LABORATOŘE Z ANALYTICKEacute CHEMIE

Naacutevody k praktickyacutem uacutelohaacutem

Univerzita Karlova v Praze

Pedagogickaacute fakulta

Katedra chemie a didaktiky chemie

OBSAH

Hodnoceniacute praktickyacutech uacuteloh a piacutesemnyacute test 1

Statistickeacute vyhodnoceniacute analytickyacutech vyacutesledků 2

Kvalitativniacute analyacuteza anorganickyacutech iontů v kapalneacutem vzorku 6

Důkaz dvou kationtů ve směsi (K) 8

Důkaz dvou aniontů ve směsi (A) 9

Identifikace pevnyacutech anorganickyacutech vzorků kvalitativniacute analyacutezou (PV) 10-12

Acidobazickeacute titrace 14

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I) 15

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I) 16

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II) 17

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II) 18

Sraacutežeciacute titrace 19

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag) 19

Chelatometrickeacute titrace 20

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I) 20

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II) 21

Jodometrickaacute titrace 23

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I) 23

Manganometrickeacute titrace 25

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn) 25

Konduktometrie (KT) 27

Zpětnaacute titrace (ZT) 31

Hodnoceniacute praktickyacutech uacuteloh a piacutesemnyacute test

Každyacute student vypracuje z provedeneacute praktickeacute uacutelohy přehlednyacute protokol podle

vzoroveacuteho protokolu včetně spraacutevneacuteho statistickeacuteho vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech vyacutesledků a ten

odevzdaacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute Každaacute praktickaacute uacuteloha každeacuteho studenta bude

na zaacutekladě jeho odevzdaneacuteho protokolu ohodnocena klasifikačniacutem stupněm vyacuteborně velmi dobře

nebo dobře podle naacutesledujiacuteciacute tabulky

Chyba stanoveniacute do 3 + spraacutevnyacute vyacutepočet vyacuteborně 1

Chyba stanoveniacute do 3 + chybnyacute vyacutepočet velmi dobře 2

Chyba stanoveniacute do 6 + spraacutevnyacute vyacutepočet velmi dobře 2

Chyba stanoveniacute do 6 + chybnyacute vyacutepočet dobře 3

Chyba stanoveniacute do 10 + spraacutevnyacute vyacutepočet dobře 3

Chyba stanoveniacute do 10 + chybnyacute vyacutepočet nevyhovujiacuteciacute 4

Chyba stanoveniacute nad 10 + jakyacutekoliv vyacutepočet nevyhovujiacuteciacute 4

V uacutelohaacutech K a A se za každyacute chybně dokaacutezanyacute ion snižuje hodnoceniacute o jeden stupeň

Striktniacute dodržovaacuteniacute bezpečnostniacutech předpisů pro praacuteci v chemickyacutech laboratořiacutech při

jakeacutekoliv praacuteci v laboratoři a uacutespěšneacute absolvovaacuteniacute praktickyacutech uacuteloh praktika z analytickeacute

chemie je nezbytnou podmiacutenkou k obdrženiacute zaacutepočtu

- 1 -

Statistickeacute vyhodnoceniacute analytickyacutech vyacutesledků

Vyacutesledky analytickyacutech stanoveniacute jsou vždy zatiacuteženy naacutehodnyacutemi chybami a mohou byacutet

takeacute zatiacuteženy chybami hrubyacutemi a systematickyacutemi Vyacutesledky zatiacuteženeacute hrubyacutemi chybami se projeviacute

jako odlehleacute vyacutesledky daneacuteho souboru analytickyacutech vyacutesledků a lze je vyloučit testy pro odlehleacute

vyacutesledky Systematickeacute chyby ktereacute způsobujiacute strannost vyacutesledků lze prokaacutezat či vyvraacutetit jejich

porovnaacuteniacutem s analytickyacutemi vyacutesledky nezatiacuteženyacutemi systematickou chybou popřiacutepadě jejich

porovnaacuteniacutem se znaacutemou pravou hodnotou pomociacute testů shodnosti

Naacutehodneacute chyby analytickyacutech vyacutesledků vedou k jejich určiteacutemu rozděleniacute či distribuci

Pod pojmem rozděleniacute vyacutesledků rozumiacuteme zaacutevislost pravděpodobnosti vyacuteskytu daneacuteho vyacutesledku

na jeho hodnotě Převaacutežnaacute čaacutest souborů analytickyacutech vyacutesledků maacute jednovrcholoveacute rozděleniacute

ktereacute se jen zřiacutedka bliacutežiacute normaacutelniacutemu neboli Gaussovu rozděleniacute Přesnost analytickyacutech vyacutesledků

je praacutevě charakterizovaacutena tiacutemto jednovrcholovyacutem rozděleniacutem Každeacute jednovrcholoveacute rozděleniacute

vyacutesledků můžeme popsat dvěma na sobě nezaacutevislyacutemi parametry Prvniacute z nich se nazyacutevaacute parametr

centroidniacute tendence kteryacute charakterizuje spraacutevnost vyacutesledků a vyjadřujeme jej středniacute hodnotou

souboru analytickyacutech vyacutesledků Druhyacutem z nich je parametr variability jenž charakterizuje

shodnost analytickyacutech vyacutesledků a vyjadřujeme jej rozptylem popřiacutepadě druhou odmocninou

rozptylu nazyacutevanou teacutež směrodatnaacute odchylka

Obecně platiacute že paralelniacute analytickeacute vyacutesledky ktereacute jsou zatiacuteženy pouze malyacutemi

naacutehodnyacutemi chybami tedy shodneacute a ktereacute nejsou zaacuteroveň zatiacuteženy systematickou chybou tedy

spraacutevneacute označujeme jako přesneacute vyacutesledky

Statistickeacute vyhodnoceniacute analytickyacutech vyacutesledků se provaacutediacute s konečnyacutemi vyacutesledky

koncentraciacute či procentuaacutelniacutech zastoupeniacute analytů ve vzorku nikoliv s mezivyacutesledky či

dokonce vstupniacutemi daty jako jsou napřiacuteklad spotřeby odměrnyacutech roztoků absorbance

anebo prošleacute naacuteboje

Ojedinělyacute vyacutesledek v daneacutem souboru analytickyacutech vyacutesledků kteryacute je zatiacutežen hrubou

chybou se projeviacute jako odlehlyacute vyacutesledek a lze jej vyloučit na zaacutekladě Deanova a Dixonova testu

pro odlehleacute vyacutesledky Nejprve uspořaacutedejte vyacutesledky ve vašem souboru analytickyacutech vyacutesledků dle

- 2 -

velikosti od nejmenšiacuteho k největšiacutemu x1 lt x2 lt x3 xn-2 lt x n-1 lt x n Naacutesledně vypočiacutetejte rozpětiacute

R souboru vašich vyacutesledků jako rozdiacutel mezi největšiacute a nejmenšiacute hodnotou tohoto souboru

Poteacute vypočiacutetejte kriteacuterium Q1 jako rozdiacutel mezi nejmenšiacutem a naacutesledujiacuteciacutem vyacutesledkem podělenyacute

rozpětiacutem souboru vyacutesledků

a kriteacuterium Qn jako rozdiacutel mezi největšiacutem a předchaacutezejiacuteciacutem vyacutesledkem podělenyacute rozpětiacutem

souboru vašich vyacutesledků

Hodnoty kriteacuteriiacute Q1 a Qn pak porovnejte s tabelovanou kritickou hodnotou kriteacuteria Qk pro

danyacute počet analytickyacutech vyacutesledků n v souboru Shledaacutete-li Q1 gt Qk pak nejmenšiacute analytickyacute

vyacutesledek x1 je odlehlyacute podle Deanova a Dixonova testu a proto jej ze souboru vylučte jako

odlehlyacute vyacutesledek Pokud naleznete Qn gt Qk pak největšiacute vyacutesledek daneacuteho souboru xn je odlehlyacute a

tudiacutež jej vylučte ze souboru jako odlehlyacute vyacutesledek Po provedeniacute Deanova a Dixonova testu daacutele

vyhodnocujte soubor vašich analytickyacutech vyacutesledků zmenšenyacute o odlehleacute vyacutesledky

Středniacute hodnotu souboru analytickyacutech vyacutesledků musiacutete pro menšiacute soubory (n le 20)

odhadnout pomociacute mediaacutenu Jako mediaacuten souboru s lichyacutem počtem vyacutesledků seřazenyacutech podle

velikosti označte prostředniacute vyacutesledek U souboru se sudyacutem počtem vyacutesledků seřazenyacutech podle

velikosti vypočiacutetejte mediaacuten jako aritmetickyacute průměr dvou prostředniacutech vyacutesledků

Směrodatnou odchylku souboru analytickyacutech vyacutesledků musiacutete pro menšiacute soubory (n le 20)

odhadnout z rozpětiacute souboru vyacutesledků Odhad směrodatneacute odchylky souboru vyacutesledků z rozpětiacute

vypočiacutetejte vynaacutesobeniacutem rozpětiacute souboru tabelovanyacutem koeficientem kteryacute naleznete v tabulce

pro danyacute počet měřeniacute n

- 3 -

Relativniacute směrodatnou odchylku souboru analytickyacutech vyacutesledků vypočiacutetejte jako podiacutel

odhadu směrodatneacute odchylky a mediaacutenu souboru vašich vyacutesledků

Relativniacute směrodatnou odchylku vyjaacutedřete v procentech jejiacutem vynaacutesobeniacutem 100

Miacuteru shodnosti analytickyacutech vyacutesledků ktereacute jste ziacuteskali vy (tedy jeden experimentaacutetor) za

stejnyacutech experimentaacutelniacutech podmiacutenek v raacutemci vašeho souboru vyacutesledků můžete vyjaacutedřit pomociacute

intervalu spolehlivosti L12 neboli meze opakovatelnosti r Interval spolehlivosti popřiacutepadě mez

opakovatelnosti souboru vyacutesledků udaacutevaacute interval v němž se hledanyacute parametr centroidniacute

tendence daneacuteho souboru vyacutesledků nachaacuteziacute s jistou pravděpodobnostiacute kterou voliacutete koeficientem

spolehlivosti popřiacutepadě hladinou vyacuteznamnosti Při hodnoceniacute souborů vyacutesledků v analytickeacute

chemii běžně použiacutevaacuteme koeficient spolehlivosti 095 a to znamenaacute že vyhodnocujeme

analytickeacute vyacutesledky na hladině vyacuteznamnosti 005 Interval spolehlivosti L12 a zaacuteroveň mez

opakovatelnosti r souboru vašich analytickyacutech vyacutesledků vypočiacutetejte vynaacutesobeniacutem rozpětiacute

souboru vašich vyacutesledků tabelovanyacutem koeficientem Kn pro danyacute počet měřeniacute n a danyacute koeficient

spolehlivosti 095

Pro koeficient spolehlivosti 095 ležiacute parametr centroidniacute tendence vašich vyacutesledků s 95

pravděpodobnostiacute v intervalu ohraničeneacutem intervalem spolehlivosti či meziacute opakovatelnosti

kolem středniacute hodnoty tohoto souboru vyacutesledků

- 4 -

Do vypracovanyacutech přehlednyacutech protokolů z provedeneacute praktickeacute uacutelohy uvaacutedějte

konečnyacute analytickyacute vyacutesledek jako mediaacuten opatřenyacute intervalem spolehlivosti a v zaacutevorce

relativniacute směrodatnou odchylkou vyjaacutedřenou v procentech tedy v naacutesledujiacuteciacutem formaacutetu

Tabulka hodnot koeficientů kn a Kn a kritickyacutech hodnot kriteacuteriiacute Qk

pro danyacute soubor analytickyacutech vyacutesledků o počtu n a pro koeficient

spolehlivosti 095 neboli hladinu vyacuteznamnosti 005

n kn Kn Q k

2 0886 640 ndash

3 0591 130 0941

4 0486 072 0765

5 0430 051 0642

6 0395 040 0560

7 0370 033 0507

8 0351 029 0468

9 0337 026 0437

10 0325 023 0412

- 5 -

Kvalitativniacute analyacuteza anorganickyacutech iontů v kapalneacutem vzorku

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci organickyacutech laacutetek

v analyzovaneacutem vzorku Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech

komplexotvornyacutech a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem

mohou vznikat barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech

reakciacute Silneacute kyseliny a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů

charakteristickeacuteho zaacutepachu Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit

doporučovaneacute prostřediacute důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou

kyselinu či zaacutesadu pro vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok

i s činidlem zahřaacutet na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen

v alkalickeacutem prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute prostřediacute praacutevě neutraacutelniacute a některeacute reakce musiacute byacutet

urychleny vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech

podmiacutenek provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute

iont je přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku ve

zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute přidaneacute

kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla rozpustneacute na

bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem činidle musiacutete

vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto operaci odsajte

matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou v maleacutem

množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho louhu

Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a ke sraženině na

dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute sraženinu

v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle rozpouštiacute a miziacute

za vzniku čireacuteho roztoku

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

- 6 -

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

popřiacutepadě jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto polčce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 7 -

Důkaz dvou kationtů ve směsi (K)

V jedneacute zkumavce (A) je pouze jeden kationt kteryacute dokažte Ve zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute kationty Vzorek může obsahovat biacutelou

sraženinu způsobenou hydrolyacutezou jednoho z obou kationtů Existence takoveacuteho zaacutekalu ve vašem

vzorku vaacutes upozorňuje na přiacutetomnost snadno hydrolyzovatelneacuteho kationtu amfoterniacuteho

charakteru a tato informace by vaacutem měla usnadnit jeho důkaz Pokud je vzorek kationtů barevnyacute

obsahuje barevnyacute kationt a toto zabarveniacute by vaacutem opět mělo usnadnit jeho důkaz Pro důkaz

kationtů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a podle

barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute kationty ve vašem vzorku

by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva kationty ve

vzorku použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech kationtech dedukujte ktereacute dva kationty jsou ve

vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

kationt V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickyacutem činidlem přiacutemo

v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou kationtů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute kationt

musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho kationtu ze směsi a po promytiacute a

rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickou reakciacute v nepřiacutetomnosti

druheacuteho kationtu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute

reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem

kationtem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz kationtů ve směsi vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute

myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie

neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute

vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou

rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 8 -

Důkaz dvou aniontů ve směsi (A)

V jedneacute zkumavce je pouze jeden kationt (A) kteryacute dokažteVe zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute anionty ktereacute takeacute dokažte Pokud je vzorek

aniontů barevnyacute obsahuje barevnyacute aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz Pro

důkaz aniontů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro anionty a

podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute anionty ve vašem vzorku by se

mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva anionty ve vzorku

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Reakciacute podiacutelu vašeho vzorku se zředěnou kyselinou můžete těkaveacute anionty rozložit za vzniku

specifickeacuteho plynu kteryacute lze v mnoha přiacutepadech identifikovat čichem popřiacutepadě vhodnyacutem

činidlem Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte ktereacute dva anionty

jsou ve vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro

přiacuteslušnyacute aniont V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickyacutem činidlem

přiacutemo v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou aniontů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute

aniont musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho aniontu ze směsi a po

promytiacute a rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickou reakciacute v

nepřiacutetomnosti druheacuteho aniontu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti

průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla

s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz aniontů ve směsi vyžaduje vaše

logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu

analytickeacute chemie neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro

všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu aniontů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 9 -

Identifikace pevnyacutech anorganickyacutech vzorků kvalitativniacute analyacutezou (PV)

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci pevnyacutech

anorganickyacutech vzorků ktereacute jsou soliacute tvořenou anorganickyacutem kationtem a aniontem

Analyzovanyacute pevnyacute vzorek může byacutet snadno či hůře rozpustnyacute ve vodě popřiacutepadě ve vodě

nerozpustnyacute a pak se jej snažiacuteme převeacutest do roztoku rozpouštěniacutem ve zředěneacute či koncentrovaneacute

vhodneacute kyselině nebo taveniacutem s vhodnyacutem činidlem Abychom identifikovali pevnyacute anorganickyacute

vzorek musiacuteme po jeho rozpuštěniacute dokaacutezat kationt i aniont v něm přiacutetomnyacute

Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech komplexotvornyacutech

a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem mohou vznikat

barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech reakciacute Silneacute kyseliny

a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů charakteristickeacuteho zaacutepachu

Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit doporučovaneacute prostřediacute

důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou kyselinu či zaacutesadu pro

vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok i s činidlem zahřaacutet

na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen v alkalickeacutem

prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute praacutevě neutraacutelniacute prostřediacute a některeacute reakce musiacute byacutet urychleny

vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech podmiacutenek

provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute iont je

přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku

ve zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute

přidaneacute kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla

rozpustneacute na bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem

činidle musiacutete vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto

operaci odsajte matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou

v maleacutem množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho

louhu Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a

ke sraženině na dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute

sraženinu v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle

rozpouštiacute a miziacute za vzniku čireacuteho roztoku

- 10 -

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

přiacutepadně jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto poličce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 11 -

Identifikace pevneacuteho anorganickeacuteho vzorku

Nejprve si pevnyacute vzorek pečlivě prohleacutedněte a všimněte si jeho charakteristickyacutech

vnějšiacutech vlastnostiacute jako je barva a přiacutepadnyacute tvar krystalů Barevnyacute vzorek může obsahovat

barevnyacute kationt popřiacutepadě aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz

Naacutesledně se snažte pevnyacute vzorek rozpustit Zkuste jej rozpouštět v destilovaneacute vodě za

studena a pokud nejste uacutespěšniacute tak za tepla popřiacutepadě za varu na vodniacute laacutezni Nerozpouštiacute-li se

pevnyacute vzorek v destilovaneacute vodě za studena za tepla a ani za varu rozpouštějte jej nejprve ve

zředěneacute kyselině chlorovodiacutekoveacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou Neuspějete-li s rozpouštěniacutem v kyselině chlorovodiacutekoveacute rozpouštějte jej ve

zředěneacute kyselině dusičneacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu dusičnou

Pokud se vaacutem nepodařilo rozpustit pevnyacute vzorek ani v kyselině chlorovodiacutekoveacute a ani v kyselině

dusičneacute pak jej rozpouštějte v lučavce kraacutelovskeacute což je směs 3 diacutelů koncentrovaneacute kyseliny

chlorovodiacutekoveacute a 1 diacutelu koncentrovaneacute kyseliny dusičneacute Rozpouštěniacute v koncentrovanyacutech

kyselinaacutech a v lučavce provaacutedějte za varu na vodniacute laacutezni a v zapnuteacute digestoři Při rozpouštěniacute

pevneacuteho vzorku v kyselinaacutech a v lučavce bedlivě sledujte zda-li se vzorek při rozpouštěniacute

rozklaacutedaacute za vyacutevoje nějakeacuteho charakteristickeacuteho plynu a vznikajiacuteciacute plyn identifikujte neboť

poukazuje na těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v rozpouštěneacutem pevneacutem vzorku Po rozpuštěniacute pevneacuteho

vzorku v kyselině či lučavce je třeba kyseliny z roztoku vyvařit teacuteměř do sucha a odpařenyacute

rozpustnyacute zbytek znovu rozpustit v maleacutem množstviacute destilovaneacute vody Pokud univerzaacutelniacute

indikaacutetorovyacute papiacuterek indikuje kyselost vznikleacuteho roztoku i po teacuteto operaci zneutralizujte jej

několika kapkami zředěneacuteho amoniaku až do neutraacutelniacute reakce

Po převedeniacute pevneacuteho vzorku do roztoku dokazujte kationt a pak i aniont Pro důkaz

kationtu ve vzorku proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a

podle barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute kationt v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je dokazovanyacute

kationt použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovaneacutem kationtu dedukujte kteryacute kationt je ve vašem vzorku

přiacutetomen a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute kationt Pokud

si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho

činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem kationtem z postranniacute skřiacuteňky

- 12 -

Při důkazu aniontu vezměte v uacutevahu že těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v pevneacutem vzorku mohl

uniknout během rozpouštěniacute vzorku v kyselině či lučavce ve formě plynu Za teacuteto situace jej

dokažte na zaacutekladě identifikace charakteristickeacuteho plynu jenž unikal při rozpouštěniacute pevneacuteho

vzorku V roztoku s rozpuštěnyacutem pevnyacutem vzorkem pak většinou naleznete aniont pochaacutezejiacuteciacute

z kyseliny použiteacute pro rozpouštěniacute pevneacuteho vzorku V přiacutepadě důkazu aniontu v roztoku

s rozpuštěnyacutem vzorkem proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro

anionty a podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute aniont v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je hledanyacute aniont

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte kteryacute aniont je přiacutetomnyacute

v pevneacutem vzorku a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

aniont Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci

tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky

Identifikace pevneacuteho vzorku vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně

detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie neboť neexistuje

univerzaacutelniacute postup identifikace a důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů a aniontů obsaženyacutech ve vzorku vyjaacutedřete

vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 13 -

Acidobazickeacute titrace

V acidimetrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok kyseliny chlorovodiacutekoveacute kteryacute sloužiacute k titraci

hydroxidů a ostatniacutech zaacutesadityacutech laacutetek Odměrnyacute roztok HCl se standardizuje tj určiacute se jeho

přesnaacute koncentrace na pevnyacute dekahydraacutet tetraboritanu sodneacuteho (Na2B4O7 middot10 H2O)

Naopak v alkalimetrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok hydroxidu sodneacuteho kteryacutem

lze titrovat silneacute i slabeacute kyseliny Odměrnyacute roztok NaOH se standardizuje tj určiacute se jeho přesnaacute

koncentrace na pevnyacute dihydraacutet kyseliny šťaveloveacute (COOH)2middot2H2O Z přesneacute molaacuterniacute

koncentrace odměrneacuteho roztoku lze vypočiacutetat faktor f kteryacutem je třeba naacutesobit spraacutevnou tedy

teoretickou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku abychom ziacuteskali přesnou tedy skutečnou

molaacuterniacute koncentraci

c(přesnaacute) = f middot c(spraacutevnaacute)

Kvalitativniacute analyacuteza vzorků

Na laboratorniacutem stole maacutete kapalnyacute vzorek hydroxidu (St I) nebo kyseliny (St II))

Vzorek může obsahovat NaOH KOH HCl HNO3 nebo H2SO4 Kvalitativniacute analyacutezou zjistěte

jakyacute hydroxid či kyselinu vzorek obsahuje a po přiacutepravě odměrneacuteho roztoku zanalyzujte vzorek

kvantitativně

- 14 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I)

Vypočiacutetejte kolik mililitrů koncentrovaneacute 35 kyseliny chlorovodiacutekoveacute majiacuteciacute hustotu

118 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě 10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (Mr (HCl) = 3647)

Vypočiacutetaneacute množstviacute 35 HCl odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte konc HCl destilovanou vodou na celkovyacute objem 1 litru rovněž

v digestoři a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok HCl

o přibližneacute koncentraci je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v acidimetrii

pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku HCl

Tetraboritan sodnyacute Na2B4O7middot10 H2O ve vodnyacutech roztociacutech reaguje zaacutesaditě v důsledku

hydrolyacutezy Hydroxidoveacute anionty uvolněneacute při teacuteto hydrolyacuteze jsou pak při titraci 050 M

odměrnyacutem roztokem HCl neutralizovaacuteny za vzniku vody

Na2B4O7 + 7 H2O rarr 4 H3BO3 + 2 OH- + 2 Na+

2 OH- + 2 HCl rarr 2 H2O + 2 Cl-

Reagencie 050 M odměrnyacute roztok HCl pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O jako primaacuterniacute standard roztok

methylčerveně jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte tedy

kolik gramů pevneacuteho Na2B4O7middot10 H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho

roztoku HCl na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (Na2B4O7 middot 10 H2O) = 38143

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho rozmeziacute splaacutechněte

z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Po rozpuštěniacute zřeďte na celkovyacute objem asi

50 ml přidejte několik kapek roztoku methylčerveně jako indikaacutetoru a titrujte připravenyacutem

05 M odměrnyacutem roztokem HCl ze žluteacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute kapka titračniacuteho

činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku HCl a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem HCl

- 15 -

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

OBSAH

Hodnoceniacute praktickyacutech uacuteloh a piacutesemnyacute test 1

Statistickeacute vyhodnoceniacute analytickyacutech vyacutesledků 2

Kvalitativniacute analyacuteza anorganickyacutech iontů v kapalneacutem vzorku 6

Důkaz dvou kationtů ve směsi (K) 8

Důkaz dvou aniontů ve směsi (A) 9

Identifikace pevnyacutech anorganickyacutech vzorků kvalitativniacute analyacutezou (PV) 10-12

Acidobazickeacute titrace 14

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I) 15

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I) 16

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II) 17

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II) 18

Sraacutežeciacute titrace 19

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag) 19

Chelatometrickeacute titrace 20

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I) 20

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II) 21

Jodometrickaacute titrace 23

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I) 23

Manganometrickeacute titrace 25

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn) 25

Konduktometrie (KT) 27

Zpětnaacute titrace (ZT) 31

Hodnoceniacute praktickyacutech uacuteloh a piacutesemnyacute test

Každyacute student vypracuje z provedeneacute praktickeacute uacutelohy přehlednyacute protokol podle

vzoroveacuteho protokolu včetně spraacutevneacuteho statistickeacuteho vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech vyacutesledků a ten

odevzdaacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute Každaacute praktickaacute uacuteloha každeacuteho studenta bude

na zaacutekladě jeho odevzdaneacuteho protokolu ohodnocena klasifikačniacutem stupněm vyacuteborně velmi dobře

nebo dobře podle naacutesledujiacuteciacute tabulky

Chyba stanoveniacute do 3 + spraacutevnyacute vyacutepočet vyacuteborně 1

Chyba stanoveniacute do 3 + chybnyacute vyacutepočet velmi dobře 2

Chyba stanoveniacute do 6 + spraacutevnyacute vyacutepočet velmi dobře 2

Chyba stanoveniacute do 6 + chybnyacute vyacutepočet dobře 3

Chyba stanoveniacute do 10 + spraacutevnyacute vyacutepočet dobře 3

Chyba stanoveniacute do 10 + chybnyacute vyacutepočet nevyhovujiacuteciacute 4

Chyba stanoveniacute nad 10 + jakyacutekoliv vyacutepočet nevyhovujiacuteciacute 4

V uacutelohaacutech K a A se za každyacute chybně dokaacutezanyacute ion snižuje hodnoceniacute o jeden stupeň

Striktniacute dodržovaacuteniacute bezpečnostniacutech předpisů pro praacuteci v chemickyacutech laboratořiacutech při

jakeacutekoliv praacuteci v laboratoři a uacutespěšneacute absolvovaacuteniacute praktickyacutech uacuteloh praktika z analytickeacute

chemie je nezbytnou podmiacutenkou k obdrženiacute zaacutepočtu

- 1 -

Statistickeacute vyhodnoceniacute analytickyacutech vyacutesledků

Vyacutesledky analytickyacutech stanoveniacute jsou vždy zatiacuteženy naacutehodnyacutemi chybami a mohou byacutet

takeacute zatiacuteženy chybami hrubyacutemi a systematickyacutemi Vyacutesledky zatiacuteženeacute hrubyacutemi chybami se projeviacute

jako odlehleacute vyacutesledky daneacuteho souboru analytickyacutech vyacutesledků a lze je vyloučit testy pro odlehleacute

vyacutesledky Systematickeacute chyby ktereacute způsobujiacute strannost vyacutesledků lze prokaacutezat či vyvraacutetit jejich

porovnaacuteniacutem s analytickyacutemi vyacutesledky nezatiacuteženyacutemi systematickou chybou popřiacutepadě jejich

porovnaacuteniacutem se znaacutemou pravou hodnotou pomociacute testů shodnosti

Naacutehodneacute chyby analytickyacutech vyacutesledků vedou k jejich určiteacutemu rozděleniacute či distribuci

Pod pojmem rozděleniacute vyacutesledků rozumiacuteme zaacutevislost pravděpodobnosti vyacuteskytu daneacuteho vyacutesledku

na jeho hodnotě Převaacutežnaacute čaacutest souborů analytickyacutech vyacutesledků maacute jednovrcholoveacute rozděleniacute

ktereacute se jen zřiacutedka bliacutežiacute normaacutelniacutemu neboli Gaussovu rozděleniacute Přesnost analytickyacutech vyacutesledků

je praacutevě charakterizovaacutena tiacutemto jednovrcholovyacutem rozděleniacutem Každeacute jednovrcholoveacute rozděleniacute

vyacutesledků můžeme popsat dvěma na sobě nezaacutevislyacutemi parametry Prvniacute z nich se nazyacutevaacute parametr

centroidniacute tendence kteryacute charakterizuje spraacutevnost vyacutesledků a vyjadřujeme jej středniacute hodnotou

souboru analytickyacutech vyacutesledků Druhyacutem z nich je parametr variability jenž charakterizuje

shodnost analytickyacutech vyacutesledků a vyjadřujeme jej rozptylem popřiacutepadě druhou odmocninou

rozptylu nazyacutevanou teacutež směrodatnaacute odchylka

Obecně platiacute že paralelniacute analytickeacute vyacutesledky ktereacute jsou zatiacuteženy pouze malyacutemi

naacutehodnyacutemi chybami tedy shodneacute a ktereacute nejsou zaacuteroveň zatiacuteženy systematickou chybou tedy

spraacutevneacute označujeme jako přesneacute vyacutesledky

Statistickeacute vyhodnoceniacute analytickyacutech vyacutesledků se provaacutediacute s konečnyacutemi vyacutesledky

koncentraciacute či procentuaacutelniacutech zastoupeniacute analytů ve vzorku nikoliv s mezivyacutesledky či

dokonce vstupniacutemi daty jako jsou napřiacuteklad spotřeby odměrnyacutech roztoků absorbance

anebo prošleacute naacuteboje

Ojedinělyacute vyacutesledek v daneacutem souboru analytickyacutech vyacutesledků kteryacute je zatiacutežen hrubou

chybou se projeviacute jako odlehlyacute vyacutesledek a lze jej vyloučit na zaacutekladě Deanova a Dixonova testu

pro odlehleacute vyacutesledky Nejprve uspořaacutedejte vyacutesledky ve vašem souboru analytickyacutech vyacutesledků dle

- 2 -

velikosti od nejmenšiacuteho k největšiacutemu x1 lt x2 lt x3 xn-2 lt x n-1 lt x n Naacutesledně vypočiacutetejte rozpětiacute

R souboru vašich vyacutesledků jako rozdiacutel mezi největšiacute a nejmenšiacute hodnotou tohoto souboru

Poteacute vypočiacutetejte kriteacuterium Q1 jako rozdiacutel mezi nejmenšiacutem a naacutesledujiacuteciacutem vyacutesledkem podělenyacute

rozpětiacutem souboru vyacutesledků

a kriteacuterium Qn jako rozdiacutel mezi největšiacutem a předchaacutezejiacuteciacutem vyacutesledkem podělenyacute rozpětiacutem

souboru vašich vyacutesledků

Hodnoty kriteacuteriiacute Q1 a Qn pak porovnejte s tabelovanou kritickou hodnotou kriteacuteria Qk pro

danyacute počet analytickyacutech vyacutesledků n v souboru Shledaacutete-li Q1 gt Qk pak nejmenšiacute analytickyacute

vyacutesledek x1 je odlehlyacute podle Deanova a Dixonova testu a proto jej ze souboru vylučte jako

odlehlyacute vyacutesledek Pokud naleznete Qn gt Qk pak největšiacute vyacutesledek daneacuteho souboru xn je odlehlyacute a

tudiacutež jej vylučte ze souboru jako odlehlyacute vyacutesledek Po provedeniacute Deanova a Dixonova testu daacutele

vyhodnocujte soubor vašich analytickyacutech vyacutesledků zmenšenyacute o odlehleacute vyacutesledky

Středniacute hodnotu souboru analytickyacutech vyacutesledků musiacutete pro menšiacute soubory (n le 20)

odhadnout pomociacute mediaacutenu Jako mediaacuten souboru s lichyacutem počtem vyacutesledků seřazenyacutech podle

velikosti označte prostředniacute vyacutesledek U souboru se sudyacutem počtem vyacutesledků seřazenyacutech podle

velikosti vypočiacutetejte mediaacuten jako aritmetickyacute průměr dvou prostředniacutech vyacutesledků

Směrodatnou odchylku souboru analytickyacutech vyacutesledků musiacutete pro menšiacute soubory (n le 20)

odhadnout z rozpětiacute souboru vyacutesledků Odhad směrodatneacute odchylky souboru vyacutesledků z rozpětiacute

vypočiacutetejte vynaacutesobeniacutem rozpětiacute souboru tabelovanyacutem koeficientem kteryacute naleznete v tabulce

pro danyacute počet měřeniacute n

- 3 -

Relativniacute směrodatnou odchylku souboru analytickyacutech vyacutesledků vypočiacutetejte jako podiacutel

odhadu směrodatneacute odchylky a mediaacutenu souboru vašich vyacutesledků

Relativniacute směrodatnou odchylku vyjaacutedřete v procentech jejiacutem vynaacutesobeniacutem 100

Miacuteru shodnosti analytickyacutech vyacutesledků ktereacute jste ziacuteskali vy (tedy jeden experimentaacutetor) za

stejnyacutech experimentaacutelniacutech podmiacutenek v raacutemci vašeho souboru vyacutesledků můžete vyjaacutedřit pomociacute

intervalu spolehlivosti L12 neboli meze opakovatelnosti r Interval spolehlivosti popřiacutepadě mez

opakovatelnosti souboru vyacutesledků udaacutevaacute interval v němž se hledanyacute parametr centroidniacute

tendence daneacuteho souboru vyacutesledků nachaacuteziacute s jistou pravděpodobnostiacute kterou voliacutete koeficientem

spolehlivosti popřiacutepadě hladinou vyacuteznamnosti Při hodnoceniacute souborů vyacutesledků v analytickeacute

chemii běžně použiacutevaacuteme koeficient spolehlivosti 095 a to znamenaacute že vyhodnocujeme

analytickeacute vyacutesledky na hladině vyacuteznamnosti 005 Interval spolehlivosti L12 a zaacuteroveň mez

opakovatelnosti r souboru vašich analytickyacutech vyacutesledků vypočiacutetejte vynaacutesobeniacutem rozpětiacute

souboru vašich vyacutesledků tabelovanyacutem koeficientem Kn pro danyacute počet měřeniacute n a danyacute koeficient

spolehlivosti 095

Pro koeficient spolehlivosti 095 ležiacute parametr centroidniacute tendence vašich vyacutesledků s 95

pravděpodobnostiacute v intervalu ohraničeneacutem intervalem spolehlivosti či meziacute opakovatelnosti

kolem středniacute hodnoty tohoto souboru vyacutesledků

- 4 -

Do vypracovanyacutech přehlednyacutech protokolů z provedeneacute praktickeacute uacutelohy uvaacutedějte

konečnyacute analytickyacute vyacutesledek jako mediaacuten opatřenyacute intervalem spolehlivosti a v zaacutevorce

relativniacute směrodatnou odchylkou vyjaacutedřenou v procentech tedy v naacutesledujiacuteciacutem formaacutetu

Tabulka hodnot koeficientů kn a Kn a kritickyacutech hodnot kriteacuteriiacute Qk

pro danyacute soubor analytickyacutech vyacutesledků o počtu n a pro koeficient

spolehlivosti 095 neboli hladinu vyacuteznamnosti 005

n kn Kn Q k

2 0886 640 ndash

3 0591 130 0941

4 0486 072 0765

5 0430 051 0642

6 0395 040 0560

7 0370 033 0507

8 0351 029 0468

9 0337 026 0437

10 0325 023 0412

- 5 -

Kvalitativniacute analyacuteza anorganickyacutech iontů v kapalneacutem vzorku

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci organickyacutech laacutetek

v analyzovaneacutem vzorku Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech

komplexotvornyacutech a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem

mohou vznikat barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech

reakciacute Silneacute kyseliny a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů

charakteristickeacuteho zaacutepachu Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit

doporučovaneacute prostřediacute důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou

kyselinu či zaacutesadu pro vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok

i s činidlem zahřaacutet na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen

v alkalickeacutem prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute prostřediacute praacutevě neutraacutelniacute a některeacute reakce musiacute byacutet

urychleny vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech

podmiacutenek provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute

iont je přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku ve

zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute přidaneacute

kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla rozpustneacute na

bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem činidle musiacutete

vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto operaci odsajte

matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou v maleacutem

množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho louhu

Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a ke sraženině na

dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute sraženinu

v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle rozpouštiacute a miziacute

za vzniku čireacuteho roztoku

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

- 6 -

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

popřiacutepadě jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto polčce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 7 -

Důkaz dvou kationtů ve směsi (K)

V jedneacute zkumavce (A) je pouze jeden kationt kteryacute dokažte Ve zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute kationty Vzorek může obsahovat biacutelou

sraženinu způsobenou hydrolyacutezou jednoho z obou kationtů Existence takoveacuteho zaacutekalu ve vašem

vzorku vaacutes upozorňuje na přiacutetomnost snadno hydrolyzovatelneacuteho kationtu amfoterniacuteho

charakteru a tato informace by vaacutem měla usnadnit jeho důkaz Pokud je vzorek kationtů barevnyacute

obsahuje barevnyacute kationt a toto zabarveniacute by vaacutem opět mělo usnadnit jeho důkaz Pro důkaz

kationtů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a podle

barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute kationty ve vašem vzorku

by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva kationty ve

vzorku použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech kationtech dedukujte ktereacute dva kationty jsou ve

vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

kationt V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickyacutem činidlem přiacutemo

v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou kationtů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute kationt

musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho kationtu ze směsi a po promytiacute a

rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickou reakciacute v nepřiacutetomnosti

druheacuteho kationtu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute

reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem

kationtem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz kationtů ve směsi vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute

myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie

neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute

vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou

rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 8 -

Důkaz dvou aniontů ve směsi (A)

V jedneacute zkumavce je pouze jeden kationt (A) kteryacute dokažteVe zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute anionty ktereacute takeacute dokažte Pokud je vzorek

aniontů barevnyacute obsahuje barevnyacute aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz Pro

důkaz aniontů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro anionty a

podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute anionty ve vašem vzorku by se

mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva anionty ve vzorku

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Reakciacute podiacutelu vašeho vzorku se zředěnou kyselinou můžete těkaveacute anionty rozložit za vzniku

specifickeacuteho plynu kteryacute lze v mnoha přiacutepadech identifikovat čichem popřiacutepadě vhodnyacutem

činidlem Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte ktereacute dva anionty

jsou ve vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro

přiacuteslušnyacute aniont V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickyacutem činidlem

přiacutemo v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou aniontů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute

aniont musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho aniontu ze směsi a po

promytiacute a rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickou reakciacute v

nepřiacutetomnosti druheacuteho aniontu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti

průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla

s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz aniontů ve směsi vyžaduje vaše

logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu

analytickeacute chemie neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro

všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu aniontů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 9 -

Identifikace pevnyacutech anorganickyacutech vzorků kvalitativniacute analyacutezou (PV)

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci pevnyacutech

anorganickyacutech vzorků ktereacute jsou soliacute tvořenou anorganickyacutem kationtem a aniontem

Analyzovanyacute pevnyacute vzorek může byacutet snadno či hůře rozpustnyacute ve vodě popřiacutepadě ve vodě

nerozpustnyacute a pak se jej snažiacuteme převeacutest do roztoku rozpouštěniacutem ve zředěneacute či koncentrovaneacute

vhodneacute kyselině nebo taveniacutem s vhodnyacutem činidlem Abychom identifikovali pevnyacute anorganickyacute

vzorek musiacuteme po jeho rozpuštěniacute dokaacutezat kationt i aniont v něm přiacutetomnyacute

Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech komplexotvornyacutech

a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem mohou vznikat

barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech reakciacute Silneacute kyseliny

a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů charakteristickeacuteho zaacutepachu

Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit doporučovaneacute prostřediacute

důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou kyselinu či zaacutesadu pro

vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok i s činidlem zahřaacutet

na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen v alkalickeacutem

prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute praacutevě neutraacutelniacute prostřediacute a některeacute reakce musiacute byacutet urychleny

vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech podmiacutenek

provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute iont je

přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku

ve zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute

přidaneacute kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla

rozpustneacute na bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem

činidle musiacutete vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto

operaci odsajte matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou

v maleacutem množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho

louhu Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a

ke sraženině na dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute

sraženinu v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle

rozpouštiacute a miziacute za vzniku čireacuteho roztoku

- 10 -

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

přiacutepadně jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto poličce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 11 -

Identifikace pevneacuteho anorganickeacuteho vzorku

Nejprve si pevnyacute vzorek pečlivě prohleacutedněte a všimněte si jeho charakteristickyacutech

vnějšiacutech vlastnostiacute jako je barva a přiacutepadnyacute tvar krystalů Barevnyacute vzorek může obsahovat

barevnyacute kationt popřiacutepadě aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz

Naacutesledně se snažte pevnyacute vzorek rozpustit Zkuste jej rozpouštět v destilovaneacute vodě za

studena a pokud nejste uacutespěšniacute tak za tepla popřiacutepadě za varu na vodniacute laacutezni Nerozpouštiacute-li se

pevnyacute vzorek v destilovaneacute vodě za studena za tepla a ani za varu rozpouštějte jej nejprve ve

zředěneacute kyselině chlorovodiacutekoveacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou Neuspějete-li s rozpouštěniacutem v kyselině chlorovodiacutekoveacute rozpouštějte jej ve

zředěneacute kyselině dusičneacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu dusičnou

Pokud se vaacutem nepodařilo rozpustit pevnyacute vzorek ani v kyselině chlorovodiacutekoveacute a ani v kyselině

dusičneacute pak jej rozpouštějte v lučavce kraacutelovskeacute což je směs 3 diacutelů koncentrovaneacute kyseliny

chlorovodiacutekoveacute a 1 diacutelu koncentrovaneacute kyseliny dusičneacute Rozpouštěniacute v koncentrovanyacutech

kyselinaacutech a v lučavce provaacutedějte za varu na vodniacute laacutezni a v zapnuteacute digestoři Při rozpouštěniacute

pevneacuteho vzorku v kyselinaacutech a v lučavce bedlivě sledujte zda-li se vzorek při rozpouštěniacute

rozklaacutedaacute za vyacutevoje nějakeacuteho charakteristickeacuteho plynu a vznikajiacuteciacute plyn identifikujte neboť

poukazuje na těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v rozpouštěneacutem pevneacutem vzorku Po rozpuštěniacute pevneacuteho

vzorku v kyselině či lučavce je třeba kyseliny z roztoku vyvařit teacuteměř do sucha a odpařenyacute

rozpustnyacute zbytek znovu rozpustit v maleacutem množstviacute destilovaneacute vody Pokud univerzaacutelniacute

indikaacutetorovyacute papiacuterek indikuje kyselost vznikleacuteho roztoku i po teacuteto operaci zneutralizujte jej

několika kapkami zředěneacuteho amoniaku až do neutraacutelniacute reakce

Po převedeniacute pevneacuteho vzorku do roztoku dokazujte kationt a pak i aniont Pro důkaz

kationtu ve vzorku proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a

podle barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute kationt v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je dokazovanyacute

kationt použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovaneacutem kationtu dedukujte kteryacute kationt je ve vašem vzorku

přiacutetomen a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute kationt Pokud

si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho

činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem kationtem z postranniacute skřiacuteňky

- 12 -

Při důkazu aniontu vezměte v uacutevahu že těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v pevneacutem vzorku mohl

uniknout během rozpouštěniacute vzorku v kyselině či lučavce ve formě plynu Za teacuteto situace jej

dokažte na zaacutekladě identifikace charakteristickeacuteho plynu jenž unikal při rozpouštěniacute pevneacuteho

vzorku V roztoku s rozpuštěnyacutem pevnyacutem vzorkem pak většinou naleznete aniont pochaacutezejiacuteciacute

z kyseliny použiteacute pro rozpouštěniacute pevneacuteho vzorku V přiacutepadě důkazu aniontu v roztoku

s rozpuštěnyacutem vzorkem proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro

anionty a podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute aniont v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je hledanyacute aniont

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte kteryacute aniont je přiacutetomnyacute

v pevneacutem vzorku a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

aniont Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci

tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky

Identifikace pevneacuteho vzorku vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně

detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie neboť neexistuje

univerzaacutelniacute postup identifikace a důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů a aniontů obsaženyacutech ve vzorku vyjaacutedřete

vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 13 -

Acidobazickeacute titrace

V acidimetrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok kyseliny chlorovodiacutekoveacute kteryacute sloužiacute k titraci

hydroxidů a ostatniacutech zaacutesadityacutech laacutetek Odměrnyacute roztok HCl se standardizuje tj určiacute se jeho

přesnaacute koncentrace na pevnyacute dekahydraacutet tetraboritanu sodneacuteho (Na2B4O7 middot10 H2O)

Naopak v alkalimetrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok hydroxidu sodneacuteho kteryacutem

lze titrovat silneacute i slabeacute kyseliny Odměrnyacute roztok NaOH se standardizuje tj určiacute se jeho přesnaacute

koncentrace na pevnyacute dihydraacutet kyseliny šťaveloveacute (COOH)2middot2H2O Z přesneacute molaacuterniacute

koncentrace odměrneacuteho roztoku lze vypočiacutetat faktor f kteryacutem je třeba naacutesobit spraacutevnou tedy

teoretickou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku abychom ziacuteskali přesnou tedy skutečnou

molaacuterniacute koncentraci

c(přesnaacute) = f middot c(spraacutevnaacute)

Kvalitativniacute analyacuteza vzorků

Na laboratorniacutem stole maacutete kapalnyacute vzorek hydroxidu (St I) nebo kyseliny (St II))

Vzorek může obsahovat NaOH KOH HCl HNO3 nebo H2SO4 Kvalitativniacute analyacutezou zjistěte

jakyacute hydroxid či kyselinu vzorek obsahuje a po přiacutepravě odměrneacuteho roztoku zanalyzujte vzorek

kvantitativně

- 14 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I)

Vypočiacutetejte kolik mililitrů koncentrovaneacute 35 kyseliny chlorovodiacutekoveacute majiacuteciacute hustotu

118 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě 10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (Mr (HCl) = 3647)

Vypočiacutetaneacute množstviacute 35 HCl odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte konc HCl destilovanou vodou na celkovyacute objem 1 litru rovněž

v digestoři a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok HCl

o přibližneacute koncentraci je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v acidimetrii

pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku HCl

Tetraboritan sodnyacute Na2B4O7middot10 H2O ve vodnyacutech roztociacutech reaguje zaacutesaditě v důsledku

hydrolyacutezy Hydroxidoveacute anionty uvolněneacute při teacuteto hydrolyacuteze jsou pak při titraci 050 M

odměrnyacutem roztokem HCl neutralizovaacuteny za vzniku vody

Na2B4O7 + 7 H2O rarr 4 H3BO3 + 2 OH- + 2 Na+

2 OH- + 2 HCl rarr 2 H2O + 2 Cl-

Reagencie 050 M odměrnyacute roztok HCl pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O jako primaacuterniacute standard roztok

methylčerveně jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte tedy

kolik gramů pevneacuteho Na2B4O7middot10 H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho

roztoku HCl na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (Na2B4O7 middot 10 H2O) = 38143

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho rozmeziacute splaacutechněte

z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Po rozpuštěniacute zřeďte na celkovyacute objem asi

50 ml přidejte několik kapek roztoku methylčerveně jako indikaacutetoru a titrujte připravenyacutem

05 M odměrnyacutem roztokem HCl ze žluteacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute kapka titračniacuteho

činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku HCl a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem HCl

- 15 -

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Hodnoceniacute praktickyacutech uacuteloh a piacutesemnyacute test

Každyacute student vypracuje z provedeneacute praktickeacute uacutelohy přehlednyacute protokol podle

vzoroveacuteho protokolu včetně spraacutevneacuteho statistickeacuteho vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech vyacutesledků a ten

odevzdaacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute Každaacute praktickaacute uacuteloha každeacuteho studenta bude

na zaacutekladě jeho odevzdaneacuteho protokolu ohodnocena klasifikačniacutem stupněm vyacuteborně velmi dobře

nebo dobře podle naacutesledujiacuteciacute tabulky

Chyba stanoveniacute do 3 + spraacutevnyacute vyacutepočet vyacuteborně 1

Chyba stanoveniacute do 3 + chybnyacute vyacutepočet velmi dobře 2

Chyba stanoveniacute do 6 + spraacutevnyacute vyacutepočet velmi dobře 2

Chyba stanoveniacute do 6 + chybnyacute vyacutepočet dobře 3

Chyba stanoveniacute do 10 + spraacutevnyacute vyacutepočet dobře 3

Chyba stanoveniacute do 10 + chybnyacute vyacutepočet nevyhovujiacuteciacute 4

Chyba stanoveniacute nad 10 + jakyacutekoliv vyacutepočet nevyhovujiacuteciacute 4

V uacutelohaacutech K a A se za každyacute chybně dokaacutezanyacute ion snižuje hodnoceniacute o jeden stupeň

Striktniacute dodržovaacuteniacute bezpečnostniacutech předpisů pro praacuteci v chemickyacutech laboratořiacutech při

jakeacutekoliv praacuteci v laboratoři a uacutespěšneacute absolvovaacuteniacute praktickyacutech uacuteloh praktika z analytickeacute

chemie je nezbytnou podmiacutenkou k obdrženiacute zaacutepočtu

- 1 -

Statistickeacute vyhodnoceniacute analytickyacutech vyacutesledků

Vyacutesledky analytickyacutech stanoveniacute jsou vždy zatiacuteženy naacutehodnyacutemi chybami a mohou byacutet

takeacute zatiacuteženy chybami hrubyacutemi a systematickyacutemi Vyacutesledky zatiacuteženeacute hrubyacutemi chybami se projeviacute

jako odlehleacute vyacutesledky daneacuteho souboru analytickyacutech vyacutesledků a lze je vyloučit testy pro odlehleacute

vyacutesledky Systematickeacute chyby ktereacute způsobujiacute strannost vyacutesledků lze prokaacutezat či vyvraacutetit jejich

porovnaacuteniacutem s analytickyacutemi vyacutesledky nezatiacuteženyacutemi systematickou chybou popřiacutepadě jejich

porovnaacuteniacutem se znaacutemou pravou hodnotou pomociacute testů shodnosti

Naacutehodneacute chyby analytickyacutech vyacutesledků vedou k jejich určiteacutemu rozděleniacute či distribuci

Pod pojmem rozděleniacute vyacutesledků rozumiacuteme zaacutevislost pravděpodobnosti vyacuteskytu daneacuteho vyacutesledku

na jeho hodnotě Převaacutežnaacute čaacutest souborů analytickyacutech vyacutesledků maacute jednovrcholoveacute rozděleniacute

ktereacute se jen zřiacutedka bliacutežiacute normaacutelniacutemu neboli Gaussovu rozděleniacute Přesnost analytickyacutech vyacutesledků

je praacutevě charakterizovaacutena tiacutemto jednovrcholovyacutem rozděleniacutem Každeacute jednovrcholoveacute rozděleniacute

vyacutesledků můžeme popsat dvěma na sobě nezaacutevislyacutemi parametry Prvniacute z nich se nazyacutevaacute parametr

centroidniacute tendence kteryacute charakterizuje spraacutevnost vyacutesledků a vyjadřujeme jej středniacute hodnotou

souboru analytickyacutech vyacutesledků Druhyacutem z nich je parametr variability jenž charakterizuje

shodnost analytickyacutech vyacutesledků a vyjadřujeme jej rozptylem popřiacutepadě druhou odmocninou

rozptylu nazyacutevanou teacutež směrodatnaacute odchylka

Obecně platiacute že paralelniacute analytickeacute vyacutesledky ktereacute jsou zatiacuteženy pouze malyacutemi

naacutehodnyacutemi chybami tedy shodneacute a ktereacute nejsou zaacuteroveň zatiacuteženy systematickou chybou tedy

spraacutevneacute označujeme jako přesneacute vyacutesledky

Statistickeacute vyhodnoceniacute analytickyacutech vyacutesledků se provaacutediacute s konečnyacutemi vyacutesledky

koncentraciacute či procentuaacutelniacutech zastoupeniacute analytů ve vzorku nikoliv s mezivyacutesledky či

dokonce vstupniacutemi daty jako jsou napřiacuteklad spotřeby odměrnyacutech roztoků absorbance

anebo prošleacute naacuteboje

Ojedinělyacute vyacutesledek v daneacutem souboru analytickyacutech vyacutesledků kteryacute je zatiacutežen hrubou

chybou se projeviacute jako odlehlyacute vyacutesledek a lze jej vyloučit na zaacutekladě Deanova a Dixonova testu

pro odlehleacute vyacutesledky Nejprve uspořaacutedejte vyacutesledky ve vašem souboru analytickyacutech vyacutesledků dle

- 2 -

velikosti od nejmenšiacuteho k největšiacutemu x1 lt x2 lt x3 xn-2 lt x n-1 lt x n Naacutesledně vypočiacutetejte rozpětiacute

R souboru vašich vyacutesledků jako rozdiacutel mezi největšiacute a nejmenšiacute hodnotou tohoto souboru

Poteacute vypočiacutetejte kriteacuterium Q1 jako rozdiacutel mezi nejmenšiacutem a naacutesledujiacuteciacutem vyacutesledkem podělenyacute

rozpětiacutem souboru vyacutesledků

a kriteacuterium Qn jako rozdiacutel mezi největšiacutem a předchaacutezejiacuteciacutem vyacutesledkem podělenyacute rozpětiacutem

souboru vašich vyacutesledků

Hodnoty kriteacuteriiacute Q1 a Qn pak porovnejte s tabelovanou kritickou hodnotou kriteacuteria Qk pro

danyacute počet analytickyacutech vyacutesledků n v souboru Shledaacutete-li Q1 gt Qk pak nejmenšiacute analytickyacute

vyacutesledek x1 je odlehlyacute podle Deanova a Dixonova testu a proto jej ze souboru vylučte jako

odlehlyacute vyacutesledek Pokud naleznete Qn gt Qk pak největšiacute vyacutesledek daneacuteho souboru xn je odlehlyacute a

tudiacutež jej vylučte ze souboru jako odlehlyacute vyacutesledek Po provedeniacute Deanova a Dixonova testu daacutele

vyhodnocujte soubor vašich analytickyacutech vyacutesledků zmenšenyacute o odlehleacute vyacutesledky

Středniacute hodnotu souboru analytickyacutech vyacutesledků musiacutete pro menšiacute soubory (n le 20)

odhadnout pomociacute mediaacutenu Jako mediaacuten souboru s lichyacutem počtem vyacutesledků seřazenyacutech podle

velikosti označte prostředniacute vyacutesledek U souboru se sudyacutem počtem vyacutesledků seřazenyacutech podle

velikosti vypočiacutetejte mediaacuten jako aritmetickyacute průměr dvou prostředniacutech vyacutesledků

Směrodatnou odchylku souboru analytickyacutech vyacutesledků musiacutete pro menšiacute soubory (n le 20)

odhadnout z rozpětiacute souboru vyacutesledků Odhad směrodatneacute odchylky souboru vyacutesledků z rozpětiacute

vypočiacutetejte vynaacutesobeniacutem rozpětiacute souboru tabelovanyacutem koeficientem kteryacute naleznete v tabulce

pro danyacute počet měřeniacute n

- 3 -

Relativniacute směrodatnou odchylku souboru analytickyacutech vyacutesledků vypočiacutetejte jako podiacutel

odhadu směrodatneacute odchylky a mediaacutenu souboru vašich vyacutesledků

Relativniacute směrodatnou odchylku vyjaacutedřete v procentech jejiacutem vynaacutesobeniacutem 100

Miacuteru shodnosti analytickyacutech vyacutesledků ktereacute jste ziacuteskali vy (tedy jeden experimentaacutetor) za

stejnyacutech experimentaacutelniacutech podmiacutenek v raacutemci vašeho souboru vyacutesledků můžete vyjaacutedřit pomociacute

intervalu spolehlivosti L12 neboli meze opakovatelnosti r Interval spolehlivosti popřiacutepadě mez

opakovatelnosti souboru vyacutesledků udaacutevaacute interval v němž se hledanyacute parametr centroidniacute

tendence daneacuteho souboru vyacutesledků nachaacuteziacute s jistou pravděpodobnostiacute kterou voliacutete koeficientem

spolehlivosti popřiacutepadě hladinou vyacuteznamnosti Při hodnoceniacute souborů vyacutesledků v analytickeacute

chemii běžně použiacutevaacuteme koeficient spolehlivosti 095 a to znamenaacute že vyhodnocujeme

analytickeacute vyacutesledky na hladině vyacuteznamnosti 005 Interval spolehlivosti L12 a zaacuteroveň mez

opakovatelnosti r souboru vašich analytickyacutech vyacutesledků vypočiacutetejte vynaacutesobeniacutem rozpětiacute

souboru vašich vyacutesledků tabelovanyacutem koeficientem Kn pro danyacute počet měřeniacute n a danyacute koeficient

spolehlivosti 095

Pro koeficient spolehlivosti 095 ležiacute parametr centroidniacute tendence vašich vyacutesledků s 95

pravděpodobnostiacute v intervalu ohraničeneacutem intervalem spolehlivosti či meziacute opakovatelnosti

kolem středniacute hodnoty tohoto souboru vyacutesledků

- 4 -

Do vypracovanyacutech přehlednyacutech protokolů z provedeneacute praktickeacute uacutelohy uvaacutedějte

konečnyacute analytickyacute vyacutesledek jako mediaacuten opatřenyacute intervalem spolehlivosti a v zaacutevorce

relativniacute směrodatnou odchylkou vyjaacutedřenou v procentech tedy v naacutesledujiacuteciacutem formaacutetu

Tabulka hodnot koeficientů kn a Kn a kritickyacutech hodnot kriteacuteriiacute Qk

pro danyacute soubor analytickyacutech vyacutesledků o počtu n a pro koeficient

spolehlivosti 095 neboli hladinu vyacuteznamnosti 005

n kn Kn Q k

2 0886 640 ndash

3 0591 130 0941

4 0486 072 0765

5 0430 051 0642

6 0395 040 0560

7 0370 033 0507

8 0351 029 0468

9 0337 026 0437

10 0325 023 0412

- 5 -

Kvalitativniacute analyacuteza anorganickyacutech iontů v kapalneacutem vzorku

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci organickyacutech laacutetek

v analyzovaneacutem vzorku Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech

komplexotvornyacutech a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem

mohou vznikat barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech

reakciacute Silneacute kyseliny a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů

charakteristickeacuteho zaacutepachu Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit

doporučovaneacute prostřediacute důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou

kyselinu či zaacutesadu pro vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok

i s činidlem zahřaacutet na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen

v alkalickeacutem prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute prostřediacute praacutevě neutraacutelniacute a některeacute reakce musiacute byacutet

urychleny vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech

podmiacutenek provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute

iont je přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku ve

zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute přidaneacute

kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla rozpustneacute na

bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem činidle musiacutete

vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto operaci odsajte

matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou v maleacutem

množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho louhu

Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a ke sraženině na

dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute sraženinu

v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle rozpouštiacute a miziacute

za vzniku čireacuteho roztoku

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

- 6 -

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

popřiacutepadě jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto polčce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 7 -

Důkaz dvou kationtů ve směsi (K)

V jedneacute zkumavce (A) je pouze jeden kationt kteryacute dokažte Ve zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute kationty Vzorek může obsahovat biacutelou

sraženinu způsobenou hydrolyacutezou jednoho z obou kationtů Existence takoveacuteho zaacutekalu ve vašem

vzorku vaacutes upozorňuje na přiacutetomnost snadno hydrolyzovatelneacuteho kationtu amfoterniacuteho

charakteru a tato informace by vaacutem měla usnadnit jeho důkaz Pokud je vzorek kationtů barevnyacute

obsahuje barevnyacute kationt a toto zabarveniacute by vaacutem opět mělo usnadnit jeho důkaz Pro důkaz

kationtů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a podle

barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute kationty ve vašem vzorku

by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva kationty ve

vzorku použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech kationtech dedukujte ktereacute dva kationty jsou ve

vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

kationt V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickyacutem činidlem přiacutemo

v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou kationtů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute kationt

musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho kationtu ze směsi a po promytiacute a

rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickou reakciacute v nepřiacutetomnosti

druheacuteho kationtu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute

reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem

kationtem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz kationtů ve směsi vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute

myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie

neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute

vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou

rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 8 -

Důkaz dvou aniontů ve směsi (A)

V jedneacute zkumavce je pouze jeden kationt (A) kteryacute dokažteVe zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute anionty ktereacute takeacute dokažte Pokud je vzorek

aniontů barevnyacute obsahuje barevnyacute aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz Pro

důkaz aniontů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro anionty a

podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute anionty ve vašem vzorku by se

mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva anionty ve vzorku

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Reakciacute podiacutelu vašeho vzorku se zředěnou kyselinou můžete těkaveacute anionty rozložit za vzniku

specifickeacuteho plynu kteryacute lze v mnoha přiacutepadech identifikovat čichem popřiacutepadě vhodnyacutem

činidlem Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte ktereacute dva anionty

jsou ve vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro

přiacuteslušnyacute aniont V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickyacutem činidlem

přiacutemo v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou aniontů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute

aniont musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho aniontu ze směsi a po

promytiacute a rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickou reakciacute v

nepřiacutetomnosti druheacuteho aniontu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti

průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla

s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz aniontů ve směsi vyžaduje vaše

logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu

analytickeacute chemie neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro

všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu aniontů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 9 -

Identifikace pevnyacutech anorganickyacutech vzorků kvalitativniacute analyacutezou (PV)

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci pevnyacutech

anorganickyacutech vzorků ktereacute jsou soliacute tvořenou anorganickyacutem kationtem a aniontem

Analyzovanyacute pevnyacute vzorek může byacutet snadno či hůře rozpustnyacute ve vodě popřiacutepadě ve vodě

nerozpustnyacute a pak se jej snažiacuteme převeacutest do roztoku rozpouštěniacutem ve zředěneacute či koncentrovaneacute

vhodneacute kyselině nebo taveniacutem s vhodnyacutem činidlem Abychom identifikovali pevnyacute anorganickyacute

vzorek musiacuteme po jeho rozpuštěniacute dokaacutezat kationt i aniont v něm přiacutetomnyacute

Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech komplexotvornyacutech

a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem mohou vznikat

barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech reakciacute Silneacute kyseliny

a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů charakteristickeacuteho zaacutepachu

Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit doporučovaneacute prostřediacute

důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou kyselinu či zaacutesadu pro

vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok i s činidlem zahřaacutet

na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen v alkalickeacutem

prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute praacutevě neutraacutelniacute prostřediacute a některeacute reakce musiacute byacutet urychleny

vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech podmiacutenek

provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute iont je

přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku

ve zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute

přidaneacute kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla

rozpustneacute na bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem

činidle musiacutete vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto

operaci odsajte matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou

v maleacutem množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho

louhu Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a

ke sraženině na dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute

sraženinu v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle

rozpouštiacute a miziacute za vzniku čireacuteho roztoku

- 10 -

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

přiacutepadně jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto poličce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 11 -

Identifikace pevneacuteho anorganickeacuteho vzorku

Nejprve si pevnyacute vzorek pečlivě prohleacutedněte a všimněte si jeho charakteristickyacutech

vnějšiacutech vlastnostiacute jako je barva a přiacutepadnyacute tvar krystalů Barevnyacute vzorek může obsahovat

barevnyacute kationt popřiacutepadě aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz

Naacutesledně se snažte pevnyacute vzorek rozpustit Zkuste jej rozpouštět v destilovaneacute vodě za

studena a pokud nejste uacutespěšniacute tak za tepla popřiacutepadě za varu na vodniacute laacutezni Nerozpouštiacute-li se

pevnyacute vzorek v destilovaneacute vodě za studena za tepla a ani za varu rozpouštějte jej nejprve ve

zředěneacute kyselině chlorovodiacutekoveacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou Neuspějete-li s rozpouštěniacutem v kyselině chlorovodiacutekoveacute rozpouštějte jej ve

zředěneacute kyselině dusičneacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu dusičnou

Pokud se vaacutem nepodařilo rozpustit pevnyacute vzorek ani v kyselině chlorovodiacutekoveacute a ani v kyselině

dusičneacute pak jej rozpouštějte v lučavce kraacutelovskeacute což je směs 3 diacutelů koncentrovaneacute kyseliny

chlorovodiacutekoveacute a 1 diacutelu koncentrovaneacute kyseliny dusičneacute Rozpouštěniacute v koncentrovanyacutech

kyselinaacutech a v lučavce provaacutedějte za varu na vodniacute laacutezni a v zapnuteacute digestoři Při rozpouštěniacute

pevneacuteho vzorku v kyselinaacutech a v lučavce bedlivě sledujte zda-li se vzorek při rozpouštěniacute

rozklaacutedaacute za vyacutevoje nějakeacuteho charakteristickeacuteho plynu a vznikajiacuteciacute plyn identifikujte neboť

poukazuje na těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v rozpouštěneacutem pevneacutem vzorku Po rozpuštěniacute pevneacuteho

vzorku v kyselině či lučavce je třeba kyseliny z roztoku vyvařit teacuteměř do sucha a odpařenyacute

rozpustnyacute zbytek znovu rozpustit v maleacutem množstviacute destilovaneacute vody Pokud univerzaacutelniacute

indikaacutetorovyacute papiacuterek indikuje kyselost vznikleacuteho roztoku i po teacuteto operaci zneutralizujte jej

několika kapkami zředěneacuteho amoniaku až do neutraacutelniacute reakce

Po převedeniacute pevneacuteho vzorku do roztoku dokazujte kationt a pak i aniont Pro důkaz

kationtu ve vzorku proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a

podle barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute kationt v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je dokazovanyacute

kationt použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovaneacutem kationtu dedukujte kteryacute kationt je ve vašem vzorku

přiacutetomen a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute kationt Pokud

si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho

činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem kationtem z postranniacute skřiacuteňky

- 12 -

Při důkazu aniontu vezměte v uacutevahu že těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v pevneacutem vzorku mohl

uniknout během rozpouštěniacute vzorku v kyselině či lučavce ve formě plynu Za teacuteto situace jej

dokažte na zaacutekladě identifikace charakteristickeacuteho plynu jenž unikal při rozpouštěniacute pevneacuteho

vzorku V roztoku s rozpuštěnyacutem pevnyacutem vzorkem pak většinou naleznete aniont pochaacutezejiacuteciacute

z kyseliny použiteacute pro rozpouštěniacute pevneacuteho vzorku V přiacutepadě důkazu aniontu v roztoku

s rozpuštěnyacutem vzorkem proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro

anionty a podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute aniont v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je hledanyacute aniont

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte kteryacute aniont je přiacutetomnyacute

v pevneacutem vzorku a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

aniont Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci

tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky

Identifikace pevneacuteho vzorku vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně

detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie neboť neexistuje

univerzaacutelniacute postup identifikace a důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů a aniontů obsaženyacutech ve vzorku vyjaacutedřete

vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 13 -

Acidobazickeacute titrace

V acidimetrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok kyseliny chlorovodiacutekoveacute kteryacute sloužiacute k titraci

hydroxidů a ostatniacutech zaacutesadityacutech laacutetek Odměrnyacute roztok HCl se standardizuje tj určiacute se jeho

přesnaacute koncentrace na pevnyacute dekahydraacutet tetraboritanu sodneacuteho (Na2B4O7 middot10 H2O)

Naopak v alkalimetrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok hydroxidu sodneacuteho kteryacutem

lze titrovat silneacute i slabeacute kyseliny Odměrnyacute roztok NaOH se standardizuje tj určiacute se jeho přesnaacute

koncentrace na pevnyacute dihydraacutet kyseliny šťaveloveacute (COOH)2middot2H2O Z přesneacute molaacuterniacute

koncentrace odměrneacuteho roztoku lze vypočiacutetat faktor f kteryacutem je třeba naacutesobit spraacutevnou tedy

teoretickou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku abychom ziacuteskali přesnou tedy skutečnou

molaacuterniacute koncentraci

c(přesnaacute) = f middot c(spraacutevnaacute)

Kvalitativniacute analyacuteza vzorků

Na laboratorniacutem stole maacutete kapalnyacute vzorek hydroxidu (St I) nebo kyseliny (St II))

Vzorek může obsahovat NaOH KOH HCl HNO3 nebo H2SO4 Kvalitativniacute analyacutezou zjistěte

jakyacute hydroxid či kyselinu vzorek obsahuje a po přiacutepravě odměrneacuteho roztoku zanalyzujte vzorek

kvantitativně

- 14 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I)

Vypočiacutetejte kolik mililitrů koncentrovaneacute 35 kyseliny chlorovodiacutekoveacute majiacuteciacute hustotu

118 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě 10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (Mr (HCl) = 3647)

Vypočiacutetaneacute množstviacute 35 HCl odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte konc HCl destilovanou vodou na celkovyacute objem 1 litru rovněž

v digestoři a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok HCl

o přibližneacute koncentraci je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v acidimetrii

pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku HCl

Tetraboritan sodnyacute Na2B4O7middot10 H2O ve vodnyacutech roztociacutech reaguje zaacutesaditě v důsledku

hydrolyacutezy Hydroxidoveacute anionty uvolněneacute při teacuteto hydrolyacuteze jsou pak při titraci 050 M

odměrnyacutem roztokem HCl neutralizovaacuteny za vzniku vody

Na2B4O7 + 7 H2O rarr 4 H3BO3 + 2 OH- + 2 Na+

2 OH- + 2 HCl rarr 2 H2O + 2 Cl-

Reagencie 050 M odměrnyacute roztok HCl pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O jako primaacuterniacute standard roztok

methylčerveně jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte tedy

kolik gramů pevneacuteho Na2B4O7middot10 H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho

roztoku HCl na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (Na2B4O7 middot 10 H2O) = 38143

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho rozmeziacute splaacutechněte

z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Po rozpuštěniacute zřeďte na celkovyacute objem asi

50 ml přidejte několik kapek roztoku methylčerveně jako indikaacutetoru a titrujte připravenyacutem

05 M odměrnyacutem roztokem HCl ze žluteacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute kapka titračniacuteho

činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku HCl a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem HCl

- 15 -

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Statistickeacute vyhodnoceniacute analytickyacutech vyacutesledků

Vyacutesledky analytickyacutech stanoveniacute jsou vždy zatiacuteženy naacutehodnyacutemi chybami a mohou byacutet

takeacute zatiacuteženy chybami hrubyacutemi a systematickyacutemi Vyacutesledky zatiacuteženeacute hrubyacutemi chybami se projeviacute

jako odlehleacute vyacutesledky daneacuteho souboru analytickyacutech vyacutesledků a lze je vyloučit testy pro odlehleacute

vyacutesledky Systematickeacute chyby ktereacute způsobujiacute strannost vyacutesledků lze prokaacutezat či vyvraacutetit jejich

porovnaacuteniacutem s analytickyacutemi vyacutesledky nezatiacuteženyacutemi systematickou chybou popřiacutepadě jejich

porovnaacuteniacutem se znaacutemou pravou hodnotou pomociacute testů shodnosti

Naacutehodneacute chyby analytickyacutech vyacutesledků vedou k jejich určiteacutemu rozděleniacute či distribuci

Pod pojmem rozděleniacute vyacutesledků rozumiacuteme zaacutevislost pravděpodobnosti vyacuteskytu daneacuteho vyacutesledku

na jeho hodnotě Převaacutežnaacute čaacutest souborů analytickyacutech vyacutesledků maacute jednovrcholoveacute rozděleniacute

ktereacute se jen zřiacutedka bliacutežiacute normaacutelniacutemu neboli Gaussovu rozděleniacute Přesnost analytickyacutech vyacutesledků

je praacutevě charakterizovaacutena tiacutemto jednovrcholovyacutem rozděleniacutem Každeacute jednovrcholoveacute rozděleniacute

vyacutesledků můžeme popsat dvěma na sobě nezaacutevislyacutemi parametry Prvniacute z nich se nazyacutevaacute parametr

centroidniacute tendence kteryacute charakterizuje spraacutevnost vyacutesledků a vyjadřujeme jej středniacute hodnotou

souboru analytickyacutech vyacutesledků Druhyacutem z nich je parametr variability jenž charakterizuje

shodnost analytickyacutech vyacutesledků a vyjadřujeme jej rozptylem popřiacutepadě druhou odmocninou

rozptylu nazyacutevanou teacutež směrodatnaacute odchylka

Obecně platiacute že paralelniacute analytickeacute vyacutesledky ktereacute jsou zatiacuteženy pouze malyacutemi

naacutehodnyacutemi chybami tedy shodneacute a ktereacute nejsou zaacuteroveň zatiacuteženy systematickou chybou tedy

spraacutevneacute označujeme jako přesneacute vyacutesledky

Statistickeacute vyhodnoceniacute analytickyacutech vyacutesledků se provaacutediacute s konečnyacutemi vyacutesledky

koncentraciacute či procentuaacutelniacutech zastoupeniacute analytů ve vzorku nikoliv s mezivyacutesledky či

dokonce vstupniacutemi daty jako jsou napřiacuteklad spotřeby odměrnyacutech roztoků absorbance

anebo prošleacute naacuteboje

Ojedinělyacute vyacutesledek v daneacutem souboru analytickyacutech vyacutesledků kteryacute je zatiacutežen hrubou

chybou se projeviacute jako odlehlyacute vyacutesledek a lze jej vyloučit na zaacutekladě Deanova a Dixonova testu

pro odlehleacute vyacutesledky Nejprve uspořaacutedejte vyacutesledky ve vašem souboru analytickyacutech vyacutesledků dle

- 2 -

velikosti od nejmenšiacuteho k největšiacutemu x1 lt x2 lt x3 xn-2 lt x n-1 lt x n Naacutesledně vypočiacutetejte rozpětiacute

R souboru vašich vyacutesledků jako rozdiacutel mezi největšiacute a nejmenšiacute hodnotou tohoto souboru

Poteacute vypočiacutetejte kriteacuterium Q1 jako rozdiacutel mezi nejmenšiacutem a naacutesledujiacuteciacutem vyacutesledkem podělenyacute

rozpětiacutem souboru vyacutesledků

a kriteacuterium Qn jako rozdiacutel mezi největšiacutem a předchaacutezejiacuteciacutem vyacutesledkem podělenyacute rozpětiacutem

souboru vašich vyacutesledků

Hodnoty kriteacuteriiacute Q1 a Qn pak porovnejte s tabelovanou kritickou hodnotou kriteacuteria Qk pro

danyacute počet analytickyacutech vyacutesledků n v souboru Shledaacutete-li Q1 gt Qk pak nejmenšiacute analytickyacute

vyacutesledek x1 je odlehlyacute podle Deanova a Dixonova testu a proto jej ze souboru vylučte jako

odlehlyacute vyacutesledek Pokud naleznete Qn gt Qk pak největšiacute vyacutesledek daneacuteho souboru xn je odlehlyacute a

tudiacutež jej vylučte ze souboru jako odlehlyacute vyacutesledek Po provedeniacute Deanova a Dixonova testu daacutele

vyhodnocujte soubor vašich analytickyacutech vyacutesledků zmenšenyacute o odlehleacute vyacutesledky

Středniacute hodnotu souboru analytickyacutech vyacutesledků musiacutete pro menšiacute soubory (n le 20)

odhadnout pomociacute mediaacutenu Jako mediaacuten souboru s lichyacutem počtem vyacutesledků seřazenyacutech podle

velikosti označte prostředniacute vyacutesledek U souboru se sudyacutem počtem vyacutesledků seřazenyacutech podle

velikosti vypočiacutetejte mediaacuten jako aritmetickyacute průměr dvou prostředniacutech vyacutesledků

Směrodatnou odchylku souboru analytickyacutech vyacutesledků musiacutete pro menšiacute soubory (n le 20)

odhadnout z rozpětiacute souboru vyacutesledků Odhad směrodatneacute odchylky souboru vyacutesledků z rozpětiacute

vypočiacutetejte vynaacutesobeniacutem rozpětiacute souboru tabelovanyacutem koeficientem kteryacute naleznete v tabulce

pro danyacute počet měřeniacute n

- 3 -

Relativniacute směrodatnou odchylku souboru analytickyacutech vyacutesledků vypočiacutetejte jako podiacutel

odhadu směrodatneacute odchylky a mediaacutenu souboru vašich vyacutesledků

Relativniacute směrodatnou odchylku vyjaacutedřete v procentech jejiacutem vynaacutesobeniacutem 100

Miacuteru shodnosti analytickyacutech vyacutesledků ktereacute jste ziacuteskali vy (tedy jeden experimentaacutetor) za

stejnyacutech experimentaacutelniacutech podmiacutenek v raacutemci vašeho souboru vyacutesledků můžete vyjaacutedřit pomociacute

intervalu spolehlivosti L12 neboli meze opakovatelnosti r Interval spolehlivosti popřiacutepadě mez

opakovatelnosti souboru vyacutesledků udaacutevaacute interval v němž se hledanyacute parametr centroidniacute

tendence daneacuteho souboru vyacutesledků nachaacuteziacute s jistou pravděpodobnostiacute kterou voliacutete koeficientem

spolehlivosti popřiacutepadě hladinou vyacuteznamnosti Při hodnoceniacute souborů vyacutesledků v analytickeacute

chemii běžně použiacutevaacuteme koeficient spolehlivosti 095 a to znamenaacute že vyhodnocujeme

analytickeacute vyacutesledky na hladině vyacuteznamnosti 005 Interval spolehlivosti L12 a zaacuteroveň mez

opakovatelnosti r souboru vašich analytickyacutech vyacutesledků vypočiacutetejte vynaacutesobeniacutem rozpětiacute

souboru vašich vyacutesledků tabelovanyacutem koeficientem Kn pro danyacute počet měřeniacute n a danyacute koeficient

spolehlivosti 095

Pro koeficient spolehlivosti 095 ležiacute parametr centroidniacute tendence vašich vyacutesledků s 95

pravděpodobnostiacute v intervalu ohraničeneacutem intervalem spolehlivosti či meziacute opakovatelnosti

kolem středniacute hodnoty tohoto souboru vyacutesledků

- 4 -

Do vypracovanyacutech přehlednyacutech protokolů z provedeneacute praktickeacute uacutelohy uvaacutedějte

konečnyacute analytickyacute vyacutesledek jako mediaacuten opatřenyacute intervalem spolehlivosti a v zaacutevorce

relativniacute směrodatnou odchylkou vyjaacutedřenou v procentech tedy v naacutesledujiacuteciacutem formaacutetu

Tabulka hodnot koeficientů kn a Kn a kritickyacutech hodnot kriteacuteriiacute Qk

pro danyacute soubor analytickyacutech vyacutesledků o počtu n a pro koeficient

spolehlivosti 095 neboli hladinu vyacuteznamnosti 005

n kn Kn Q k

2 0886 640 ndash

3 0591 130 0941

4 0486 072 0765

5 0430 051 0642

6 0395 040 0560

7 0370 033 0507

8 0351 029 0468

9 0337 026 0437

10 0325 023 0412

- 5 -

Kvalitativniacute analyacuteza anorganickyacutech iontů v kapalneacutem vzorku

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci organickyacutech laacutetek

v analyzovaneacutem vzorku Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech

komplexotvornyacutech a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem

mohou vznikat barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech

reakciacute Silneacute kyseliny a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů

charakteristickeacuteho zaacutepachu Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit

doporučovaneacute prostřediacute důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou

kyselinu či zaacutesadu pro vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok

i s činidlem zahřaacutet na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen

v alkalickeacutem prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute prostřediacute praacutevě neutraacutelniacute a některeacute reakce musiacute byacutet

urychleny vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech

podmiacutenek provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute

iont je přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku ve

zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute přidaneacute

kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla rozpustneacute na

bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem činidle musiacutete

vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto operaci odsajte

matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou v maleacutem

množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho louhu

Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a ke sraženině na

dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute sraženinu

v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle rozpouštiacute a miziacute

za vzniku čireacuteho roztoku

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

- 6 -

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

popřiacutepadě jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto polčce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 7 -

Důkaz dvou kationtů ve směsi (K)

V jedneacute zkumavce (A) je pouze jeden kationt kteryacute dokažte Ve zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute kationty Vzorek může obsahovat biacutelou

sraženinu způsobenou hydrolyacutezou jednoho z obou kationtů Existence takoveacuteho zaacutekalu ve vašem

vzorku vaacutes upozorňuje na přiacutetomnost snadno hydrolyzovatelneacuteho kationtu amfoterniacuteho

charakteru a tato informace by vaacutem měla usnadnit jeho důkaz Pokud je vzorek kationtů barevnyacute

obsahuje barevnyacute kationt a toto zabarveniacute by vaacutem opět mělo usnadnit jeho důkaz Pro důkaz

kationtů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a podle

barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute kationty ve vašem vzorku

by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva kationty ve

vzorku použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech kationtech dedukujte ktereacute dva kationty jsou ve

vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

kationt V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickyacutem činidlem přiacutemo

v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou kationtů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute kationt

musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho kationtu ze směsi a po promytiacute a

rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickou reakciacute v nepřiacutetomnosti

druheacuteho kationtu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute

reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem

kationtem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz kationtů ve směsi vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute

myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie

neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute

vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou

rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 8 -

Důkaz dvou aniontů ve směsi (A)

V jedneacute zkumavce je pouze jeden kationt (A) kteryacute dokažteVe zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute anionty ktereacute takeacute dokažte Pokud je vzorek

aniontů barevnyacute obsahuje barevnyacute aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz Pro

důkaz aniontů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro anionty a

podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute anionty ve vašem vzorku by se

mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva anionty ve vzorku

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Reakciacute podiacutelu vašeho vzorku se zředěnou kyselinou můžete těkaveacute anionty rozložit za vzniku

specifickeacuteho plynu kteryacute lze v mnoha přiacutepadech identifikovat čichem popřiacutepadě vhodnyacutem

činidlem Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte ktereacute dva anionty

jsou ve vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro

přiacuteslušnyacute aniont V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickyacutem činidlem

přiacutemo v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou aniontů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute

aniont musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho aniontu ze směsi a po

promytiacute a rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickou reakciacute v

nepřiacutetomnosti druheacuteho aniontu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti

průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla

s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz aniontů ve směsi vyžaduje vaše

logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu

analytickeacute chemie neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro

všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu aniontů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 9 -

Identifikace pevnyacutech anorganickyacutech vzorků kvalitativniacute analyacutezou (PV)

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci pevnyacutech

anorganickyacutech vzorků ktereacute jsou soliacute tvořenou anorganickyacutem kationtem a aniontem

Analyzovanyacute pevnyacute vzorek může byacutet snadno či hůře rozpustnyacute ve vodě popřiacutepadě ve vodě

nerozpustnyacute a pak se jej snažiacuteme převeacutest do roztoku rozpouštěniacutem ve zředěneacute či koncentrovaneacute

vhodneacute kyselině nebo taveniacutem s vhodnyacutem činidlem Abychom identifikovali pevnyacute anorganickyacute

vzorek musiacuteme po jeho rozpuštěniacute dokaacutezat kationt i aniont v něm přiacutetomnyacute

Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech komplexotvornyacutech

a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem mohou vznikat

barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech reakciacute Silneacute kyseliny

a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů charakteristickeacuteho zaacutepachu

Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit doporučovaneacute prostřediacute

důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou kyselinu či zaacutesadu pro

vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok i s činidlem zahřaacutet

na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen v alkalickeacutem

prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute praacutevě neutraacutelniacute prostřediacute a některeacute reakce musiacute byacutet urychleny

vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech podmiacutenek

provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute iont je

přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku

ve zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute

přidaneacute kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla

rozpustneacute na bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem

činidle musiacutete vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto

operaci odsajte matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou

v maleacutem množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho

louhu Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a

ke sraženině na dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute

sraženinu v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle

rozpouštiacute a miziacute za vzniku čireacuteho roztoku

- 10 -

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

přiacutepadně jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto poličce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 11 -

Identifikace pevneacuteho anorganickeacuteho vzorku

Nejprve si pevnyacute vzorek pečlivě prohleacutedněte a všimněte si jeho charakteristickyacutech

vnějšiacutech vlastnostiacute jako je barva a přiacutepadnyacute tvar krystalů Barevnyacute vzorek může obsahovat

barevnyacute kationt popřiacutepadě aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz

Naacutesledně se snažte pevnyacute vzorek rozpustit Zkuste jej rozpouštět v destilovaneacute vodě za

studena a pokud nejste uacutespěšniacute tak za tepla popřiacutepadě za varu na vodniacute laacutezni Nerozpouštiacute-li se

pevnyacute vzorek v destilovaneacute vodě za studena za tepla a ani za varu rozpouštějte jej nejprve ve

zředěneacute kyselině chlorovodiacutekoveacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou Neuspějete-li s rozpouštěniacutem v kyselině chlorovodiacutekoveacute rozpouštějte jej ve

zředěneacute kyselině dusičneacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu dusičnou

Pokud se vaacutem nepodařilo rozpustit pevnyacute vzorek ani v kyselině chlorovodiacutekoveacute a ani v kyselině

dusičneacute pak jej rozpouštějte v lučavce kraacutelovskeacute což je směs 3 diacutelů koncentrovaneacute kyseliny

chlorovodiacutekoveacute a 1 diacutelu koncentrovaneacute kyseliny dusičneacute Rozpouštěniacute v koncentrovanyacutech

kyselinaacutech a v lučavce provaacutedějte za varu na vodniacute laacutezni a v zapnuteacute digestoři Při rozpouštěniacute

pevneacuteho vzorku v kyselinaacutech a v lučavce bedlivě sledujte zda-li se vzorek při rozpouštěniacute

rozklaacutedaacute za vyacutevoje nějakeacuteho charakteristickeacuteho plynu a vznikajiacuteciacute plyn identifikujte neboť

poukazuje na těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v rozpouštěneacutem pevneacutem vzorku Po rozpuštěniacute pevneacuteho

vzorku v kyselině či lučavce je třeba kyseliny z roztoku vyvařit teacuteměř do sucha a odpařenyacute

rozpustnyacute zbytek znovu rozpustit v maleacutem množstviacute destilovaneacute vody Pokud univerzaacutelniacute

indikaacutetorovyacute papiacuterek indikuje kyselost vznikleacuteho roztoku i po teacuteto operaci zneutralizujte jej

několika kapkami zředěneacuteho amoniaku až do neutraacutelniacute reakce

Po převedeniacute pevneacuteho vzorku do roztoku dokazujte kationt a pak i aniont Pro důkaz

kationtu ve vzorku proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a

podle barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute kationt v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je dokazovanyacute

kationt použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovaneacutem kationtu dedukujte kteryacute kationt je ve vašem vzorku

přiacutetomen a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute kationt Pokud

si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho

činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem kationtem z postranniacute skřiacuteňky

- 12 -

Při důkazu aniontu vezměte v uacutevahu že těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v pevneacutem vzorku mohl

uniknout během rozpouštěniacute vzorku v kyselině či lučavce ve formě plynu Za teacuteto situace jej

dokažte na zaacutekladě identifikace charakteristickeacuteho plynu jenž unikal při rozpouštěniacute pevneacuteho

vzorku V roztoku s rozpuštěnyacutem pevnyacutem vzorkem pak většinou naleznete aniont pochaacutezejiacuteciacute

z kyseliny použiteacute pro rozpouštěniacute pevneacuteho vzorku V přiacutepadě důkazu aniontu v roztoku

s rozpuštěnyacutem vzorkem proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro

anionty a podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute aniont v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je hledanyacute aniont

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte kteryacute aniont je přiacutetomnyacute

v pevneacutem vzorku a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

aniont Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci

tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky

Identifikace pevneacuteho vzorku vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně

detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie neboť neexistuje

univerzaacutelniacute postup identifikace a důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů a aniontů obsaženyacutech ve vzorku vyjaacutedřete

vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 13 -

Acidobazickeacute titrace

V acidimetrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok kyseliny chlorovodiacutekoveacute kteryacute sloužiacute k titraci

hydroxidů a ostatniacutech zaacutesadityacutech laacutetek Odměrnyacute roztok HCl se standardizuje tj určiacute se jeho

přesnaacute koncentrace na pevnyacute dekahydraacutet tetraboritanu sodneacuteho (Na2B4O7 middot10 H2O)

Naopak v alkalimetrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok hydroxidu sodneacuteho kteryacutem

lze titrovat silneacute i slabeacute kyseliny Odměrnyacute roztok NaOH se standardizuje tj určiacute se jeho přesnaacute

koncentrace na pevnyacute dihydraacutet kyseliny šťaveloveacute (COOH)2middot2H2O Z přesneacute molaacuterniacute

koncentrace odměrneacuteho roztoku lze vypočiacutetat faktor f kteryacutem je třeba naacutesobit spraacutevnou tedy

teoretickou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku abychom ziacuteskali přesnou tedy skutečnou

molaacuterniacute koncentraci

c(přesnaacute) = f middot c(spraacutevnaacute)

Kvalitativniacute analyacuteza vzorků

Na laboratorniacutem stole maacutete kapalnyacute vzorek hydroxidu (St I) nebo kyseliny (St II))

Vzorek může obsahovat NaOH KOH HCl HNO3 nebo H2SO4 Kvalitativniacute analyacutezou zjistěte

jakyacute hydroxid či kyselinu vzorek obsahuje a po přiacutepravě odměrneacuteho roztoku zanalyzujte vzorek

kvantitativně

- 14 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I)

Vypočiacutetejte kolik mililitrů koncentrovaneacute 35 kyseliny chlorovodiacutekoveacute majiacuteciacute hustotu

118 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě 10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (Mr (HCl) = 3647)

Vypočiacutetaneacute množstviacute 35 HCl odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte konc HCl destilovanou vodou na celkovyacute objem 1 litru rovněž

v digestoři a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok HCl

o přibližneacute koncentraci je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v acidimetrii

pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku HCl

Tetraboritan sodnyacute Na2B4O7middot10 H2O ve vodnyacutech roztociacutech reaguje zaacutesaditě v důsledku

hydrolyacutezy Hydroxidoveacute anionty uvolněneacute při teacuteto hydrolyacuteze jsou pak při titraci 050 M

odměrnyacutem roztokem HCl neutralizovaacuteny za vzniku vody

Na2B4O7 + 7 H2O rarr 4 H3BO3 + 2 OH- + 2 Na+

2 OH- + 2 HCl rarr 2 H2O + 2 Cl-

Reagencie 050 M odměrnyacute roztok HCl pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O jako primaacuterniacute standard roztok

methylčerveně jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte tedy

kolik gramů pevneacuteho Na2B4O7middot10 H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho

roztoku HCl na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (Na2B4O7 middot 10 H2O) = 38143

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho rozmeziacute splaacutechněte

z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Po rozpuštěniacute zřeďte na celkovyacute objem asi

50 ml přidejte několik kapek roztoku methylčerveně jako indikaacutetoru a titrujte připravenyacutem

05 M odměrnyacutem roztokem HCl ze žluteacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute kapka titračniacuteho

činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku HCl a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem HCl

- 15 -

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

velikosti od nejmenšiacuteho k největšiacutemu x1 lt x2 lt x3 xn-2 lt x n-1 lt x n Naacutesledně vypočiacutetejte rozpětiacute

R souboru vašich vyacutesledků jako rozdiacutel mezi největšiacute a nejmenšiacute hodnotou tohoto souboru

Poteacute vypočiacutetejte kriteacuterium Q1 jako rozdiacutel mezi nejmenšiacutem a naacutesledujiacuteciacutem vyacutesledkem podělenyacute

rozpětiacutem souboru vyacutesledků

a kriteacuterium Qn jako rozdiacutel mezi největšiacutem a předchaacutezejiacuteciacutem vyacutesledkem podělenyacute rozpětiacutem

souboru vašich vyacutesledků

Hodnoty kriteacuteriiacute Q1 a Qn pak porovnejte s tabelovanou kritickou hodnotou kriteacuteria Qk pro

danyacute počet analytickyacutech vyacutesledků n v souboru Shledaacutete-li Q1 gt Qk pak nejmenšiacute analytickyacute

vyacutesledek x1 je odlehlyacute podle Deanova a Dixonova testu a proto jej ze souboru vylučte jako

odlehlyacute vyacutesledek Pokud naleznete Qn gt Qk pak největšiacute vyacutesledek daneacuteho souboru xn je odlehlyacute a

tudiacutež jej vylučte ze souboru jako odlehlyacute vyacutesledek Po provedeniacute Deanova a Dixonova testu daacutele

vyhodnocujte soubor vašich analytickyacutech vyacutesledků zmenšenyacute o odlehleacute vyacutesledky

Středniacute hodnotu souboru analytickyacutech vyacutesledků musiacutete pro menšiacute soubory (n le 20)

odhadnout pomociacute mediaacutenu Jako mediaacuten souboru s lichyacutem počtem vyacutesledků seřazenyacutech podle

velikosti označte prostředniacute vyacutesledek U souboru se sudyacutem počtem vyacutesledků seřazenyacutech podle

velikosti vypočiacutetejte mediaacuten jako aritmetickyacute průměr dvou prostředniacutech vyacutesledků

Směrodatnou odchylku souboru analytickyacutech vyacutesledků musiacutete pro menšiacute soubory (n le 20)

odhadnout z rozpětiacute souboru vyacutesledků Odhad směrodatneacute odchylky souboru vyacutesledků z rozpětiacute

vypočiacutetejte vynaacutesobeniacutem rozpětiacute souboru tabelovanyacutem koeficientem kteryacute naleznete v tabulce

pro danyacute počet měřeniacute n

- 3 -

Relativniacute směrodatnou odchylku souboru analytickyacutech vyacutesledků vypočiacutetejte jako podiacutel

odhadu směrodatneacute odchylky a mediaacutenu souboru vašich vyacutesledků

Relativniacute směrodatnou odchylku vyjaacutedřete v procentech jejiacutem vynaacutesobeniacutem 100

Miacuteru shodnosti analytickyacutech vyacutesledků ktereacute jste ziacuteskali vy (tedy jeden experimentaacutetor) za

stejnyacutech experimentaacutelniacutech podmiacutenek v raacutemci vašeho souboru vyacutesledků můžete vyjaacutedřit pomociacute

intervalu spolehlivosti L12 neboli meze opakovatelnosti r Interval spolehlivosti popřiacutepadě mez

opakovatelnosti souboru vyacutesledků udaacutevaacute interval v němž se hledanyacute parametr centroidniacute

tendence daneacuteho souboru vyacutesledků nachaacuteziacute s jistou pravděpodobnostiacute kterou voliacutete koeficientem

spolehlivosti popřiacutepadě hladinou vyacuteznamnosti Při hodnoceniacute souborů vyacutesledků v analytickeacute

chemii běžně použiacutevaacuteme koeficient spolehlivosti 095 a to znamenaacute že vyhodnocujeme

analytickeacute vyacutesledky na hladině vyacuteznamnosti 005 Interval spolehlivosti L12 a zaacuteroveň mez

opakovatelnosti r souboru vašich analytickyacutech vyacutesledků vypočiacutetejte vynaacutesobeniacutem rozpětiacute

souboru vašich vyacutesledků tabelovanyacutem koeficientem Kn pro danyacute počet měřeniacute n a danyacute koeficient

spolehlivosti 095

Pro koeficient spolehlivosti 095 ležiacute parametr centroidniacute tendence vašich vyacutesledků s 95

pravděpodobnostiacute v intervalu ohraničeneacutem intervalem spolehlivosti či meziacute opakovatelnosti

kolem středniacute hodnoty tohoto souboru vyacutesledků

- 4 -

Do vypracovanyacutech přehlednyacutech protokolů z provedeneacute praktickeacute uacutelohy uvaacutedějte

konečnyacute analytickyacute vyacutesledek jako mediaacuten opatřenyacute intervalem spolehlivosti a v zaacutevorce

relativniacute směrodatnou odchylkou vyjaacutedřenou v procentech tedy v naacutesledujiacuteciacutem formaacutetu

Tabulka hodnot koeficientů kn a Kn a kritickyacutech hodnot kriteacuteriiacute Qk

pro danyacute soubor analytickyacutech vyacutesledků o počtu n a pro koeficient

spolehlivosti 095 neboli hladinu vyacuteznamnosti 005

n kn Kn Q k

2 0886 640 ndash

3 0591 130 0941

4 0486 072 0765

5 0430 051 0642

6 0395 040 0560

7 0370 033 0507

8 0351 029 0468

9 0337 026 0437

10 0325 023 0412

- 5 -

Kvalitativniacute analyacuteza anorganickyacutech iontů v kapalneacutem vzorku

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci organickyacutech laacutetek

v analyzovaneacutem vzorku Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech

komplexotvornyacutech a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem

mohou vznikat barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech

reakciacute Silneacute kyseliny a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů

charakteristickeacuteho zaacutepachu Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit

doporučovaneacute prostřediacute důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou

kyselinu či zaacutesadu pro vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok

i s činidlem zahřaacutet na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen

v alkalickeacutem prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute prostřediacute praacutevě neutraacutelniacute a některeacute reakce musiacute byacutet

urychleny vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech

podmiacutenek provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute

iont je přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku ve

zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute přidaneacute

kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla rozpustneacute na

bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem činidle musiacutete

vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto operaci odsajte

matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou v maleacutem

množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho louhu

Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a ke sraženině na

dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute sraženinu

v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle rozpouštiacute a miziacute

za vzniku čireacuteho roztoku

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

- 6 -

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

popřiacutepadě jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto polčce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 7 -

Důkaz dvou kationtů ve směsi (K)

V jedneacute zkumavce (A) je pouze jeden kationt kteryacute dokažte Ve zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute kationty Vzorek může obsahovat biacutelou

sraženinu způsobenou hydrolyacutezou jednoho z obou kationtů Existence takoveacuteho zaacutekalu ve vašem

vzorku vaacutes upozorňuje na přiacutetomnost snadno hydrolyzovatelneacuteho kationtu amfoterniacuteho

charakteru a tato informace by vaacutem měla usnadnit jeho důkaz Pokud je vzorek kationtů barevnyacute

obsahuje barevnyacute kationt a toto zabarveniacute by vaacutem opět mělo usnadnit jeho důkaz Pro důkaz

kationtů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a podle

barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute kationty ve vašem vzorku

by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva kationty ve

vzorku použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech kationtech dedukujte ktereacute dva kationty jsou ve

vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

kationt V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickyacutem činidlem přiacutemo

v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou kationtů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute kationt

musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho kationtu ze směsi a po promytiacute a

rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickou reakciacute v nepřiacutetomnosti

druheacuteho kationtu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute

reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem

kationtem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz kationtů ve směsi vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute

myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie

neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute

vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou

rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 8 -

Důkaz dvou aniontů ve směsi (A)

V jedneacute zkumavce je pouze jeden kationt (A) kteryacute dokažteVe zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute anionty ktereacute takeacute dokažte Pokud je vzorek

aniontů barevnyacute obsahuje barevnyacute aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz Pro

důkaz aniontů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro anionty a

podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute anionty ve vašem vzorku by se

mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva anionty ve vzorku

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Reakciacute podiacutelu vašeho vzorku se zředěnou kyselinou můžete těkaveacute anionty rozložit za vzniku

specifickeacuteho plynu kteryacute lze v mnoha přiacutepadech identifikovat čichem popřiacutepadě vhodnyacutem

činidlem Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte ktereacute dva anionty

jsou ve vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro

přiacuteslušnyacute aniont V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickyacutem činidlem

přiacutemo v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou aniontů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute

aniont musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho aniontu ze směsi a po

promytiacute a rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickou reakciacute v

nepřiacutetomnosti druheacuteho aniontu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti

průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla

s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz aniontů ve směsi vyžaduje vaše

logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu

analytickeacute chemie neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro

všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu aniontů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 9 -

Identifikace pevnyacutech anorganickyacutech vzorků kvalitativniacute analyacutezou (PV)

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci pevnyacutech

anorganickyacutech vzorků ktereacute jsou soliacute tvořenou anorganickyacutem kationtem a aniontem

Analyzovanyacute pevnyacute vzorek může byacutet snadno či hůře rozpustnyacute ve vodě popřiacutepadě ve vodě

nerozpustnyacute a pak se jej snažiacuteme převeacutest do roztoku rozpouštěniacutem ve zředěneacute či koncentrovaneacute

vhodneacute kyselině nebo taveniacutem s vhodnyacutem činidlem Abychom identifikovali pevnyacute anorganickyacute

vzorek musiacuteme po jeho rozpuštěniacute dokaacutezat kationt i aniont v něm přiacutetomnyacute

Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech komplexotvornyacutech

a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem mohou vznikat

barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech reakciacute Silneacute kyseliny

a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů charakteristickeacuteho zaacutepachu

Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit doporučovaneacute prostřediacute

důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou kyselinu či zaacutesadu pro

vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok i s činidlem zahřaacutet

na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen v alkalickeacutem

prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute praacutevě neutraacutelniacute prostřediacute a některeacute reakce musiacute byacutet urychleny

vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech podmiacutenek

provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute iont je

přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku

ve zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute

přidaneacute kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla

rozpustneacute na bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem

činidle musiacutete vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto

operaci odsajte matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou

v maleacutem množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho

louhu Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a

ke sraženině na dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute

sraženinu v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle

rozpouštiacute a miziacute za vzniku čireacuteho roztoku

- 10 -

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

přiacutepadně jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto poličce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 11 -

Identifikace pevneacuteho anorganickeacuteho vzorku

Nejprve si pevnyacute vzorek pečlivě prohleacutedněte a všimněte si jeho charakteristickyacutech

vnějšiacutech vlastnostiacute jako je barva a přiacutepadnyacute tvar krystalů Barevnyacute vzorek může obsahovat

barevnyacute kationt popřiacutepadě aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz

Naacutesledně se snažte pevnyacute vzorek rozpustit Zkuste jej rozpouštět v destilovaneacute vodě za

studena a pokud nejste uacutespěšniacute tak za tepla popřiacutepadě za varu na vodniacute laacutezni Nerozpouštiacute-li se

pevnyacute vzorek v destilovaneacute vodě za studena za tepla a ani za varu rozpouštějte jej nejprve ve

zředěneacute kyselině chlorovodiacutekoveacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou Neuspějete-li s rozpouštěniacutem v kyselině chlorovodiacutekoveacute rozpouštějte jej ve

zředěneacute kyselině dusičneacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu dusičnou

Pokud se vaacutem nepodařilo rozpustit pevnyacute vzorek ani v kyselině chlorovodiacutekoveacute a ani v kyselině

dusičneacute pak jej rozpouštějte v lučavce kraacutelovskeacute což je směs 3 diacutelů koncentrovaneacute kyseliny

chlorovodiacutekoveacute a 1 diacutelu koncentrovaneacute kyseliny dusičneacute Rozpouštěniacute v koncentrovanyacutech

kyselinaacutech a v lučavce provaacutedějte za varu na vodniacute laacutezni a v zapnuteacute digestoři Při rozpouštěniacute

pevneacuteho vzorku v kyselinaacutech a v lučavce bedlivě sledujte zda-li se vzorek při rozpouštěniacute

rozklaacutedaacute za vyacutevoje nějakeacuteho charakteristickeacuteho plynu a vznikajiacuteciacute plyn identifikujte neboť

poukazuje na těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v rozpouštěneacutem pevneacutem vzorku Po rozpuštěniacute pevneacuteho

vzorku v kyselině či lučavce je třeba kyseliny z roztoku vyvařit teacuteměř do sucha a odpařenyacute

rozpustnyacute zbytek znovu rozpustit v maleacutem množstviacute destilovaneacute vody Pokud univerzaacutelniacute

indikaacutetorovyacute papiacuterek indikuje kyselost vznikleacuteho roztoku i po teacuteto operaci zneutralizujte jej

několika kapkami zředěneacuteho amoniaku až do neutraacutelniacute reakce

Po převedeniacute pevneacuteho vzorku do roztoku dokazujte kationt a pak i aniont Pro důkaz

kationtu ve vzorku proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a

podle barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute kationt v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je dokazovanyacute

kationt použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovaneacutem kationtu dedukujte kteryacute kationt je ve vašem vzorku

přiacutetomen a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute kationt Pokud

si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho

činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem kationtem z postranniacute skřiacuteňky

- 12 -

Při důkazu aniontu vezměte v uacutevahu že těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v pevneacutem vzorku mohl

uniknout během rozpouštěniacute vzorku v kyselině či lučavce ve formě plynu Za teacuteto situace jej

dokažte na zaacutekladě identifikace charakteristickeacuteho plynu jenž unikal při rozpouštěniacute pevneacuteho

vzorku V roztoku s rozpuštěnyacutem pevnyacutem vzorkem pak většinou naleznete aniont pochaacutezejiacuteciacute

z kyseliny použiteacute pro rozpouštěniacute pevneacuteho vzorku V přiacutepadě důkazu aniontu v roztoku

s rozpuštěnyacutem vzorkem proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro

anionty a podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute aniont v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je hledanyacute aniont

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte kteryacute aniont je přiacutetomnyacute

v pevneacutem vzorku a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

aniont Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci

tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky

Identifikace pevneacuteho vzorku vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně

detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie neboť neexistuje

univerzaacutelniacute postup identifikace a důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů a aniontů obsaženyacutech ve vzorku vyjaacutedřete

vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 13 -

Acidobazickeacute titrace

V acidimetrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok kyseliny chlorovodiacutekoveacute kteryacute sloužiacute k titraci

hydroxidů a ostatniacutech zaacutesadityacutech laacutetek Odměrnyacute roztok HCl se standardizuje tj určiacute se jeho

přesnaacute koncentrace na pevnyacute dekahydraacutet tetraboritanu sodneacuteho (Na2B4O7 middot10 H2O)

Naopak v alkalimetrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok hydroxidu sodneacuteho kteryacutem

lze titrovat silneacute i slabeacute kyseliny Odměrnyacute roztok NaOH se standardizuje tj určiacute se jeho přesnaacute

koncentrace na pevnyacute dihydraacutet kyseliny šťaveloveacute (COOH)2middot2H2O Z přesneacute molaacuterniacute

koncentrace odměrneacuteho roztoku lze vypočiacutetat faktor f kteryacutem je třeba naacutesobit spraacutevnou tedy

teoretickou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku abychom ziacuteskali přesnou tedy skutečnou

molaacuterniacute koncentraci

c(přesnaacute) = f middot c(spraacutevnaacute)

Kvalitativniacute analyacuteza vzorků

Na laboratorniacutem stole maacutete kapalnyacute vzorek hydroxidu (St I) nebo kyseliny (St II))

Vzorek může obsahovat NaOH KOH HCl HNO3 nebo H2SO4 Kvalitativniacute analyacutezou zjistěte

jakyacute hydroxid či kyselinu vzorek obsahuje a po přiacutepravě odměrneacuteho roztoku zanalyzujte vzorek

kvantitativně

- 14 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I)

Vypočiacutetejte kolik mililitrů koncentrovaneacute 35 kyseliny chlorovodiacutekoveacute majiacuteciacute hustotu

118 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě 10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (Mr (HCl) = 3647)

Vypočiacutetaneacute množstviacute 35 HCl odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte konc HCl destilovanou vodou na celkovyacute objem 1 litru rovněž

v digestoři a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok HCl

o přibližneacute koncentraci je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v acidimetrii

pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku HCl

Tetraboritan sodnyacute Na2B4O7middot10 H2O ve vodnyacutech roztociacutech reaguje zaacutesaditě v důsledku

hydrolyacutezy Hydroxidoveacute anionty uvolněneacute při teacuteto hydrolyacuteze jsou pak při titraci 050 M

odměrnyacutem roztokem HCl neutralizovaacuteny za vzniku vody

Na2B4O7 + 7 H2O rarr 4 H3BO3 + 2 OH- + 2 Na+

2 OH- + 2 HCl rarr 2 H2O + 2 Cl-

Reagencie 050 M odměrnyacute roztok HCl pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O jako primaacuterniacute standard roztok

methylčerveně jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte tedy

kolik gramů pevneacuteho Na2B4O7middot10 H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho

roztoku HCl na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (Na2B4O7 middot 10 H2O) = 38143

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho rozmeziacute splaacutechněte

z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Po rozpuštěniacute zřeďte na celkovyacute objem asi

50 ml přidejte několik kapek roztoku methylčerveně jako indikaacutetoru a titrujte připravenyacutem

05 M odměrnyacutem roztokem HCl ze žluteacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute kapka titračniacuteho

činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku HCl a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem HCl

- 15 -

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Relativniacute směrodatnou odchylku souboru analytickyacutech vyacutesledků vypočiacutetejte jako podiacutel

odhadu směrodatneacute odchylky a mediaacutenu souboru vašich vyacutesledků

Relativniacute směrodatnou odchylku vyjaacutedřete v procentech jejiacutem vynaacutesobeniacutem 100

Miacuteru shodnosti analytickyacutech vyacutesledků ktereacute jste ziacuteskali vy (tedy jeden experimentaacutetor) za

stejnyacutech experimentaacutelniacutech podmiacutenek v raacutemci vašeho souboru vyacutesledků můžete vyjaacutedřit pomociacute

intervalu spolehlivosti L12 neboli meze opakovatelnosti r Interval spolehlivosti popřiacutepadě mez

opakovatelnosti souboru vyacutesledků udaacutevaacute interval v němž se hledanyacute parametr centroidniacute

tendence daneacuteho souboru vyacutesledků nachaacuteziacute s jistou pravděpodobnostiacute kterou voliacutete koeficientem

spolehlivosti popřiacutepadě hladinou vyacuteznamnosti Při hodnoceniacute souborů vyacutesledků v analytickeacute

chemii běžně použiacutevaacuteme koeficient spolehlivosti 095 a to znamenaacute že vyhodnocujeme

analytickeacute vyacutesledky na hladině vyacuteznamnosti 005 Interval spolehlivosti L12 a zaacuteroveň mez

opakovatelnosti r souboru vašich analytickyacutech vyacutesledků vypočiacutetejte vynaacutesobeniacutem rozpětiacute

souboru vašich vyacutesledků tabelovanyacutem koeficientem Kn pro danyacute počet měřeniacute n a danyacute koeficient

spolehlivosti 095

Pro koeficient spolehlivosti 095 ležiacute parametr centroidniacute tendence vašich vyacutesledků s 95

pravděpodobnostiacute v intervalu ohraničeneacutem intervalem spolehlivosti či meziacute opakovatelnosti

kolem středniacute hodnoty tohoto souboru vyacutesledků

- 4 -

Do vypracovanyacutech přehlednyacutech protokolů z provedeneacute praktickeacute uacutelohy uvaacutedějte

konečnyacute analytickyacute vyacutesledek jako mediaacuten opatřenyacute intervalem spolehlivosti a v zaacutevorce

relativniacute směrodatnou odchylkou vyjaacutedřenou v procentech tedy v naacutesledujiacuteciacutem formaacutetu

Tabulka hodnot koeficientů kn a Kn a kritickyacutech hodnot kriteacuteriiacute Qk

pro danyacute soubor analytickyacutech vyacutesledků o počtu n a pro koeficient

spolehlivosti 095 neboli hladinu vyacuteznamnosti 005

n kn Kn Q k

2 0886 640 ndash

3 0591 130 0941

4 0486 072 0765

5 0430 051 0642

6 0395 040 0560

7 0370 033 0507

8 0351 029 0468

9 0337 026 0437

10 0325 023 0412

- 5 -

Kvalitativniacute analyacuteza anorganickyacutech iontů v kapalneacutem vzorku

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci organickyacutech laacutetek

v analyzovaneacutem vzorku Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech

komplexotvornyacutech a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem

mohou vznikat barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech

reakciacute Silneacute kyseliny a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů

charakteristickeacuteho zaacutepachu Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit

doporučovaneacute prostřediacute důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou

kyselinu či zaacutesadu pro vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok

i s činidlem zahřaacutet na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen

v alkalickeacutem prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute prostřediacute praacutevě neutraacutelniacute a některeacute reakce musiacute byacutet

urychleny vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech

podmiacutenek provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute

iont je přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku ve

zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute přidaneacute

kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla rozpustneacute na

bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem činidle musiacutete

vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto operaci odsajte

matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou v maleacutem

množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho louhu

Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a ke sraženině na

dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute sraženinu

v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle rozpouštiacute a miziacute

za vzniku čireacuteho roztoku

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

- 6 -

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

popřiacutepadě jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto polčce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 7 -

Důkaz dvou kationtů ve směsi (K)

V jedneacute zkumavce (A) je pouze jeden kationt kteryacute dokažte Ve zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute kationty Vzorek může obsahovat biacutelou

sraženinu způsobenou hydrolyacutezou jednoho z obou kationtů Existence takoveacuteho zaacutekalu ve vašem

vzorku vaacutes upozorňuje na přiacutetomnost snadno hydrolyzovatelneacuteho kationtu amfoterniacuteho

charakteru a tato informace by vaacutem měla usnadnit jeho důkaz Pokud je vzorek kationtů barevnyacute

obsahuje barevnyacute kationt a toto zabarveniacute by vaacutem opět mělo usnadnit jeho důkaz Pro důkaz

kationtů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a podle

barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute kationty ve vašem vzorku

by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva kationty ve

vzorku použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech kationtech dedukujte ktereacute dva kationty jsou ve

vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

kationt V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickyacutem činidlem přiacutemo

v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou kationtů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute kationt

musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho kationtu ze směsi a po promytiacute a

rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickou reakciacute v nepřiacutetomnosti

druheacuteho kationtu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute

reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem

kationtem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz kationtů ve směsi vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute

myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie

neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute

vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou

rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 8 -

Důkaz dvou aniontů ve směsi (A)

V jedneacute zkumavce je pouze jeden kationt (A) kteryacute dokažteVe zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute anionty ktereacute takeacute dokažte Pokud je vzorek

aniontů barevnyacute obsahuje barevnyacute aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz Pro

důkaz aniontů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro anionty a

podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute anionty ve vašem vzorku by se

mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva anionty ve vzorku

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Reakciacute podiacutelu vašeho vzorku se zředěnou kyselinou můžete těkaveacute anionty rozložit za vzniku

specifickeacuteho plynu kteryacute lze v mnoha přiacutepadech identifikovat čichem popřiacutepadě vhodnyacutem

činidlem Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte ktereacute dva anionty

jsou ve vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro

přiacuteslušnyacute aniont V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickyacutem činidlem

přiacutemo v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou aniontů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute

aniont musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho aniontu ze směsi a po

promytiacute a rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickou reakciacute v

nepřiacutetomnosti druheacuteho aniontu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti

průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla

s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz aniontů ve směsi vyžaduje vaše

logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu

analytickeacute chemie neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro

všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu aniontů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 9 -

Identifikace pevnyacutech anorganickyacutech vzorků kvalitativniacute analyacutezou (PV)

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci pevnyacutech

anorganickyacutech vzorků ktereacute jsou soliacute tvořenou anorganickyacutem kationtem a aniontem

Analyzovanyacute pevnyacute vzorek může byacutet snadno či hůře rozpustnyacute ve vodě popřiacutepadě ve vodě

nerozpustnyacute a pak se jej snažiacuteme převeacutest do roztoku rozpouštěniacutem ve zředěneacute či koncentrovaneacute

vhodneacute kyselině nebo taveniacutem s vhodnyacutem činidlem Abychom identifikovali pevnyacute anorganickyacute

vzorek musiacuteme po jeho rozpuštěniacute dokaacutezat kationt i aniont v něm přiacutetomnyacute

Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech komplexotvornyacutech

a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem mohou vznikat

barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech reakciacute Silneacute kyseliny

a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů charakteristickeacuteho zaacutepachu

Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit doporučovaneacute prostřediacute

důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou kyselinu či zaacutesadu pro

vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok i s činidlem zahřaacutet

na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen v alkalickeacutem

prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute praacutevě neutraacutelniacute prostřediacute a některeacute reakce musiacute byacutet urychleny

vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech podmiacutenek

provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute iont je

přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku

ve zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute

přidaneacute kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla

rozpustneacute na bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem

činidle musiacutete vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto

operaci odsajte matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou

v maleacutem množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho

louhu Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a

ke sraženině na dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute

sraženinu v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle

rozpouštiacute a miziacute za vzniku čireacuteho roztoku

- 10 -

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

přiacutepadně jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto poličce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 11 -

Identifikace pevneacuteho anorganickeacuteho vzorku

Nejprve si pevnyacute vzorek pečlivě prohleacutedněte a všimněte si jeho charakteristickyacutech

vnějšiacutech vlastnostiacute jako je barva a přiacutepadnyacute tvar krystalů Barevnyacute vzorek může obsahovat

barevnyacute kationt popřiacutepadě aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz

Naacutesledně se snažte pevnyacute vzorek rozpustit Zkuste jej rozpouštět v destilovaneacute vodě za

studena a pokud nejste uacutespěšniacute tak za tepla popřiacutepadě za varu na vodniacute laacutezni Nerozpouštiacute-li se

pevnyacute vzorek v destilovaneacute vodě za studena za tepla a ani za varu rozpouštějte jej nejprve ve

zředěneacute kyselině chlorovodiacutekoveacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou Neuspějete-li s rozpouštěniacutem v kyselině chlorovodiacutekoveacute rozpouštějte jej ve

zředěneacute kyselině dusičneacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu dusičnou

Pokud se vaacutem nepodařilo rozpustit pevnyacute vzorek ani v kyselině chlorovodiacutekoveacute a ani v kyselině

dusičneacute pak jej rozpouštějte v lučavce kraacutelovskeacute což je směs 3 diacutelů koncentrovaneacute kyseliny

chlorovodiacutekoveacute a 1 diacutelu koncentrovaneacute kyseliny dusičneacute Rozpouštěniacute v koncentrovanyacutech

kyselinaacutech a v lučavce provaacutedějte za varu na vodniacute laacutezni a v zapnuteacute digestoři Při rozpouštěniacute

pevneacuteho vzorku v kyselinaacutech a v lučavce bedlivě sledujte zda-li se vzorek při rozpouštěniacute

rozklaacutedaacute za vyacutevoje nějakeacuteho charakteristickeacuteho plynu a vznikajiacuteciacute plyn identifikujte neboť

poukazuje na těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v rozpouštěneacutem pevneacutem vzorku Po rozpuštěniacute pevneacuteho

vzorku v kyselině či lučavce je třeba kyseliny z roztoku vyvařit teacuteměř do sucha a odpařenyacute

rozpustnyacute zbytek znovu rozpustit v maleacutem množstviacute destilovaneacute vody Pokud univerzaacutelniacute

indikaacutetorovyacute papiacuterek indikuje kyselost vznikleacuteho roztoku i po teacuteto operaci zneutralizujte jej

několika kapkami zředěneacuteho amoniaku až do neutraacutelniacute reakce

Po převedeniacute pevneacuteho vzorku do roztoku dokazujte kationt a pak i aniont Pro důkaz

kationtu ve vzorku proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a

podle barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute kationt v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je dokazovanyacute

kationt použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovaneacutem kationtu dedukujte kteryacute kationt je ve vašem vzorku

přiacutetomen a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute kationt Pokud

si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho

činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem kationtem z postranniacute skřiacuteňky

- 12 -

Při důkazu aniontu vezměte v uacutevahu že těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v pevneacutem vzorku mohl

uniknout během rozpouštěniacute vzorku v kyselině či lučavce ve formě plynu Za teacuteto situace jej

dokažte na zaacutekladě identifikace charakteristickeacuteho plynu jenž unikal při rozpouštěniacute pevneacuteho

vzorku V roztoku s rozpuštěnyacutem pevnyacutem vzorkem pak většinou naleznete aniont pochaacutezejiacuteciacute

z kyseliny použiteacute pro rozpouštěniacute pevneacuteho vzorku V přiacutepadě důkazu aniontu v roztoku

s rozpuštěnyacutem vzorkem proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro

anionty a podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute aniont v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je hledanyacute aniont

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte kteryacute aniont je přiacutetomnyacute

v pevneacutem vzorku a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

aniont Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci

tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky

Identifikace pevneacuteho vzorku vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně

detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie neboť neexistuje

univerzaacutelniacute postup identifikace a důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů a aniontů obsaženyacutech ve vzorku vyjaacutedřete

vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 13 -

Acidobazickeacute titrace

V acidimetrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok kyseliny chlorovodiacutekoveacute kteryacute sloužiacute k titraci

hydroxidů a ostatniacutech zaacutesadityacutech laacutetek Odměrnyacute roztok HCl se standardizuje tj určiacute se jeho

přesnaacute koncentrace na pevnyacute dekahydraacutet tetraboritanu sodneacuteho (Na2B4O7 middot10 H2O)

Naopak v alkalimetrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok hydroxidu sodneacuteho kteryacutem

lze titrovat silneacute i slabeacute kyseliny Odměrnyacute roztok NaOH se standardizuje tj určiacute se jeho přesnaacute

koncentrace na pevnyacute dihydraacutet kyseliny šťaveloveacute (COOH)2middot2H2O Z přesneacute molaacuterniacute

koncentrace odměrneacuteho roztoku lze vypočiacutetat faktor f kteryacutem je třeba naacutesobit spraacutevnou tedy

teoretickou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku abychom ziacuteskali přesnou tedy skutečnou

molaacuterniacute koncentraci

c(přesnaacute) = f middot c(spraacutevnaacute)

Kvalitativniacute analyacuteza vzorků

Na laboratorniacutem stole maacutete kapalnyacute vzorek hydroxidu (St I) nebo kyseliny (St II))

Vzorek může obsahovat NaOH KOH HCl HNO3 nebo H2SO4 Kvalitativniacute analyacutezou zjistěte

jakyacute hydroxid či kyselinu vzorek obsahuje a po přiacutepravě odměrneacuteho roztoku zanalyzujte vzorek

kvantitativně

- 14 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I)

Vypočiacutetejte kolik mililitrů koncentrovaneacute 35 kyseliny chlorovodiacutekoveacute majiacuteciacute hustotu

118 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě 10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (Mr (HCl) = 3647)

Vypočiacutetaneacute množstviacute 35 HCl odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte konc HCl destilovanou vodou na celkovyacute objem 1 litru rovněž

v digestoři a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok HCl

o přibližneacute koncentraci je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v acidimetrii

pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku HCl

Tetraboritan sodnyacute Na2B4O7middot10 H2O ve vodnyacutech roztociacutech reaguje zaacutesaditě v důsledku

hydrolyacutezy Hydroxidoveacute anionty uvolněneacute při teacuteto hydrolyacuteze jsou pak při titraci 050 M

odměrnyacutem roztokem HCl neutralizovaacuteny za vzniku vody

Na2B4O7 + 7 H2O rarr 4 H3BO3 + 2 OH- + 2 Na+

2 OH- + 2 HCl rarr 2 H2O + 2 Cl-

Reagencie 050 M odměrnyacute roztok HCl pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O jako primaacuterniacute standard roztok

methylčerveně jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte tedy

kolik gramů pevneacuteho Na2B4O7middot10 H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho

roztoku HCl na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (Na2B4O7 middot 10 H2O) = 38143

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho rozmeziacute splaacutechněte

z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Po rozpuštěniacute zřeďte na celkovyacute objem asi

50 ml přidejte několik kapek roztoku methylčerveně jako indikaacutetoru a titrujte připravenyacutem

05 M odměrnyacutem roztokem HCl ze žluteacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute kapka titračniacuteho

činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku HCl a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem HCl

- 15 -

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Do vypracovanyacutech přehlednyacutech protokolů z provedeneacute praktickeacute uacutelohy uvaacutedějte

konečnyacute analytickyacute vyacutesledek jako mediaacuten opatřenyacute intervalem spolehlivosti a v zaacutevorce

relativniacute směrodatnou odchylkou vyjaacutedřenou v procentech tedy v naacutesledujiacuteciacutem formaacutetu

Tabulka hodnot koeficientů kn a Kn a kritickyacutech hodnot kriteacuteriiacute Qk

pro danyacute soubor analytickyacutech vyacutesledků o počtu n a pro koeficient

spolehlivosti 095 neboli hladinu vyacuteznamnosti 005

n kn Kn Q k

2 0886 640 ndash

3 0591 130 0941

4 0486 072 0765

5 0430 051 0642

6 0395 040 0560

7 0370 033 0507

8 0351 029 0468

9 0337 026 0437

10 0325 023 0412

- 5 -

Kvalitativniacute analyacuteza anorganickyacutech iontů v kapalneacutem vzorku

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci organickyacutech laacutetek

v analyzovaneacutem vzorku Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech

komplexotvornyacutech a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem

mohou vznikat barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech

reakciacute Silneacute kyseliny a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů

charakteristickeacuteho zaacutepachu Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit

doporučovaneacute prostřediacute důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou

kyselinu či zaacutesadu pro vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok

i s činidlem zahřaacutet na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen

v alkalickeacutem prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute prostřediacute praacutevě neutraacutelniacute a některeacute reakce musiacute byacutet

urychleny vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech

podmiacutenek provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute

iont je přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku ve

zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute přidaneacute

kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla rozpustneacute na

bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem činidle musiacutete

vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto operaci odsajte

matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou v maleacutem

množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho louhu

Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a ke sraženině na

dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute sraženinu

v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle rozpouštiacute a miziacute

za vzniku čireacuteho roztoku

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

- 6 -

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

popřiacutepadě jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto polčce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 7 -

Důkaz dvou kationtů ve směsi (K)

V jedneacute zkumavce (A) je pouze jeden kationt kteryacute dokažte Ve zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute kationty Vzorek může obsahovat biacutelou

sraženinu způsobenou hydrolyacutezou jednoho z obou kationtů Existence takoveacuteho zaacutekalu ve vašem

vzorku vaacutes upozorňuje na přiacutetomnost snadno hydrolyzovatelneacuteho kationtu amfoterniacuteho

charakteru a tato informace by vaacutem měla usnadnit jeho důkaz Pokud je vzorek kationtů barevnyacute

obsahuje barevnyacute kationt a toto zabarveniacute by vaacutem opět mělo usnadnit jeho důkaz Pro důkaz

kationtů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a podle

barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute kationty ve vašem vzorku

by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva kationty ve

vzorku použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech kationtech dedukujte ktereacute dva kationty jsou ve

vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

kationt V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickyacutem činidlem přiacutemo

v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou kationtů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute kationt

musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho kationtu ze směsi a po promytiacute a

rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickou reakciacute v nepřiacutetomnosti

druheacuteho kationtu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute

reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem

kationtem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz kationtů ve směsi vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute

myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie

neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute

vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou

rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 8 -

Důkaz dvou aniontů ve směsi (A)

V jedneacute zkumavce je pouze jeden kationt (A) kteryacute dokažteVe zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute anionty ktereacute takeacute dokažte Pokud je vzorek

aniontů barevnyacute obsahuje barevnyacute aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz Pro

důkaz aniontů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro anionty a

podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute anionty ve vašem vzorku by se

mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva anionty ve vzorku

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Reakciacute podiacutelu vašeho vzorku se zředěnou kyselinou můžete těkaveacute anionty rozložit za vzniku

specifickeacuteho plynu kteryacute lze v mnoha přiacutepadech identifikovat čichem popřiacutepadě vhodnyacutem

činidlem Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte ktereacute dva anionty

jsou ve vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro

přiacuteslušnyacute aniont V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickyacutem činidlem

přiacutemo v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou aniontů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute

aniont musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho aniontu ze směsi a po

promytiacute a rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickou reakciacute v

nepřiacutetomnosti druheacuteho aniontu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti

průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla

s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz aniontů ve směsi vyžaduje vaše

logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu

analytickeacute chemie neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro

všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu aniontů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 9 -

Identifikace pevnyacutech anorganickyacutech vzorků kvalitativniacute analyacutezou (PV)

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci pevnyacutech

anorganickyacutech vzorků ktereacute jsou soliacute tvořenou anorganickyacutem kationtem a aniontem

Analyzovanyacute pevnyacute vzorek může byacutet snadno či hůře rozpustnyacute ve vodě popřiacutepadě ve vodě

nerozpustnyacute a pak se jej snažiacuteme převeacutest do roztoku rozpouštěniacutem ve zředěneacute či koncentrovaneacute

vhodneacute kyselině nebo taveniacutem s vhodnyacutem činidlem Abychom identifikovali pevnyacute anorganickyacute

vzorek musiacuteme po jeho rozpuštěniacute dokaacutezat kationt i aniont v něm přiacutetomnyacute

Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech komplexotvornyacutech

a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem mohou vznikat

barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech reakciacute Silneacute kyseliny

a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů charakteristickeacuteho zaacutepachu

Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit doporučovaneacute prostřediacute

důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou kyselinu či zaacutesadu pro

vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok i s činidlem zahřaacutet

na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen v alkalickeacutem

prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute praacutevě neutraacutelniacute prostřediacute a některeacute reakce musiacute byacutet urychleny

vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech podmiacutenek

provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute iont je

přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku

ve zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute

přidaneacute kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla

rozpustneacute na bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem

činidle musiacutete vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto

operaci odsajte matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou

v maleacutem množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho

louhu Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a

ke sraženině na dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute

sraženinu v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle

rozpouštiacute a miziacute za vzniku čireacuteho roztoku

- 10 -

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

přiacutepadně jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto poličce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 11 -

Identifikace pevneacuteho anorganickeacuteho vzorku

Nejprve si pevnyacute vzorek pečlivě prohleacutedněte a všimněte si jeho charakteristickyacutech

vnějšiacutech vlastnostiacute jako je barva a přiacutepadnyacute tvar krystalů Barevnyacute vzorek může obsahovat

barevnyacute kationt popřiacutepadě aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz

Naacutesledně se snažte pevnyacute vzorek rozpustit Zkuste jej rozpouštět v destilovaneacute vodě za

studena a pokud nejste uacutespěšniacute tak za tepla popřiacutepadě za varu na vodniacute laacutezni Nerozpouštiacute-li se

pevnyacute vzorek v destilovaneacute vodě za studena za tepla a ani za varu rozpouštějte jej nejprve ve

zředěneacute kyselině chlorovodiacutekoveacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou Neuspějete-li s rozpouštěniacutem v kyselině chlorovodiacutekoveacute rozpouštějte jej ve

zředěneacute kyselině dusičneacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu dusičnou

Pokud se vaacutem nepodařilo rozpustit pevnyacute vzorek ani v kyselině chlorovodiacutekoveacute a ani v kyselině

dusičneacute pak jej rozpouštějte v lučavce kraacutelovskeacute což je směs 3 diacutelů koncentrovaneacute kyseliny

chlorovodiacutekoveacute a 1 diacutelu koncentrovaneacute kyseliny dusičneacute Rozpouštěniacute v koncentrovanyacutech

kyselinaacutech a v lučavce provaacutedějte za varu na vodniacute laacutezni a v zapnuteacute digestoři Při rozpouštěniacute

pevneacuteho vzorku v kyselinaacutech a v lučavce bedlivě sledujte zda-li se vzorek při rozpouštěniacute

rozklaacutedaacute za vyacutevoje nějakeacuteho charakteristickeacuteho plynu a vznikajiacuteciacute plyn identifikujte neboť

poukazuje na těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v rozpouštěneacutem pevneacutem vzorku Po rozpuštěniacute pevneacuteho

vzorku v kyselině či lučavce je třeba kyseliny z roztoku vyvařit teacuteměř do sucha a odpařenyacute

rozpustnyacute zbytek znovu rozpustit v maleacutem množstviacute destilovaneacute vody Pokud univerzaacutelniacute

indikaacutetorovyacute papiacuterek indikuje kyselost vznikleacuteho roztoku i po teacuteto operaci zneutralizujte jej

několika kapkami zředěneacuteho amoniaku až do neutraacutelniacute reakce

Po převedeniacute pevneacuteho vzorku do roztoku dokazujte kationt a pak i aniont Pro důkaz

kationtu ve vzorku proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a

podle barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute kationt v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je dokazovanyacute

kationt použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovaneacutem kationtu dedukujte kteryacute kationt je ve vašem vzorku

přiacutetomen a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute kationt Pokud

si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho

činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem kationtem z postranniacute skřiacuteňky

- 12 -

Při důkazu aniontu vezměte v uacutevahu že těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v pevneacutem vzorku mohl

uniknout během rozpouštěniacute vzorku v kyselině či lučavce ve formě plynu Za teacuteto situace jej

dokažte na zaacutekladě identifikace charakteristickeacuteho plynu jenž unikal při rozpouštěniacute pevneacuteho

vzorku V roztoku s rozpuštěnyacutem pevnyacutem vzorkem pak většinou naleznete aniont pochaacutezejiacuteciacute

z kyseliny použiteacute pro rozpouštěniacute pevneacuteho vzorku V přiacutepadě důkazu aniontu v roztoku

s rozpuštěnyacutem vzorkem proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro

anionty a podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute aniont v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je hledanyacute aniont

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte kteryacute aniont je přiacutetomnyacute

v pevneacutem vzorku a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

aniont Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci

tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky

Identifikace pevneacuteho vzorku vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně

detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie neboť neexistuje

univerzaacutelniacute postup identifikace a důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů a aniontů obsaženyacutech ve vzorku vyjaacutedřete

vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 13 -

Acidobazickeacute titrace

V acidimetrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok kyseliny chlorovodiacutekoveacute kteryacute sloužiacute k titraci

hydroxidů a ostatniacutech zaacutesadityacutech laacutetek Odměrnyacute roztok HCl se standardizuje tj určiacute se jeho

přesnaacute koncentrace na pevnyacute dekahydraacutet tetraboritanu sodneacuteho (Na2B4O7 middot10 H2O)

Naopak v alkalimetrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok hydroxidu sodneacuteho kteryacutem

lze titrovat silneacute i slabeacute kyseliny Odměrnyacute roztok NaOH se standardizuje tj určiacute se jeho přesnaacute

koncentrace na pevnyacute dihydraacutet kyseliny šťaveloveacute (COOH)2middot2H2O Z přesneacute molaacuterniacute

koncentrace odměrneacuteho roztoku lze vypočiacutetat faktor f kteryacutem je třeba naacutesobit spraacutevnou tedy

teoretickou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku abychom ziacuteskali přesnou tedy skutečnou

molaacuterniacute koncentraci

c(přesnaacute) = f middot c(spraacutevnaacute)

Kvalitativniacute analyacuteza vzorků

Na laboratorniacutem stole maacutete kapalnyacute vzorek hydroxidu (St I) nebo kyseliny (St II))

Vzorek může obsahovat NaOH KOH HCl HNO3 nebo H2SO4 Kvalitativniacute analyacutezou zjistěte

jakyacute hydroxid či kyselinu vzorek obsahuje a po přiacutepravě odměrneacuteho roztoku zanalyzujte vzorek

kvantitativně

- 14 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I)

Vypočiacutetejte kolik mililitrů koncentrovaneacute 35 kyseliny chlorovodiacutekoveacute majiacuteciacute hustotu

118 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě 10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (Mr (HCl) = 3647)

Vypočiacutetaneacute množstviacute 35 HCl odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte konc HCl destilovanou vodou na celkovyacute objem 1 litru rovněž

v digestoři a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok HCl

o přibližneacute koncentraci je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v acidimetrii

pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku HCl

Tetraboritan sodnyacute Na2B4O7middot10 H2O ve vodnyacutech roztociacutech reaguje zaacutesaditě v důsledku

hydrolyacutezy Hydroxidoveacute anionty uvolněneacute při teacuteto hydrolyacuteze jsou pak při titraci 050 M

odměrnyacutem roztokem HCl neutralizovaacuteny za vzniku vody

Na2B4O7 + 7 H2O rarr 4 H3BO3 + 2 OH- + 2 Na+

2 OH- + 2 HCl rarr 2 H2O + 2 Cl-

Reagencie 050 M odměrnyacute roztok HCl pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O jako primaacuterniacute standard roztok

methylčerveně jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte tedy

kolik gramů pevneacuteho Na2B4O7middot10 H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho

roztoku HCl na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (Na2B4O7 middot 10 H2O) = 38143

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho rozmeziacute splaacutechněte

z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Po rozpuštěniacute zřeďte na celkovyacute objem asi

50 ml přidejte několik kapek roztoku methylčerveně jako indikaacutetoru a titrujte připravenyacutem

05 M odměrnyacutem roztokem HCl ze žluteacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute kapka titračniacuteho

činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku HCl a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem HCl

- 15 -

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Kvalitativniacute analyacuteza anorganickyacutech iontů v kapalneacutem vzorku

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci organickyacutech laacutetek

v analyzovaneacutem vzorku Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech

komplexotvornyacutech a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem

mohou vznikat barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech

reakciacute Silneacute kyseliny a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů

charakteristickeacuteho zaacutepachu Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit

doporučovaneacute prostřediacute důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou

kyselinu či zaacutesadu pro vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok

i s činidlem zahřaacutet na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen

v alkalickeacutem prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute prostřediacute praacutevě neutraacutelniacute a některeacute reakce musiacute byacutet

urychleny vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech

podmiacutenek provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute

iont je přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku ve

zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute přidaneacute

kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla rozpustneacute na

bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem činidle musiacutete

vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto operaci odsajte

matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou v maleacutem

množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho louhu

Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a ke sraženině na

dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute sraženinu

v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle rozpouštiacute a miziacute

za vzniku čireacuteho roztoku

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

- 6 -

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

popřiacutepadě jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto polčce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 7 -

Důkaz dvou kationtů ve směsi (K)

V jedneacute zkumavce (A) je pouze jeden kationt kteryacute dokažte Ve zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute kationty Vzorek může obsahovat biacutelou

sraženinu způsobenou hydrolyacutezou jednoho z obou kationtů Existence takoveacuteho zaacutekalu ve vašem

vzorku vaacutes upozorňuje na přiacutetomnost snadno hydrolyzovatelneacuteho kationtu amfoterniacuteho

charakteru a tato informace by vaacutem měla usnadnit jeho důkaz Pokud je vzorek kationtů barevnyacute

obsahuje barevnyacute kationt a toto zabarveniacute by vaacutem opět mělo usnadnit jeho důkaz Pro důkaz

kationtů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a podle

barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute kationty ve vašem vzorku

by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva kationty ve

vzorku použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech kationtech dedukujte ktereacute dva kationty jsou ve

vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

kationt V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickyacutem činidlem přiacutemo

v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou kationtů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute kationt

musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho kationtu ze směsi a po promytiacute a

rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickou reakciacute v nepřiacutetomnosti

druheacuteho kationtu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute

reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem

kationtem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz kationtů ve směsi vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute

myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie

neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute

vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou

rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 8 -

Důkaz dvou aniontů ve směsi (A)

V jedneacute zkumavce je pouze jeden kationt (A) kteryacute dokažteVe zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute anionty ktereacute takeacute dokažte Pokud je vzorek

aniontů barevnyacute obsahuje barevnyacute aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz Pro

důkaz aniontů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro anionty a

podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute anionty ve vašem vzorku by se

mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva anionty ve vzorku

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Reakciacute podiacutelu vašeho vzorku se zředěnou kyselinou můžete těkaveacute anionty rozložit za vzniku

specifickeacuteho plynu kteryacute lze v mnoha přiacutepadech identifikovat čichem popřiacutepadě vhodnyacutem

činidlem Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte ktereacute dva anionty

jsou ve vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro

přiacuteslušnyacute aniont V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickyacutem činidlem

přiacutemo v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou aniontů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute

aniont musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho aniontu ze směsi a po

promytiacute a rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickou reakciacute v

nepřiacutetomnosti druheacuteho aniontu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti

průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla

s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz aniontů ve směsi vyžaduje vaše

logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu

analytickeacute chemie neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro

všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu aniontů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 9 -

Identifikace pevnyacutech anorganickyacutech vzorků kvalitativniacute analyacutezou (PV)

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci pevnyacutech

anorganickyacutech vzorků ktereacute jsou soliacute tvořenou anorganickyacutem kationtem a aniontem

Analyzovanyacute pevnyacute vzorek může byacutet snadno či hůře rozpustnyacute ve vodě popřiacutepadě ve vodě

nerozpustnyacute a pak se jej snažiacuteme převeacutest do roztoku rozpouštěniacutem ve zředěneacute či koncentrovaneacute

vhodneacute kyselině nebo taveniacutem s vhodnyacutem činidlem Abychom identifikovali pevnyacute anorganickyacute

vzorek musiacuteme po jeho rozpuštěniacute dokaacutezat kationt i aniont v něm přiacutetomnyacute

Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech komplexotvornyacutech

a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem mohou vznikat

barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech reakciacute Silneacute kyseliny

a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů charakteristickeacuteho zaacutepachu

Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit doporučovaneacute prostřediacute

důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou kyselinu či zaacutesadu pro

vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok i s činidlem zahřaacutet

na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen v alkalickeacutem

prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute praacutevě neutraacutelniacute prostřediacute a některeacute reakce musiacute byacutet urychleny

vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech podmiacutenek

provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute iont je

přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku

ve zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute

přidaneacute kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla

rozpustneacute na bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem

činidle musiacutete vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto

operaci odsajte matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou

v maleacutem množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho

louhu Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a

ke sraženině na dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute

sraženinu v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle

rozpouštiacute a miziacute za vzniku čireacuteho roztoku

- 10 -

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

přiacutepadně jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto poličce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 11 -

Identifikace pevneacuteho anorganickeacuteho vzorku

Nejprve si pevnyacute vzorek pečlivě prohleacutedněte a všimněte si jeho charakteristickyacutech

vnějšiacutech vlastnostiacute jako je barva a přiacutepadnyacute tvar krystalů Barevnyacute vzorek může obsahovat

barevnyacute kationt popřiacutepadě aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz

Naacutesledně se snažte pevnyacute vzorek rozpustit Zkuste jej rozpouštět v destilovaneacute vodě za

studena a pokud nejste uacutespěšniacute tak za tepla popřiacutepadě za varu na vodniacute laacutezni Nerozpouštiacute-li se

pevnyacute vzorek v destilovaneacute vodě za studena za tepla a ani za varu rozpouštějte jej nejprve ve

zředěneacute kyselině chlorovodiacutekoveacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou Neuspějete-li s rozpouštěniacutem v kyselině chlorovodiacutekoveacute rozpouštějte jej ve

zředěneacute kyselině dusičneacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu dusičnou

Pokud se vaacutem nepodařilo rozpustit pevnyacute vzorek ani v kyselině chlorovodiacutekoveacute a ani v kyselině

dusičneacute pak jej rozpouštějte v lučavce kraacutelovskeacute což je směs 3 diacutelů koncentrovaneacute kyseliny

chlorovodiacutekoveacute a 1 diacutelu koncentrovaneacute kyseliny dusičneacute Rozpouštěniacute v koncentrovanyacutech

kyselinaacutech a v lučavce provaacutedějte za varu na vodniacute laacutezni a v zapnuteacute digestoři Při rozpouštěniacute

pevneacuteho vzorku v kyselinaacutech a v lučavce bedlivě sledujte zda-li se vzorek při rozpouštěniacute

rozklaacutedaacute za vyacutevoje nějakeacuteho charakteristickeacuteho plynu a vznikajiacuteciacute plyn identifikujte neboť

poukazuje na těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v rozpouštěneacutem pevneacutem vzorku Po rozpuštěniacute pevneacuteho

vzorku v kyselině či lučavce je třeba kyseliny z roztoku vyvařit teacuteměř do sucha a odpařenyacute

rozpustnyacute zbytek znovu rozpustit v maleacutem množstviacute destilovaneacute vody Pokud univerzaacutelniacute

indikaacutetorovyacute papiacuterek indikuje kyselost vznikleacuteho roztoku i po teacuteto operaci zneutralizujte jej

několika kapkami zředěneacuteho amoniaku až do neutraacutelniacute reakce

Po převedeniacute pevneacuteho vzorku do roztoku dokazujte kationt a pak i aniont Pro důkaz

kationtu ve vzorku proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a

podle barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute kationt v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je dokazovanyacute

kationt použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovaneacutem kationtu dedukujte kteryacute kationt je ve vašem vzorku

přiacutetomen a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute kationt Pokud

si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho

činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem kationtem z postranniacute skřiacuteňky

- 12 -

Při důkazu aniontu vezměte v uacutevahu že těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v pevneacutem vzorku mohl

uniknout během rozpouštěniacute vzorku v kyselině či lučavce ve formě plynu Za teacuteto situace jej

dokažte na zaacutekladě identifikace charakteristickeacuteho plynu jenž unikal při rozpouštěniacute pevneacuteho

vzorku V roztoku s rozpuštěnyacutem pevnyacutem vzorkem pak většinou naleznete aniont pochaacutezejiacuteciacute

z kyseliny použiteacute pro rozpouštěniacute pevneacuteho vzorku V přiacutepadě důkazu aniontu v roztoku

s rozpuštěnyacutem vzorkem proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro

anionty a podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute aniont v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je hledanyacute aniont

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte kteryacute aniont je přiacutetomnyacute

v pevneacutem vzorku a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

aniont Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci

tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky

Identifikace pevneacuteho vzorku vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně

detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie neboť neexistuje

univerzaacutelniacute postup identifikace a důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů a aniontů obsaženyacutech ve vzorku vyjaacutedřete

vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 13 -

Acidobazickeacute titrace

V acidimetrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok kyseliny chlorovodiacutekoveacute kteryacute sloužiacute k titraci

hydroxidů a ostatniacutech zaacutesadityacutech laacutetek Odměrnyacute roztok HCl se standardizuje tj určiacute se jeho

přesnaacute koncentrace na pevnyacute dekahydraacutet tetraboritanu sodneacuteho (Na2B4O7 middot10 H2O)

Naopak v alkalimetrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok hydroxidu sodneacuteho kteryacutem

lze titrovat silneacute i slabeacute kyseliny Odměrnyacute roztok NaOH se standardizuje tj určiacute se jeho přesnaacute

koncentrace na pevnyacute dihydraacutet kyseliny šťaveloveacute (COOH)2middot2H2O Z přesneacute molaacuterniacute

koncentrace odměrneacuteho roztoku lze vypočiacutetat faktor f kteryacutem je třeba naacutesobit spraacutevnou tedy

teoretickou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku abychom ziacuteskali přesnou tedy skutečnou

molaacuterniacute koncentraci

c(přesnaacute) = f middot c(spraacutevnaacute)

Kvalitativniacute analyacuteza vzorků

Na laboratorniacutem stole maacutete kapalnyacute vzorek hydroxidu (St I) nebo kyseliny (St II))

Vzorek může obsahovat NaOH KOH HCl HNO3 nebo H2SO4 Kvalitativniacute analyacutezou zjistěte

jakyacute hydroxid či kyselinu vzorek obsahuje a po přiacutepravě odměrneacuteho roztoku zanalyzujte vzorek

kvantitativně

- 14 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I)

Vypočiacutetejte kolik mililitrů koncentrovaneacute 35 kyseliny chlorovodiacutekoveacute majiacuteciacute hustotu

118 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě 10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (Mr (HCl) = 3647)

Vypočiacutetaneacute množstviacute 35 HCl odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte konc HCl destilovanou vodou na celkovyacute objem 1 litru rovněž

v digestoři a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok HCl

o přibližneacute koncentraci je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v acidimetrii

pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku HCl

Tetraboritan sodnyacute Na2B4O7middot10 H2O ve vodnyacutech roztociacutech reaguje zaacutesaditě v důsledku

hydrolyacutezy Hydroxidoveacute anionty uvolněneacute při teacuteto hydrolyacuteze jsou pak při titraci 050 M

odměrnyacutem roztokem HCl neutralizovaacuteny za vzniku vody

Na2B4O7 + 7 H2O rarr 4 H3BO3 + 2 OH- + 2 Na+

2 OH- + 2 HCl rarr 2 H2O + 2 Cl-

Reagencie 050 M odměrnyacute roztok HCl pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O jako primaacuterniacute standard roztok

methylčerveně jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte tedy

kolik gramů pevneacuteho Na2B4O7middot10 H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho

roztoku HCl na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (Na2B4O7 middot 10 H2O) = 38143

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho rozmeziacute splaacutechněte

z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Po rozpuštěniacute zřeďte na celkovyacute objem asi

50 ml přidejte několik kapek roztoku methylčerveně jako indikaacutetoru a titrujte připravenyacutem

05 M odměrnyacutem roztokem HCl ze žluteacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute kapka titračniacuteho

činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku HCl a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem HCl

- 15 -

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

popřiacutepadě jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto polčce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 7 -

Důkaz dvou kationtů ve směsi (K)

V jedneacute zkumavce (A) je pouze jeden kationt kteryacute dokažte Ve zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute kationty Vzorek může obsahovat biacutelou

sraženinu způsobenou hydrolyacutezou jednoho z obou kationtů Existence takoveacuteho zaacutekalu ve vašem

vzorku vaacutes upozorňuje na přiacutetomnost snadno hydrolyzovatelneacuteho kationtu amfoterniacuteho

charakteru a tato informace by vaacutem měla usnadnit jeho důkaz Pokud je vzorek kationtů barevnyacute

obsahuje barevnyacute kationt a toto zabarveniacute by vaacutem opět mělo usnadnit jeho důkaz Pro důkaz

kationtů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a podle

barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute kationty ve vašem vzorku

by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva kationty ve

vzorku použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech kationtech dedukujte ktereacute dva kationty jsou ve

vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

kationt V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickyacutem činidlem přiacutemo

v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou kationtů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute kationt

musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho kationtu ze směsi a po promytiacute a

rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickou reakciacute v nepřiacutetomnosti

druheacuteho kationtu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute

reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem

kationtem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz kationtů ve směsi vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute

myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie

neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute

vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou

rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 8 -

Důkaz dvou aniontů ve směsi (A)

V jedneacute zkumavce je pouze jeden kationt (A) kteryacute dokažteVe zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute anionty ktereacute takeacute dokažte Pokud je vzorek

aniontů barevnyacute obsahuje barevnyacute aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz Pro

důkaz aniontů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro anionty a

podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute anionty ve vašem vzorku by se

mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva anionty ve vzorku

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Reakciacute podiacutelu vašeho vzorku se zředěnou kyselinou můžete těkaveacute anionty rozložit za vzniku

specifickeacuteho plynu kteryacute lze v mnoha přiacutepadech identifikovat čichem popřiacutepadě vhodnyacutem

činidlem Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte ktereacute dva anionty

jsou ve vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro

přiacuteslušnyacute aniont V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickyacutem činidlem

přiacutemo v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou aniontů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute

aniont musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho aniontu ze směsi a po

promytiacute a rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickou reakciacute v

nepřiacutetomnosti druheacuteho aniontu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti

průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla

s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz aniontů ve směsi vyžaduje vaše

logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu

analytickeacute chemie neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro

všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu aniontů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 9 -

Identifikace pevnyacutech anorganickyacutech vzorků kvalitativniacute analyacutezou (PV)

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci pevnyacutech

anorganickyacutech vzorků ktereacute jsou soliacute tvořenou anorganickyacutem kationtem a aniontem

Analyzovanyacute pevnyacute vzorek může byacutet snadno či hůře rozpustnyacute ve vodě popřiacutepadě ve vodě

nerozpustnyacute a pak se jej snažiacuteme převeacutest do roztoku rozpouštěniacutem ve zředěneacute či koncentrovaneacute

vhodneacute kyselině nebo taveniacutem s vhodnyacutem činidlem Abychom identifikovali pevnyacute anorganickyacute

vzorek musiacuteme po jeho rozpuštěniacute dokaacutezat kationt i aniont v něm přiacutetomnyacute

Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech komplexotvornyacutech

a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem mohou vznikat

barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech reakciacute Silneacute kyseliny

a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů charakteristickeacuteho zaacutepachu

Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit doporučovaneacute prostřediacute

důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou kyselinu či zaacutesadu pro

vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok i s činidlem zahřaacutet

na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen v alkalickeacutem

prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute praacutevě neutraacutelniacute prostřediacute a některeacute reakce musiacute byacutet urychleny

vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech podmiacutenek

provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute iont je

přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku

ve zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute

přidaneacute kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla

rozpustneacute na bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem

činidle musiacutete vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto

operaci odsajte matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou

v maleacutem množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho

louhu Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a

ke sraženině na dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute

sraženinu v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle

rozpouštiacute a miziacute za vzniku čireacuteho roztoku

- 10 -

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

přiacutepadně jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto poličce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 11 -

Identifikace pevneacuteho anorganickeacuteho vzorku

Nejprve si pevnyacute vzorek pečlivě prohleacutedněte a všimněte si jeho charakteristickyacutech

vnějšiacutech vlastnostiacute jako je barva a přiacutepadnyacute tvar krystalů Barevnyacute vzorek může obsahovat

barevnyacute kationt popřiacutepadě aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz

Naacutesledně se snažte pevnyacute vzorek rozpustit Zkuste jej rozpouštět v destilovaneacute vodě za

studena a pokud nejste uacutespěšniacute tak za tepla popřiacutepadě za varu na vodniacute laacutezni Nerozpouštiacute-li se

pevnyacute vzorek v destilovaneacute vodě za studena za tepla a ani za varu rozpouštějte jej nejprve ve

zředěneacute kyselině chlorovodiacutekoveacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou Neuspějete-li s rozpouštěniacutem v kyselině chlorovodiacutekoveacute rozpouštějte jej ve

zředěneacute kyselině dusičneacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu dusičnou

Pokud se vaacutem nepodařilo rozpustit pevnyacute vzorek ani v kyselině chlorovodiacutekoveacute a ani v kyselině

dusičneacute pak jej rozpouštějte v lučavce kraacutelovskeacute což je směs 3 diacutelů koncentrovaneacute kyseliny

chlorovodiacutekoveacute a 1 diacutelu koncentrovaneacute kyseliny dusičneacute Rozpouštěniacute v koncentrovanyacutech

kyselinaacutech a v lučavce provaacutedějte za varu na vodniacute laacutezni a v zapnuteacute digestoři Při rozpouštěniacute

pevneacuteho vzorku v kyselinaacutech a v lučavce bedlivě sledujte zda-li se vzorek při rozpouštěniacute

rozklaacutedaacute za vyacutevoje nějakeacuteho charakteristickeacuteho plynu a vznikajiacuteciacute plyn identifikujte neboť

poukazuje na těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v rozpouštěneacutem pevneacutem vzorku Po rozpuštěniacute pevneacuteho

vzorku v kyselině či lučavce je třeba kyseliny z roztoku vyvařit teacuteměř do sucha a odpařenyacute

rozpustnyacute zbytek znovu rozpustit v maleacutem množstviacute destilovaneacute vody Pokud univerzaacutelniacute

indikaacutetorovyacute papiacuterek indikuje kyselost vznikleacuteho roztoku i po teacuteto operaci zneutralizujte jej

několika kapkami zředěneacuteho amoniaku až do neutraacutelniacute reakce

Po převedeniacute pevneacuteho vzorku do roztoku dokazujte kationt a pak i aniont Pro důkaz

kationtu ve vzorku proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a

podle barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute kationt v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je dokazovanyacute

kationt použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovaneacutem kationtu dedukujte kteryacute kationt je ve vašem vzorku

přiacutetomen a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute kationt Pokud

si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho

činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem kationtem z postranniacute skřiacuteňky

- 12 -

Při důkazu aniontu vezměte v uacutevahu že těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v pevneacutem vzorku mohl

uniknout během rozpouštěniacute vzorku v kyselině či lučavce ve formě plynu Za teacuteto situace jej

dokažte na zaacutekladě identifikace charakteristickeacuteho plynu jenž unikal při rozpouštěniacute pevneacuteho

vzorku V roztoku s rozpuštěnyacutem pevnyacutem vzorkem pak většinou naleznete aniont pochaacutezejiacuteciacute

z kyseliny použiteacute pro rozpouštěniacute pevneacuteho vzorku V přiacutepadě důkazu aniontu v roztoku

s rozpuštěnyacutem vzorkem proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro

anionty a podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute aniont v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je hledanyacute aniont

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte kteryacute aniont je přiacutetomnyacute

v pevneacutem vzorku a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

aniont Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci

tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky

Identifikace pevneacuteho vzorku vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně

detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie neboť neexistuje

univerzaacutelniacute postup identifikace a důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů a aniontů obsaženyacutech ve vzorku vyjaacutedřete

vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 13 -

Acidobazickeacute titrace

V acidimetrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok kyseliny chlorovodiacutekoveacute kteryacute sloužiacute k titraci

hydroxidů a ostatniacutech zaacutesadityacutech laacutetek Odměrnyacute roztok HCl se standardizuje tj určiacute se jeho

přesnaacute koncentrace na pevnyacute dekahydraacutet tetraboritanu sodneacuteho (Na2B4O7 middot10 H2O)

Naopak v alkalimetrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok hydroxidu sodneacuteho kteryacutem

lze titrovat silneacute i slabeacute kyseliny Odměrnyacute roztok NaOH se standardizuje tj určiacute se jeho přesnaacute

koncentrace na pevnyacute dihydraacutet kyseliny šťaveloveacute (COOH)2middot2H2O Z přesneacute molaacuterniacute

koncentrace odměrneacuteho roztoku lze vypočiacutetat faktor f kteryacutem je třeba naacutesobit spraacutevnou tedy

teoretickou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku abychom ziacuteskali přesnou tedy skutečnou

molaacuterniacute koncentraci

c(přesnaacute) = f middot c(spraacutevnaacute)

Kvalitativniacute analyacuteza vzorků

Na laboratorniacutem stole maacutete kapalnyacute vzorek hydroxidu (St I) nebo kyseliny (St II))

Vzorek může obsahovat NaOH KOH HCl HNO3 nebo H2SO4 Kvalitativniacute analyacutezou zjistěte

jakyacute hydroxid či kyselinu vzorek obsahuje a po přiacutepravě odměrneacuteho roztoku zanalyzujte vzorek

kvantitativně

- 14 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I)

Vypočiacutetejte kolik mililitrů koncentrovaneacute 35 kyseliny chlorovodiacutekoveacute majiacuteciacute hustotu

118 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě 10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (Mr (HCl) = 3647)

Vypočiacutetaneacute množstviacute 35 HCl odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte konc HCl destilovanou vodou na celkovyacute objem 1 litru rovněž

v digestoři a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok HCl

o přibližneacute koncentraci je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v acidimetrii

pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku HCl

Tetraboritan sodnyacute Na2B4O7middot10 H2O ve vodnyacutech roztociacutech reaguje zaacutesaditě v důsledku

hydrolyacutezy Hydroxidoveacute anionty uvolněneacute při teacuteto hydrolyacuteze jsou pak při titraci 050 M

odměrnyacutem roztokem HCl neutralizovaacuteny za vzniku vody

Na2B4O7 + 7 H2O rarr 4 H3BO3 + 2 OH- + 2 Na+

2 OH- + 2 HCl rarr 2 H2O + 2 Cl-

Reagencie 050 M odměrnyacute roztok HCl pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O jako primaacuterniacute standard roztok

methylčerveně jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte tedy

kolik gramů pevneacuteho Na2B4O7middot10 H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho

roztoku HCl na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (Na2B4O7 middot 10 H2O) = 38143

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho rozmeziacute splaacutechněte

z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Po rozpuštěniacute zřeďte na celkovyacute objem asi

50 ml přidejte několik kapek roztoku methylčerveně jako indikaacutetoru a titrujte připravenyacutem

05 M odměrnyacutem roztokem HCl ze žluteacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute kapka titračniacuteho

činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku HCl a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem HCl

- 15 -

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Důkaz dvou kationtů ve směsi (K)

V jedneacute zkumavce (A) je pouze jeden kationt kteryacute dokažte Ve zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute kationty Vzorek může obsahovat biacutelou

sraženinu způsobenou hydrolyacutezou jednoho z obou kationtů Existence takoveacuteho zaacutekalu ve vašem

vzorku vaacutes upozorňuje na přiacutetomnost snadno hydrolyzovatelneacuteho kationtu amfoterniacuteho

charakteru a tato informace by vaacutem měla usnadnit jeho důkaz Pokud je vzorek kationtů barevnyacute

obsahuje barevnyacute kationt a toto zabarveniacute by vaacutem opět mělo usnadnit jeho důkaz Pro důkaz

kationtů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a podle

barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute kationty ve vašem vzorku

by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva kationty ve

vzorku použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech kationtech dedukujte ktereacute dva kationty jsou ve

vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

kationt V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickyacutem činidlem přiacutemo

v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou kationtů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute kationt

musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho kationtu ze směsi a po promytiacute a

rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute kationt specifickou reakciacute v nepřiacutetomnosti

druheacuteho kationtu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute

reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem

kationtem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz kationtů ve směsi vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute

myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie

neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute

vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou

rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 8 -

Důkaz dvou aniontů ve směsi (A)

V jedneacute zkumavce je pouze jeden kationt (A) kteryacute dokažteVe zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute anionty ktereacute takeacute dokažte Pokud je vzorek

aniontů barevnyacute obsahuje barevnyacute aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz Pro

důkaz aniontů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro anionty a

podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute anionty ve vašem vzorku by se

mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva anionty ve vzorku

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Reakciacute podiacutelu vašeho vzorku se zředěnou kyselinou můžete těkaveacute anionty rozložit za vzniku

specifickeacuteho plynu kteryacute lze v mnoha přiacutepadech identifikovat čichem popřiacutepadě vhodnyacutem

činidlem Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte ktereacute dva anionty

jsou ve vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro

přiacuteslušnyacute aniont V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickyacutem činidlem

přiacutemo v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou aniontů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute

aniont musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho aniontu ze směsi a po

promytiacute a rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickou reakciacute v

nepřiacutetomnosti druheacuteho aniontu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti

průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla

s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz aniontů ve směsi vyžaduje vaše

logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu

analytickeacute chemie neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro

všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu aniontů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 9 -

Identifikace pevnyacutech anorganickyacutech vzorků kvalitativniacute analyacutezou (PV)

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci pevnyacutech

anorganickyacutech vzorků ktereacute jsou soliacute tvořenou anorganickyacutem kationtem a aniontem

Analyzovanyacute pevnyacute vzorek může byacutet snadno či hůře rozpustnyacute ve vodě popřiacutepadě ve vodě

nerozpustnyacute a pak se jej snažiacuteme převeacutest do roztoku rozpouštěniacutem ve zředěneacute či koncentrovaneacute

vhodneacute kyselině nebo taveniacutem s vhodnyacutem činidlem Abychom identifikovali pevnyacute anorganickyacute

vzorek musiacuteme po jeho rozpuštěniacute dokaacutezat kationt i aniont v něm přiacutetomnyacute

Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech komplexotvornyacutech

a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem mohou vznikat

barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech reakciacute Silneacute kyseliny

a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů charakteristickeacuteho zaacutepachu

Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit doporučovaneacute prostřediacute

důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou kyselinu či zaacutesadu pro

vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok i s činidlem zahřaacutet

na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen v alkalickeacutem

prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute praacutevě neutraacutelniacute prostřediacute a některeacute reakce musiacute byacutet urychleny

vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech podmiacutenek

provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute iont je

přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku

ve zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute

přidaneacute kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla

rozpustneacute na bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem

činidle musiacutete vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto

operaci odsajte matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou

v maleacutem množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho

louhu Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a

ke sraženině na dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute

sraženinu v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle

rozpouštiacute a miziacute za vzniku čireacuteho roztoku

- 10 -

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

přiacutepadně jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto poličce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 11 -

Identifikace pevneacuteho anorganickeacuteho vzorku

Nejprve si pevnyacute vzorek pečlivě prohleacutedněte a všimněte si jeho charakteristickyacutech

vnějšiacutech vlastnostiacute jako je barva a přiacutepadnyacute tvar krystalů Barevnyacute vzorek může obsahovat

barevnyacute kationt popřiacutepadě aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz

Naacutesledně se snažte pevnyacute vzorek rozpustit Zkuste jej rozpouštět v destilovaneacute vodě za

studena a pokud nejste uacutespěšniacute tak za tepla popřiacutepadě za varu na vodniacute laacutezni Nerozpouštiacute-li se

pevnyacute vzorek v destilovaneacute vodě za studena za tepla a ani za varu rozpouštějte jej nejprve ve

zředěneacute kyselině chlorovodiacutekoveacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou Neuspějete-li s rozpouštěniacutem v kyselině chlorovodiacutekoveacute rozpouštějte jej ve

zředěneacute kyselině dusičneacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu dusičnou

Pokud se vaacutem nepodařilo rozpustit pevnyacute vzorek ani v kyselině chlorovodiacutekoveacute a ani v kyselině

dusičneacute pak jej rozpouštějte v lučavce kraacutelovskeacute což je směs 3 diacutelů koncentrovaneacute kyseliny

chlorovodiacutekoveacute a 1 diacutelu koncentrovaneacute kyseliny dusičneacute Rozpouštěniacute v koncentrovanyacutech

kyselinaacutech a v lučavce provaacutedějte za varu na vodniacute laacutezni a v zapnuteacute digestoři Při rozpouštěniacute

pevneacuteho vzorku v kyselinaacutech a v lučavce bedlivě sledujte zda-li se vzorek při rozpouštěniacute

rozklaacutedaacute za vyacutevoje nějakeacuteho charakteristickeacuteho plynu a vznikajiacuteciacute plyn identifikujte neboť

poukazuje na těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v rozpouštěneacutem pevneacutem vzorku Po rozpuštěniacute pevneacuteho

vzorku v kyselině či lučavce je třeba kyseliny z roztoku vyvařit teacuteměř do sucha a odpařenyacute

rozpustnyacute zbytek znovu rozpustit v maleacutem množstviacute destilovaneacute vody Pokud univerzaacutelniacute

indikaacutetorovyacute papiacuterek indikuje kyselost vznikleacuteho roztoku i po teacuteto operaci zneutralizujte jej

několika kapkami zředěneacuteho amoniaku až do neutraacutelniacute reakce

Po převedeniacute pevneacuteho vzorku do roztoku dokazujte kationt a pak i aniont Pro důkaz

kationtu ve vzorku proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a

podle barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute kationt v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je dokazovanyacute

kationt použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovaneacutem kationtu dedukujte kteryacute kationt je ve vašem vzorku

přiacutetomen a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute kationt Pokud

si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho

činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem kationtem z postranniacute skřiacuteňky

- 12 -

Při důkazu aniontu vezměte v uacutevahu že těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v pevneacutem vzorku mohl

uniknout během rozpouštěniacute vzorku v kyselině či lučavce ve formě plynu Za teacuteto situace jej

dokažte na zaacutekladě identifikace charakteristickeacuteho plynu jenž unikal při rozpouštěniacute pevneacuteho

vzorku V roztoku s rozpuštěnyacutem pevnyacutem vzorkem pak většinou naleznete aniont pochaacutezejiacuteciacute

z kyseliny použiteacute pro rozpouštěniacute pevneacuteho vzorku V přiacutepadě důkazu aniontu v roztoku

s rozpuštěnyacutem vzorkem proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro

anionty a podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute aniont v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je hledanyacute aniont

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte kteryacute aniont je přiacutetomnyacute

v pevneacutem vzorku a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

aniont Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci

tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky

Identifikace pevneacuteho vzorku vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně

detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie neboť neexistuje

univerzaacutelniacute postup identifikace a důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů a aniontů obsaženyacutech ve vzorku vyjaacutedřete

vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 13 -

Acidobazickeacute titrace

V acidimetrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok kyseliny chlorovodiacutekoveacute kteryacute sloužiacute k titraci

hydroxidů a ostatniacutech zaacutesadityacutech laacutetek Odměrnyacute roztok HCl se standardizuje tj určiacute se jeho

přesnaacute koncentrace na pevnyacute dekahydraacutet tetraboritanu sodneacuteho (Na2B4O7 middot10 H2O)

Naopak v alkalimetrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok hydroxidu sodneacuteho kteryacutem

lze titrovat silneacute i slabeacute kyseliny Odměrnyacute roztok NaOH se standardizuje tj určiacute se jeho přesnaacute

koncentrace na pevnyacute dihydraacutet kyseliny šťaveloveacute (COOH)2middot2H2O Z přesneacute molaacuterniacute

koncentrace odměrneacuteho roztoku lze vypočiacutetat faktor f kteryacutem je třeba naacutesobit spraacutevnou tedy

teoretickou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku abychom ziacuteskali přesnou tedy skutečnou

molaacuterniacute koncentraci

c(přesnaacute) = f middot c(spraacutevnaacute)

Kvalitativniacute analyacuteza vzorků

Na laboratorniacutem stole maacutete kapalnyacute vzorek hydroxidu (St I) nebo kyseliny (St II))

Vzorek může obsahovat NaOH KOH HCl HNO3 nebo H2SO4 Kvalitativniacute analyacutezou zjistěte

jakyacute hydroxid či kyselinu vzorek obsahuje a po přiacutepravě odměrneacuteho roztoku zanalyzujte vzorek

kvantitativně

- 14 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I)

Vypočiacutetejte kolik mililitrů koncentrovaneacute 35 kyseliny chlorovodiacutekoveacute majiacuteciacute hustotu

118 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě 10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (Mr (HCl) = 3647)

Vypočiacutetaneacute množstviacute 35 HCl odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte konc HCl destilovanou vodou na celkovyacute objem 1 litru rovněž

v digestoři a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok HCl

o přibližneacute koncentraci je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v acidimetrii

pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku HCl

Tetraboritan sodnyacute Na2B4O7middot10 H2O ve vodnyacutech roztociacutech reaguje zaacutesaditě v důsledku

hydrolyacutezy Hydroxidoveacute anionty uvolněneacute při teacuteto hydrolyacuteze jsou pak při titraci 050 M

odměrnyacutem roztokem HCl neutralizovaacuteny za vzniku vody

Na2B4O7 + 7 H2O rarr 4 H3BO3 + 2 OH- + 2 Na+

2 OH- + 2 HCl rarr 2 H2O + 2 Cl-

Reagencie 050 M odměrnyacute roztok HCl pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O jako primaacuterniacute standard roztok

methylčerveně jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte tedy

kolik gramů pevneacuteho Na2B4O7middot10 H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho

roztoku HCl na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (Na2B4O7 middot 10 H2O) = 38143

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho rozmeziacute splaacutechněte

z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Po rozpuštěniacute zřeďte na celkovyacute objem asi

50 ml přidejte několik kapek roztoku methylčerveně jako indikaacutetoru a titrujte připravenyacutem

05 M odměrnyacutem roztokem HCl ze žluteacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute kapka titračniacuteho

činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku HCl a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem HCl

- 15 -

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Důkaz dvou aniontů ve směsi (A)

V jedneacute zkumavce je pouze jeden kationt (A) kteryacute dokažteVe zkumavce označeneacute B se

nachaacuteziacute kapalnyacute vzorek obsahujiacuteciacute dva neznaacutemeacute anionty ktereacute takeacute dokažte Pokud je vzorek

aniontů barevnyacute obsahuje barevnyacute aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz Pro

důkaz aniontů ve vzorku proveďte reakce podiacutelu vzorku se skupinovyacutemi činidly pro anionty a

podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o ktereacute anionty ve vašem vzorku by se

mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy jsou oba dva anionty ve vzorku

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Reakciacute podiacutelu vašeho vzorku se zředěnou kyselinou můžete těkaveacute anionty rozložit za vzniku

specifickeacuteho plynu kteryacute lze v mnoha přiacutepadech identifikovat čichem popřiacutepadě vhodnyacutem

činidlem Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte ktereacute dva anionty

jsou ve vašem vzorku přiacutetomny a dokažte je alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro

přiacuteslušnyacute aniont V některyacutech přiacutepadech můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickyacutem činidlem

přiacutemo v podiacutelu vzorku tedy ve směsi obou aniontů V mnoha přiacutepadech si však dokazovanyacute

aniont musiacutete nejprve oddělit ve formě vhodneacute sraženiny od druheacuteho aniontu ze směsi a po

promytiacute a rozpuštěniacute sraženiny můžete dokaacutezat přiacuteslušnyacute aniont specifickou reakciacute v

nepřiacutetomnosti druheacuteho aniontu kteryacute by mohl tento důkaz rušit Pokud si nejste zcela jisti

průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho činidla

s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky Důkaz aniontů ve směsi vyžaduje vaše

logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu

analytickeacute chemie neboť neexistuje univerzaacutelniacute postup důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro

všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu aniontů vyjaacutedřete vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 9 -

Identifikace pevnyacutech anorganickyacutech vzorků kvalitativniacute analyacutezou (PV)

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci pevnyacutech

anorganickyacutech vzorků ktereacute jsou soliacute tvořenou anorganickyacutem kationtem a aniontem

Analyzovanyacute pevnyacute vzorek může byacutet snadno či hůře rozpustnyacute ve vodě popřiacutepadě ve vodě

nerozpustnyacute a pak se jej snažiacuteme převeacutest do roztoku rozpouštěniacutem ve zředěneacute či koncentrovaneacute

vhodneacute kyselině nebo taveniacutem s vhodnyacutem činidlem Abychom identifikovali pevnyacute anorganickyacute

vzorek musiacuteme po jeho rozpuštěniacute dokaacutezat kationt i aniont v něm přiacutetomnyacute

Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech komplexotvornyacutech

a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem mohou vznikat

barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech reakciacute Silneacute kyseliny

a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů charakteristickeacuteho zaacutepachu

Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit doporučovaneacute prostřediacute

důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou kyselinu či zaacutesadu pro

vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok i s činidlem zahřaacutet

na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen v alkalickeacutem

prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute praacutevě neutraacutelniacute prostřediacute a některeacute reakce musiacute byacutet urychleny

vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech podmiacutenek

provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute iont je

přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku

ve zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute

přidaneacute kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla

rozpustneacute na bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem

činidle musiacutete vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto

operaci odsajte matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou

v maleacutem množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho

louhu Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a

ke sraženině na dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute

sraženinu v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle

rozpouštiacute a miziacute za vzniku čireacuteho roztoku

- 10 -

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

přiacutepadně jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto poličce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 11 -

Identifikace pevneacuteho anorganickeacuteho vzorku

Nejprve si pevnyacute vzorek pečlivě prohleacutedněte a všimněte si jeho charakteristickyacutech

vnějšiacutech vlastnostiacute jako je barva a přiacutepadnyacute tvar krystalů Barevnyacute vzorek může obsahovat

barevnyacute kationt popřiacutepadě aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz

Naacutesledně se snažte pevnyacute vzorek rozpustit Zkuste jej rozpouštět v destilovaneacute vodě za

studena a pokud nejste uacutespěšniacute tak za tepla popřiacutepadě za varu na vodniacute laacutezni Nerozpouštiacute-li se

pevnyacute vzorek v destilovaneacute vodě za studena za tepla a ani za varu rozpouštějte jej nejprve ve

zředěneacute kyselině chlorovodiacutekoveacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou Neuspějete-li s rozpouštěniacutem v kyselině chlorovodiacutekoveacute rozpouštějte jej ve

zředěneacute kyselině dusičneacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu dusičnou

Pokud se vaacutem nepodařilo rozpustit pevnyacute vzorek ani v kyselině chlorovodiacutekoveacute a ani v kyselině

dusičneacute pak jej rozpouštějte v lučavce kraacutelovskeacute což je směs 3 diacutelů koncentrovaneacute kyseliny

chlorovodiacutekoveacute a 1 diacutelu koncentrovaneacute kyseliny dusičneacute Rozpouštěniacute v koncentrovanyacutech

kyselinaacutech a v lučavce provaacutedějte za varu na vodniacute laacutezni a v zapnuteacute digestoři Při rozpouštěniacute

pevneacuteho vzorku v kyselinaacutech a v lučavce bedlivě sledujte zda-li se vzorek při rozpouštěniacute

rozklaacutedaacute za vyacutevoje nějakeacuteho charakteristickeacuteho plynu a vznikajiacuteciacute plyn identifikujte neboť

poukazuje na těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v rozpouštěneacutem pevneacutem vzorku Po rozpuštěniacute pevneacuteho

vzorku v kyselině či lučavce je třeba kyseliny z roztoku vyvařit teacuteměř do sucha a odpařenyacute

rozpustnyacute zbytek znovu rozpustit v maleacutem množstviacute destilovaneacute vody Pokud univerzaacutelniacute

indikaacutetorovyacute papiacuterek indikuje kyselost vznikleacuteho roztoku i po teacuteto operaci zneutralizujte jej

několika kapkami zředěneacuteho amoniaku až do neutraacutelniacute reakce

Po převedeniacute pevneacuteho vzorku do roztoku dokazujte kationt a pak i aniont Pro důkaz

kationtu ve vzorku proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a

podle barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute kationt v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je dokazovanyacute

kationt použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovaneacutem kationtu dedukujte kteryacute kationt je ve vašem vzorku

přiacutetomen a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute kationt Pokud

si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho

činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem kationtem z postranniacute skřiacuteňky

- 12 -

Při důkazu aniontu vezměte v uacutevahu že těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v pevneacutem vzorku mohl

uniknout během rozpouštěniacute vzorku v kyselině či lučavce ve formě plynu Za teacuteto situace jej

dokažte na zaacutekladě identifikace charakteristickeacuteho plynu jenž unikal při rozpouštěniacute pevneacuteho

vzorku V roztoku s rozpuštěnyacutem pevnyacutem vzorkem pak většinou naleznete aniont pochaacutezejiacuteciacute

z kyseliny použiteacute pro rozpouštěniacute pevneacuteho vzorku V přiacutepadě důkazu aniontu v roztoku

s rozpuštěnyacutem vzorkem proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro

anionty a podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute aniont v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je hledanyacute aniont

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte kteryacute aniont je přiacutetomnyacute

v pevneacutem vzorku a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

aniont Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci

tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky

Identifikace pevneacuteho vzorku vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně

detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie neboť neexistuje

univerzaacutelniacute postup identifikace a důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů a aniontů obsaženyacutech ve vzorku vyjaacutedřete

vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 13 -

Acidobazickeacute titrace

V acidimetrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok kyseliny chlorovodiacutekoveacute kteryacute sloužiacute k titraci

hydroxidů a ostatniacutech zaacutesadityacutech laacutetek Odměrnyacute roztok HCl se standardizuje tj určiacute se jeho

přesnaacute koncentrace na pevnyacute dekahydraacutet tetraboritanu sodneacuteho (Na2B4O7 middot10 H2O)

Naopak v alkalimetrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok hydroxidu sodneacuteho kteryacutem

lze titrovat silneacute i slabeacute kyseliny Odměrnyacute roztok NaOH se standardizuje tj určiacute se jeho přesnaacute

koncentrace na pevnyacute dihydraacutet kyseliny šťaveloveacute (COOH)2middot2H2O Z přesneacute molaacuterniacute

koncentrace odměrneacuteho roztoku lze vypočiacutetat faktor f kteryacutem je třeba naacutesobit spraacutevnou tedy

teoretickou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku abychom ziacuteskali přesnou tedy skutečnou

molaacuterniacute koncentraci

c(přesnaacute) = f middot c(spraacutevnaacute)

Kvalitativniacute analyacuteza vzorků

Na laboratorniacutem stole maacutete kapalnyacute vzorek hydroxidu (St I) nebo kyseliny (St II))

Vzorek může obsahovat NaOH KOH HCl HNO3 nebo H2SO4 Kvalitativniacute analyacutezou zjistěte

jakyacute hydroxid či kyselinu vzorek obsahuje a po přiacutepravě odměrneacuteho roztoku zanalyzujte vzorek

kvantitativně

- 14 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I)

Vypočiacutetejte kolik mililitrů koncentrovaneacute 35 kyseliny chlorovodiacutekoveacute majiacuteciacute hustotu

118 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě 10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (Mr (HCl) = 3647)

Vypočiacutetaneacute množstviacute 35 HCl odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte konc HCl destilovanou vodou na celkovyacute objem 1 litru rovněž

v digestoři a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok HCl

o přibližneacute koncentraci je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v acidimetrii

pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku HCl

Tetraboritan sodnyacute Na2B4O7middot10 H2O ve vodnyacutech roztociacutech reaguje zaacutesaditě v důsledku

hydrolyacutezy Hydroxidoveacute anionty uvolněneacute při teacuteto hydrolyacuteze jsou pak při titraci 050 M

odměrnyacutem roztokem HCl neutralizovaacuteny za vzniku vody

Na2B4O7 + 7 H2O rarr 4 H3BO3 + 2 OH- + 2 Na+

2 OH- + 2 HCl rarr 2 H2O + 2 Cl-

Reagencie 050 M odměrnyacute roztok HCl pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O jako primaacuterniacute standard roztok

methylčerveně jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte tedy

kolik gramů pevneacuteho Na2B4O7middot10 H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho

roztoku HCl na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (Na2B4O7 middot 10 H2O) = 38143

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho rozmeziacute splaacutechněte

z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Po rozpuštěniacute zřeďte na celkovyacute objem asi

50 ml přidejte několik kapek roztoku methylčerveně jako indikaacutetoru a titrujte připravenyacutem

05 M odměrnyacutem roztokem HCl ze žluteacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute kapka titračniacuteho

činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku HCl a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem HCl

- 15 -

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Identifikace pevnyacutech anorganickyacutech vzorků kvalitativniacute analyacutezou (PV)

Kvalitativniacute analyacuteza sloužiacute k důkazu anorganickyacutech iontů a identifikaci pevnyacutech

anorganickyacutech vzorků ktereacute jsou soliacute tvořenou anorganickyacutem kationtem a aniontem

Analyzovanyacute pevnyacute vzorek může byacutet snadno či hůře rozpustnyacute ve vodě popřiacutepadě ve vodě

nerozpustnyacute a pak se jej snažiacuteme převeacutest do roztoku rozpouštěniacutem ve zředěneacute či koncentrovaneacute

vhodneacute kyselině nebo taveniacutem s vhodnyacutem činidlem Abychom identifikovali pevnyacute anorganickyacute

vzorek musiacuteme po jeho rozpuštěniacute dokaacutezat kationt i aniont v něm přiacutetomnyacute

Při důkazu anorganickyacutech kationtů a aniontů využiacutevaacuteme sraacutežeciacutech komplexotvornyacutech

a redoxniacutech reakciacute neboť při reakci dokazovaneacuteho iontu s vhodnyacutem činidlem mohou vznikat

barevneacute či biacuteleacute sraženiny barevneacute komplexy a barevneacute produkty redoxniacutech reakciacute Silneacute kyseliny

a zaacutesady mohou reagovat s dokazovanyacutemi ionty za vzniku plynů charakteristickeacuteho zaacutepachu

Při všech důkazech analytickyacutemi činidly je nezbytneacute zajistit doporučovaneacute prostřediacute

důkazu tj dodržet předepsaneacute podmiacutenky pH přidat předepsanou kyselinu či zaacutesadu pro

vytvořeniacute doporučeneacute kyselosti či zaacutesaditosti roztoku popřiacutepadě roztok i s činidlem zahřaacutet

na vodniacute laacutezni Některeacute důkazy probiacutehajiacute pouze v kyseleacutem prostřediacute jineacute jen v alkalickeacutem

prostřediacute mnoheacute vyžadujiacute praacutevě neutraacutelniacute prostřediacute a některeacute reakce musiacute byacutet urychleny

vhodnyacutem katalyzaacutetorem či vyššiacute teplotou Nedodrženiacute předepsanyacutech reakčniacutech podmiacutenek

provaacuteděneacuteho důkazu vede teacuteměř vždy k negativniacutemu důkazu i přesto že dokazovanyacute iont je

přiacutetomen

Při sraacuteženiacute sraacutežeciacutem činidlem přikapaacutevejte toto činidlo k maleacutemu podiacutelu vzorku

ve zkumavce kapaacutetkem pouze po kapkaacutech a sledujte bedlivě průběh sraacutežeciacute reakce po každeacute

přidaneacute kapce sraacutežeciacuteho činidla Některeacute sraženiny mohou byacutet v nadbytku sraacutežeciacuteho činidla

rozpustneacute na bezbarvyacute či barevnyacute roztok Zkoušiacutete-li rozpustnost vznikleacute sraženiny v jineacutem

činidle musiacutete vysraacuteženou sraženinu nejprve usadit na dně zkumavky centrifugaciacute po teacuteto

operaci odsajte matečnyacute louh nad sraženinou kapaacutetkem a sraženinu rozptylte skleněnou tyčinkou

v maleacutem množstviacute přidaneacute destilovaneacute vody čiacutemž ji promyjete a odstraniacutete zbytky matečneacuteho

louhu Naacutesledně sraženinu opět usaďte centrifugaciacute promyacutevaciacute vodu odsajte kapaacutetkem a

ke sraženině na dně zkumavky přidejte činidlo v němž zkoušiacutete rozpustnost teacuteto sraženiny Poteacute

sraženinu v činidle rozptylte pomociacute skleněneacute tyčinky a bedlivě sledujte zda se v činidle

rozpouštiacute a miziacute za vzniku čireacuteho roztoku

- 10 -

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

přiacutepadně jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto poličce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 11 -

Identifikace pevneacuteho anorganickeacuteho vzorku

Nejprve si pevnyacute vzorek pečlivě prohleacutedněte a všimněte si jeho charakteristickyacutech

vnějšiacutech vlastnostiacute jako je barva a přiacutepadnyacute tvar krystalů Barevnyacute vzorek může obsahovat

barevnyacute kationt popřiacutepadě aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz

Naacutesledně se snažte pevnyacute vzorek rozpustit Zkuste jej rozpouštět v destilovaneacute vodě za

studena a pokud nejste uacutespěšniacute tak za tepla popřiacutepadě za varu na vodniacute laacutezni Nerozpouštiacute-li se

pevnyacute vzorek v destilovaneacute vodě za studena za tepla a ani za varu rozpouštějte jej nejprve ve

zředěneacute kyselině chlorovodiacutekoveacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou Neuspějete-li s rozpouštěniacutem v kyselině chlorovodiacutekoveacute rozpouštějte jej ve

zředěneacute kyselině dusičneacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu dusičnou

Pokud se vaacutem nepodařilo rozpustit pevnyacute vzorek ani v kyselině chlorovodiacutekoveacute a ani v kyselině

dusičneacute pak jej rozpouštějte v lučavce kraacutelovskeacute což je směs 3 diacutelů koncentrovaneacute kyseliny

chlorovodiacutekoveacute a 1 diacutelu koncentrovaneacute kyseliny dusičneacute Rozpouštěniacute v koncentrovanyacutech

kyselinaacutech a v lučavce provaacutedějte za varu na vodniacute laacutezni a v zapnuteacute digestoři Při rozpouštěniacute

pevneacuteho vzorku v kyselinaacutech a v lučavce bedlivě sledujte zda-li se vzorek při rozpouštěniacute

rozklaacutedaacute za vyacutevoje nějakeacuteho charakteristickeacuteho plynu a vznikajiacuteciacute plyn identifikujte neboť

poukazuje na těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v rozpouštěneacutem pevneacutem vzorku Po rozpuštěniacute pevneacuteho

vzorku v kyselině či lučavce je třeba kyseliny z roztoku vyvařit teacuteměř do sucha a odpařenyacute

rozpustnyacute zbytek znovu rozpustit v maleacutem množstviacute destilovaneacute vody Pokud univerzaacutelniacute

indikaacutetorovyacute papiacuterek indikuje kyselost vznikleacuteho roztoku i po teacuteto operaci zneutralizujte jej

několika kapkami zředěneacuteho amoniaku až do neutraacutelniacute reakce

Po převedeniacute pevneacuteho vzorku do roztoku dokazujte kationt a pak i aniont Pro důkaz

kationtu ve vzorku proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a

podle barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute kationt v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je dokazovanyacute

kationt použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovaneacutem kationtu dedukujte kteryacute kationt je ve vašem vzorku

přiacutetomen a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute kationt Pokud

si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho

činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem kationtem z postranniacute skřiacuteňky

- 12 -

Při důkazu aniontu vezměte v uacutevahu že těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v pevneacutem vzorku mohl

uniknout během rozpouštěniacute vzorku v kyselině či lučavce ve formě plynu Za teacuteto situace jej

dokažte na zaacutekladě identifikace charakteristickeacuteho plynu jenž unikal při rozpouštěniacute pevneacuteho

vzorku V roztoku s rozpuštěnyacutem pevnyacutem vzorkem pak většinou naleznete aniont pochaacutezejiacuteciacute

z kyseliny použiteacute pro rozpouštěniacute pevneacuteho vzorku V přiacutepadě důkazu aniontu v roztoku

s rozpuštěnyacutem vzorkem proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro

anionty a podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute aniont v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je hledanyacute aniont

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte kteryacute aniont je přiacutetomnyacute

v pevneacutem vzorku a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

aniont Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci

tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky

Identifikace pevneacuteho vzorku vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně

detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie neboť neexistuje

univerzaacutelniacute postup identifikace a důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů a aniontů obsaženyacutech ve vzorku vyjaacutedřete

vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 13 -

Acidobazickeacute titrace

V acidimetrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok kyseliny chlorovodiacutekoveacute kteryacute sloužiacute k titraci

hydroxidů a ostatniacutech zaacutesadityacutech laacutetek Odměrnyacute roztok HCl se standardizuje tj určiacute se jeho

přesnaacute koncentrace na pevnyacute dekahydraacutet tetraboritanu sodneacuteho (Na2B4O7 middot10 H2O)

Naopak v alkalimetrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok hydroxidu sodneacuteho kteryacutem

lze titrovat silneacute i slabeacute kyseliny Odměrnyacute roztok NaOH se standardizuje tj určiacute se jeho přesnaacute

koncentrace na pevnyacute dihydraacutet kyseliny šťaveloveacute (COOH)2middot2H2O Z přesneacute molaacuterniacute

koncentrace odměrneacuteho roztoku lze vypočiacutetat faktor f kteryacutem je třeba naacutesobit spraacutevnou tedy

teoretickou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku abychom ziacuteskali přesnou tedy skutečnou

molaacuterniacute koncentraci

c(přesnaacute) = f middot c(spraacutevnaacute)

Kvalitativniacute analyacuteza vzorků

Na laboratorniacutem stole maacutete kapalnyacute vzorek hydroxidu (St I) nebo kyseliny (St II))

Vzorek může obsahovat NaOH KOH HCl HNO3 nebo H2SO4 Kvalitativniacute analyacutezou zjistěte

jakyacute hydroxid či kyselinu vzorek obsahuje a po přiacutepravě odměrneacuteho roztoku zanalyzujte vzorek

kvantitativně

- 14 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I)

Vypočiacutetejte kolik mililitrů koncentrovaneacute 35 kyseliny chlorovodiacutekoveacute majiacuteciacute hustotu

118 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě 10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (Mr (HCl) = 3647)

Vypočiacutetaneacute množstviacute 35 HCl odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte konc HCl destilovanou vodou na celkovyacute objem 1 litru rovněž

v digestoři a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok HCl

o přibližneacute koncentraci je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v acidimetrii

pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku HCl

Tetraboritan sodnyacute Na2B4O7middot10 H2O ve vodnyacutech roztociacutech reaguje zaacutesaditě v důsledku

hydrolyacutezy Hydroxidoveacute anionty uvolněneacute při teacuteto hydrolyacuteze jsou pak při titraci 050 M

odměrnyacutem roztokem HCl neutralizovaacuteny za vzniku vody

Na2B4O7 + 7 H2O rarr 4 H3BO3 + 2 OH- + 2 Na+

2 OH- + 2 HCl rarr 2 H2O + 2 Cl-

Reagencie 050 M odměrnyacute roztok HCl pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O jako primaacuterniacute standard roztok

methylčerveně jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte tedy

kolik gramů pevneacuteho Na2B4O7middot10 H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho

roztoku HCl na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (Na2B4O7 middot 10 H2O) = 38143

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho rozmeziacute splaacutechněte

z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Po rozpuštěniacute zřeďte na celkovyacute objem asi

50 ml přidejte několik kapek roztoku methylčerveně jako indikaacutetoru a titrujte připravenyacutem

05 M odměrnyacutem roztokem HCl ze žluteacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute kapka titračniacuteho

činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku HCl a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem HCl

- 15 -

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Komplexotvornaacute a redoxniacute činidla přikapaacutevejte k maleacutemu podiacutelu vzorku ve zkumavce

takeacute kapaacutetkem a opět bedlivě sledujte průběh vzniku komplexu či probiacutehajiacuteciacute redoxniacute reakci po

každeacute přidaneacute kapce činidla Sledujte barvu vznikajiacuteciacuteho komplexu a jeho intenzitu popřiacutepadě

věnujte pozornost uvolňujiacuteciacutemu se plynu a jeho charakteristickeacutemu zaacutepachu Vznikajiacuteciacute plyn

nikdy nenasaacutevejte přiacutemo z hrdla zkumavky do sveacuteho nosu ale maacutevnutiacutem ruky od hrdla

zkumavky směrem k vašemu nosu zaveďte k nosniacutem diacuterkaacutem trochu analyzovaneacuteho plynu kteryacute

opatrně nasajte do svyacutech nosniacutech diacuterek a plyn identifikujte

Na sveacutem laboratorniacutem stole najdete běžnaacute sraacutežeciacute komplexotvornaacute a redoxniacute analytickaacute

činidla včetně zředěnyacutech a koncentrovanyacutech kyselin a zaacutesad Dalšiacute činidla ve formě roztoku

přiacutepadně jako pevneacute substance se nachaacutezejiacute v poličce s činidly V teacuteto poličce naleznete i roztoky

všech kationtů a aniontů ktereacute v analyzovanyacutech vzorciacutech dokazujete a ktereacute vaacutem sloužiacute

k provedeniacute srovnaacutevaciacutech důkazů s analytickyacutemi činidly

Ke sraacuteženiacute sulfidů v kyseleacutem či amoniakaacutelniacutem prostřediacute použiacutevejte roztok sulfidu

sodneacuteho kteryacute se nachaacuteziacute v digestoři Roztok sulfidu sodneacuteho je silně alkalickyacute a proto

absorbuje oxid uhličityacute ze vzduchu kteryacute se v něm rozpouštiacute a vytvaacuteřiacute v něm uhličitan sodnyacute

Roztok sulfidu sodneacuteho tedy sraacutežiacute čaacutestečně kationty 4 analytickeacute třiacutedy přiacutetomnyacutem uhličitanem

sodnyacutem jako uhličitany těchto kationtů ve formě biacuteleacuteho zaacutekalu kteryacute nezaměňujte se sraženinou

sulfidu kationtu 2 či 3 analytickeacute třiacutedy Sraacutežiacutete-li kationty 2 analytickeacute třiacutedy v kyseleacutem roztoku

přikapaacutevaacuteniacutem sulfidu sodneacuteho může jeho nadbytek zneutralizovat přiacutetomnou kyselinu a vytvořit

zaacutesaditeacute prostřediacute vhodneacute pro sraacuteženiacute kationtů 3 analytickeacute třiacutedy Při každeacutem sraacuteženiacute kationtů 2

analytickeacute třiacutedy sulfidem sodnyacutem se vyvarujte tohoto nedopatřeniacute tiacutem že prověřiacutete dostatečnou

kyselost sraacuteženeacuteho roztoku na konci sraacuteženiacute sulfidem sodnyacutem pomociacute univerzaacutelniacuteho

indikaacutetoroveacuteho papiacuterku

- 11 -

Identifikace pevneacuteho anorganickeacuteho vzorku

Nejprve si pevnyacute vzorek pečlivě prohleacutedněte a všimněte si jeho charakteristickyacutech

vnějšiacutech vlastnostiacute jako je barva a přiacutepadnyacute tvar krystalů Barevnyacute vzorek může obsahovat

barevnyacute kationt popřiacutepadě aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz

Naacutesledně se snažte pevnyacute vzorek rozpustit Zkuste jej rozpouštět v destilovaneacute vodě za

studena a pokud nejste uacutespěšniacute tak za tepla popřiacutepadě za varu na vodniacute laacutezni Nerozpouštiacute-li se

pevnyacute vzorek v destilovaneacute vodě za studena za tepla a ani za varu rozpouštějte jej nejprve ve

zředěneacute kyselině chlorovodiacutekoveacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou Neuspějete-li s rozpouštěniacutem v kyselině chlorovodiacutekoveacute rozpouštějte jej ve

zředěneacute kyselině dusičneacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu dusičnou

Pokud se vaacutem nepodařilo rozpustit pevnyacute vzorek ani v kyselině chlorovodiacutekoveacute a ani v kyselině

dusičneacute pak jej rozpouštějte v lučavce kraacutelovskeacute což je směs 3 diacutelů koncentrovaneacute kyseliny

chlorovodiacutekoveacute a 1 diacutelu koncentrovaneacute kyseliny dusičneacute Rozpouštěniacute v koncentrovanyacutech

kyselinaacutech a v lučavce provaacutedějte za varu na vodniacute laacutezni a v zapnuteacute digestoři Při rozpouštěniacute

pevneacuteho vzorku v kyselinaacutech a v lučavce bedlivě sledujte zda-li se vzorek při rozpouštěniacute

rozklaacutedaacute za vyacutevoje nějakeacuteho charakteristickeacuteho plynu a vznikajiacuteciacute plyn identifikujte neboť

poukazuje na těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v rozpouštěneacutem pevneacutem vzorku Po rozpuštěniacute pevneacuteho

vzorku v kyselině či lučavce je třeba kyseliny z roztoku vyvařit teacuteměř do sucha a odpařenyacute

rozpustnyacute zbytek znovu rozpustit v maleacutem množstviacute destilovaneacute vody Pokud univerzaacutelniacute

indikaacutetorovyacute papiacuterek indikuje kyselost vznikleacuteho roztoku i po teacuteto operaci zneutralizujte jej

několika kapkami zředěneacuteho amoniaku až do neutraacutelniacute reakce

Po převedeniacute pevneacuteho vzorku do roztoku dokazujte kationt a pak i aniont Pro důkaz

kationtu ve vzorku proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a

podle barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute kationt v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je dokazovanyacute

kationt použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovaneacutem kationtu dedukujte kteryacute kationt je ve vašem vzorku

přiacutetomen a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute kationt Pokud

si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho

činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem kationtem z postranniacute skřiacuteňky

- 12 -

Při důkazu aniontu vezměte v uacutevahu že těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v pevneacutem vzorku mohl

uniknout během rozpouštěniacute vzorku v kyselině či lučavce ve formě plynu Za teacuteto situace jej

dokažte na zaacutekladě identifikace charakteristickeacuteho plynu jenž unikal při rozpouštěniacute pevneacuteho

vzorku V roztoku s rozpuštěnyacutem pevnyacutem vzorkem pak většinou naleznete aniont pochaacutezejiacuteciacute

z kyseliny použiteacute pro rozpouštěniacute pevneacuteho vzorku V přiacutepadě důkazu aniontu v roztoku

s rozpuštěnyacutem vzorkem proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro

anionty a podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute aniont v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je hledanyacute aniont

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte kteryacute aniont je přiacutetomnyacute

v pevneacutem vzorku a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

aniont Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci

tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky

Identifikace pevneacuteho vzorku vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně

detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie neboť neexistuje

univerzaacutelniacute postup identifikace a důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů a aniontů obsaženyacutech ve vzorku vyjaacutedřete

vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 13 -

Acidobazickeacute titrace

V acidimetrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok kyseliny chlorovodiacutekoveacute kteryacute sloužiacute k titraci

hydroxidů a ostatniacutech zaacutesadityacutech laacutetek Odměrnyacute roztok HCl se standardizuje tj určiacute se jeho

přesnaacute koncentrace na pevnyacute dekahydraacutet tetraboritanu sodneacuteho (Na2B4O7 middot10 H2O)

Naopak v alkalimetrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok hydroxidu sodneacuteho kteryacutem

lze titrovat silneacute i slabeacute kyseliny Odměrnyacute roztok NaOH se standardizuje tj určiacute se jeho přesnaacute

koncentrace na pevnyacute dihydraacutet kyseliny šťaveloveacute (COOH)2middot2H2O Z přesneacute molaacuterniacute

koncentrace odměrneacuteho roztoku lze vypočiacutetat faktor f kteryacutem je třeba naacutesobit spraacutevnou tedy

teoretickou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku abychom ziacuteskali přesnou tedy skutečnou

molaacuterniacute koncentraci

c(přesnaacute) = f middot c(spraacutevnaacute)

Kvalitativniacute analyacuteza vzorků

Na laboratorniacutem stole maacutete kapalnyacute vzorek hydroxidu (St I) nebo kyseliny (St II))

Vzorek může obsahovat NaOH KOH HCl HNO3 nebo H2SO4 Kvalitativniacute analyacutezou zjistěte

jakyacute hydroxid či kyselinu vzorek obsahuje a po přiacutepravě odměrneacuteho roztoku zanalyzujte vzorek

kvantitativně

- 14 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I)

Vypočiacutetejte kolik mililitrů koncentrovaneacute 35 kyseliny chlorovodiacutekoveacute majiacuteciacute hustotu

118 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě 10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (Mr (HCl) = 3647)

Vypočiacutetaneacute množstviacute 35 HCl odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte konc HCl destilovanou vodou na celkovyacute objem 1 litru rovněž

v digestoři a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok HCl

o přibližneacute koncentraci je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v acidimetrii

pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku HCl

Tetraboritan sodnyacute Na2B4O7middot10 H2O ve vodnyacutech roztociacutech reaguje zaacutesaditě v důsledku

hydrolyacutezy Hydroxidoveacute anionty uvolněneacute při teacuteto hydrolyacuteze jsou pak při titraci 050 M

odměrnyacutem roztokem HCl neutralizovaacuteny za vzniku vody

Na2B4O7 + 7 H2O rarr 4 H3BO3 + 2 OH- + 2 Na+

2 OH- + 2 HCl rarr 2 H2O + 2 Cl-

Reagencie 050 M odměrnyacute roztok HCl pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O jako primaacuterniacute standard roztok

methylčerveně jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte tedy

kolik gramů pevneacuteho Na2B4O7middot10 H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho

roztoku HCl na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (Na2B4O7 middot 10 H2O) = 38143

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho rozmeziacute splaacutechněte

z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Po rozpuštěniacute zřeďte na celkovyacute objem asi

50 ml přidejte několik kapek roztoku methylčerveně jako indikaacutetoru a titrujte připravenyacutem

05 M odměrnyacutem roztokem HCl ze žluteacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute kapka titračniacuteho

činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku HCl a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem HCl

- 15 -

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Identifikace pevneacuteho anorganickeacuteho vzorku

Nejprve si pevnyacute vzorek pečlivě prohleacutedněte a všimněte si jeho charakteristickyacutech

vnějšiacutech vlastnostiacute jako je barva a přiacutepadnyacute tvar krystalů Barevnyacute vzorek může obsahovat

barevnyacute kationt popřiacutepadě aniont a toto zabarveniacute by vaacutem mělo usnadnit jeho důkaz

Naacutesledně se snažte pevnyacute vzorek rozpustit Zkuste jej rozpouštět v destilovaneacute vodě za

studena a pokud nejste uacutespěšniacute tak za tepla popřiacutepadě za varu na vodniacute laacutezni Nerozpouštiacute-li se

pevnyacute vzorek v destilovaneacute vodě za studena za tepla a ani za varu rozpouštějte jej nejprve ve

zředěneacute kyselině chlorovodiacutekoveacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou Neuspějete-li s rozpouštěniacutem v kyselině chlorovodiacutekoveacute rozpouštějte jej ve

zředěneacute kyselině dusičneacute a v přiacutepadě neuacutespěchu použijte koncentrovanou kyselinu dusičnou

Pokud se vaacutem nepodařilo rozpustit pevnyacute vzorek ani v kyselině chlorovodiacutekoveacute a ani v kyselině

dusičneacute pak jej rozpouštějte v lučavce kraacutelovskeacute což je směs 3 diacutelů koncentrovaneacute kyseliny

chlorovodiacutekoveacute a 1 diacutelu koncentrovaneacute kyseliny dusičneacute Rozpouštěniacute v koncentrovanyacutech

kyselinaacutech a v lučavce provaacutedějte za varu na vodniacute laacutezni a v zapnuteacute digestoři Při rozpouštěniacute

pevneacuteho vzorku v kyselinaacutech a v lučavce bedlivě sledujte zda-li se vzorek při rozpouštěniacute

rozklaacutedaacute za vyacutevoje nějakeacuteho charakteristickeacuteho plynu a vznikajiacuteciacute plyn identifikujte neboť

poukazuje na těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v rozpouštěneacutem pevneacutem vzorku Po rozpuštěniacute pevneacuteho

vzorku v kyselině či lučavce je třeba kyseliny z roztoku vyvařit teacuteměř do sucha a odpařenyacute

rozpustnyacute zbytek znovu rozpustit v maleacutem množstviacute destilovaneacute vody Pokud univerzaacutelniacute

indikaacutetorovyacute papiacuterek indikuje kyselost vznikleacuteho roztoku i po teacuteto operaci zneutralizujte jej

několika kapkami zředěneacuteho amoniaku až do neutraacutelniacute reakce

Po převedeniacute pevneacuteho vzorku do roztoku dokazujte kationt a pak i aniont Pro důkaz

kationtu ve vzorku proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro kationty a

podle barevnyacutech sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute kationt v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je dokazovanyacute

kationt použitiacutem analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute kationtů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovaneacutem kationtu dedukujte kteryacute kationt je ve vašem vzorku

přiacutetomen a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute kationt Pokud

si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci tohoto specifickeacuteho

činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem kationtem z postranniacute skřiacuteňky

- 12 -

Při důkazu aniontu vezměte v uacutevahu že těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v pevneacutem vzorku mohl

uniknout během rozpouštěniacute vzorku v kyselině či lučavce ve formě plynu Za teacuteto situace jej

dokažte na zaacutekladě identifikace charakteristickeacuteho plynu jenž unikal při rozpouštěniacute pevneacuteho

vzorku V roztoku s rozpuštěnyacutem pevnyacutem vzorkem pak většinou naleznete aniont pochaacutezejiacuteciacute

z kyseliny použiteacute pro rozpouštěniacute pevneacuteho vzorku V přiacutepadě důkazu aniontu v roztoku

s rozpuštěnyacutem vzorkem proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro

anionty a podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute aniont v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je hledanyacute aniont

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte kteryacute aniont je přiacutetomnyacute

v pevneacutem vzorku a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

aniont Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci

tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky

Identifikace pevneacuteho vzorku vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně

detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie neboť neexistuje

univerzaacutelniacute postup identifikace a důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů a aniontů obsaženyacutech ve vzorku vyjaacutedřete

vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 13 -

Acidobazickeacute titrace

V acidimetrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok kyseliny chlorovodiacutekoveacute kteryacute sloužiacute k titraci

hydroxidů a ostatniacutech zaacutesadityacutech laacutetek Odměrnyacute roztok HCl se standardizuje tj určiacute se jeho

přesnaacute koncentrace na pevnyacute dekahydraacutet tetraboritanu sodneacuteho (Na2B4O7 middot10 H2O)

Naopak v alkalimetrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok hydroxidu sodneacuteho kteryacutem

lze titrovat silneacute i slabeacute kyseliny Odměrnyacute roztok NaOH se standardizuje tj určiacute se jeho přesnaacute

koncentrace na pevnyacute dihydraacutet kyseliny šťaveloveacute (COOH)2middot2H2O Z přesneacute molaacuterniacute

koncentrace odměrneacuteho roztoku lze vypočiacutetat faktor f kteryacutem je třeba naacutesobit spraacutevnou tedy

teoretickou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku abychom ziacuteskali přesnou tedy skutečnou

molaacuterniacute koncentraci

c(přesnaacute) = f middot c(spraacutevnaacute)

Kvalitativniacute analyacuteza vzorků

Na laboratorniacutem stole maacutete kapalnyacute vzorek hydroxidu (St I) nebo kyseliny (St II))

Vzorek může obsahovat NaOH KOH HCl HNO3 nebo H2SO4 Kvalitativniacute analyacutezou zjistěte

jakyacute hydroxid či kyselinu vzorek obsahuje a po přiacutepravě odměrneacuteho roztoku zanalyzujte vzorek

kvantitativně

- 14 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I)

Vypočiacutetejte kolik mililitrů koncentrovaneacute 35 kyseliny chlorovodiacutekoveacute majiacuteciacute hustotu

118 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě 10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (Mr (HCl) = 3647)

Vypočiacutetaneacute množstviacute 35 HCl odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte konc HCl destilovanou vodou na celkovyacute objem 1 litru rovněž

v digestoři a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok HCl

o přibližneacute koncentraci je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v acidimetrii

pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku HCl

Tetraboritan sodnyacute Na2B4O7middot10 H2O ve vodnyacutech roztociacutech reaguje zaacutesaditě v důsledku

hydrolyacutezy Hydroxidoveacute anionty uvolněneacute při teacuteto hydrolyacuteze jsou pak při titraci 050 M

odměrnyacutem roztokem HCl neutralizovaacuteny za vzniku vody

Na2B4O7 + 7 H2O rarr 4 H3BO3 + 2 OH- + 2 Na+

2 OH- + 2 HCl rarr 2 H2O + 2 Cl-

Reagencie 050 M odměrnyacute roztok HCl pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O jako primaacuterniacute standard roztok

methylčerveně jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte tedy

kolik gramů pevneacuteho Na2B4O7middot10 H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho

roztoku HCl na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (Na2B4O7 middot 10 H2O) = 38143

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho rozmeziacute splaacutechněte

z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Po rozpuštěniacute zřeďte na celkovyacute objem asi

50 ml přidejte několik kapek roztoku methylčerveně jako indikaacutetoru a titrujte připravenyacutem

05 M odměrnyacutem roztokem HCl ze žluteacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute kapka titračniacuteho

činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku HCl a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem HCl

- 15 -

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Při důkazu aniontu vezměte v uacutevahu že těkavyacute aniont přiacutetomnyacute v pevneacutem vzorku mohl

uniknout během rozpouštěniacute vzorku v kyselině či lučavce ve formě plynu Za teacuteto situace jej

dokažte na zaacutekladě identifikace charakteristickeacuteho plynu jenž unikal při rozpouštěniacute pevneacuteho

vzorku V roztoku s rozpuštěnyacutem pevnyacutem vzorkem pak většinou naleznete aniont pochaacutezejiacuteciacute

z kyseliny použiteacute pro rozpouštěniacute pevneacuteho vzorku V přiacutepadě důkazu aniontu v roztoku

s rozpuštěnyacutem vzorkem proveďte reakce podiacutelu roztoku vzorku se skupinovyacutemi činidly pro

anionty a podle sraženin vzniklyacutech při těchto reakciacutech si vytipujte o kteryacute aniont v pevneacutem

vzorku by se mohlo jednat V dalšiacutem kroku si zjistěte ze ktereacute analytickeacute třiacutedy je hledanyacute aniont

použitiacutem stejnyacutech analytickyacutech činidel pro rozřazeniacute aniontů do jednotlivyacutech analytickyacutech třiacuted

Z takto zjištěnyacutech informaciacute o dokazovanyacutech aniontech dedukujte kteryacute aniont je přiacutetomnyacute

v pevneacutem vzorku a dokažte jej alespoň jednou či viacutece specifickyacutemi reakcemi pro přiacuteslušnyacute

aniont Pokud si nejste zcela jisti průběhem specifickeacute reakce proveďte si srovnaacutevaciacute reakci

tohoto specifickeacuteho činidla s přiacuteslušnyacutem dokazovanyacutem aniontem z postranniacute skřiacuteňky

Identifikace pevneacuteho vzorku vyžaduje vaše logickeacute a integrovaneacute myšleniacute a čaacutestečně

detektivniacute přiacutestup k řešeniacute tohoto komplexniacuteho uacutekolu analytickeacute chemie neboť neexistuje

univerzaacutelniacute postup identifikace a důkazu kteryacute by se nechal použiacutet pro všechny možneacute vzorky

Všechny reakce vedouciacute k důkazu kationtů a aniontů obsaženyacutech ve vzorku vyjaacutedřete

vyčiacuteslenou stechiometrickou rovniciacute

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 13 -

Acidobazickeacute titrace

V acidimetrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok kyseliny chlorovodiacutekoveacute kteryacute sloužiacute k titraci

hydroxidů a ostatniacutech zaacutesadityacutech laacutetek Odměrnyacute roztok HCl se standardizuje tj určiacute se jeho

přesnaacute koncentrace na pevnyacute dekahydraacutet tetraboritanu sodneacuteho (Na2B4O7 middot10 H2O)

Naopak v alkalimetrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok hydroxidu sodneacuteho kteryacutem

lze titrovat silneacute i slabeacute kyseliny Odměrnyacute roztok NaOH se standardizuje tj určiacute se jeho přesnaacute

koncentrace na pevnyacute dihydraacutet kyseliny šťaveloveacute (COOH)2middot2H2O Z přesneacute molaacuterniacute

koncentrace odměrneacuteho roztoku lze vypočiacutetat faktor f kteryacutem je třeba naacutesobit spraacutevnou tedy

teoretickou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku abychom ziacuteskali přesnou tedy skutečnou

molaacuterniacute koncentraci

c(přesnaacute) = f middot c(spraacutevnaacute)

Kvalitativniacute analyacuteza vzorků

Na laboratorniacutem stole maacutete kapalnyacute vzorek hydroxidu (St I) nebo kyseliny (St II))

Vzorek může obsahovat NaOH KOH HCl HNO3 nebo H2SO4 Kvalitativniacute analyacutezou zjistěte

jakyacute hydroxid či kyselinu vzorek obsahuje a po přiacutepravě odměrneacuteho roztoku zanalyzujte vzorek

kvantitativně

- 14 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I)

Vypočiacutetejte kolik mililitrů koncentrovaneacute 35 kyseliny chlorovodiacutekoveacute majiacuteciacute hustotu

118 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě 10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (Mr (HCl) = 3647)

Vypočiacutetaneacute množstviacute 35 HCl odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte konc HCl destilovanou vodou na celkovyacute objem 1 litru rovněž

v digestoři a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok HCl

o přibližneacute koncentraci je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v acidimetrii

pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku HCl

Tetraboritan sodnyacute Na2B4O7middot10 H2O ve vodnyacutech roztociacutech reaguje zaacutesaditě v důsledku

hydrolyacutezy Hydroxidoveacute anionty uvolněneacute při teacuteto hydrolyacuteze jsou pak při titraci 050 M

odměrnyacutem roztokem HCl neutralizovaacuteny za vzniku vody

Na2B4O7 + 7 H2O rarr 4 H3BO3 + 2 OH- + 2 Na+

2 OH- + 2 HCl rarr 2 H2O + 2 Cl-

Reagencie 050 M odměrnyacute roztok HCl pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O jako primaacuterniacute standard roztok

methylčerveně jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte tedy

kolik gramů pevneacuteho Na2B4O7middot10 H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho

roztoku HCl na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (Na2B4O7 middot 10 H2O) = 38143

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho rozmeziacute splaacutechněte

z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Po rozpuštěniacute zřeďte na celkovyacute objem asi

50 ml přidejte několik kapek roztoku methylčerveně jako indikaacutetoru a titrujte připravenyacutem

05 M odměrnyacutem roztokem HCl ze žluteacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute kapka titračniacuteho

činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku HCl a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem HCl

- 15 -

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Acidobazickeacute titrace

V acidimetrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok kyseliny chlorovodiacutekoveacute kteryacute sloužiacute k titraci

hydroxidů a ostatniacutech zaacutesadityacutech laacutetek Odměrnyacute roztok HCl se standardizuje tj určiacute se jeho

přesnaacute koncentrace na pevnyacute dekahydraacutet tetraboritanu sodneacuteho (Na2B4O7 middot10 H2O)

Naopak v alkalimetrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok hydroxidu sodneacuteho kteryacutem

lze titrovat silneacute i slabeacute kyseliny Odměrnyacute roztok NaOH se standardizuje tj určiacute se jeho přesnaacute

koncentrace na pevnyacute dihydraacutet kyseliny šťaveloveacute (COOH)2middot2H2O Z přesneacute molaacuterniacute

koncentrace odměrneacuteho roztoku lze vypočiacutetat faktor f kteryacutem je třeba naacutesobit spraacutevnou tedy

teoretickou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku abychom ziacuteskali přesnou tedy skutečnou

molaacuterniacute koncentraci

c(přesnaacute) = f middot c(spraacutevnaacute)

Kvalitativniacute analyacuteza vzorků

Na laboratorniacutem stole maacutete kapalnyacute vzorek hydroxidu (St I) nebo kyseliny (St II))

Vzorek může obsahovat NaOH KOH HCl HNO3 nebo H2SO4 Kvalitativniacute analyacutezou zjistěte

jakyacute hydroxid či kyselinu vzorek obsahuje a po přiacutepravě odměrneacuteho roztoku zanalyzujte vzorek

kvantitativně

- 14 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I)

Vypočiacutetejte kolik mililitrů koncentrovaneacute 35 kyseliny chlorovodiacutekoveacute majiacuteciacute hustotu

118 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě 10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (Mr (HCl) = 3647)

Vypočiacutetaneacute množstviacute 35 HCl odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte konc HCl destilovanou vodou na celkovyacute objem 1 litru rovněž

v digestoři a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok HCl

o přibližneacute koncentraci je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v acidimetrii

pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku HCl

Tetraboritan sodnyacute Na2B4O7middot10 H2O ve vodnyacutech roztociacutech reaguje zaacutesaditě v důsledku

hydrolyacutezy Hydroxidoveacute anionty uvolněneacute při teacuteto hydrolyacuteze jsou pak při titraci 050 M

odměrnyacutem roztokem HCl neutralizovaacuteny za vzniku vody

Na2B4O7 + 7 H2O rarr 4 H3BO3 + 2 OH- + 2 Na+

2 OH- + 2 HCl rarr 2 H2O + 2 Cl-

Reagencie 050 M odměrnyacute roztok HCl pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O jako primaacuterniacute standard roztok

methylčerveně jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte tedy

kolik gramů pevneacuteho Na2B4O7middot10 H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho

roztoku HCl na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (Na2B4O7 middot 10 H2O) = 38143

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho rozmeziacute splaacutechněte

z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Po rozpuštěniacute zřeďte na celkovyacute objem asi

50 ml přidejte několik kapek roztoku methylčerveně jako indikaacutetoru a titrujte připravenyacutem

05 M odměrnyacutem roztokem HCl ze žluteacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute kapka titračniacuteho

činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku HCl a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem HCl

- 15 -

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (St I)

Vypočiacutetejte kolik mililitrů koncentrovaneacute 35 kyseliny chlorovodiacutekoveacute majiacuteciacute hustotu

118 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě 10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku HCl (Mr (HCl) = 3647)

Vypočiacutetaneacute množstviacute 35 HCl odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte konc HCl destilovanou vodou na celkovyacute objem 1 litru rovněž

v digestoři a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok HCl

o přibližneacute koncentraci je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v acidimetrii

pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku HCl

Tetraboritan sodnyacute Na2B4O7middot10 H2O ve vodnyacutech roztociacutech reaguje zaacutesaditě v důsledku

hydrolyacutezy Hydroxidoveacute anionty uvolněneacute při teacuteto hydrolyacuteze jsou pak při titraci 050 M

odměrnyacutem roztokem HCl neutralizovaacuteny za vzniku vody

Na2B4O7 + 7 H2O rarr 4 H3BO3 + 2 OH- + 2 Na+

2 OH- + 2 HCl rarr 2 H2O + 2 Cl-

Reagencie 050 M odměrnyacute roztok HCl pevnyacute Na2B4O7middot10 H2O jako primaacuterniacute standard roztok

methylčerveně jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte tedy

kolik gramů pevneacuteho Na2B4O7middot10 H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho

roztoku HCl na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (Na2B4O7 middot 10 H2O) = 38143

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho rozmeziacute splaacutechněte

z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Po rozpuštěniacute zřeďte na celkovyacute objem asi

50 ml přidejte několik kapek roztoku methylčerveně jako indikaacutetoru a titrujte připravenyacutem

05 M odměrnyacutem roztokem HCl ze žluteacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute kapka titračniacuteho

činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku HCl a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem HCl

- 15 -

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Acidimetrickeacute stanoveniacute silneacute zaacutesady (St I)

Při titraci silneacute zaacutesady (např KOH a NaOH) 05 M odměrnyacutem roztokem HCl dochaacuteziacute při

neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako indikaacutetor

methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok HCl roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku KOH nebo NaOH do titračniacute

baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z červeneacuteho do bezbarveacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla uacuteplně odbarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacuteho hydroxidu v kapalneacutem vzorku

(o hustotě 1 g ml-1) v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je

s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (NaOH) = 4000 Mr (KOH) = 5611

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 16 -

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Přiacuteprava a standardizace 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH (St II)

Při přiacutepravě bezuhličitanoveacuteho odměrneacuteho roztoku hydroxidu sodneacuteho je vyacutehodneacute

vychaacutezet z nasyceneacuteho roztoku NaOH ve ktereacutem je Na2CO3 takřka nerozpustnyacute Vypočiacutetejte

kolik mililitrů koncentrovaneacuteho 44 NaOH o hustotě 1468 g ml-1 potřebujete k přiacutepravě

10 litru 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH Mr (NaOH) = 4000

Vypočiacutetaneacute množstviacute 44 NaOH odměřte odměrnyacutem vaacutelcem v digestoři a po přelitiacute do

1000 ml odměrneacute baňky zřeďte koncentrovanyacute NaOH destilovanou vodou na celkovyacute objem

1 litru a vzniklyacute roztok důkladně promiacutechejte Takto připravenyacute 05 M odměrnyacute roztok NaOH

o přibližneacute konc je ještě nutno standardizovat na primaacuterniacute standard což je v alkalimetrii pevnaacute

(COOH)2middot2H2O čiacutemž se zjistiacute přesnaacute (tj skutečnaacute) koncentrace odměrneacuteho roztoku NaOH

Kyselina šťavelovaacute ve vodnyacutech roztociacutech disociuje do dvou disociačniacutech stupňů

Vodiacutekoveacute kationty uvolněneacute při teacuteto disociaci jsou pak při titraci 05 M odměrnyacutem roztokem

NaOH neutralizovaacuteny za vzniku vody Před bodem ekvivalence přidaacutevaacuteme k titrovaneacutemu roztoku

roztok CaCl2 kteryacute vysraacutežiacute šťavelan vaacutepenatyacute a zaacuteroveň uvolniacute z kyseliny šťaveloveacute uacuteplně

disociovanou HCl pro zřetelnyacute přechod indikaacutetoru

(COOH)2 rarr (COO)22- + 2 H+

(COOH)2 + CaCl2rarr (COO)2 Ca (s) + 2 H+ + 2 Cl-

2 H+ + 2 NaOH rarr 2 H2O + 2 Na+

Reagencie 05 M odměrnyacute roztok NaOH pevnaacute (COOH)2middot2H2O jako primaacuterniacute standard 20

roztok CaCl2 roztok methyloranže jako indikaacutetor

Je vyacutehodneacute aby se spotřeba titračniacuteho činidla pohybovala kolem 20 ml Vypočiacutetejte kolik

gramů pevneacute (COOH)2middot2H2O je třeba navaacutežit aby se spotřeba 05 M odměrneacuteho roztoku NaOH

na titraci tohoto množstviacute primaacuterniacuteho standardu pohybovala okolo 20 ml

Mr (COOH)2middot2H2O) = 12607

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute (COOH)2middot2H2O (s přesnostiacute na 01 mg) z vypočiacutetaneacuteho

rozmeziacute splaacutechněte z lodičky destilovanou vodou do titračniacute baňky Zřeďte na celkovyacute objem asi

- 17 -

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

50 ml a po rozpuštěniacute přidejte několik kapek roztoku methyloranže jako indikaacutetoru a titrujte

připravenyacutem 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH z červeneacuteho do oranžoveacuteho zabarveniacute Těsně

před ekvivalenciacute přidejte 10 ml 20 CaCl2 a reakciacute vzniklou uacuteplně disociovanou kyselinu

chlorovodiacutekovou dotitrujte opět z červeneacuteho až do žluteacuteho zabarveniacute do okamžiku kdy jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titr činidla

vypočiacutetejte přesnou molaacuterniacute koncentraci odměrneacuteho roztoku NaOH a z niacute vypočiacutetejte faktor f (na

čtyři desetinnaacute miacutesta) kteryacute je třeba poznamenat na laacutehev s 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

Alkalimetrickeacute stanoveniacute silneacute kyseliny (St II)

Při titraci silneacute kyseliny (např HCl HNO3 a H2SO4) 05 M odměrnyacutem roztokem NaOH

dochaacuteziacute při neutralizaci k tvorbě neutraacutelniacute soli a proto při teacuteto titraci můžeme použiacutet jako

indikaacutetor methyloranž (pKi = 4) methylčerveň (pKi = 5) anebo fenolftalein (pKi = 9)

Reagencie 05 M standardniacute odměrnyacute roztok NaOH roztok fenolftaleinu jako indikaacutetor

Odpipetujte nedělenou pipetou 1000 ml vodneacuteho vzorku HCl HNO3 nebo H2SO4

do titračniacute baňky zřeďte jej asi na 50 ml destilovanou vodou a přidejte 3 kapky fenolftaleinu jako

indikaacutetoru Roztok titrujte titračniacutem činidlem z bezbarveacuteho do červeneacuteho zabarveniacute až jedinaacute

kapka titračniacuteho činidla červeně zabarviacute titrovanyacute roztok

Proveďte jedno orientačniacute a tři přesnaacute titračniacute stanoveniacute Ze spotřeb titračniacuteho činidla

vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute přiacuteslušneacute kyseliny v kapalneacutem vzorku (o hustotě 1 g ml-1)

v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem

desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině

vyacuteznamnosti 005 Mr (HCl) = 3647 Mr (HNO3) = 6301 Mr (H2SO4) = 9807

Z praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku přiacuteštiacuteho

praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 18 -

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Sraacutežeciacute titrace

Při sraacutežeciacutech titraciacutech byacutevaacute nejčastěji titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok dusičnanu

střiacutebrneacuteho pak mluviacuteme o argentometrickyacutech titraciacutech či argentometrii Odměrnyacutem roztokem

AgNO3 lze sraacutežet a tudiacutež i titrovat zejmeacutena chloridoveacute bromidoveacute a jodidoveacute anionty

KCl (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgCl (s) + KNO3 (aq)

NaBr (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgBr (s) + NaNO3 (aq)

KI (aq) + AgNO3 (aq) rarr AgI (s) + KNO3 (aq)

Stanoveniacute halogenidů argentometricky podle Mohra (Ag)

Při titraci podle Mohra lze titrovat rozpustneacute chloridy nebo bromidy jako indikaacutetor se do

titrovaneacuteho roztoku přidaacutevaacute roztok K2CrO4 Při teacuteto titraci se přidaacutevanyacutem titračniacutem činidlem

nejprve sraacutežiacute chloridoveacute popřiacutepadě bromidoveacute anionty jejichž střiacutebrneacute soli jsou biacuteleacute nebo

nažloutleacute Po jejich vysraacuteženiacute se dalšiacutem přiacutedavkem odměrneacuteho roztoku AgNO3 překročiacute součin

rozpustnosti Ag2CrO4 kteryacute se vysraacutežiacute a jeho červenohnědeacute zabarveniacute indikuje konec titrace

AgNO3 + X- AgX + NO3- kde X- je chlorid nebo bromid

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok AgNO3 5 roztok K2CrO4

Ke stanoveniacute si odvažte 04 g vzorku rozpusťte ve vodě a doplňte v odměrneacute baňce na

100 ml destilovanou vodou Do titračniacute baňky odpipetujte 10 ml tohoto roztoku přidejte 30 ml

destilovaneacute vody a asi 1 ml 5 roztoku K2CrO4 Vzorek se titruje odměrnyacutem roztokem AgNO3

až se sraženina zbarviacute slabě hnědočerveně

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol jenž na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 19 -

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Chelatometrickeacute titrace

V chelatometrii je odměrnyacutem činidlem roztok chelatonu 3 (Na2H2Y) což je disodnaacute sůl

kyseliny ethylendiamintetraoctoveacute (H4Y či EDTA) Chelaton 3 v roztoku disociuje za tvorby

dihydrogen-ethylen-diamintetraoctanoveacuteho aniontu (H2Y2-) kteryacute vytvaacuteřiacute s dvojmocnyacutemi

trojmocnyacutemi a čtyřmocnyacutemi kationty kovů staacuteleacute komplexy zvaneacute chelatonaacutety Chelatonaacutety majiacute

vždy složeniacute 11 tedy jeden centraacutelniacute atom je komplexovaacuten jedniacutem ligandem Při titraci

chelatonem 3 se uvolňujiacute vodiacutekoveacute kationty ktereacute by vznikajiacuteciacute komplex rozklaacutedaly a proto je

nutneacute titrovanyacute roztok pufrovat

Na2H2Y rarr 2 Na+ + H2Y2-

H2Y2-+ Ca2+ rarr Ca Y2- + 2 H+

H2Y2- + Mg2+ rarr Mg Y2- + 2 H+

H2Y2-+ Pb2+ rarr Pb Y2- + 2 H+

H2Y2- + Zn2+ rarr Zn Y2- + 2 H+

H2Y2- + Bi3+ rarr BiY- + 2 H+

Při chelatometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje použitiacutem vhodneacuteho

metalochromniacuteho indikaacutetoru Ten se chovaacute jako ligand a vytvaacuteřiacute s titrovanyacutemi kationty kovu před

bodem ekvivalence barevnyacute komplex kteryacute je však meacuteně staacutelyacute než chelatonaacutet přiacuteslušneacuteho

kationtu kovu V bodě ekvivalence je metalochromniacute indikaacutetor vytěsněn z komplexu

chelatonem 3 čiacutemž změniacute sveacute zabarveniacute a tiacutem indikuje konec titrace

Chelatometrickeacute stanoveniacute zinku (Ch I)

Zinečnataacute sůl se titruje v prostřediacute amoniakaacutelniacuteho tlumiveacuteho roztoku (Schwarzenbachova

pufru) za přiacutetomnosti eriochromoveacute černi T jako indikaacutetoru

- 20 -

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr

o pH = 10 (směs NH4Cl + NH4OH) eriochromčerň T jako indikaacutetor

Odvažte přesně asi 03 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do 150 ml kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 100 ml destilovaneacute

vody a kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml amoniakaacutelniacuteho pufru a maleacute

množstviacute indikaacutetoru aby byl roztok vyacuterazně červenofialově zbarven Titrujte do čistě modreacuteho

zabarveniacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 03 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Zn2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ar (Zn) = 6539

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

Stanoveniacute tvrdosti vody (Ch II)

Celkovaacute tvrdost vody je daacutena koncentraciacute kationtů dvojmocnyacutech kovů alkalickyacutech zemin

hlavně Ca2+ a Mg2+ ve vodě Vyacutesledek stanoveniacute tvrdosti vody se zpravidla udaacutevaacute v německyacutech

stupniacutech tvrdosti (degN) Koncentrace 1 mmol l-1 Ca2+ nebo Mg2+ ve vodě rozpuštěnyacutech iontů

odpoviacutedaacute 56 degN Při chelatometrickeacutem stanoveniacute celkoveacute tvrdosti vody se Ca2+ a Mg2+ titrujiacute

odměrnyacutem roztokem chelatonu 3 v prostřediacute Schwarzenbachova pufru o pH = 10 v němž se

nejprve s Ca2+ (β = 1011) a pak i s Mg2+ (β = 109) tvořiacute pevneacute chelatonaacutety Jako indikaacutetor se

- 21 -

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

použiacutevaacute eriochromčerň T Titruje se z viacutenově červeneacuteho zabarveniacute komplexu indikaacutetoru s Mg2+

do modreacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla dokončiacute barevnou

změnu indikaacutetoru V silně alkalickeacutem prostřediacute po přiacutedavku 1 M NaOH se tvořiacute pevnyacute chelatonaacutet

pouze s Ca2+ avšak nikoliv s Mg2+ neboť ty se vysraacutežiacute v podobě Mg(OH)2 v němž jsou

maskovaacuteny Jako indikaacutetor se použiacutevaacute murexid Titruje se z oranžově červeneacuteho zabarveniacute

komplexu indikaacutetoru s Ca2+ do červenofialoveacuteho zabarveniacute volneacuteho indikaacutetoru až jedinaacute kapka

odměrneacuteho činidla dokončiacute barevnou změnu indikaacutetoru

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok Na2H2Y o znaacutemeacutem f Schwarzenbachův pufr o pH

= 10 (směs NH4Cl + NH4OH) 1 M NaOH eriochromčerň T a murexid (směs s NaCl v poměru

1100) jako indikaacutetory

Ze vzorku vody jejiacutež tvrdost stanovujete odměřte 100 ml do odměrneacute baňky Vzorek

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky a přidejte 5 ml Schwarzenbachova tlumiveacuteho roztoku a

eriochromčerň T jako indikaacutetor a ztitrujte Ca2+ a Mg2+ titračniacutem činidlem z viacutenově červeneacuteho do

modreacuteho zabarveniacute Dalšiacutech 100 ml roztoku odměřte stejnyacutem způsobem a přelijte do čisteacute titračniacute

baňky přidejte 5 ml 1 M NaOH a murexid jako indikaacutetor Poteacute ztitrujte pouze Ca2+ titračniacutem

činidlem z oranžově červeneacuteho do červenofialoveacuteho zabarveniacute

Obě titrace proveďte třikraacutet Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte tvrdost

vody (voda v 500 ml odměrneacute baňce) v německyacutech stupniacutech (degN) obsah CaO v mg l-1 a obsah

MgO v mg l-1 pro každeacute stanoveniacute Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaO) = 5680 M r (MgO) = 4031

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 22 -

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Jodometrickaacute titrace

V jodometrii se použiacutevaacute odměrnyacute roztok jodu (I2) a odměrnyacute roztok thiosiacuteranu sodneacuteho

(Na2S2O3) kteryacute v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky redukuje jod na jodid (I-) a saacutem se oxiduje

na tetrathionan sodnyacute (Na2S4O6) Jedna molekula jodu oxiduje dvě molekuly thiosiacuteranu sodneacuteho

I2 + 2 Na2S2O3 rarr 2 NaI + Na2S4O6

Odměrnyacutem roztokem I2 lze v kyseleacutem prostřediacute přiacutemo titrovat různeacute anorganickeacute a

organickeacute analyty ktereacute se jodem stechiometricky oxidujiacute Nepřiacutemeacute jodometrickeacute titrace se

použiacutevaacute ke stanoveniacute analytů ktereacute lze stechiometricky oxidovat jodem v alkalickeacutem prostřediacute

V tomto přiacutepadě se nechaacute reagovat nadbytek odměrneacuteho roztoku I2 se vzorkem v prostřediacute

hydroxidu sodneacuteho čiacutemž dojde ke stechiometrickeacute spotřebě jodu na oxidaci přiacuteslušneacuteho analytu

Poteacute se roztok okyseliacute a nespotřebovanyacute nadbytek I2 se ztitruje odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Oxidace jodidu draselneacuteho na jod v kyseleacutem prostřediacute se využiacutevaacute ke stanoveniacute analytů

s oxidačniacutemi vlastnostmi Při tomto stanoveniacute se nechaacute vzorek reagovat v kyseleacutem prostřediacute

s nadbytkem KI kteryacute je analytem stechiometricky oxidovaacuten na I2 Uvolněnyacute jod se ztitruje

odměrnyacutem roztokem Na2S2O3

Při jodometrickyacutech titraciacutech se konec titrace indikuje škrobem neboť se jodem barviacute

modře popřiacutepadě hnědě podle druhu použiteacuteho škrobu

Stanoveniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Celaskonu (I)

Kyselinu askorbovou neboli vitamin C (C6H8O6) lze v kyseleacutem prostřediacute stechiometricky

oxidovat jodem na kyselinu dehydroaskorbovou (C6H8O6) přičemž jedna molekula kyseliny

askorboveacute reaguje praacutevě s jednou molekulou jodu

- 23 -

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Vzorek kyseliny askorboveacute můžeme přiacutemo titrovat v kyseleacutem prostřediacute odměrnyacutem

roztokem I2 Před koncem titrace může tato redoxniacute reakce probiacutehat relativně pomalu a proto je

nutneacute v okoliacute bodu ekvivalence titrovanyacute roztok opatrně a důkladně promiacutechaacutevat a tiacutem podpořit

reakci Jako indikaacutetor se při teacuteto jodometrickeacute titraci použiacutevaacute roztok škrobu kteryacute svyacutem modryacutem

či hnědyacutem zabarveniacutem indikuje konec titrace

Reagencie 005 M standardniacute odměrnyacute roztok I2 o znaacutemeacutem f 005 M H2SO4 roztok škrobu jako

indikaacutetor

Stanovte obsah vitaminu C v tabletě Celaskonu kteraacute je analyzovanyacutem vzorkem Nejprve

tabletu přesně zvažte na analytickyacutech vahaacutech Poteacute rozetřete tabletu v třeciacute misce a rozdělte ji na

analytickyacutech vahaacutech na tři podiacutely srovnatelneacute hmotnosti Přesně zvaacuteženyacute podiacutel pevneacuteho vzorku

splaacutechněte kvantitativně destilovanou vodou do titračniacute baňky rozpusťte jej v 50 ml destilovaneacute

vody přidejte 5 ml 005 M kyseliny siacuteroveacute a 3 ml roztoku škrobu jako indikaacutetoru Roztok titrujte

titračniacutem činidlem až jedinaacute kapka titračniacuteho činidla změniacute zbarveniacute titrovaneacuteho roztoku na

modreacute popřiacutepadě hnědeacute Titraci proveďte s každyacutem podiacutelem tablety Celaskonu zvlaacutešť tedy

třikraacutet

Ze ziacuteskanyacutech spotřeb titračniacuteho činidla vypočiacutetejte obsah vitaminu C v mg v analyzovaneacute

tabletě Celaskonu a procentuaacutelniacute zastoupeniacute kyseliny askorboveacute v tabletě Ziacuteskaneacute vyacutesledky

statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem

spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005

Mr (C6H8O6) = 17612

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 24 -

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Manganometrickeacute titrace

V manganometrii je titračniacutem činidlem odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho kteryacute je

v kyseleacutem prostřediacute silnyacutem oxidačniacutem činidlem a stechiometricky oxiduje mnoho anorganickyacutech

a organickyacutech laacutetek Titrace se nejčastěji provaacutediacute v prostřediacute kyseliny siacuteroveacute neboť kyselina

chlorovodiacutekovaacute může byacutet čaacutestečně oxidovaacutena manganistanem draselnyacutem na plynnyacute chloacuter což

manganometrickeacute stanoveniacute rušiacute Při titraci v kyseleacutem prostřediacute vyměňuje manganistanovyacute anion

pět elektronů neboť je redukovaacuten analytem na manganatyacute kation

MnO4- + 8 H+ + 5 e- rarr Mn2+ + 4 H2O

Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute zabarveniacute Manganataacute sůl

vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla lze využiacutet k indikaci

konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4 zbarviacute titrovanyacute roztok

růžově až fialově

Stanoveniacute Fe2+ v FeSO47H2O (Mn)

Železnateacute ionty lze oxidovat stechiometricky manganistanem draselnyacutem v kyseleacutem

prostřediacute přičemž jeden železnatyacute kationt vyměňuje jeden elektron při oxidaci na železityacute kationt

a jeden manganistanovyacute aniont přijiacutemaacute pět elektronů při redukci na manganatyacute kationt

K titrovaneacutemu roztoku se přidaacutevaacute kyselina trihydrogenfosforečnaacute kteraacute tvořiacute se vznikajiacuteciacute

železitou soliacute bezbarvyacute komplex Odměrnyacute roztok manganistanu draselneacuteho maacute typickeacute fialoveacute

zabarveniacute Manganataacute sůl vznikajiacuteciacute jeho redukciacute je bezbarvaacute Fialoveacute zabarveniacute titračniacuteho činidla

lze využiacutet k indikaci konce titrace kdy prvniacute nadbytečnaacute kapka odměrneacuteho roztoku KMnO4

zbarviacute titrovanyacute roztok slabě růžově až fialově

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ rarr 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

- 25 -

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Reagencie 002 M standardniacute odměrnyacute roztok KMnO4 konc kyselina trihydrogenfosforečnaacute

koncentrovanaacute kyselina siacuterovaacute

Odvažte přesně asi 04 g pevneacuteho vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) splaacutechněte jej

kvantitativně destilovanou vodou do kaacutedinky rozpusťte přibližně ve 150 ml destilovaneacute vody a

kvantitativně převeďte do titračniacute baňky Přidejte 5 ml koncentrovaneacute kyseliny siacuteroveacute a 5 ml

koncentrovaneacute kyseliny trihydrogenfosforečneacute

Po teacuteto orientačniacute titraci odvažte do třiacute titračniacutech baněk opět přesně asi 04 g pevneacuteho

vzorku (s přesnostiacute na 01 mg) a celyacute postup zopakujte

Ze spotřeby titračniacuteho činidla vypočiacutetejte procentuaacutelniacute zastoupeniacute Fe2+ v analyzovaneacutem

pevneacutem vzorku v hmotnostniacutech procentech Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s

patřičnyacutem počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute

opakovatelnosti r) na hladině vyacuteznamnosti 005 Ar (Fe) = 5585

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 26 -

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Konduktometrie (KT)

Velmi důležitou fyzikaacutelniacute vlastnostiacute roztoků elektrolytů je jejich schopnost veacutest elektrickyacute

proud Vedeniacute proudu v roztociacutech umožňuje pohyb nabityacutech iontů vzniklyacutech disociaciacute

elektrolytů Tomuto pohybu řiacutekaacuteme migrace Proto je vodivost roztoků zaacutevislaacute na počtu iontů a

na pohyblivosti iontů Rovněž viskozita a teplota roztoku majiacute vliv na vodivost

Schopnost elektrolytů veacutest elektrickyacute proud se obvykle nevyjadřuje odporem elektrolytu

ale jeho převraacutecenou hodnotou kteraacute se nazyacutevaacute vodivost

K měřeniacute vodivosti elektrolytu se použiacutevaacute vodivostniacutech cel jejichž podstatu obvykle tvořiacute

dvě platinoveacute elektrody povlečeneacute platinovou černiacute Pro odpor vodivostniacute cely R platiacute že je

přiacutemo uacuteměrnyacute vzdaacutelenosti mezi elektrodami d a nepřiacutemo uacuteměrnyacute jejich ploše q

R = ρ middot d q (1)

kde konstanta uacuteměrnosti ρ je měrnyacute odpor elektrolytu jehož převraacutecenaacute hodnota se nazyacutevaacute měrnaacute

vodivost a značiacute se γ

Rovnici (1) lze tedy napsat ve tvaru R = d (γ middot q) (2)

Vyacuteraz (1) je pro danou celu konstantniacute a nazyacutevaacute se odporovaacute konstanta vodivostniacute cely

(značiacute se symbolem C)

Měrnou vodivost elektrolytu lze tedy vypočiacutetat z rovnice (2) změřiacuteme-li vodivost

elektrolytu v použiteacute cele κ = C R C = κtabelovanaacute κměřenaacute (3)

Hlavniacute jednotkou měrneacute vodivosti je siemens na metr a označuje se symbolem S m-1 (siemens je

toteacutež co dřiacuteve reciprokyacute ohm)

K měřeniacute vodivosti elektrolytu nelze použiacutet stejnosměrnyacute proud neboť v důsledku

elektrolyacutezy by dochaacutezelo k polarizaci elektrod a naměřenaacute hodnota vodivosti by byla zcela

nespraacutevnaacute Proto se měřeniacute provaacutediacute střiacutedavyacutem proudem jehož frekvence maacute byacutet tiacutem většiacute čiacutem

většiacute je vodivost měřeneacuteho roztoku Polarizaci se teacutež čeliacute pokrytiacutem platinovyacutech elektrod

vodivostniacute naacutedobky platinovou černiacute Měřeniacute vodivosti roztoků lze nejpřesněji uskutečnit

měřeniacutem jejich odporu metodou Wheatstoneova můstku napaacutejeneacuteho střiacutedavyacutem napětiacutem

V současneacute době se staacutele viacutece užiacutevaacute vyacutechylkovyacutech konduktometrů u nichž se na stupnici

přiacutestroje přiacutemo odečiacutetaacute vodivost v siemensech Podle Ohmova zaacutekona je velikost střiacutedaveacuteho

- 27 -

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

proudu proteacutekajiacuteciacuteho mezi elektrodami přiacutemo uacuteměrnaacute vodivosti roztoku kteryacutem je naacutedobka

naplněna U vyacutechylkoveacute metody se velikost proudu tedy i vodivost zjišťuje nepřiacutemo

Postup měřeniacute s koduktometrem OK 1021

1 Vodivostniacute elektroda se připojiacute koaxiaacutelniacutem kabelem s koncovkou ke konektoru na zadniacute

čaacutesti přiacutestroje

2 Vodivostniacute elektrodu ponořiacuteme do roztoku tak aby roztok dokonale pokryl 3 platinoveacute

kroužky elektrody

3 Tlačiacutetkovyacutem vypiacutenačem bdquoONldquo zapneme přiacutestroj (rozsviacutetiacute se kontrolniacute světlo) Asi po 5

minutaacutech je přiacutestroj připraven k měřeniacute

4 Přepiacutenač rozsahu měřeniacute přepneme do polohy 150 microS pak stiskneme tlačiacutetko bdquoCALldquo a

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo nastaviacuteme ručičku přiacutestroje na diacutelek označenyacute

červenou ryskou Pak tlačiacutetko pustiacuteme Toteacutež opakujeme při poloze 500 microS

5 Při vlastniacutem měřeniacute postupujeme tak že přepiacutenač měřeniacute rozsahu bdquoRANGEldquo přepneme

do polohy 500 mS a pak postupně na dalšiacute rozsahy až ziacuteskaacuteme na stupnici snadno

zjistitelnou hodnotu Poteacute zkontrolujeme kalibraci přiacutestroje Přiacutepadnaacute odchylka se upraviacute

pomociacute potenciometru bdquoCALIBRATIONldquo

1) Stanoveniacute odporoveacute kapacity cely

Vodivost se měřiacute relativně a to tiacutem způsobem že se experimentaacutelně stanoviacute kapacita

vodivostniacute cely C kteraacute je definovanaacute poměrem 1q (viz rovnice (1) a (2)) Odporovaacute kapacita

cely se stanoviacute pomociacute kalibračniacuteho roztoku o přesně znaacutemeacute vodivosti Jako kalibračniacute roztok

sloužiacute roztoky chloridu draselneacuteho o různeacute koncentraci (1 M 01 M 001 M) viz tabulka U cely

naplněneacute tiacutemto roztokem se změřiacute vodivost v siemensech a z rovnice (3) se při znaacutemeacute vodivosti

vypočte odporovaacute konstanta C

- 28 -

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Měrnaacute vodivost roztoků KCl

(S cm-1) pro rozok

T (degC) 1 M - KCl 01 M - KCl 001 M - KCl

0 006541 000715 0000776

10 008319 000933 0001020

15 009254 001048 0001147

18 009824 001119 0001225

20 010204 001167 0001278

22 010594 001215 0001332

25 011180 001288 0001413

Je-li pro danou celu znaacutema jejiacute odporovaacute kapacita pak stačiacute při měřeniacute vzorku o neznaacutemeacute

vodivosti naplnit celu měřenyacutem roztokem a změřit hodnotu 1 R Neznaacutemaacute měrnaacute vodivost κ se

pak vypočiacutetaacute ze vztahu κ = C R

Znalost odporoveacute kapacity cely neniacute nutnaacute při měřeniacutech kdy sledujeme změnu vodivosti

např při konduktometrickyacutech titraciacutech

2) Konduktometrickeacute stanoveniacute neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu

Konduktometrickaacute titrace je metoda odměrneacute analyacutezy při niacutež je využito principu

konduktometrie pro stanoveniacute bodu ekvivalence Hledajiacute se změny vodivosti titrovaneacuteho činidla

Přitom musiacute byacutet splněny některeacute teoretickeacute podmiacutenky

1 Ke změně vodivosti elektrolytu dochaacuteziacute již jeho ředěniacutem Pro

konduktometrickou titraci je charakteristickeacute že se při niacute použiacutevaacute relativně

velmi koncentrovanyacutech titračniacutech činidel a jejich spotřeba nepřesahuje několik

mililitrů

- 29 -

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

2 Titrovaneacute roztoky musiacute byacutet dostatečně zředěneacute a titrace musiacute byacutet provaacuteděna za

konstantniacute teploty

3 Reakce na niacutež je konduktometrickeacute odměrneacute stanoveniacute založeno musiacute byacutet

takoveacute aby při niacute dochaacutezelo ke změnaacutem vodivosti titrovaneacuteho roztoku

Při acidobazickyacutech reakciacutech dochaacuteziacute ke změnaacutem vodivosti v důsledku reakce

H3O+ + OH- 2 H2O

Konduktometricky určete koncentraci neznaacutemeacuteho vzorku hydroxidu sodneacuteho

Reagencie roztok hydroxidu sodneacuteho o neznaacutemeacute laacutetkoveacute koncentraci roztok kyseliny

chlorovodiacutekoveacute o koncentraci 1 moll

HCl + NaOH NaCl + H2O

Pipetou odeberte 10 ml vzorku hydroxidu o neznaacutemeacute koncentraci a doplňte na 100 ml

destilovanou vodou Roztok přelijte kvantitativně do takoveacute kaacutedinky aby vodivostniacute cela (jejiacute

3 platinoveacute kroužky) byla zcela ponořenaacute Kaacutedinku se vzorkem a vodivostniacute celu postavte na

miacutechačku vložte miacutechadlo a spusťte miacutechaacuteniacute Byretou přidaacutevejte po 05 ml titračniacute činidlo a po

každeacutem přiacutedavku odečtěte naměřeneacute hodnoty vodivosti Titrace je ukončena tehdy dojde-li

k prudkeacutemu vzrůstu vodivosti Ze spotřeby kyseliny chlorovodiacutekoveacute vypočiacutetejte neznaacutemou

koncentraci hydroxidu

K protokolu připojte graf na milimetroveacutem papiacuteru ve ktereacutem bude vynesena zaacutevislost

vodivosti (mS) na objemu přidaneacuteho titračniacuteho činidla (ml) V průsečiacuteku proloženyacutech přiacutemek je

hledanyacute bod ekvivalence (na ose x je hledanaacute spotřeba titračniacuteho činidla) Mr (NaOH) = 4000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 30 -

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Zpětnaacute titrace (ZT)

Ve vodě nerozpustnyacute uhličitan se rozpustiacute ve znaacutemeacutem přebytku odměrneacuteho roztoku

kyseliny chlorovodiacutekoveacute a jejiacute nezreagovaneacute množstviacute se titruje zpět roztokem hydroxidu znaacutemeacute

koncentrace na methylovou oranž jako indikaacutetor Kyseliny se vždy přidaacutevaacute asi o frac14 viacutece než je

třeba k rozpuštěniacute uhličitanu

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2CO3

nadbytek HCl + NaOH NaCl + H2O

Reagencie odměrnyacute roztok HCl o koncentraci c = 05 moll 01 roztok methyloveacute oranže

odměrnyacute roztok NaOH o koncentraci c = 05 moll

Přesně odvaacuteženeacute množstviacute uhličitanu vaacutepenateacuteho (přibližně 05 g) se kvantitativně vpraviacute

do titračniacute baňky přidaacute se 25 ml 05 moll HCl kraacutetce se povařiacute a zřediacute destilovanou vodou na

celkovyacute objem 50 ml Přidajiacute se 2 až 3 kapky indikaacutetoru a titruje se zpět 05 moll roztokem

NaOH do změny zabarveniacute (25-VNaOH) ml odpoviacutedaacute množstviacute kyseliny spotřebovaneacute na reakci

s uhličitanem přičemž VNaOH je objem roztoku hydroxidu nutneacuteho k retitraci

Stanoveniacute uhličitanu opakujte ještě 2x Ze ziacuteskanyacutech spotřeb vypočiacutetejte procentuaacutelniacute obsah

uhličitanu vaacutepenateacuteho ve vzorku Ziacuteskaneacute vyacutesledky statisticky zpracujte uveďte je s patřičnyacutem

počtem desetinnyacutech miacutest a opatřete je intervalem spolehlivosti L12 (meziacute opakovatelnosti r) na

hladině vyacuteznamnosti 005 Mr (CaCO3) = 1000

Z provedeneacute praktickeacute uacutelohy vypracujte přehlednyacute protokol kteryacute na začaacutetku

přiacuteštiacuteho praktickeacuteho cvičeniacute odevzdejte

- 31 -

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura

Literatura

1 Coufal P Naacutevody k zaacutekladniacutemu praktiku z analytickeacute chemie na PřF UK

2 Vulterin J Švecovaacute J Přiacuteručka analytickeacute chemie PedF UK Praha (2002)

Pro Pedagogickou fakultu UK vypracovala Ing Mgr Štěpaacutenka Kučkovaacute PhD

Řiacutejen 2006

- 32 -

• Literatura