.

1astvor predstavlja #omogeni sistem koji se sastoji od dve ili vie

komponenata. ri rastvaranju !vrste supstance savlauju semeumolekulske ili jonske sile kristalne reetke, pri !emu u rastvor prelazemolekuli ili joni ravnomerno se rasporeujui meu molekule rastvara!a.1azaranje kristalne reetke supstance za#teva veliku energiju koja seoslobaa kao rezultat #idratacije 0solvatacije3 jona i molekula, tj . (izi!koemijske interakcije supstance koja se rastvara sa molekulima rastvara!a.bog toga, rastvorljivost supstance zavisi od razlike energije #idratacije0solvatacije3, sa jedne, i energije kristalne reetke, sa druge strane. U

zavisnosti od odnosa ova dva energetska iznosa, toplotni e(ekatrastvaranja moe biti endoterman ili egzoterman> ako je energija #idratacije0solvatacije3 vea od energije kristalne reetke, ukupni e(ekat jeegzoterman, i obrnuto.

-oplota rastvaranja razli!iti# supstanci je veoma razli!ita. -ako, prirastvaranju 5aAl u vodi, temperatura se gotovo uopte ne menja jer jetoplotni e(ekat zanemarljiv. ri rastvaranju kalijum&nitrata ili amonijum&nitrata, temperatura veoma opada poto je energija kristalne reetke ovi#

supstanci znatno vea od energije #idratacije, pa se nedostajua energijaza njeno razaranje trenutno uzima iz okoline to izaziva #laenje rastvora.ri rastvaranju


51/118

8.1 Proizvo' rastvorljivosti

"ko se u vodi rastvara neka !vrsta supstanca jonske grae, naprimer, slabo rastvorljiva so, situacija je sloenija nego kod rastvaranjanejonskog jedinjenja. 5aime, u vodenom rastvoru, ona koli!ina soli koja serastvorila, podlee disocijaciji obrazujui jone. oto soli, po pravilu,

odli!no disiciraju, moe se smatrati da je rastvoreni deo, gotovo potpunodisociran. -ako, u ovom slu!aju postoji trojna ravnotea> !vrsta supstanca &rastvorena supstanca & joni nastali disocijacijom. 'vakav slu!aj se, uravnotei, moe za slabo rastvorljivu so *prikazati sledeom emom>

+ + **(aq)*(s) 0I.)3

/majui u vidu pomenutu snanu tendenciju rastvorenog dela soli kadisocijaciji, moe se, uz izvesnu aproksimaciju, smatrati da je sva koli!inarastvorene soli i disocirana. -ada, primenjujui zakon o dejstvu masa na!vrstu (azu i jone nastale disocijacijom, moe se izvesti izraz zatermodinami!ku konstatnu ravnotee>

*

**

J

a

aaK

+= 0I.3

U izrazu 0I.3, *JK je termodinami!ka konstanta ravnotee, a

** aaa + , predstavljaju aktivnosti katjona *>, anjona - i aktivnost

nerastvorene supstance *u ravnotei.oto je aktivnost !iste supstance *u !vrstom stanju jedini!na,

izraz 0I.3 se menja u>

+= **J aaK 0I.C3

*

*

*J

*

*

f

ffK

++

= 0I.J3

U izrazu 0I.J3, *+ , i * predstavljaju koncentracije jona *>,

-i nerastvorenog dela supstance *u ravnotei, a +*f , f i *f , su

aktivnosti katjona i anjona nastali# disocojacijom rastvorenog dela soli.oto je ravnotena koncentracija * , prakti!no, jednaka po!etnoj, tj.konstantna, zbog slabe rastvorljivosti supstance 7, izraz 0I.J3, saglasnopret#odno re!enom, trans(ormie se u>

+

+

= *

*

J

* ffK 0I.N3

Uvodei zamenu> * *+=K , gde je K*koncentracioni proizvod

rastvorljivosti, izraz 0I.N3, moe se prikazati i na sledei na!in>

+= ***J ffKK 0I.93

Ukoliko se radi o !istoj supstanci *u ravnotei sa !istom vodom0bez prisustva drugi# jonski# vrsta3, tada se, uz uslov da je rastvorljivostsupstance * veoma mala, moe uvesti aproksimacija da su (aktoriaktivnosti katjona i anjona jednaki jedinici. 'va aproksimacija je utolikoispravnija, to je rastvorljivost supstance *manja. U takvim uslovima se

rastvor u kome se supstanca 7 nalazi moe smatrati idelanim rastvoromu kome nema jonski# interakcija, pa nema potrebe za korekcijurastvorljivosti jona, (aktorima aktivnosti. 5a osnovu re!enog, u rastvorimamale jonske ja!ine moe se termodinami!ki proizvod rastvorljivostiizjedna!iti sa koncentracionim>

* **J +==KK 0I.I3

51


52/118

= 2ii21

zc 0I.K3

gde je, cikoncentracija svake jonske vrste u rastvoru, a i, naelektrisanjesvake jonske vrste u rastvoru.U zavisnosti od ovako izra!unate jonske ja!ine rastvora, odabira seodgovarajua (ormula za izra!unavanje (aktora aktivnosti relevantnog jona,na bazi izraza>

zf ii .512

+ + **(aq)*(s) 0I.+J3

Ukoliko se u ovakav sistem u ravnotei doda dobrorastvorna so *Akoja u vodi disocira na jone po reakciji>

+ + A**A 0I.+N3

ravnotea predstavljena relacijom 0I.+J3 se naruava jer se koncentracijajona *>poveava poto se jonima *>koji poti!u iz soli *pridruuju joni*> iz dobro rastvorne i potpuno disocirane soli *A. rakti!no, poto jekoncentracija jona *> koji poti!u od soli *A neuporedivo vea odkoncentracije istog jona koji poti!e iz soli *, koncentracija ovi# drugi# semoe zanemariti. Sistem prikazan relacijom 0I.+J3 se odupire poremeajuravnotee, s#odno principu 6e %atelije&Brauna 06e S#atellier&BroXn3, takoto tei da umanji uticaj koji izaziva poremeaj ravnotee. -o se ovdemani(estuje u poveanom vezivanju jona *> sa prisutnim jonima - unedisociranu rastvorenu so. oto to naruava ranije uspostavljenuravnoteu jer koncentracija rastvorenog dela soli zbog taloenjaprevazilazi ravnotenu koncentraciju soli, rastvor postaje presien u soli*. -o, dalje izaziva taloenje vika supstance * u odnosu naravnotenu koncentraciju, dok se ponovo ne dostigne koncentracijazasienenog rastvora. 7akroskopski posmatrano, poveanje koncentracije

jona *>u opisanom sistemu, izaziva smanjenje rastvorljivosti supstance

52


53/118

*, to se naziva ;e(ekat zajedni!kog jona na rastvorljivost slaborastvorljivi# supstanci:.

7atemati!ki, opisani uticaj se moe predstaviti preko proizvodarastvorljivosti, saglasno izrazu 0I.+93>

* *+=K 0I.+93

5a bazi pret#odne diskusije, i saglasno osobinama proizvodarastvorljivosti, koncentracija jona , koja je na opisan na!in smanjena uodnosu na koncentraciju u !istoj vodi, 0rastvorljivost tog jona3, izra!unavase iz sledeeg izraza>

*

*+

= K

0I.+I3

-jona u izrazu 0I.+I3 jednaka je koncentraciji *>-jona kojipoti!u iz dobro rastvorljive i potpuno disocirane soli *A, dok se doprinos

jona *> iz teko rastvornog taloga * zanemaruje zbog neuporedivomanje koncentracije u odnosu na so *A.

a#valjujui e(ektu zajedni!kog jona, koncentracije katjona i anjonasoli * se mogu menjati jedna u odnosu na drugu 0poveavanjekoncentracije jednog, izaziva smanjenje koncentracije drugog jona3, pri!emu se proizvod rastvorljivoti K* ne menja. 7eutim, preko e(ektazajedni!kog jona se ne moe neograni!eno uticati na rastvorljivost tekorastvorljivog taloga. 5aime, u dosta slu!ajeva zna!ajnije poveavanjekoncentracije jednog jona moe da izazove stvaranje kompleksa u koji taj

jon ulazi, pa se rastvorljivost teko rastvorljivog taloga, umesto smanjenja,!ak poveava.

ored uticaja zajedni!kog jona, postoji i uticaj strani# jona narastvorljivost teko rastvorljivi# taloga. 'vaj uticaj se ispoljava kada setaloenje teko rastvorljivog taloga izvodi u prisustvu znatniji#koncentracija drugi# jona 0koji nisu zajedni!ki sa jonima taloga3. oto u

takvim uslovima ovi drugi 0strani3 joni, sa jonima koji grade teko&rastvornojedinjenje dolaze u inerakciju usled meusobnog privla!enja, stvarajuijonske agregate, dolazi do poveanog rastvaranja teko rastvornog taloga injegove disocijacije. 7akroskopski posmatrano, ovo zna!i da serastvorljivost teko rastvornog taloga ? poveava.

'pisani uticaj strani# jona se moe pratiti na primerima poveanjarastvorljivosti srebrolorida i barijum&sul(ata sa porastom koncentracijerastvora + = CAgAgCAgC ffKK

. Sa poveavanjem koncentracije


54/118

Ukoliko se u sistem prikazan ravnoteom 0I.+K3 doda jak #idroksid,

npr. 0OH, #idroksid&joni nastali disocijacijom 0OH preko e(ektazajedni!kog jona pomeraju ravnoteu u levo, smanjujui rastvorljivost#idroksida *(OH)2.

++ +++ OH2022OH*(aq)*(OH)(s)*(OH) 222 0I.)83"ko se, meutim u sistem prikazan ravnoteom 0I.+K3 doda jaka

kiselina, npr. HCl, tada prisutni H>-joni vezuju #idroksid&jone nastale

disocijacijom teko rastvornog #idroksida u slabo disociranu vodu,pomerajui ravnoteu u desno. -o izaziva poveanje rastvoljivosti tekorastvorljivog #idroksida *(OH)2.

++ +++ 2Cl2H2OH*(aq)*(OH)(s)*(OH) 222 0I.)+3

5a rastvorljivost teko rastvorni# talogaH-vrednost moe da uti!ei kada joni nastali disocijacijom rastvorenog dela takvog taloga, sa H!-

jonima, ili OH--jonima grade slabo disocirane kiseline ili baze. -ako seponaa teko rastvorljivi kalcijum&oksalat, na primer, pri dodatku HCl>

++ +++ 2Cl2HOCCa(aq)OCaC(s)OCaC 24224242 0I.))3

'ksalat&joni nastali disocijacijom rastvorenog dela kacijum&oksalatareaguju sa vodonik&jonima, dajui slabo disociranu oksalnu kiselinu, toravnoteu pomera u desno izazivajui rastvaranje taloga kalcijum&oksalata.

"ko se ova pojava prikae zbirnom reakcijom, sledi>

4222

42 OCHCa2HOCaC ++ ++ 0I.)3

a reakciju 0I.)3 mogue je napisati izraz za konstantu ravnotee>

2

4222

H

OCHCa+

+

=K 0I.)C3/zraz 0I.)C3 se moe trans(ormisati na sledei na!in>

OC

OC

H

OCHCa-2

42

-242

2422

2

+

+

=K HOCH

OCH

OCCa

422

2-42

2

2-42

2

+

+

H422

42

OCH

OCaC

K

K0I.)J3

5a bazi izraza 0I.)J3, moe se zaklju!iti da je mogunost odvijanjareakcije 0I.)3 vezana za odnos proizvoda rastvorljivosti teko rastvornesoli i konstante disocijacije slabe kiseline koja nastaje u reakciji taloga i

jake razblaene kiseline.

8.1.3 Uti0aj zaje'niko< jona na rastvorljivost sla7o rastvorno

(aq)AgClClAgCl(s) 2 + 0I.)I3

54


55/118

Uticaj sadraja #lorida na rastvorljivost taloga AgCl, prikazan je udijagramu na slici I.+.


56/118

3,!(OH)K H +,8+8&N3, a u drugu grupu se svrstavaju neto rastvorljiviji

#idroksidi dvovalentni# metala= npr. 7g0'23)0 2*g(OH)K H +,I+8&++3.

Uporeivanjem vrednosti proizvoda rastvorljivosti #idroksida ovi#grupa metala, zaklju!uje se da se kontrolisanim taloenjem #idroksidamoe postii kvantitativno razdvajanje katjona metala ukoliko su improizvodi rastvorljivosti dovoljno razli!iti.

rimer>&rdi&i da li %! $og"E! #a&i&a&io radoi%i&i ,!3>-%o! od *g2>-%oa

os&"#o$ #o&rolisaog &alo!%a o$oE" a$oi%a#a. $a&ra&i da s"#o!&rai%! oa %oa " ras&or" %!da#! i ios!


57/118

1azdvajanje katjona metala u obliku sul(ida je veoma !esto

primenjivana te#nika u analiti!koj #emiji a izvodi se putem kontrole p2&vrednosti rastvora, to sam postupak !ini relativno jednostavnim. Upogledu rastvorljivosti sul(ida, izdvaja se grupa metala koji grade sul(idenajmanje rastvorljivosti 0// analiti!ka grupa katjona3, koji se taloe sul(idnim

jonom 0vodonik&sul(idom3 u kiseloj sredini.$odonik&sul(id rastvoren u vodi ponaa se kao slaba kiselina koja

disosuje u dva stupnja>

rvi stupanj>+ ++ HOHOHH 322 0I.)K3

konstanta disocijacijeK1:

H

HOH

2

31

+

=K = K+H J,9+8&I" pK1$ 72 0I.83

4rugi stupanj>

+ ++ 232 OHOHH 0I.+3

konstanta disocijacijeK)>

H

OH-

23

2

+

=K = K)H +,)+8&+J= pK2T 149 0I.)3

birno>

+ ++ 2322 O2HO2HH 0I.3

H OH 2

22

3H21 2

+

== KKK = 9H2K H N,I+8&) 0I.C3

rema reakcijama prikazanim izrazima 0I.)K3, i 0I.+3, ivrednostima konstanti disocijacije prvog i drugog stupnja, vidi se da sedrugi stupanj odvija u veoma maloj meri, a da disocijacija oba stupnjamoe biti kontrolisana p2&vrednou rastvora. ri tome je razumljivo da eu kiseloj sredini 2)S, kao slaba kiselina, disocirati veoma malo, to

podrazumeva malu koncentraciju S)& jona, a to odgovara uslovima zataloenje najmanje rastvorljivi# sul(ida metala. Sa smanjenjem kiselostisredine, disocijacija 2)S se stimulie, pa sadraj S)& jona raste, topogoduje taloenju sul(ida metala veeg proizvoda rastvorljivosti. 'pisanoponaanje rastvora vodonik&sul(ida prikazano je na slici I.. 5a slici I., -predstavlja molarni udeo nedisosovanog dela 2)S, odnosno, pojedini#

jonski# vrsta nastali# disocijacijom vodonik&sul(ida u rastvoru.

obrazovan

Sl. I. 7olarni udeli 0f3 2)S, 2S&i S)&jona u rastvoru,u zavisnosti od p2&vrednosti

7ogunost kvantitativnog razdvajanja katjona taloenjem u oblikuteko rastvorni# sul(ida, 0saglasno napred iznetom3, svodi se naiznalaenje uslova kiselosti rastvora 0p2&vrednosti3, tako da se jedankatjon moe staloiti kvantitativno, a da pri tome, taloenje drugog 0drugi#3katjona ne zapo!ne. -akav slu!aj kvantitativnog razdvajanja prikazan je usledeem primeru>

rimer>Odr!di&i $og"Eos& #a&i&a&iog rada%a%a *2>-%oa od G2>-%oa

"o?!%!$ odoi#-s"l+ida do asiE!%a a soo% &!$!ra&"ri a#o %!#o!&rai%a i#-%oa


58/118

$a%! ras&orl%ios&i ro o!&i da &aloi G. Pr!$a &o$! ro &r!a odr!di&i#o!&rai%" s"l+id-%oa ri #o%o% %! i# #a&i&a&io s&alo!F

+ + 22 GG

G 22G+=K

3186

24

2G2 $ol:d$1


59/118

2. 9zraz += **J aaK

predstavlja$

1. Ira a +or$ali roiod ras&orl%ios&i 2. Ira a #o!&raioi roiodras&orl%ios&i 3. Ira a &!r$odia$i#i roiod ras&orl%ios&i 4.0os&a&" rao&!! r!a#i%! disoi%ai%!

/. prosimaija: * **J +==KK mogua je jer se radi o

s)edeem:

1. i&a%" s" r!siE!i ras&ori 2. Na soo% &!$!ra&"ri oa r!lai%a "!# ai3. Pri !o$a is#i$ %os#i$ #o!&rai%a$a a#&ios& %! rilio %!da#a#o!&rai%i 4. !r$odia$i#! %!dai! s! "!# $og" aro#si$ira&i

4. "rokomentari#i tvrdnju$ o taloenja sla!o rastvorne supstance do,i ,e kadau rastvoru !ude dostignuta vrednost proizvoda rastvorljivosti te supstance zadatu temperaturu.

1. N!&ao 2. ao 3. ao sa$o a !!l!#&roli&! 4. ao ali sa$o "r!li$ ras&ori$a

-. 5astvorljivost sla!o rastvorljivog jedinjenja u prisustvu zajednikog jona+ se$

1. N! $!%a 2. N! s$a%"%! 3. $a%"%! 4. !# o!Eaa

. D%ekat zajednikog jona ima vanu primenu u$

1. Drai$!&ri%s#i$ odr!?ia%i$a 2. @ol"$!&ri%i3. /l!#&rograi$!&ri%i 4. !do#s odr!?ia%i$a

/. Uticaj stranog jona na rastvorljivost sla!o rastvorljivih suspstanci izaziva$

1. Po!Eaa%! ras&orl%ios&i slao ras&orog &aloga 2. N! "&i! aras&orl%ios& 3. $a%!%! ras&orl%ios&i slao ras&orog &aloga

). p*7vrednost moe da znatno utie na rastvorljivost sla!o rastvornih$

1. Hlorida 2. "l+a&a 3. Hidro#sida 4. ,os+a&a

0. ontrolisano taloenje podrazumeva1. alo!%! slao ras&ori %!di%!%a a #o&rolisao% &!$!ra&"ri &aloogsr!ds&a 2. alo!%! slao ras&ori %!di%!%a ri #o&rolisao% #o!&rai%i&aloog sr!ds&a 3. alo!%! slao ras&ori %!di%!%a ri #o&rolisao%ar!$ii &aloog sr!ds&a

1. vantitativno taloenje nekog katjona znai da je koncetracija tog katjona urastvoru posle taloenja$

1. *a%a ili %!da#a 1K1


60/118

'voj grupi metoda pripadaju elektoanaliti!ke, opti!ke, i neke drugemetode. U elektroanaliti!ke metode ubrajaju se> polarogra(ija,potenciometrija, amperometrija, konduktometrija itd.., a u opti!ke,(otokolorimetrija, spekto(otometrija, polarimetrija i druge.

Dizi!ke metode u kvantitativnoj analiti!koj #emiji karakteriemerenje odreeni# (izi!ki# parametara vezani# za svojstva molekula iliatoma odreivane susptance. 5aj!ee, ti parametri su energije ili talasneduine zra!enja ili apsorpcije energije od strane atoma supstance koja se

odreuje, parametri kristalne reetke i drugo. U (izi!ke metode ubrajaju senuklearna magnetna rezonanca, di(rakcija zraka, atomska apsorpcionaspektro(otometrija, plamena (otometrija i mnoge druge.

U obilju metoda kvantitativne #emijske analize, od velikogprakti!nog zna!aja je izbor analiti!ke metode koja za dati uzorak i analizu,najvie odgovara. 5a izbor analiti!ke metode uti!u razli!iti (aktori, naprimer> zna!aj i namena analize, brzina kojom se analiza mora obaviti,neop#odna ta!nost rezultata analize, koli!ina potrebnog uzorka, u!estalostkojom se analiza radi, cena analize i td. -o zna!i da u maloj laboratorijikoja prati svaki industrijski pogon i u kojoj se neka analiza sistematskiponavlja svaki# sat ili dva, a !iji rezultat nema bitan zna!aj za krajnjiproizvod i dozvoljava relativnu greku od desetak procenata, nema

opravdanja za primenu kvantitativni# metoda zasnovani# na skupoceniminstrumentima, niti je, s druge strane, opravdano u (armaceutskoj industriji,kontrolu proizvoda zasnivati na sporim i nedovoljno ta!nim, ali je(tinimklasi!nim analiti!kim postupcima. a industrijsku laboratoriju navedenu uprimeru, dovoljno je izabrati je(tin kolorimetar, ili analizu obavljati brzomtitracijom, to je jo je(tinije, dok (armaceutska proizvodnja za#teva najviestandarde u radu, a posebno, kontroli, pa je logi!no u analiti!koj laboratoriji(abrike lekova primenjivati najsavremenije instrumentalne ?#romatogra(ske, sprektroskopske i druge metode, to i cena proizvoda upotpunosti opravdava.

9.1 #ravimetrijske meto'e analize

Gravimetrijske metode su, istorijski, najstarija grupa kvantitativni#metoda, a razvijene su za gotovo sve elemente zemljine kore.Gravimetrijske metode su veoma ta!ne i omoguuju da se pored osnovnesupstance u uzorku analiziraju i ne!istoe, a glavni nedostatak im je veoma

dugo trajanje jer se postupak odreivanja sastoji od niza operacija od koji#se neke veoma sporo odvijaju.

a uspeno gravimetrijsko odreivanje, potrebno je da buduispunjeni odreeni uslovi vezani za #emijsku reakciju kojom nastaje tekorastvorljivi talog, kao i za svojstva nagraenog taloga. 5aime>

2emijska reakcija mora da se odvija kvantitativno 0do kraja sa levau desno3 i da daje teko rastvorljivi prizvod poznatog #emijskogsastava, bez ikakvi# sporedni# proizvoda 0tj. bo!ni# reakcija3.

1astvorljivost teko rastvorljivog jedinjenja 0taloga3 ko

Documents

-Analitička-hemija