of 189/189
1 Măsuri pentru protecţia muncii şi asigurarea securităţii în laboratoarele de biochimie .. 4 Recoltarea sângelui ........................................................................................................... 6 Condiţii de recoltare...................................................................................................... 6 Recoltarea sângelui capilar ........................................................................................... 7 Recoltarea sângelui venos ............................................................................................. 7 Condiţiile de conservare a probelor recoltate ............................................................... 8 Obţinerea plasmei şi a serului ....................................................................................... 9 Prepararea soluţiilor procentuale molare, normale .......................................................... 9 Noţiunea de pH ............................................................................................................... 14 Ionizarea apei şi produsul ionic al apei ................................................................... 14 Scara de pH ............................................................................................................. 15 Determinarea pH-ului cu ajutorul indicatorilor acido-bazici .................................. 15 Demonstrarea capacităţii de tamponare: ................................................................. 17 Determinarea colorimetrică a pH-ului prin metoda cu soluţii tampon ....................... 18 Volumetrie ...................................................................................................................... 19 Principiile analizei volumetrice .............................................................................. 19 Clasificarea metodelor volumetrice ........................................................................ 20 Calcule în analiza volumetrică ................................................................................ 20 Tehnica titrării......................................................................................................... 21 Erorile determinărilor volumetrice ......................................................................... 22 Surse de erori .......................................................................................................... 22 Acidimetria volumetrică ............................................................................................. 24 Titrări acido-bazice ................................................................................................. 24 Titrarea unui acid tare cu o bază tare ...................................................................... 24 Determinarea factorului unei soluţii de HCl 0,1N cu ajutorul unei soluţii etalon . 25 Dozarea unei soluţii de NaOH cu soluţia de HCl 0,1 N cu factor cunoscut ........... 26 Dozarea amoniacului prin diferenţă ........................................................................ 27 Titrarea unui acid slab cu o bază tare ..................................................................... 27 Aplicaţie: Dozarea acidului lactic cu o soluţie titrată de NaOH ............................ 28 Titrarea unei baze slabe cu un acid tare .................................................................. 29 Oxidimetria volumetrică ............................................................................................. 30 Permanganometrie ...................................................................................................... 31 Stabilirea factorului soluţiei de KMnO 4 0,1N ........................................................ 31 Determinări permanganometrice în mediu acid...................................................... 32 Dozarea acidului oxalic (micrometodă) .................................................................. 32 Dozarea apei oxigenate (macrometodă) ................................................................. 33 Iodometrie ................................................................................................................... 34 Dozarea substanţelor reducătoare ........................................................................... 35 Stabilirea factorului soluţiei de Na 2 S 2 O 3 0,01 N .................................................... 35 Dozarea substanţelor oxidante ................................................................................ 36 Dozarea K 3 [Fe(CN) 6 ] (macrometodă) ................................................................. 36 Dozarea K 3 [Fe(CN) 6 ] (micrometodă) ..................................................................... 36 Complexometria volumetrică ..................................................................................... 37 Dozarea aminoacizilor prin metoda complexonometrică (metoda Budesinsky) ... 40 Volumetria prin reacţii de precipitare ......................................................................... 41 Dozarea clorurilor prin metoda Volhard................................................................. 42 Identificarea glucidelor ................................................................................................... 43 Reacţii de reducere.................................................................................................. 43 Identificarea dizaharidelor ...................................................................................... 50 Identificarea polizaharidelor ................................................................................... 51

Indrumator Lp

  • View
    124

  • Download
    6

Embed Size (px)

DESCRIPTION

biochimie

Text of Indrumator Lp

  • 1

    Msuri pentru protecia muncii i asigurarea securitii n laboratoarele de biochimie .. 4 Recoltarea sngelui ........................................................................................................... 6

    Condiii de recoltare...................................................................................................... 6 Recoltarea sngelui capilar ........................................................................................... 7 Recoltarea sngelui venos............................................................................................. 7 Condiiile de conservare a probelor recoltate ............................................................... 8 Obinerea plasmei i a serului ....................................................................................... 9

    Prepararea soluiilor procentuale molare, normale .......................................................... 9 Noiunea de pH ............................................................................................................... 14

    Ionizarea apei i produsul ionic al apei................................................................... 14 Scara de pH............................................................................................................. 15 Determinarea pH-ului cu ajutorul indicatorilor acido-bazici.................................. 15 Demonstrarea capacitii de tamponare:................................................................. 17

    Determinarea colorimetric a pH-ului prin metoda cu soluii tampon ....................... 18 Volumetrie ...................................................................................................................... 19

    Principiile analizei volumetrice .............................................................................. 19 Clasificarea metodelor volumetrice ........................................................................ 20 Calcule n analiza volumetric................................................................................ 20 Tehnica titrrii......................................................................................................... 21 Erorile determinrilor volumetrice ......................................................................... 22 Surse de erori .......................................................................................................... 22

    Acidimetria volumetric ............................................................................................. 24 Titrri acido-bazice ................................................................................................. 24 Titrarea unui acid tare cu o baz tare...................................................................... 24 Determinarea factorului unei soluii de HCl 0,1N cu ajutorul unei soluii etalon . 25 Dozarea unei soluii de NaOH cu soluia de HCl 0,1 N cu factor cunoscut ........... 26 Dozarea amoniacului prin diferen........................................................................ 27 Titrarea unui acid slab cu o baz tare ..................................................................... 27 Aplicaie: Dozarea acidului lactic cu o soluie titrat de NaOH............................ 28 Titrarea unei baze slabe cu un acid tare.................................................................. 29

    Oxidimetria volumetric ............................................................................................. 30 Permanganometrie ...................................................................................................... 31

    Stabilirea factorului soluiei de KMnO4 0,1N ........................................................ 31 Determinri permanganometrice n mediu acid...................................................... 32 Dozarea acidului oxalic (micrometod).................................................................. 32 Dozarea apei oxigenate (macrometod) ................................................................. 33

    Iodometrie................................................................................................................... 34 Dozarea substanelor reductoare ........................................................................... 35 Stabilirea factorului soluiei de Na2S2O3 0,01 N .................................................... 35 Dozarea substanelor oxidante ................................................................................ 36 Dozarea K3[Fe(CN)6] (macrometod) ................................................................. 36 Dozarea K3[Fe(CN)6] (micrometod) ..................................................................... 36

    Complexometria volumetric ..................................................................................... 37 Dozarea aminoacizilor prin metoda complexonometric (metoda Budesinsky) ... 40

    Volumetria prin reacii de precipitare......................................................................... 41 Dozarea clorurilor prin metoda Volhard................................................................. 42

    Identificarea glucidelor ................................................................................................... 43 Reacii de reducere.................................................................................................. 43 Identificarea dizaharidelor ...................................................................................... 50 Identificarea polizaharidelor ................................................................................... 51

  • 2

    Identificarea glucidelor ...............................................................................................52 Identificarea aminoacizilor i proteinelor .......................................................................53

    Reacii de culoare ....................................................................................................53 Reacii de precipitare ale proteinelor ..........................................................................57

    Dozarea aminoacizilor monoamino-monocarboxilici prin metoda Srensen .........60 Identificarea nucleoproteinelor .......................................................................................62 Vitamine ..........................................................................................................................63

    Identificarea vitaminelor prin metoda cromatografic................................................63 Dozarea iodometric a acidului ascorbic din urin (metoda Palladin)........................65

    Enzime.............................................................................................................................66 Influena concentraiei substratului asupra vitezei de reacie enzimatic ..................68 Determinarea constantei lui Michaelis pentru ureaz .................................................69 Determinarea activitii catalazei sanguine.................................................................72 Determinarea activitii transaminazelor (metoda colorimetric cu 2,4-dinitrofenilhidrazin)...................................................................................................73 Determinarea activitii fosfatezei alcaline (Metoda Bodansky) ...............................77

    Explorarea echilibrului acido-bazic ................................................................................82 Determinarea rapid a rezervei alcaline (bicarbonat actual) ...................................83 Metoda Astrup.........................................................................................................83

    Ioni anorganici.................................................................................................................84 Determinarea potasiului seric......................................................................................84

    Dozarea flamfotometric a potasiului seric.............................................................86 Dozarea calciului i magneziului ................................................................................87

    Dozarea calciului.....................................................................................................87 Determinarea cationului calciu n snge .................................................................87 Dozarea calciului prin metoda permanganometric................................................89 Dozarea calciului prin metoda complexonometric................................................91 Dozarea magneziului prin metoda Mann i Yoe.....................................................93

    Dozarea ionului de clor din ser prin metoda Schales ..................................................96 Dozarea ferului seric (metoda Heilmeyer modificat) ................................................97 Dozarea fosfatului anorganic din ser prin metoda Briggs ( cu deproteinizare) .........99

    Compui organici ..........................................................................................................103 Dozarea azotului total din ser prin metoda Kjeldahl.................................................103 Dozarea proteinelor totale din ser prin metoda biuretului.........................................106 Electroforeza proteinelor serice ................................................................................108 Dozarea azotului neproteic din ser prin metoda Kjeldahl .........................................112 Dozarea ureei din ser prin metoda cu ureaz ............................................................114 Dozarea ureei din ser prin metoda Kowarski ............................................................115 Dozarea acidului uric din ser.....................................................................................119 Dozarea creatininei din ser prin metoda Folin ..........................................................121 Dozarea bilirubinei din ser prin diazorecia van den Bergh......................................122 Glucoza......................................................................................................................124

    Determinarea glicemiei prin metoda Hagedorn-Jensen (titrimetric)..................124 Dozarea glucozei prin metoda enzimatic (glucozoxidaz)..................................128 Teste rapide pentru determinarea glicemiei ..........................................................129 Alte tehnici de determinare a glicemiei n laborator .............................................132

    Dozarea beta-lipoproteinelor dup Burstein .............................................................132 Dozarea colesterolului total din ser prin metoda enzimatic ....................................134 Dozarea colesterolului total i liber...........................................................................135 Obinerea, purificarea i identificarea lecitinei (glbenu de ou)..............................138

  • 3

    Hemoglobina............................................................................................................. 141 Dozarea hemoglobinei in snge ( metoda Drabkin) ............................................. 141 Dozarea hemoglobinei sub form de oxihemoglobin ......................................... 141

    Analiza urinii ................................................................................................................ 142 Examenul fizic al urinei ............................................................................................ 143 Examenul chimic al urinei ........................................................................................ 145 Analiza compuilor patologici din urin................................................................... 146

    Identificarea proteinelor urinare ........................................................................... 146 Evidenierea puroiului........................................................................................... 149 Identificarea glucidelor urinare............................................................................. 150 Identificarea corpilor cetonici urinari ................................................................... 155 Teste rapide pentru identificarea corpilor cetonici ............................................... 156 Identificarea acizilor biliari................................................................................... 157 Identificarea pigmenilor biliari urinari ................................................................ 157 Identificarea urobilinogenului i stercobilinogenului ........................................... 158 Identificarea sngelui ............................................................................................ 159

    Teste rapide de diagnostic din urin ......................................................................... 160 Test rapid de sarcin ................................................................................................. 160 Analiza de laborator a urinei..................................................................................... 161 Determinri n urina din 24 de ore............................................................................ 162

    Dozarea clorurilor din urin (metoda Mohr) ........................................................ 162 Dozarea acidului uric din urin............................................................................. 163 Dozarea creatininei din urin ................................................................................ 163

    Determinarea de clearance (coeficientul de epurare) renal....................................... 164 Analiza calculilor urinari .......................................................................................... 165

    Identificarea unor componeni prin reacii specifice: ........................................... 165 Analiza salivei............................................................................................................... 166

    Identificarea unor componeni ai salivei................................................................... 166 Determinarea pH-ului i a capacitii tampon a salivei ........................................ 168

    Analiza sucului gastric.................................................................................................. 169 Determinarea aciditii gastrice ................................................................................ 169

    Analiza lichidului cefalorahidian.................................................................................. 172 Examenul fizic .......................................................................................................... 172 Examenul chimic al lichidului cefalorahidian .......................................................... 173

    Analiza scaunului.......................................................................................................... 174 Metode fizice de analiz folosite n laborator............................................................... 176

    Fotometria................................................................................................................. 176 Spectrofotometru Spekol ...................................................................................... 178

    Spectrofotometrul de absorbie atomic ................................................................... 180 Spectrofotometrul de absorbie atomic ............................................................... 180

    Flanfotometria........................................................................................................... 181 Fotometrul cu flacr (flamfotometrul) ................................................................ 181

    Poteniometria cu electrozi cu electroni ioni - selectivi............................................ 183 Msurarea pH-ului cu electrodul de sticl ............................................................ 183

    Valori patologice de laborator care amenin viaa ...................................................... 185

  • 4

    Msuri pentru protecia muncii i asigurarea securitii n

    laboratoarele de biochimie

    1. ntregul personal i studenii, trebuie s cunoasc i s respecte regulile de protecia

    muncii i asigurarea securitii, pentru prevenirea accidentelor de munc.

    2. Tot personalul care lucreaz n laboratoarele de analize biochimice este obligat s

    poarte halate curate.

    3. Aparatele electrice (centrifug, termostate, frigidere, spectrofotometru etc.) trebuie

    s aib prizele mpmntate i izolare electric perfect. Fixarea lor n priz se face

    numai cu mna uscat.

    4. nainte de nceperea oricrei lucrri de laborator trebuiesc nsuite tehnic

    problemele teoretice.

    5. Toate reaciile chimice se execut n conformitate cu condiiile prescrise (cantitatea,

    concentraia, vesela, etc.).

    6. Masa de lucru se pstreaz ntr-o ordine i curenie exemplar.

    7. Nu se execut nici o operaie n vase murdare.

    8. Dup ntrebuinare toate vasele de laborator se spal cu ap de robinet i cu ap

    distilat.

    9. Nu se aglomereaz masa cu vase i aparate inutile, pe mas se pun numai reactivii i

    vesela necesar pentru lucrarea respectiv.

    10. Sticlele cu reactivi s fie ntotdeauna nchise cu dop. Dac se folosesc diferii

    reactivi trebuie avut grij s nu se schimbe dopurile. Excesul luat dintr-un reactiv nu

    trebuie turnat napoi n sticl.

    11. ncperea unde se prepar acizii minerali, apa de brom, solvenii organici trebuie s

    fie prevzut cu ni, exhaustor i ventilaie electric.

    12. nainte de folosirea unor substane inflamabile (sulfur de carbon, benzin, eter,

    etc.) se sting toate becurile de gaz.

    13. Fiecare laborator trebuie s fie dotat cu extinctor, s se fac instructaj periodic de

    utilizarea extinctorului i s fie precizat o echip care s intervin n caz de

    incendiu.

    14. Evaporarea solvenilor inflamabili se va face numai pe bi de nisip sau bi de ap

    electrice, sub nie cu tiraj convenabil.

    15. Trebuie s se lucreze cu mare precauie cu metalele alcaline, fosfor, brom, clor, acid

    azotic, substane toxice i inflamabile.

  • 5

    16. Pipetarea produselor biologice se face cu pipete prevzute cu filtru de vat.

    17. Pipetarea acizilor concentrai i bazelor se face cu pipet cu volum mai mare dect

    volumul de pipetat i prevzute cu filtru de vat.

    18. Bromul se msoar numai sub ni, cu pipete cu bul, prevzute cu o par de

    cauciuc pentru aspirare. Acidul sulfuric diluat se prepar prin turnarea acidului

    sulfuric concentrat n vasul cu ap i nu invers.

    19. n timpul nclzirii unei eprubete care conine un lichid captul deschis al eprubetei

    nu se ine spre cel care efectueaz operaia i nici spre vecini.

    20. Nu se las substane n vase neetichetate.

    21. Substanele toxice se in sub cheie i n borcane sau sticle prevzute cu etichete cu

    cap de mort.

    22. Este strict oprit gustarea reactivilor deoarece majoritatea substanelor chimice

    folosite sunt toxice sau caustice.

    23. Mirosirea substanelor chimice nu se face prin apropierea nasului direct la gtul

    sticlei cu reactivi, ci prin aducerea unui curent de aer care conine vapori ai

    substanelor de la gtul sticlei cu ajutorul palmei n apropierea nasului.

    24. Cnd se lucreaz cu substane care n cursul operaiei se pot mprtia sau se pot

    produce mici explozii, se folosesc ochelari de protecie.

    25. Tuburile de oxigen, bioxid de carbon i azot lichid se depoziteaz, n afara

    laboratorului. Cnd sunt strict necesare anumitor operaii n laborator ele se

    ancoreaz cu lan n locuri anume prevzute.

    26. Cromatografia i electroforeza se efectueaz n ncperi izolate de restul

    laboratorului i prevzute cu ventilatoare electrice.

    27. n legtur cu lucrarea practic efectuat se noteaz toate observaiile precum i

    schia instalaiei folosite.

    28. Acizii minerali i hidroxizii concentrai, hrtiile i eprubetele sparte nu se arunc n

    chiuvete.

    29. Dup terminarea activitii, se pun toate vasele la loc, se cur masa i se

    controleaz dac aparatura electric a fost scoas din prize i robinetele de ap i

    gaz nchise.

    30. Fiecare laborator trebuie s fie dotat cu o trus de prim ajutor care s conin

    medicamente i material sanitar strict necesar (antinevralgice, cardiotonice,

    antibiotice, antiseptice, calmante, fei, tifon etc.).

  • 6

    31. Este interzis pstrarea alimentelor n frigidere cu produse biologice,. pentru a evita

    pericolul de infectare.

    32. Este necesar ca msurile de protecia muncii, asigurarea securitii, prevenirea

    toxicitii s fie prelucrate cu fiecare grup de studeni la nceputul activitii anului

    universitar i reamintite periodic.

    33. n cazul unor accidente se va apela la conductorul lucrrii.

    Recoltarea sngelui

    Analizele chimice ale constituenilor anorganici i organici sanguini se pot

    realiza pe snge venos, capilar i arterial (foarte rar).

    Investigaiile comparative pe snge capilar i venos au artat c nu exist

    diferene dependente de modul de prelevare pentru urmtoarele substane: sodiu,

    potasiu, clor, calciu, fosfor, colesterol, uree, proteine totale. n schimb pentru glucoz s-

    au gsit valori mai mici n sngele venos fa de cel arterial, pentru piruvat i lactat

    valori mai mari n sngele venos dect n cel capilar iar pentru amoniac valorile din

    sngele arterial sunt mai mari dect cele din sngele venos.

    Condiii de recoltare

    n mod curent, recoltarea sngelui se efectueaz dimineaa, jeun (pe

    nemncate). Analizndu-se influena micului dejun (mas uoar) asupra concentraiei

    unor constitueni sanguini, s-a gsit c recoltarea sngelui jeun nu este obligatorie n

    cazul dozrii urmtoarelor elemente: clor, sodiu, potasiu, calciu, bicarbonat, uree,

    creatinin, acid uric, proteine totale, colesterol, amilaz, ceruloplasmin, fosfataz

    alcalin, fosfataz acid, transaminaze, leucinaminopeptidaz, colinesteraz.

    n principiu, utilizarea sngelui total n cadrul diferitelor investigaii este admis

    numai n cazul n care concentraia substanei urmrite este aproximativ aceeai n

    globulele roii i n plasm, aa cum este cazul glucozei i al azotului ureic.

    Datorit] coninutului diferit n ap al sngelui (81%) i al plasmei sau serului

    (93%), valorile glucozei din ser sunt cu 12% mai mari ca cele obinute n snge.

    Concentraiile medii ale unor componeni organici i anorganici i activitile medii ale

    unor enzime din plasm i eritrocite sunt redate n tabelul de mai jos.

  • 7

    Component (concentraie) Eritrocite Plasm Eritrocite Plasm Azot neproteic (mg/100 ml) 44,0 25,0 1,80Creatinin (mg/100 ml) 1,8 1,1 1,60Azot ureic (mg/100 ml) 14,0 17,0 0,82Acid uric (mg/100 ml) 2,5 4,6 0,54Glucoz (mg/100 ml) 74,0 90,0 0,82Colesterol (mg/100 ml) 139,0 194,0 0,72Potasiu (mEq/l) 100,0 4,4 22,7Sodiu (mEq/l) 16,0 140,0 0,11Clor (mEq/l) 52,0 104,0 0,50Calciu (mEq/l) 0,5 5,0 0,10Magneziu (mEq/l) 5,5 2,2 2,5Fosfor anorganic (mEq/l) 2,5 3,2 0,78Bicarbonat (mEq/l) 19,0 26,0 0,73

    Utilizarea plasmei n locul serului pentru dozrile diferiilor constitueni prezint

    un singur avantaj: hemoliza mai slab a plasmei fa de hemoliza produs n timpul

    obinerii serului (recoltare, coagulare, transport).

    Cu excepia unor enzime (fosfataza acid, lactatdehidrogenaz i aldolaza) care

    se elibereaz n timpul coagulrii din trombocite, nu se constat diferene ntre

    concentraia plasmatic i seric a celorlali constitueni.

    Recoltarea sngelui capilar

    Recoltarea sngelui capilar se face din pulpa degetului, din clci (la nou

    nscui) sau din lobul urechii (la pacienii n stare de oc), dup urmtoarea tehnic :

    - se spal locul cu eter se usuc, se neap suficient de adnc cu un ac steril;

    - se las sngele s curg spontan pn cnd se formeaz o pictur apre-

    ciabil din care se recolteaz cu ajutorul unei micropipete cantitatea de snge necesar;

    dac sngele nu curge spontan n cantitate suficient, se pot folosi manevre ajuttoare:

    frecarea degetului n cazul prelevrii din pulp, a gambei n cazul prelevrii din clci

    sau aplicare de alcool 70 n cazul prelevrii din lobul urechii; dup prelevare se pune

    pe locul nepturii un tampon steril.

    Recoltarea sngelui venos

    Recoltarea sngelui venos se efectueaz din venele plicii cotului (la adult i copii

    mari), din fontanel i venele jugulare (la sugari i copii mici).

  • 8

    Recoltarea din venele plicii cotului se face dup urmtoarea tehnic:

    - se fixeaz garoul deasupra cotului, se dezinfecteaz tegumentul n locul

    puncionrii cu alcool 70 %;

    - se puncioneaz vena i se recolteaz sngele prin ac fie direct n eprubet prin

    scurgere liber, fie prin aspirare n sering ;

    - dup recoltare se ndeprteaz garoul i se tamponeaz locul puncionat cu un

    tampon de vata mbibat n alcool.

    Se folosesc ace i seringi de unic utilizare s-au ace i vase speciale pentru

    recoltarea sngelui, vasele n care se recolteaz trebuie s fie n perfecta stare de

    curenie i uscare ntruct urmele de alcool, ap etc. pot produce hemoliza sngelui, iar

    diferitele impuriti pot falsifica rezultatele dozrilor.

    Poziia corpului i staza venoas influeneaz rezultatele obinute n cazul

    determinrii elementelor figurate (eritrocitele, etc.) i a celor cu greutate molecular

    mare (proteinele totale, fraciunile proteice individuale, colesterolul din complexul

    lipoproteinelor etc.).

    De exemplu: valoarea proteinelor totale crete de la 6,63 g/100 ml n poziie de

    deccubit la 7,65g/100 ml n ortostatism.

    n cazul determinrii substanelor cu greutate molecular mic, poziia corpului

    i staza venoas nu afecteaz valoarea rezultatelor excepie, fcnd lactatul, piruvatul i

    amoniacul.

    Condiiile de conservare a probelor recoltate

    Probele de snge total recoltat pe heparin se pstreaz la 4 C, iar dozrile

    trebuie fcute n mai puin de 4 ore de la recoltare. Pstrarea prea ndelungat (chiar la

    4C) este contraindicat. Conservarea probelor la temperatura camerei determin

    perturbri n compoziia electroliilor, enzimelor i diferiilor metabolii.

    n cazul plasmei sau serului, determinrile metaboliilor i enzimelor trebuie

    realizate, de asemenea, n decurs de 4 ore de la recoltare, n condiiile pstrrii la

    temperatura camerei. Fr alterri importante, serul sau plasma pot fi pstrate la 4 C

    timp de 24 ore. n cazul dozrilor dup 24 ore de la recoltare plasma sau serul trebuie

    congelat sau liofilizat, form de conservare preferabil adugrii de conservani

    (amestec timol-fluoru0r: 10 mg fluorur de sodiu + 1 mg timol/ml snge sau

    streptomicin 1 mg/l0 ml snge).

  • 9

    Obinerea plasmei i a serului

    Analizele biochimice se pot efectua pe snge total, plasm sau ser. Plasma

    sanguin se obine prin centrifugarea sngelui proaspt recoltat pe un anticoagulant

    (fluorur de sodiu, amestec de oxalai de potasiu i amoniu, heparin etc.); supernatantul

    este constituit din plasma sanguin, iar sedimentul din elementele figurate.

    Serul sanguin se obine prin centrifugarea sau decantarea sngelui recoltat fr

    anticoagulant, dup ce a fost lsat s coaguleze la temperatura camerei timp de 30-60

    minute.

    Serul normal este limpede, de culoare galben pai i se deosebete de plasma

    sanguin prin faptul c nu mai conine fibrinogen. n condiii fiziologice, aspectul

    serului poate fi :

    - opalescent datorit particulelor de grsime provenite dintr-un regim foarte

    bogat n lipide, caz n care clarificarea se poate obine prin deproteinizare sau

    extracia lipidelor cu amestec alcool-eter (3/1);

    - galben-brun datorit substanelor carotenoide provenite din alimentaie excesiv

    vegetarian ;

    - de la roz la rou intens datorit prezenei hemoglobinei, rezultat al hemolizei

    produs prin greeli n tehnica de recoltare a sngelui.

    n condiii patologice, serul poate prezenta urmtoarele modificri de culoare :

    - opalescent n nefroza lipoidic;

    - galben-brun n ictere de diferite etiologii; n contact cu aerul, bilirubina se

    poate transforma n biliverdin, sngele devenind verzui.

    Prepararea soluiilor procentuale molare, normale

    O soluie este un amestec omogen de dou sau mai multe substane inseparabile

    prin mijloace mecanice ca filtrarea sau centrifugarea. La o soluie se disting dou

    componente: solventul sau componenta care dizolv i solutul(soluii) sau componenta

    (componentele) care se dizolv. Raportul dintre un solut i solvent se exprim prin

    concentraia soluiei.

    Exist mai multe moduri de exprimare a concentraiei unei soluii:

    a) Concentraia procentual care la rndul ei poate fi de trei feluri:

    - concentraia procentual de mas - grame solut n 100 g soluie, (m/m)

  • 10

    De exemplu 100 g soluie 15% (m/m) H2SO4 conine 15 g H2SO4 i

    85 g ap.

    - concentraia procentual volumetric - ml solut n 100 ml soluie,

    (v/v)

    De exemplu 100 ml soluie 4% (v/v) etanol se prepar completnd 4

    ml CH3CH2OH pn la 100 ml cu ap. n acest caz facem abstracie de

    contracia de volum, fenomen larg ntlnit n prepararea soluiilor

    procentuale volumetrice. ntr-o expresie restrns acest fenomen poate

    fi scris astfel: v solut + v solvent > v soluie. Pentru soluii diluate el poate fi

    neglijat.

    - concentraia procentual mixt - grame solut n 100 ml soluie, (m/v)

    De exemplu 100 ml soluie 0,8% (m/v) NaCl (ser fiziologic) conine

    n acest volum 0,8 g NaCl

    b) Concentraia molar (m, M) reprezint numrul de moli de solut aflai ntr-un

    litru de soluie.

    c) Concentraia molal, mai rar folosit, se definete prin numrul de moli de

    solut dizolvai n 1000 g de solvent.

    d) Concentraia normal reprezint numrul de echivaleni-gram de solut dintr-

    un litru de soluie.

    Se numete echivalent cantitatea de substan n greutate care ntr-o reacie

    chimic dat poate nlocui sau lega 8 pri n greutate de oxigen sau 1,008 pri n

    greutate de hidrogen. Cantitatea de substan n grame, egal numeric cu echivalentul,

    se numete echivalent-gram.

    Pentru calcularea echivalentului-gram se ine cont de urmtoarele reguli:

    echivalentul-gram a unui acid este egal cu raportul dintre masa molecular (M) a acidului i numrul de ioni H+ angajai n reacie. De exemplu, ntr-o reacie de

    neutralizare cu HCl

    EgHCl = M HCl

    1 = 36,5 g HCl,

    iar ntr-o reacie n care H3PO4 cedeaz toi cei 3 ioni H+ :

    EgH PO3 4 = M H PO3 4

    3983

    32 7= = , g H3PO4

  • 11

    echivalentul-gram a unei baze este dat de masa molecular a sa mprit la numrul ionilor HO- care particip la reacie. Dac toi ionii HO- particip la reacie

    echivalentul-gram al bazei se poate calcula mprind masa molecular a acesteia la

    valena metalului. De exemplu:

    EgNaOH = M NaOH

    140= g NaOH E MgCa OH Ca OH( ) ( )2 22

    742

    37= = = g Ca(OH)2 n sensul mai larg al bazelor generalizate, echivalentul gram se calculeaz

    cunoscnd numrul de protoni care sunt legai.

    pentru sruri, echivalentul-gram este dat de raportul dintre masa molecular i produsul dintre numrul atomilor de metal din molecula de sare i valena acestui

    metal, sau raportul dintre masa molecular i produsul dintre numrul radicalilor acid

    i valena acestora. De exemplu:

    EM

    Fe SOFe SO

    2 4 3

    2 4 3

    2 34006

    66 7( )( ) ,= = = g Fe2(SO4)3

    Ca i n cazul acizilor, bazelor i srurilor, echivalentul-gram a unei substane

    oxidante sau reductoare se calculeaz pe baza stoicheometriei redox a reaciei la care

    particip aceasta. n reaciile de oxido-reducere atomii i schimb valena. Echivalentul

    se definete ca fiind raportul dintre masa molecular a compusului chimic i numrul de

    electroni cedai sau primii n reacie de atomul (atomii) care se oxideaz sau se reduc.

    De exemplu, n permanganometrie, n mediu acid ionul de mangan din KMnO4,

    accept 5 electroni: 7+ 2+ 2KMnO4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O + 5[O]

    Prin urmare, EM

    gKMnOKMnO

    4

    4

    531 6= = , g KMnO4

    - variaia strii de oxidaie a ionului de mangan din KMnO4 n mediu slab alcalin

    sau neutru este 3. 7+ 4+ 2KMnO4 + H2O = 2KOH + MnO2 + 3[O]

    EM

    gKMnOKMnO

    4

    4

    3158

    352 7= = = , g KMnO4

    - variaia strii de oxidaie a manganului din KMnO4 n mediu puternic alcalin este 1

    +7 +6 2KMnO4 + 2KOH = 2K2MnO4 + H2O + [O]

  • 12

    EgKMnO4 = = 158g KMnO4

    1. Soluii procentuale

    a) Prepararea unei soluii de NaCl 10 % (m/m)

    Conform definiiei 100 g soluie NaCl 10 % trebuie s conin 10 g NaCl i 90 g

    ap. Se cntresc 10 g NaCl la balana tehnic care se introduc ntr-un pahar Berzelius i

    se adaug 90 ml de H2O distilat. Se omogenizeaz amestecul cu ajutorul unei baghete

    de sticl.

    b) Prepararea unei soluii de CH3COOH 15 % (v/v) Conform definiiei 100 ml soluie CH3COOH 15 % trebuie s conin 15 ml

    CH3COOH glacial i restul H2O distilat. Se msoar ntr-un cilindru gradat 15 ml

    CH3COOH glacial i se completeaz volumul cu H2O distilat pn la 100 ml. Se

    omogenizeaz amestecul cu ajutorul unei baghete de sticl.

    c) Prepararea unei soluii de Na2CO3 5%(m/v)

    100 ml soluie Na2CO3 5 % trebuie s conin 5 g Na2CO3 anhidru i H2O

    distilat. Se cntresc 5 g Na2CO3 anhidru la balana tehnic, se introduc ntr-un cilindru

    gradat i se completeaz cu H2O distilat pn la 100 ml. Se omogenizeaz amestecul

    cu ajutorul unei baghete de sticl. n cazul n care se lucreaz cu Na2CO3 . 10 H2O se

    vor lua n considerare masele moleculare pentru a se determina cantitatea n grame a

    srii hidratate ce corespunde greutii de sare anhidr.

    M Na CO anh2 3 106. = M Na CO H O2 3 210 286. = 106 g Na2CO3 anh. ............... 286 g Na2CO3.10 H2O

    5 g Na2CO3 anh. ............... x

    x = 13,49 g Na2CO3 . 10 H2O

    Se vor cntri 13,49 g Na2CO3 . 10 H2O la balan i se va proceda n modul

    descris mai sus.

    Regula amestecurilor

    Dintr-o soluie mai concentrat se poate prepara o soluie mai diluat cu ajutorul

    regulei amestecurilor. De exemplu, avnd la dispoziie o soluie de NaCl 2 % (m/m) s

    se prepare 20 ml soluie NaCl 0,9 %(m/m). Valorile concentraiilor celor dou soluii,

    MKMnO4 1

  • 13

    avnd concentraia mai mare, respectiv mai mic dect concentraia soluiei de preparat,

    se aeaz n colurile de sus ale unui dreptunghi imaginar. Valoarea concentraiei

    soluiei de preparat, se aeaz la intersecia celor dou diagonale. Valorile numerelor ce

    reprezint concentraiile se scad pe diagonal (numerele mai mici se scad din cele mai

    mari). Rezultatele se scriu n colurile de jos ale dreptunghiului. Aceste numere

    reprezint pri n greutate din soluiile respective (grame, kilograme, etc.).

    2 0

    0,9

    0,9 pri NaCl 2 % 1,1 pri H2O distilat2 pri NaCl 0,9%(m/m)

    Deci, se pot amesteca 0,9 pri NaCl 2 % cu 1,1 pri H2O distilat pentru a

    rezulta 2 pri soluie de NaCl 0,9%(m/m). Avnd n vedere c soluia NaCl 0,9%

    (m/m) este diluat putem tolera conversia prilor de greutate, n volume. Adic,

    20 ml (soluie) NaCl 0,9 %(m/v) ..........x ............y

    x = 9 ml NaCl 2 %

    y = 11 ml H2O distilat

    Aproximaia fcut este util deoarece este mai uoar msurarea volumetric a

    soluiilor n loc de cea gravimetric.

    2. Soluii molare

    a) Prepararea unei soluii de H2SO4 0,1 M avnd la dispoziie soluie de H2

    SO4 20 % (m/m) cu densitatea 1,139 g/cm3. Conform definiiei, 1000 ml H2SO4 0,1 M

    conin 0,1 moli H2SO4. Deci:

    1000 ml H2SO4 0,1 M .................. 9,8 g H2SO4 pur

    100 g sol. H2SO4 20 % .............. 20 g H2SO4 pur

    x g sol. H2SO4 20 % ..9,8 g H2SO4 pur

    x = 49 g sol. H2SO4 20 %(m/m)

  • 14

    v m= = =49

    113943 02

    ,, ml sol. H2SO4 20 %(m/m)

    n balonul cotat de 1000 ml se introduce o cantitate de H2O distilat, se adaug

    43,02 ml soluie H2SO4 20 % i apoi se aduce la cot cu H2O distilat dup rcirea

    amestecului la temperatura menionat pe balon (20C). Dup ce se fixeaz dopul

    balonului cotat se omogenizeaz soluia prin agitare energic.

    3. Soluii normale

    Prepararea unei soluii de H2SO4 0,1 N avnd la dispoziie soluie H2SO4 20 %

    (m/m) cu densitatea 1,139 g/cm3. Conform definiiei 1000 ml sol. H2SO4 0,1 N conin

    0,1 EgH SO2 4 . Deci:

    1000 ml H2SO4 0,1 N .............. 4,9 g H2SO4 pur

    100 g sol. H2SO4 20 % ........... 20 g H2SO4 pur

    x g sol. H2SO4 20 % .......... 4,9 g H2SO4 pur

    x = 24,5 g sol. H2SO4 20 %(m/m)

    v m= = =24 51139

    21 51,,

    , ml sol. H2SO4 20 %

    Noiunea de pH

    Ionizarea apei i produsul ionic al apei

    Dei apa pur este considerat neelectrolit, ea conduce totui curentul electric.

    Acest lucru se datoreaz faptului c o parte din moleculele ei sunt ionizate. Ionizarea

    apei poate fi scris conform ecuaiei:

    H2O + H2O H3O+ + OH- Are loc un transfer de protoni ducnd la un echilibru. Constanta de aciditate a apei va fi:

    Ka=[ ][ ]

    [ ]223

    OHOHOH +

    La temperatura de 25C apa se afl ionizat n proporie de o molecul la 555 milioane de molecule. De aceea se consider c, prin ionizare, concentraia apei (de la

    numitor) rmne practic constant i deci poate fi nmulit cu constanta de aciditate.

  • 15

    Ka [H2O]2 = Pi = [H3O+] [OH-] Constanta Pi este numit produsul ionic al apei sau constanta de autoprotoliz a

    apei. Deoarece la temperatura de 25C produsul ionic al apei are valoarea de 10-14 moli2/l2, nseamn c n apa pur la 25C concentraia ionilor de hidroniu, egal cu cea a ionilor de hidroxid, este 10-7moli/l.

    [H3O]+ = [OH-] = 10-7moli/l

    Scara de pH

    n soluii diluate, acizii tari pot fi considerai practic ionizai complet. Astfel,

    ntr-o soluie apoas 0,1N de HCl (0,1 moli/l) concentraia ionilor de hidroniu este

    practic egal cu concentraia total a acidului. Este comod s se exprime concentraia

    ionilor de hidroniu dintr-o soluie apoas n form logaritmic. Se numete exponent al

    concentraiei ionilor de hidroniu sau pH logaritmul zecimal cu semn schimbat al

    concentraiei ionilor de hidroniu din soluie (Srensen, 1909):

    pH = - lg [H3O+]

    Punctul neutru: O soluie apoas este neutr cnd concentraiile ionilor de

    hidroniu i ionilor de hidroxid sunt egale, conform ecuaiei:

    [H3O+] = [OH-] = 10-7moli/l

    Punctul neutru, n soluii apoase, este la pH = 7. O soluie cu pH < 7 este acid; o soluie cu pH > 7 este bazic.

    Determinarea pH-ului cu ajutorul indicatorilor acido-bazici

    Indicatori de pH (acido-bazici) sunt substane organice colorate (acizi sau baze

    slabe) care i modific culoarea n funcie de pH. Condiiile pe care trebuie s le

    ndeplineasc un indicator de pH sunt urmtoarele: schimbarea de culoare s fie

    reversibil, i s se produc brusc, deci ntr-un interval de pH ct mai mic, s fie solubil

    n ap, s aib putere de colorare (culoare intens), chiar la concentraii mici;

    schimbarea de culoare s se produc la adaosul unor concentraii mici de acid sau de

    baz; s fie stabil n condiiile obinuite de lucru.

    Dac indicatorul este un acid slab (AH), n soluie apoas are loc reacia

    protolitic:

    AH + H2O H3O+ + A-

  • 16

    n cazul albastrului de bromtimol, acidul slab AH este galben iar baza conjugat

    A- este albastr. Prin schimbarea aciditii soluiei indicatorului i schimb culoarea

    fenomen numit viraj, datorit trecerii lui din stare protonat n cea deprotonat sau

    invers.

    Constanta de aciditate al indicatorului va fi: [A-] Ka = [H+] [AH] n forma logaritmic: [A-] [A-] lgKa = lg[H+] + lg sau - lg[H+] = -lgKa + lg [AH] [AH] Adic:

    -lg[H+] = pH i -lgKa = pKa, deci:

    [A-] [albastru] pH = pKa + lg sau pH = pKa + lg

    ________ [AH] [galben]

    Ochiul uman nu poate distinge dect cca. 10% dintr-o culoare n prezena unei alte

    culori. Dac [A-] = 10[AH], soluia va fi albastr i pH1 = pKa + 1. Dac 10[A-] = [AH],

    soluia va fi galben i pH2 = pKa - 1. Prin urmare:

    pH1 - pH2 = pH = 2 Acest interval de pH se numete intervalul de viraj al indicatorului care nseamn

    intervalul de pH n care are loc schimbarea culorii indicatorului (de la albastru la galben

    n cazul nostru) odat cu schimbarea pH-ului soluiei. Fiecare indicator are un interval

    de viraj specific. La valori de pH inferioare intervalului de viraj indicatorul i pstreaz

    culoarea, iar peste acest interval la fel. Din culoarea soluiei unui indicator se poate

    aprecia pH-ul soluiei.

    Indicatorii acido-bazici pot fi simpli, micti i universali. Indicatorii simpli se

    caracterizeaz printr-un interval de viraj relativ mic (cca 2 uniti de pH).

    Indicatorii simpli se pot folosi pentru tatonarea pH-ului necunoscut. pH-ul

    necunoscut se poate estima cu o eroare de un semiinterval de viraj.

    Indicatorii universali sunt amestecuri de indicatori simpli ale cror intervale de

    viraj sunt parial suprapuse sau, n cazul cel mai bun, unul n continuarea celuilalt.

    Indicatorii universali au intervale de viraj mai mari dect ale celor simpli. n comer se

    gsesc hrtii indicatoare impregnate cu indicatori universali. Prin compararea culorii

  • 17

    obinute cu o scar de culori etalon, se poate determina pH-ul unei soluii cu o precizie

    de aproximativ + 0,5 uniti pH.

    n tabelul de mai jos apar cteva exemple de indicatori simpli cu caracteristicile

    lor:

    Denumirea Intervalul de

    viraj (pH) Sub interval

    de viraj

    n cadrul

    intervalului de viraj

    Peste

    interval

    Metil violet 1,0 - 3,2 verde albastru violet

    Metil oranj 3,1 - 4,4 rou portocaliu galben

    Rou metil 4,4 - 6,2 rou roz galben

    Albastru de

    bromtimol 6,2 - 7,6 galben verde albastru

    Fenolftalein 8,2 - 10,0 incolor roz rou-violet

    Sistemele tampon: sunt formate dintr-o sare hidrolizabil i acidul slab sau baza slab

    rezultat prin hidroliz. O soluie care i schimb numai puin pH-ul, la adugarea unei

    cantiti mici de acid sau baz tare se numete soluie tampon. O caracteristic a unei

    soluii tampon este capacitatea de tamponare.

    Capacitatea de tamponare a unei soluii este capacitatea ei de a se opune variaiei de pH

    la adaosul de acid tare sau baz tare i se exprim prin numrul de echivaleni de acid

    sau baz care schimb pH-ul unui litru de soluie cu o unitate. Ea se micoreaz prin

    diluare.

    Demonstrarea capacitii de tamponare:

    Reactivi: Indicator Bogen (amestec de rou metil i albastru de bromtimol,

    cu intervalul de viraj ntre pH 4,4-7,6)

    Sol. tampon fosfat pH = 7

    Sol.de HCl N/10

    Sol. de NaOH N/10

  • 18

    Modul de lucru:

    n dou pahare Berzelius (1, 1a) se pune ap distilat i se adaug cte 2 ml de

    indicator. Dac apa este neutr culoarea soluiilor este verde. n alte dou pahare (2, 2a)

    de aceiai mrime se prepar soluie tampon cu pH = 7, la care se adaug cte 2 ml

    soluie de indicator obinndu-se tot culoarea verde. Se adaug cte 1 ml HCl N/10 n

    paharele 1i 2 i se amestec cu bagheta: se observ o puternic variaie a culorii

    soluiei din paharul 1 ceea ce indic o mare variaie a pH-ului. n paharele 1a i 2a se

    adaug cte 1 ml NaOH N/10, se amestec cu bagheta i se observ la fel o mare

    variaie a culorii soluiei din paharul 1a. n paharele 2 i 2a culoarea se schimb foarte

    puin, deoarece pH-ul s-a modificat foarte puin.

    n dou pahare Berzelius (1, 1a) se prepar soluie tampon cu pH = 7 i se adaug

    cte 2 ml indicator. n alte 2 pahare (2, 2a) se prepar soluie tampon cu acelai pH, ns

    de zece ori mai diluat, adugnd cte 2 ml indicator i n aceste pahare. Se pipeteaz

    cte 1 ml HCl N/10 n paharele 1 i 2, i cte 1 ml NaOH N/10 n paharele 1a i 2a. Se

    amestec cu bagheta. n paharele 2 i 2a se observ schimbarea mai pronunat a culorii

    indicatorului deoarece, soluiile tampon fiind mai diluate, li s-a micorat capacitatea de

    tamponare.

    Determinarea colorimetric a pH-ului prin metoda cu soluii tampon

    Principiu:

    Se adaug soluiei de cercetat un anumit volum dintr-un indicator potrivit i se

    compar culoarea pe care o capt soluia, cu culoarea produs de aceiai cantitate de

    indicator adugat unei serii de soluii tampon cu pH-uri cunoscute. pH-ul soluiei de

    cercetat va fi egal cu pH-ul soluiei de referin cu culoarea identic.

    Reactivi: - Sol. de CH3COOH N/10

    - Sol. de CH3COONa N/10

    - Sol. de KH2PO4 M/15

    - Sol. de Na2HPO4 M/15

    - Indicator Bogen (amestec de rou metil i albastru de bromtimol)

    Modul de lucru:

    Se prepar n dou serii de eprubete soluii tampon cu pH diferit conform

    tabelelor:

  • 19

    Tampon acetat (Walpole)

    CH3COOH N/10 ml 8,2 6,3 4,0 2,1 1,0

    CH3COONa N/10 ml 1,8 3,7 6,0 7,9 9,0

    pH 4 4,4 4,8 5,2 5,6

    Tampon fosfat (Srensen) KH2PO4 M/15 ml 8,8 7,3 5,1 2,8 1,3 0,5

    Na2HPO4 M/15 ml 1,2 2,7 4,9 7,2 8,7 9,5

    pH 6 6,4 6,8 7,2 7,6 8,0

    n fiecare soluie se adaug cte 0,2 ml indicator Bogen. Eprubetele se agit

    energic pentru omogenizarea culorii. Culoarea soluiilor va fi diferit n fiecare eprubet

    n funcie de pH. Se adaug 0,2 ml indicator la 10 ml din soluia de cercetat i se

    omogenizeaz. Se compar culoarea obinut cu culorile seriei. Dac culoarea soluiei

    cercetate este identic cu culoarea uneia din soluiile tampon (acetat sau fosfat), pH-ul

    lor este identic. Dac culoarea se ncadreaz ntre culorile a dou soluii tampon

    consecutive se consider c pH-ul soluiei cercetate este media aritmetic a valorilor de

    pH a celor dou soluii tampon.

    Volumetrie

    Principiile analizei volumetrice

    Analiza volumetric se bazeaz pe msurarea de volume, operaie ce se execut

    comod cu vase calibrate (cilindrii gradai, baloane cotate, pipete, biurete). Principiul

    analizelor volumetrice const n msurarea volumului de reactiv necesar producerii

    reaciei cantitative cu substana de determinat ce se afl n soluia de analizat. Operaia

    de adaos a soluiei de reactiv se face n pic- turi, din biuret i se numete titrare.

    Pot fi urmrite volumetric numai acele reacii care au loc univoc, (fr reacii

    secundare i cantitativ) i cu vitez foarte mare. Pentru marcarea sfritului reaciei,

    respectiv a punctului de echivalen, se folosesc fenomene ce pot fi puse n eviden

    prin observare vizual (schimbri de culoare, apariii de precipitate) sau instrumental

    (poteniometru, conductometru, spectrofotometru). Pentru observarea vizual a

  • 20

    sfritului titrrii n modul cel mai obinuit se folosesc indicatorii, substane care i

    schimb culoarea n punctul de echivalen.

    La punctul de echivalen reactanii sunt prezeni n cantiti echivalente, deci n

    amestecul de reactivi nu se afl n exces nici substana de dozat i nici reactivul titrat.

    Volumul de reactiv adugat pentru atingerea punctului de echivalen se numete volum

    de echivalen.

    Spre a putea stabili concentraia substanei de analizat este necesar ca soluia de

    reactiv folosit la titrare s fie de concentraie cunoscut, s fie suficient de stabil i s

    se prepare relativ uor.

    Metodele volumetrice se caracterizeaz prin rapiditate, n majoritatea cazurilor o

    determinare volumetric se face n cteva minute.

    Clasificarea metodelor volumetrice

    Metodele volumetrice pot fi: a) directe

    b) indirecte - prin retitrare

    - prin intermediul unui substituent

    n cazul metodelor de titrare direct, reacia dintre componentul de determinat i

    reactivul de titrare este de echivalent la echivalent. Prin retitrare se titreaz excesul unui

    reactant adugat soluie de analizat (vezi dozarea NH3). n cazul folosirii unui

    substituent, produsul de reacie titrabil rezultat prin substituie se formeaz n cantitate

    echivalent cu componentul de determinat (ex. complexometria).

    n ceea ce privete natura reaciilor care stau la baza metodelor volumetrice,

    clasificarea acestora este:

    a.) metode de titrare acido-bazic sau neutralizare

    b.) metode de titrare redox (permanganometria, iodometria)

    c.) metode de titrare prin formare de compleci (complexometria)

    d.) metode de titrare prin formare de precipitat (ex. argentometria)

    Calcule n analiza volumetric

    Raportul de concentraie ntre soluia real (aproximativ normal) i cea

    teoretic (exact normal) se numete factorul soluiei.

    Factorul exprim numrul de ml de soluie exact normal care echivaleaz cu 1

    ml din soluia preparat:

  • 21

    FVV

    t

    r

    = unde: Vt - volumul teoretic (a soluiei exact normale)

    Vr - volumul real ( a soluiei preparate)

    Factorul soluiilor exact normale este 1,000. Ele folosesc ca soluii etalon i cu

    ajutorul lor se determin factorul soluiilor aproximativ normale. Soluiile mai diluate

    au un factor subunitar, soluiile mai concentrate au un factor supraunitar. Practic

    valoarea factorului trebuie s fie ntre 0,8000-1,2000.

    Pe lng factor concentraia exact a soluiilor se poate exprima i cu ajutorul

    titrului. Titrul unei soluii reprezint cantitatea de substan exprimat n grame din 1 ml

    soluie. De exemplu: pentru o soluie de NaOH care conine 4,653 g pe litru titrul are

    valoarea de 0,004653.

    Tehnica titrrii

    Pregtirea instrumentelor pentru titrare

    Biureta se spal cu ap distilat i apoi se cltete cu soluia de titrare de dou

    ori. Dup utilizarea mai ndelungat a biuretei este necesar degresarea tubului gradat al

    acesteia. Aceasta se poate realiza cu amestec cromic sau cu soluie de detergent.

    Se umple biureta cu soluia de titrare peste gradaia 0, apoi se scoate plnia care

    a servit pentru introducerea lichidului n biuret i se potrivete la zero nivelul lichidului

    lsnd s cad ncet lichidul n exces ntr-un vas colector. Dac robinetul se mic greu

    sau biureta picur, se scoate robinetul, se terge de umezeal i se unge cu un strat

    subire i uniform de vaselin. Partea inferioar a manonului robinetului se usuc cu

    ajutorul hrtiei de filtru i apoi se introduce robinetul uns la locul lui. Bulele de aer

    prezente n biuret pot s cauzeze erori la titrare ceea ce impune ndeprtarea lor.

    Modul de lucru:

    La nceputul titrrii dm drumul soluiei din biuret n picturi repezi agitnd n

    continuu coninutul flaconului Erlenmayer, n care se gsesc, exact msurat, volumul

    soluiei de titrat plus indicatorul. De obicei se observ o schimbare temporar de culoare

    a indicatorului n locul unde cad picturi de reactiv n soluie. Spre sfritul titrrii

    concentraia substanei de dozat scade i la contactul picturilor de reactiv cu soluia de

    dozat schimbarea temporar a culorii soluiei este mai persistent. n aceast faz viteza

    de picurare se reduce treptat n aa fel nct dup adugarea ultimei picturi necesare, s

    fie posibil nchiderea rapid a robinetului. Pictura aderat pe vrful biuretei se

  • 22

    introduce n vasul de titrare prin atingerea de peretele interior al acestuia i se amestec

    cu lichidul de titrat aplecnd vasul n direcia lichidului ce se prelinge pe peretele

    vasului. Titrarea se consider terminat cnd ultima pictur produce o schimbare slab

    dar sesizabil i stabil a culorii lichidului.

    Erorile determinrilor volumetrice

    n analizele chimice pot interveni dou tipuri de erori:

    - erori sistematice

    - erori ntmpltoare

    Erorile sistematice au valori constante i sunt ntotdeauna pozitive sau negative.

    Erorile ntmpltoare au valori i semne diferite. Ele se pot elimina prin

    efectuarea unui mare numr de determinri i prin calcularea mediei aritmetice a

    volumelor de echivalen cu valori apropiate. Volumele de echivalen ale cror valori

    sunt exagerat de ndeprtate se exclud

    Practic se efectueaz titrarea a trei probe paralele efectundu-se media aritmetic

    ntre volumele de echivalen identice sau cele cu valoare foarte apropiat. Se accept o

    diferen ntre volumele de echivalen mai mic sau egal cu 0,2 ml. S lum un

    exemplu. Volumele de echivalen obinute la titrarea a trei probe paralele sunt: V1 = 7

    ml; V2 = 7,1 ml; V3 = 7,4 ml. Diferenele V3 - V1 i V3 - V2 sunt mai mari de 0,2 ml,

    deci V3 se exclude. Volumul mediu ( v

    ) luat n calcul va fi n acest caz media aritmetic

    dintre V1 i V2 i are valoarea de 7,05 ml. Dac toate probele au valori foarte diferite

    rezultatele nu sunt interpretabile iar titrrile trebuie s fie repetate.

    Surse de erori

    Eroarea de paralax ( eroarea de citire) intervine la citirea incorect a nivelului

    soluiei din vasul de msurat. Volumul de soluie ntr-un vas de msurat este egal cu

    volumul nominal al vasului n cazul n care punctul inferior al meniscului lichidului este

    tangent la cota de pe vas. Pentru citirea corect a poziiei meniscului ochiul

    observatorului trebuie s fie pe orizontal ntr-un plan tangent la menisc iar vasul

    trebuie s aib o poziie vertical.

  • 23

    Vorbim despre eroarea de paralax n minus cnd ochiul observatorului este

    deasupra acestei orizontale, respectiv eroare de paralax n plus, cnd ochiul se gsete

    sub nivelul orizontului. Pentru evitarea erorii de paralax se folosesc biuretele

    Schellbach care sunt prevzute cu o dung albastr pe un fond alb. La nivelul

    meniscului dunga albastr se ntrerupe formnd dou vrfuri ascuite care se ating ntr-

    un punct. Se citete poziia acestui punct de contact.

    Eroarea de scurgere se datoreaz faptului c soluiile apoase umezesc sticla i, la

    golirea rapid o parte din lichid ader pe suprafaa biuretei, deci soluia nu se scurge

    cantitativ n vasul de titrare. Pentru evitarea acestei erori, viteza de scurgere pe

    parcursul titrrii trebuie s fie mic.

    Eroarea de picurare

    n analiza volumetric, soluiei de analizat i se adaug soluia titrat pn cnd

    ultima pictur produce o schimbare sesizabil i stabil a culorii soluiei. n cele mai

    multe cazuri acest efect se datoreaz unui exces a soluiei cu care se titreaz. Pentru

    reducerea acestui exces, ciocul biuretei trebuie s fie ct mai subire pentru ca picturile

    de titrant s fie ct mai mici.

    Eroarea de temperatur

    Vasele de msurat volume, biurete, baloane cotate, pipete sunt etalonate pentru o

    anumit temperatur (200C). Diferena dintre temperatura de etalonare a vasului i

    temperatura real a soluiei de msurat determin o diferen de volum, care poart

    denumirea de eroare de temperatur. Se poate evita aceast eroare prin respectarea

    temperaturii de etalonare. Diferenele mici de 1-20C sunt, n majoritatea cazurilor,

    neglijabile.

  • 24

    Acidimetria volumetric

    Titrri acido-bazice

    n titrrile de neutralizare, stabilirea volumului de echivalen sau de

    neutralizare se face cu ajutorul indicatorilor acido-bazici care, cum am artat sunt n

    form neionizat acizi slabi (AH) sau baze slabe (B). n tabelul de mai jos sunt

    exemplificai mai muli indicatori acido-bazici cu precizarea naturii lor de acid sau baz.

    Sunt inclui i civa din indicatorii utilizai la determinarea pH-ului (vezi mai sus).

    Evident, tria acestor acizi crete ctre cel al crui interval de pH este cel mai mult sub

    valoarea 7.

    Pentru prepararea soluiilor de indicatori se folosesc ca solveni apa, dar mai ales

    alcool apos, cei mai muli n concentraie de 0,1 %.

    Indicatorul AH = acid; B = baz Interval de pH Culorile limit Acid Alcalin

    Albastru de timol (AH) 1,2 - 2,8 roie galben Albastru de bromfenol (AH) 3,0 - 4,6 galben vilet-albastr Metiloranj (B) 3,1 - 4,4 roie oranj Verde de bromcrezol (AH) 4,0 - 5,6 galben albastr Rou de metil (AH) 4,4 - 6,2 roie galben Purpur de bromcrezol (AH) 5,2 - 6,8 galben purpurie Albastru de bromtimol (AH) 6,2 - 7,6 galben albastr Rou neutral (B) 6,8 - 8,0 roie galben Rou de crezol (AH) 7,2 - 8,8 galben roie Fenolftalein (AH) 8,0 - 10,0 incolor roie Albastru de timol (AH) 8,0 - 9,6 galben albastr Timolftalein (AH) 9,4 - 10,6 incolor albastr Galben de alizarin (AH) 10,0 - 12,0 galben liliachie

    Titrarea unui acid tare cu o baz tare

    Principiu: n cazul titrrii unui acid tare, de exemplu HCl, cu o baz tare, de

    exemplu NaOH, la echivalen se formeaz o sare nehidrolizabil, n exemplul dat NaCl

    i mediul devine perfect neutru. La neutralitate avem:

    [ ] [ ]H OH+ = = 10 7 ioni g/l pHechiv. = 7 [ ]H + pe parcursul titrrii este egal cu concentraia acidului rmas netitrat. Dup echivalen [ ]OH este egal cu concentraia bazei introdus n exces. Pentru alegerea indicatorului adecvat, este necesar cunoaterea pH-ului la punctul de

  • 25

    echivalen. La un exces (eroare) de 1% reactiv pH-ul soluiei variaz brusc. La titrarea

    unui acid tare cu o baz tare intervalul de eroare corespunde aproximativ intervalului de

    pH 4-10, ceea ce nseamn c se poate folosi orice indicator care are un interval de viraj

    ntre pH 4-10. n figura de mai jos apare curba de titrare a unui acid tare cu o baz tare

    cu precizarea a doi indicatori ce permit punerea n eviden a punctului de echivalen

    (P.E.) al reaciei

    Determinarea factorului unei soluii de HCl 0,1N cu ajutorul unei soluii

    etalon

    Prepararea unei soluii de HCl aproximativ 0,1 N

    Ne propunem s preparm 1 litru sol. HCl aproximativ 0,1 N avnd la dispoziie

    o soluie HCl 15% (g/100 g) cu = 1,075 g/cm3. Din definiia concentraiei normale:

    1000 ml HCl 0,1 N conin 0,1 Eq HCl = 3,65 g HCl

    100 g HCl 15 % .............15 g HCl

    x g HCl 15 %............. 3,65 g HCl

    x = 24,33 g HCl 15 %

    = mV

    V = 24 331 075

    ,,

    = 22,6 ml HCl 15 %

    ntr-un balon cotat de 1000 ml se introduce o cantitate mic de H2O bidistilat,

    se adaug 22,6 ml HCl 15 % i se completeaz cu H2O bidistilat pn la cot.

    Omogenizarea soluiei se realizeaz prin agitarea energic.

    Stabilirea factorului soluiei de HCl 0,1 N preparat

    Pentru stabilirea factorului soluiilor se folosesc soluiile etalon, stabile din punct

    de vedere chimic i cu factor cunoscut (eventual F = 1,000). O astfel de soluie etalon se

  • 26

    poate prepara prin cntrirea i dizolvarea n ap a KHCO3, necesar n titrarea de mai

    jos.

    Pentru determinarea factorului soluiei de HCl 0,1 N preparat anterior se

    msoar exact cu ajutorul unei pipete cte 10 ml sol. KHCO3 n 3 pahare Erlenmeyer.

    Se adaug cte 3 picturi de metiloranj i se titreaz, cele trei probe paralele, pn la

    virajul indicatorului de la galben la portocaliu. CO2 format n urma reaciei se

    ndeprteaz prin fierberea probelor 2-3 minute. n cazul n care dup rcirea probelor

    culoarea a revenit la galben, se continu titrarea pn la portocaliu.

    Din cele 3 volume de echivalen se face media aritmetic i se obine v

    HCl . La

    baza calcului st relaia:

    v

    HCl . FHCl = VKHCO3 . FKHCO3

    10 x FKHCO3

    de unde FHCl = v

    HCl

    Dozarea unei soluii de NaOH cu soluia de HCl 0,1 N cu factor cunoscut

    n trei flacoane Erlenmeyer se msoar cte 10 ml sol. NaOH, se adaug cte 3

    picturi de metiloranj i se titreaz cu soluie titrat de HCl 0,1 N pn la virajul

    indicatorului de la galben la portocaliu. Concentraia procentual mixt a soluiei de

    NaOH se exprim n g/100 ml i se calculeaz n felul urmtor:

    - se face media aritmetic a celor trei volume de echivalen i se obine v

    HCl

    - conform definiiei concentraiei normale, 1000 ml HCl 1 N conin 1 EgHCl

    - din ecuaia reaciei chimice NaOH + HCl = NaCl + H2O rezult c 1 EqHCl

    reacioneaz cu 1 EqNaOH deci:

    1000 ml HCl 1 N ............. 40 g NaOH

    1000 ml HCl 0,1 N............ 4 g NaOH

    v

    HCl FHCl ................... x g NaOH

    x = 4

    1000 v FHCl - reprezint g NaOH coninute n volumul sol. de

    NaOH titrate (10 ml).

    CNaOH%(m/v) = 10 x, reprezint concentraia procentual mixt a soluiei de

    NaOH.

  • 27

    Dozarea amoniacului prin diferen

    Principiu:

    Metoda direct de dozare a amoniacului cu o soluie titrat de HCl 0,1 N, n

    prezen de metiloranj, este n general evitat datorit pierderilor de amoniac prin

    desorbie. Este preferat metoda dozrii amoniacului prin diferen. Soluia de amoniac

    se trateaz cu un volum de soluie titrat de HCl, ce conine un exces de acid i se

    determin excesul de HCl prin titrare cu o soluie titrat de NaOH n prezen de

    metiloranj. Reaciile sunt urmtoarele:

    NH3 + HCl = NH4Cl; NaOH + HCl = NaCl + H2O.

    Reactivi: - Soluie de HCl 0,1N cu factor cunoscut

    - Metilorange, soluie alcoolic 0,1%

    Modul de lucru:

    n trei flacoane Erlenmeyer se introduc cte 10 ml HCl 0,1 N, 5 ml soluie de

    NH3, 1-2 picturi de metiloranj i se titreaz excesul de acid cu o soluie titrat de

    NaOH 0,1 N pn la virajul indicatorului de la rou la portocaliu.

    Calcul:

    1000ml HCl 0,1 N ................. 1,7 g NH3

    vHCl FHCl - v

    NaOH FNaOH ...........x x = g NH3/ 5 ml

    vHCl FHCl - v

    NaOH FNaOH = volumul teoretic de HCl, obinut pe cale titrimetric, ce conine cantitatea de HCl care a reacionat cu NH3 din

    prob; vHCl = 10 ml; v

    NaOH 0,1 N = media aritmetic a volumelor de

    echivalen obinute la titrarea celor 3 probe paralele.

    Concentraia soluiei de amoniac se exprim n g/100 ml, adic C NH3 %(m/v) = 20 x

    Titrarea unui acid slab cu o baz tare

    Principiu:

    La titrarea unui acid slab cu o baz tare se formeaz o sare hidrolizabil. De

    exemplu titrarea acidului lactic cu o soluie titrat de NaOH implic urmtoarele

    procese chimice:

  • 28

    CH3 CH

    OH

    COOH + Na+ + HO- CH3 CH

    OH

    COO- + Na+ + H2O

    H2O H+ + OH-

    H+ + CH3 - CH - COO- CH3 - CH - COOH

    OH OH Din ecuaii reiese c anionii acidului slab, rezultai prin ionizarea complet a

    srii, se combin cu H+ rezultai n urma procesului de disociere a H2O . Astfel [ ]H + descrete, iar [ ]OH > [ ]H + ceea ce determin reacia alcalin a soluiei. La punctul de echivalen soluia are un pH > 7. n general, soluiile apoase ale srurilor acizilor slabi cu baze tari sunt alcaline. Se alege acel indicator al crui interval de viraj conine

    valoarea pH-ului soluiei srii hidrolizabile. n cazul de fa este folosit indicatorul

    fenolftalein, al crui interval de viraj este cuprins ntre 8-10 uniti de pH. Aa cum se

    vede n figura de mai jos, n care acidul slab este CH3COOH, folosirea unui indicator cu

    interval de viraj n mediul acid nu permite punerea n eviden cu precizie punctul de

    echivalen al reaciei

    Aplicaie: Dozarea acidului lactic cu o soluie titrat de NaOH

    Reactivi: - Soluie NaOH 0,1N cu factorul cunoscut

    - Soluie alcoolic de fenolftalein 0,1%

    Modul de lucru:

    n trei flacoane Erlenmayer se msoar cte 10 ml soluie acid lactic, se adaug

    3-4 picturi de fenolftalein i se titreaz cele trei probe cu o soluie titrat de NaOH 0,1

    N, pn la virajul indicatorului de la incolor la roz slab persistent cel puin 20 de

    secunde .

  • 29

    Concentraia acidului lactic se exprim n procente mixte i se calculeaz n felul

    urmtor:

    1000 ml NaOH 0,1 N ............... 9 g acid lactic

    v

    FNaOH ............................ x x = g/10 ml c% (m/v) = 10 x

    Titrarea unei baze slabe cu un acid tare

    Principiu:

    La titrarea unei baze slabe cu un acid tare se formeaz o sare hidrolizabil, pH-ul

    n punctul de echivalen fiind mai mic dect 7. n general soluiile apoase ale srurilor

    acizilor tari cu baze slabe sunt acide. De exemplu titrarea unei soluii de NH3 cu o

    soluie titrat de HCl implic urmtoarele procese chimice:

    NH3 + H2O NH4OH

    NH4OH + H+ + Cl- NH4 + Cl- + H2O

    H2O H+ + OH-

    NH4 + OH- NH4OH

    +

    +

    Ionii OH- rezultai n urma procesului de disociere a H2O au tendina de a

    reaciona cu o parte din ionii de amoniu formai. Astfel [ ]OH descrete, iar [ ]H + > [ ]HO ceea ce determin reacia acid a soluiei. La punctul de echivalen soluia are un pH < 7. Prin urmare se alege acel indicator al crui interval de viraj conine pH-ul soluiei srii rezultate n urma titrrii (NH4Cl). n acest caz se poate folosi metiloranjul

    (figura de mai jos).

  • 30

    Titrrile acizilor slabi cu baze slabe (i invers), nu produc variaii brute i mari

    a pH-ului n jurul punctului de echivalen. De aceea ele sunt rar utilizate n titrimetria

    acido-bazic.

    Oxidimetria volumetric

    Date generale

    n oxidimetrie toate reaciile chimice au loc cu transfer de electroni, ele

    denumindu-se oxido-reduceri sau reacii redox.

    Dup reactivii utilizai oxidimetria se poate mpri n:

    a) Permanganometria, care folosete drept component oxidant KMnO4.

    b) Iodometrie, n care ca reactiv se folosete I2 sau I-, ca oxidant respectiv reductor,

    dup caz.

    c) Alte procedee [bromatometrie(KBrO3), cerimetrie (Ce(SO4)2), bicromatometrie (K2Cr2O7), iodatometrie (KIO3)] utilizeaz compuii precizai ntre paranteze ca oxidani.

    Reaciile redox pot fi utilizate n vederea unor dozri, dac ele ntrunesc anumite

    condiii:

    - s fie totale n sensul dorit ( adic s fie cantitative),

    - s decurg cu vitez mare, pentru ca deteminrile s se efectueze ntr-un timp scurt,

    - s se poat observa uor punctul de echivalen, care arat sfritul reaciei chimice.

    Grupa metodelor volumetrice bazate pe reacii redox cuprinde procedee de

    determinare cantitativ, care se realizeaz prin titrarea substanelor reductoare cu

    oxidani i a substanelor oxidante cu reductori.

    Majoritatea reaciilor redox sunt reversibile, al cror echilibru dinamic poate fi

    deplasat ntr-un sens sau altul n funcie de condiiile de lucru.

    Ca n oricare alt metod volumetric i n oxidimetrie (titrimetria redox) se

    urmrete atingerea punctului de echivalen care se poate indica vizual sau

    instrumental. De exemplu, n permanganometrie, permanganatul de potasiu este o

    substan colorat ce poate s funcioneze ca indicator, fiindc un mic exces de reactiv

    produce o schimbare de culoare uor sesizabil. n cazul titrrilor iodometrice, la

    punctul de echivalen poate s apar un exces de iod molecular sau s dispar acest

    exces, ceea ce se poate indica cu ajutorul amidonului tiut fiind c amidonul formeaz

    cu I2 un complex violet intens colorat.

  • 31

    Permanganometrie

    Principii:

    Permanganatul de potasiu, KMnO4, este unul dintre oxidanii cei mai folosii,

    datorit potenialului de oxidare mare al sistemului MnO4-/Mn2+. Oxidarea se poate

    efectua att n mediu acid ct i n mediu neutru sau alcalin. Puterea oxidant a

    permanganatului scade mult cu creterea pH-lui soluiei. Reaciile care se petrec n

    diferite medii sunt cele artate mai nainte la calcularea echivalenilor-gram ai KMnO4.

    Rescrierea simplificat a lor pune n eviden numrul de electroni acceptai de

    o molecul de oxidant:

    - n mediu acid KMnO4 accept 5 electroni/molecul:

    MnO4- + 8H+ + 5e- Mn 2+ + 4H2O; - n mediu neutru sau aproape neutru se transfer 3 electroni:

    MnO4-+ 4H+ + 3e- MnO2 + 2H2O - n mediu alcalin, accept un singur electron:

    MnO4- + e- MnO4 2- Permanganatul de potasiu cristalin este de culoare violet, aproape neagr.

    Lumina, creterea temperaturii, a dilurii, a aciditii sau a alcalinitii soluiei, prezena

    corpilor strini mai ales n pulbere, accelereaz descompunerea permanganatului. De

    aceea soluiile de KMnO4 se pstreaz n soluie neutr, n sticle brune (la ntuneric) i

    la temperatura obinuit.

    Stabilirea factorului soluiei de KMnO4 0,1N

    Avnd n vedere instabilitatea KMnO4 este necesar determinarea periodic a

    factorului soluiei de KMnO4 folosindu-se ca substan etalon acidul oxalic.

    Reactivi: - Soluie (COOH)2 0,1N cu factor cunoscut

    - Soluie H2SO4 20%

    Modul de lucru:

    n trei baloane Erlenmeyer se msoar cte 10 ml soluie de acid oxalic 0,1N cu

    factor cunoscut, se adaug cte 10 ml H2SO4 20%, se nclzete la 70-80C i se titreaz cu KMnO4 0,1N pn la roz slab, persistent cel puin 10 secunde.

    Factorul soluiei de KmnO4 se calculeaz dup formula:

    VKMnO4 F KMnO4 = V acid oxalic F acid oxalic unde VKMnO4 este media aritmetic a volumelor de echivalen a celor trei probe paralele.

  • 32

    Vacid oxalic Facid oxalic

    FKMnO4 = VKMnO4

    Determinri permanganometrice n mediu acid

    Permanganatul de potasiu n mediu puternic acid (H2SO4 20%), la temperatura

    de 70-80 C, se reduce la sarea manganoas (MnSO4) punnd n libertate oxigen, conform reaciei cunoscute

    2KMnO4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 +3H2O +5[O] Reacia decurge autocatalitic deoarece ionii manganoi (Mn2+ i Mn3+) formai

    n primul moment catalizeaz reducerea n continuare a permanganatului de potasiu.

    Decolorarea soluiei se produce datorit faptului c MnSO4 format este incolor n soluii

    diluate.

    Soluia acid de permanganat servete n oxidimetrie, pentru dozarea

    volumetric a acidului oxalic, a apei oxigenate i a altor substane (acidului azotos, etc).

    Sfritul titrrii se recunoate prin dispariia sau apariia culorii violete determinate n

    soluie de ionul MnO4-.

    Dozarea acidului oxalic (micrometod)

    Principiu:

    Reacia titrimetric este urmtoarea:

    5(COOH)2 +2KMnO4 +3 H2SO4 = K2SO4 +2MnSO4 +10CO2 +8H2O

    Reactivi: - Soluie H2SO4 20%

    - Soluie KMnO4 0,01 N cu factor, FKMnO4, cunoscut Modul de lucru:

    n trei flacoane Erlenmeyer se msoar cte 1 ml soluie de acid oxalic de dozat.

    Se adaug cte 1 ml H2SO4, 2 ml ap bidistilat i se nclzete pn la 70-80C. Se titreaz cu KMnO4 0,01N pn cnd soluia rmne colorat n roz slab cel puin 10

    secunde.

    Calcul

    1000 ml KMnO4 0,01N reacioneaz cu 0,01 Eq-gram de acid oxalic= 0,45 g acid oxalic

    V KMnO4 F KMnO4 ............................................................ x g acid oxalic

    x g (COOH)2 ........................... 1 ml soluie

    c%(m/v) = 100x

  • 33

    Aceast reacie nu se produce direct: o pictur de soluie de permanganat nu se

    decoloreaz imediat cnd este adugat ntr-o soluie coninnd exces de acid oxalic i

    sulfuric. Culoarea roz a soluiei (datorat prezenei ionului MnO4-) persist, disprnd

    numai dup un anumit interval de timp deoarece reacia redox corespunztoare are o

    cinetic lent pn la formarea catalizatorului (Mn3+). Apoi ionii Mn3+ se reduc la Mn+2,

    care este un proces instantaneu. n ultima etap manganul (II) format reacioneaz rapid

    cu ionul MnO4- (VII), formndu-se Mn (III) foarte reactiv care oxideaz acidul oxalic,

    finalul titrrii fiind determinat de epuizarea (COOH)2 din prob i apariia unui mic

    exces de ioni MnO4- care coloreaz persistent soluia de titrat. Secvena de reacii ale

    procesului autocatalitic este urmtoarea:

    (1) Mn(VII) + (COOH)2 -------> Mn(III) +CO2 (lent) (2) Mn(III) + (COOH)2 -------> Mn(II) + CO2 (instantaneu) (3) Mn(II) + Mn(VII) ---------> Mn(III) (rapid). n stadiul iniial viteza reaciei este controlat de etapa lent (1). De ndat ce

    concentraia ionilor Mn(II) devine apreciabil, reducerea permanganatului poate s se

    desfoare rapid pe calea procesului (3). Spre finalul titrrii culoarea MnO4- dispare tot

    mai greu datorit scderii concentraiei acidului oxalic. Reacia este accelerat n final,

    ca i la nceput, prin nclzire la 70-80C .

    Dozarea apei oxigenate (macrometod)

    Principiu:

    Dozarea se poate face tot prin titrarea direct cu permanganat n soluie de acid

    sulfuric. Apa oxigenat (peroxid de hidrogen) funcioneaz att ca oxidant, dup reacia: H2O2+2H++2e- 2H2O; ct i ca reductor, dup reacia: H2O2 2H++O2;

    n soluie acid permanganatul de potasiu este redus dup reacia:

    5H2O2 +2KMnO4 +3 H2SO4 = K2SO4 +2MnSO4 +8H2O +5O2

    Modul de lucru:

    n trei flacoane Erlenmeyer se msoar cte 10 ml soluie de ap oxigenat de

    dozat. Se adaug cte 10 ml H2SO4 20%. Se titreaz cu soluie de KMnO4 0,1N cu

    factor, FKMnO4, cunoscut pn cnd soluia rmne colorat n roz slab.

  • 34

    Calcul:

    1000 ml KMnO4 0,1N sunt echivaleni cu ...................1,7 g ap oxigenat

    V KMnO4 F KMnO4 ............................................................ x g ap oxigenat

    x g H2O2 10 ml soluie

    c% (m/v) = 10x

    Iodometrie

    Principiu:

    Metoda se bazeaz pe sistemul redox:

    I2 + 2e- 2I- al crui potenial redox standard biochimic este E0 = 0,62 V (pH = 7) n soluii de iodur coninnd ionul I3-, reacia redox i valoarea potenialului redox

    standard biochimic sunt:

    I3- + 2e- 3 I- E0 = 0,54 V (pH=7) n aceste reacii, iodul molecular este oxidant, iar substanele care au un

    potenial redox mai mic dect + 0,54V vor fi oxidate de ctre iod i se vor putea

    determina uor. Un exemplu este reacia cu tiosulfat:

    I2 + 2S2O32- 2I- +S4O62- (ioni tetrationat) Substanele care au potenial redox mai mare (substanele oxidante), cum este

    ionul Fe3+, pun n libertate iodul molecular conform reaciei:

    2Fe3+ + 2I- 2Fe2+ + I2 Calculul de baz al iodometriei este deci urmtorul: din cantitatea de iod eliberat

    de un oxidant sau din cantitatea de I2 redus de un reductor se poate calcula cantitatea

    oxidantului sau reductorului.

    Sfritul reaciei dintre substana de analizat i iod, n prezen de iodur, este

    determinat cu ajutorul amidonului, care formeaz un compus colorat intens albastru, de

    forma [(C6H10O5)4I]4 KI. Sensibilitatea indicatorului este mare, punndu-se n eviden circa 1,5 mg iod la litru de soluie, (10-5N) acidulat cu HCl sau H2SO4. Creterea temperaturii soluiei de titrat sau prezena alcoolului metilic sau etilic micoreaz

    sensibilitatea indicatorului.

    Tot ca indicator n iodometrie se poate folosi o soluie alcoolic 0,2% de -naftol-flavon, care cu iodul d un compus colorat tot n albastru. Acest indicator este

    ns mult mai sensibil dect amidonul i se poate folosi la titrarea soluiilor mai diluate

  • 35

    de iod (10-3n) sau la titrarea iodometric a soluiilor colorate, n lumin ultraviolet cnd, la un exces de iod, fluorescena albastr a indicatorului dispare. n acelai mod se

    folosete i rodamina B, a crei fluorescen roie la lumina ultraviolet dispare n

    prezena unui mic exces de iod.

    Dozarea substanelor reductoare

    Substanele reductoare pot fi dozate n dou feluri:

    - substana de dozat se titreaz direct cu soluie de iod,

    - substanei de dozat i se adaug soluie de iod n exces i excesul de iod se titreaz cu o

    soluie de tiosulfat de sodiu cu factor cunoscut. Sfritul acestor titrri poate fi

    determinat cu unul din indicatorii prezentai mai sus.

    Reacia titrimetric este: 2Na2S2O3 + I2 2NaI + Na2S4O6

    Stabilirea factorului soluiei de Na2S2O3 0,01 N

    Principiu:

    n cazul soluiei etalon de permanganat de potasiu au loc urmtoarele reacii:

    10 KI + 2 KMnO4 + 16 HCl = 12 KCl + 2 MnCl2 + 5 I2 + 8 H2O

    I2 + 2 Na2S2O3 = 2 NaI + Na2S4O6

    Reactivi: - Soluie de KMnO4 0,01 N cu factorul FKMnO4

    - Soluie de HCl 15%

    - Soluie de KI 0,5%

    Modul de lucru:

    n 3 baloane Erlenmeyer se msoar cte 10 ml soluie de permanganat 0,01 N,

    se adaug cte 5 ml soluie de HCl 15% i 10 ml soluie de KI 0,5%.

    Dup 5 minute de repaus se titreaz cu tiosulfat de sodiu iodul pus n libertate

    pn la culoarea galben-deschis a soluiei. Se adaug 2 ml soluie de amidon 0,5% i se

    continu titrarea pn la albastru pal agitnd puternic. O pictur de soluie de tiosulfat

    n exces decoloreaz complet soluia.

    Calcul:

    Se folosete formula VNa2S2O3FNa2S2O3 = VKMnO4FKMnO4

    VKMnO4FKMnO4 adic FNa2S2O3 = VNa2S2O3

  • 36

    Dozarea substanelor oxidante

    Din soluia de KI oxidanii pun n libertate iod elementar. Cantitatea de iod pus

    n libertate este echivalent cu cantitatea substanei oxidante adugate. Iodul elementar

    pus n libertate se dozeaz prin titrare cu tiosulfat de sodiu care reduce iodul la ioni de

    iodur conform reaciei de mai sus.

    Dozarea K3[Fe(CN)6] (macrometod) Principiu:

    Iodul rezultat prin oxidarea ionilor I- de ctre ionii [Fe(CN)6]3- conform reaciei, 2 [Fe(CN)6]3- + 2 I- 2 [Fe(CN)6]4- + I2, este titrat cu tiosulfat de sodiu n

    prezena amidonului ca indicator. Reacia are loc n mediu slab acid (CH3COOH) ns,

    fiind reversibil, deplasarea ei spre dreapta se realizeaz prin adaosul de ioni Zn2+ din

    amestecul CH3COOH ZnSO4. Are loc reacia:

    2 K4[Fe(CN)6] + 3 ZnSO4 K2Zn3[Fe(CN)6]2 + 3 K2SO4 Ireversibilitatea acestei reacii se datoreaz insolubilitii srii duble a ferocianurii.

    Reactivi: - Soluie KI 0,5 %

    - Soluie CH3COOH - ZnSO4 (3% fiecare)

    - Soluie Na2S2O3 0,01 N cu factor cunoscut

    - Soluie amidon 0,5 %

    Modul de lucru:

    n 3 baloane Erlenmeyer se msoar cte 10 ml fericianur de potasiu. Se adaug

    cte 10 ml soluie de KI i 15 ml CH3COOH - ZnSO4. Dup 5 minute se titreaz cu

    soluie de tiosulfat de sodiu 0,01N iodul pus n libertate pn la decolorarea aproape

    complet a soluiei. Se adaug 2 ml soluie de amidon i se continu titrarea pn la

    dispariia culorii albastre.

    Calcul:

    1000 ml Na2S2O3 0,01N ..3,29 g K3[Fe(CN)6] VFNa2S2O3...........................................x g

    x g K3[Fe(CN)6].10 ml sol c%(m/v) = 10 x

    Dozarea K3[Fe(CN)6] (micrometod)

    Principiu i reactivi: sunt aceeai ca i la macrometod.

  • 37

    Modul de lucru:

    n 3 baloane Erlenmeyer se msoar cte 2 ml ap bidistilat. Se adaug cu

    ajutorul micropipetei cte 0,10 ml fericianur de potasiu. Se adaug cte 1 ml soluie de

    KI i 1,5 ml CH3COOH - ZnSO4. Dup 5 minute se titreaz iodul eliberat cu soluie de

    tiosulfat de sodiu 0,01N n prezena de 0,2 ml amidon pn la dispariia culorii albastre.

    Calcul:

    1000 ml Na2S2O3 0,01N ..3,29 g K3[Fe(CN)6] VFNa2S2O3...........................................x g

    x g K3[Fe(CN)6].0,1 ml sol c%(m/v) = 1000 x

    Sistemul I2/I- se gsete n concentraie foarte mic n apa de mare (0,05 mg/l), deoarece

    iodul este legat n cea mai mare parte sub form organic. Plantele marine extrag iodura

    din apa de mare. Iodura se regsete n cenua acestor plante. Se mai gsete iodur n

    cantiti variabile (7-46 g/m3) n apele fosile care nsoesc petrolul i, n concentraii mai

    mici, n unele ape minerale.

    Iodul apare, n concentraii foarte mici, n toate vieuitoarele i este indispensabil

    pentru viaa acestora. La animalele superioare, iodul este concentrat n glanda tiroid

    ntr-o protein numit tireoglobulin. Lipsa de iod n apa de but, n special n unele

    regiuni muntoase, determin apariia, la populaia acelor regiuni, a unor maladii ale

    glandei tiroide (gu).

    Complexometria volumetric

    Metodele complexometrice servesc la dozarea cationilor prin titrare cu soluia

    agentului complexant. Prin metodele indirecte se pot doza complexometric i anioni,

    precum i substanele organice. Din numrul mare de reactivi unul frecvent folosit este

    complexonul III (EDTA Na2) utilizat spre exemplu pentru titrarea ionilor Ca2+.

  • 38

    CH2

    CH2

    N

    N

    CH2

    CH2

    CH2

    CH2

    COOH

    C

    C

    COOH

    O

    O

    O-

    O-Na+

    Na++ Ca2+

    CH2

    CH2

    N

    N

    CH2CH2

    COO-

    C O

    OCa

    CH2 CH2 C

    COO-O

    O

    2-

    + 2 Na+ + 2H+

    complexon III complexonat de

    (etilendiamino-tetraacetatul disodic) calciu

    Existena mai multor cicluri pentaatomice imprim moleculei o mare stabilitate.

    Stabilitatea complexului format este una din condiiile pe care trebuie s o ndeplineasc

    o reacie care st la baza unei metode complexometrice. Stabilitatea se exprim

    cantitativ prin constanta de stabilitate KMY. Dac notm cu M ionul de metal i cu Y

    agentul de complexare, reacia de complexare este urmtoarea:

    M + Y M Y Constanta de stabilitate este exprimat prin relaia:

    [ ][ ] [ ]K

    MYM YMY

    =

    Valoarea constantei de stabilitate depinde de natura complexului i de o serie de ali

    factori, cum ar fi pH-ul soluiei.

    Indicatorii folosii n complexometrie sunt indicatorii metalocromici, colorani

    organici, care formeaz compleci interni cu cationii metalici, de alt culoare dect

    aceea a indicatorului liber.

    Indicatorul trebuie s fie ales n aa fel nct stabilitatea complexului format de

    el cu ionii de metal s fie mai mic dect stabilitatea complexului format agentul de

    complexare cu ionii metalici. n tabelul de mai jos sunt prezentai principalii indicatori

    metalocromici, cationii pentru care sunt folosii i logaritmul constantelor de stabilitate

    ale lor n mediile precizate.

  • 39

    Indicator

    metalcromic Cationi Mediu lg KMY

    Eriocrom negru T Cd2+

    Co2+

    Cu2+

    Mg2+

    Pb2+

    Zn2+

    NaClO4 0,3N

    -

    NaClO4 0,3N

    -

    NaClO4 0,3N

    NaClO4 0,3N

    12,74

    20,00

    21,38

    7,00

    13,19

    12,31

    Murexid Ca2+

    Cu2+

    Ni2+

    -

    -

    KNO3 0,1N

    2,68

    3,50

    3,36

    Acid sulfosalicilic Al3+

    Cu2+ Fe3+

    NaClO4 0,2N

    NH4ClO4 0,2N

    -

    10,01

    9,04

    14,05

    Ftaleincomplexon Ba, Sr, Ca

    Xilenoloranj Be2+

    Bi3+

    La3+

    Pb2+, Zn2+,

    Hg2+, Sn2+

    NaClO4

    NaNO3 0,2N

    NaClO4 0,2N

    -

    -

    3,92

    75,60

    11,67

    -

    -

    Acid

    calconcarbonic

    Ca2+ - -

    Cromazurol S Al3+

    Cu2+

    Fe3+

    Ni2+

    KCl 0,2N

    NaClO4 0,1N

    KCl 0,1N

    -

    4,32

    4,10

    15,60

    9,30

    , `- Dipiridil Fe2+ Zn2+

    KCl 0,1N

    KCl 0,1N

    3,70

    4,35

  • 40

    Dozarea aminoacizilor prin metoda complexonometric

    (metoda Budesinsky)

    Principiu :

    Fosfatul cupric, greu solubil n ap, reacioneaz n mediu neutru cu aminoacizii

    formnd compleci de tipul chelailor. Un aminoacid monoamino-monocarboxilic

    complexeaz ionii Cu2+ n raport de 2:1 formnd un complex solubil n ap. Reacia este

    urmtoarea:

    6 HC

    COOH

    R

    NH2 +Cu3(PO4)2 3HC

    COO

    R

    NH

    H

    Cu NH

    H

    CH

    OOC

    R

    + 2PO43- + 6H+

    Excesul de fosfat cupric nedizolvat se poate separa prin centrifugare sau filtrare.

    Prin adugare de HCl la filtrat se elibereaz ionii cuprici din complex conform reaciei:

    HC

    COO

    R

    NH

    H

    Cu N

    H

    HC

    OOC

    R

    H + 2HCl Cu2+ + 2 Cl- + 2 HC

    COOH

    R

    NH2

    Ionii cuprici eliberai se dizolv prin titrare cu complexon III n prezena

    indicatorului metalocromic piridilazonaftol (PAN). Reacia titrimetric de complexare

    este urmtoarea:

    CH2

    CH2

    N

    N

    CH2 COOH

    CH2 C O

    CH2

    CH2 COOH

    C O

    OO

    --Na+

    Na++ Cu2+

    CH2

    CH2

    N

    NCH2

    CH2

    CH2

    CH2

    Cu

    COO-

    COO-

    C

    C

    O

    O

    O

    O + 2Na+ + H+

    2-

    Reactivi: - soluie complexon III 0,01N cu factor cunoscut

    - soluie HCl 0,01N - indicator PAN 0,1 % n soluie etanolic - suspensie de Cu3(PO4)2

  • 41

    Modul de lucru:

    n trei flacoane Erlenmeyer se pipeteaz cte 5 ml soluie aminoacid, 5 ml

    suspensie agitat de Cu3(PO4)2, se agit bine i apoi se las 5 minute n repaos.

    Amestecul se filtreaz i din filtrate se pipeteaz cte 5 ml n trei flacoane Erlenmeyer

    curate. Se adaug ctre 1 ml soluie HCl, 3 picturi indicator PAN i se titreaz ionii Cu 2+ eliberai cu o soluie de complexon III 0,01 M pn la virajul indicatorului de la rou

    violet la galben-verzui.

    Calcul:

    Dac se cunoate natura aminoacidului prezent se ia n calcul masa molecular a

    lui. Dac este vorba de un amestec de aminoacizi monoamino-monocarboxilici

    rezultatul se exprim n mg N -aminic/100 ml sau mmoli N -aminic/l. 1000 ml sol. complexon III 0,01 M ....................0,01 2 14 g N v

    FComplexon III ................................... .............................. x

    x = .......g/ 2,5 ml c% (m/v) = 40 x

    Volumetria prin reacii de precipitare

    Principii:

    Soluia de reactiv formeaz cu componentul de dozat un precipitat insolubil. Din

    volumul reactivului folosit pentru precipitarea complet a componentului de dozat se

    calculeaz cantitatea componentului respectiv. Pot fi utilizate numai acele reacii, la

    care precipitatul format are compoziie constant, reacia decurge rapid i punctul de

    echivalen poate fi indicat. Fiecare metod necesit indicator aparte. Dac n cursul

    titrrii se formeaz precipitat alb sau de culoare desch