TEORIJSKE VEŽBE IZ ANALITIČKE HEMIJE 1 2017...TEORIJSKE VEŽBE IZ ANALITIČKE HEMIJE 1 RASTVORI Strana I 2 Vodič kroz V analitičku grupu katjona 1. Koji katjoni pripadaju V analitičkoj

UNIVERZITET U BEOGRADU – HEMIJSKI FAKULTET

Katedra za analitičku hemiju

Materijal sastavio Predmetni nastavnici

Doc. dr Filip Andrić Prof. dr Živoslav Tešić Prof. dr Dušanka Milojković-Opsenica

TEORIJSKE VEŽBE IZ

ANALITIČKE HEMIJE 1

2017

Uvažene kolege studenti,

Na stranama koje slede objedinjeni su računski i teorijski problemi koje ste rešavali tokom teorijskih

vežbi iz predmeta Analitička hemija 1, 2017. godine, a koji se izvodi na Hemijskom fakultetu

Univerziteta u Beogradu za studente studijskih programa: Hemija, Hemija životne sredine i Nastava

hemije.

Ovaj materijal, kao sastavni deo kursa Analitička hemija 1, ima za cilj da vam pomogne u

razumevanju osnova ravnotežnih procesa u razblaženim vodenim rastvorima jakih i slabih elektrolita,

savladavanju problematike kvalitativne hemijske analize neorganskih jedinjenja, te da bude od

naročite koristi tokom pripreme ispita.

Računski problemi i teorijska pitanja organizovani su u četrnaest jedinica koje odgovaraju

pojedinačnim terminima vežbi. Ove jedinice su dalje, shodno tematskom smislu, grupisane u sedam

poglavlja označenih različitom bojom (I – Rastvori i kvantitativni sastav rastvora, II – Elektroliti i

aktivitet u rastvorima elektrolita, III – Kiselinsko-bazne ravnoteže, IV – Ravnoteže u heterogenim

sistemima, V – Ravnoteže u rastvorima kompleksnih jedinjenja, VI – Oksido-redukcioni procesi i VII –

Metode odvajanja). Računski problemi propraćeni su numeričkim rešenjima.

Materijal je u izvesnoj meri izmenjen i dopunjen u odnosu na prvobitnu formu. U okviru III poglavlja

dodato je nekoliko teorijskih problema vezanih za jačinu kiselina i baza. Isto poglavlje obogaćeno je

sa nekoliko računskih problema koji se tiču slabih organskih baza, mono- i poliprotičnih organskih

kiselina, konstrukcije logaritamskih i semilogaritamskih dijagrama za poliprotične sisteme uz isticanje

tačaka od naročitog značaja (protonski balans, maksimum puferskog kapaciteta i sl.). Niz teorijskih

pitanja i računskih problema pridodato je poglavljima V i VI.

Autor koristi ovu priliku da se zahvali saradnicima: Vesni Vasić, Đurđi Krstić i Aleksandri Dramićanin

na proveri rešenja računskih problema u III poglavlju (jedinice 2-5).

Beograd, jun 2017. Filip Andrić

Ovaj materijal je elektronski dostupan.

FILIP ANDRIĆ, Teorijske vežbe iz analitičke hemije 1 za studente Hemijskog fakulteta Univerziteta u Beogradu, 2017,

Univerzitet u Beogradu – Hemijski fakultet, Beograd

© Univerzitet u Beogradu – Hemijski fakultet, Beograd 2017

SADRŽAJ

1 RASTVORI strana | 1

Pojam rastvora · rastvorljivost · klasifikacija disperznih sistema · kvantitativni sastav rastvora

2 AKTIVITET U RASTVORIMA ELEKTROLITA strana | 3

Rastvori jakih i slabih elektrolita · jonska sila · faktor aktiviteta · aktivitet kao mera efektivne koncentracije

3 RAVNOTEŽE U RASTVORIMA JAKIH KISELINA I BAZA strana | 5

Teorije kiselina i baza · acido-bazna ravnoteža · protonski aktivitet · pH · jonski proizvod vode · balans mase · balans naelektrisanja ·

balans protona

4 RAVNOTEŽE U RASTVORIMA SLABIH MONOPROTIČNIH KISELINA I BAZA strana | 7

Rastvori slabih monoprotičnih kiselina i baza i njihovih soli · stepen protolize · pH

5 RAVNOTEŽE U RASTVORIMA SLABIH POLIPROTIČNIH KISELINA I BAZA strana | 10

Rastvori slabih poliprotičnih kiselina i baza i njihovih soli · amfoliti · pH

6 GRAFIČKO PRIKAZIVANJE RAVNOTEŽA U RASTVORIMA SLABIH PROTLITA strana | 12

Konstrukcija semilogaritamskih i logaritamskih dijagrama · raspodela slabih protolita u razblaženim vodenim rastvorima

7 PUFERSKI SISTEMI strana | 16

Pojam pufera · pH · puferski kapacitet

8 RAVNOTEŽE U HETEROGENIM SISTEMIMA (TALOŽNIE REAKCIJE) strana | 18

Proizvod rastvorljivosti · molarna rastvorljivost · uticaj zajedničkog jona i jonske sile na rastvorljivost

9 UTICAJ KISELINSKO-BAZNIH PROCESA NA RASTVORLJIVOST strana | 22

Uticaj pH na rastvorljivost slabo rastvornih soli slabih kiselina i baza · sporedne reakcije · uslovni proizvod rastvorljivosti

10 RAVNOTEŽE U RASTVORIMA KOMPLEKSNIH JEDINJENJA strana | 24

Formiranje kompleksnih jedinjenja · sukcesivne i kumulativne konstante stabilnosti kompleksa · raspodela vrsta prisutnih u rastvorima

kompleksnih jedinjenja

11 UTICAJ GRAĐENJA KOMPLEKSA NA RASTVORLJIVOST strana | 26 Rastvorljivost slaborastvornih soli u prisustvu kompleksirajućih sredstava · uslovni proizvod rastvorljivosti · uticaj zajedničkog jona kao

kompleksirajućeg sredstva na rastvorljivost

12 RAVNOTEŽE U OKSIDO-REDUKCIONIM SISTEMIMA strana | 28

Pojam oksido-redukcija · hemijski i elekstrohemijski redoks procesi redoks potencijal · Nernstova jednačina · konstanta ravnoteže redoks

procesa · spontanost (smer) oksido-reduckionih reakcija

13 UTICAJ GRAĐENJA KOMPLEKSA I TALOŽENJA NA REDOKS PROCESE strana | 30

Uticaj sporednih reakcija na osobine redoks sistema · formalni redoks potencijal · određivanje konstanti sporednih reakcija iz redoks

potencijala · određivanje koncentracije analita koji učestvuju u sporednim reakcijama iz redoks potencijala

14 METODE ODVAJANJA strana | 32

Ekstrakcija · konstanta raspodele · distribucioni koeficijent · efikasnost ekstrakcije · osnove hromatografskih tehnika · tankoslojna

hromatografija

TEORIJSKE VEŽBE IZ ANALITIČKE HEMIJE 1

RASTVORI

Strana I 1

RASTVORI

Računski problemi

1. Koliko grama NaCl treba odmeriti za pripremu 250 g 5% rastvora?

Rešenje: 12,5 g

2. Koliko grama NaOH treba odmeriti za pripremu 500 cm3 rastvora koncentracije C = 0,5 mol/dm3?

Rešenje: 10 g

3. Izračunati molarnu koncentraciju 5% rastvora NaOH gustine ρ = 1,05 g/cm3.

Rešenje: 1,31 mol/dm3

4. Koliko grama 10% i 2% rastvora H2SO4 treba pomešati da bi se dobilo 500 g 5% rastvora?

Rešenje: 187,5 g 10% i 312,5 g 2% rastvora

5. Koliko cm3 rastvora HCl koncentracije C = 12 mol/dm3 i rastvora koncentracije C = 2 mol/dm3

treba pomešati da bi se dobilo 300 cm3 rastvora koncentracije C = 5 mol/dm3?

Rešenje: 90 cm3 C = 12 mol/dm3 i 210 cm3 C = 2 mol/dm3.

6. Jedan analitički postupak zahteva 250 cm3 rastvora HNO3 koncentracije C = 0,5 mol/dm3. Kako

biste pripremili ovaj rastvor polazećí od koncentrovane HNO3 (68,9%, ρ = 1,42 g/cm3).

Rešenje: Potrebno je odmeriti 8 cm3 konc. HNO3 i razblažiti vodom do ukupne zapremine od 250 cm3.

7. Koliko cm3 65% rastvora azotne kiseline ρ = 1,40 g/cm3 i koliko cm3 vode treba odmeriti za

pripremu 250 g 15% rastvora?

Rešenje: Potrebno je odmeriti 41,2 cm3 65% HNO3 i 192 cm3 vode.

Teorijska pitanja

1. Šta su rastvori i kako se definišu glavne komponente rastvora (rastvorak i rastvarač)?

2. Šta su pravi rastvori, a šta emulzije i suspenzije? Šta su koloidni rastvori?

3. Kako se izražava kvantitativni sastav rastvora?

Dodatni problemi za vežbanje

1. Koliko cm3 50% rastvora perhlorne kiseline gustine 1,41 g/cm3 treba uzeti i koliko cm3 vode treba

dodati da bi se dobilo 265 g 28%-tnog rastvora?

Rešenje: 105 cm3 perhlorne kiseline i 117 cm3 vode

2. Uzorak mineralne vode sadrži 15 mg Cl- u 100 g. Kolika je molarna koncentracija hloridnih jona

ukoliko je gustina mineralne vode ρ = 1,02 g/cm3?

Rešenje: C = 4,3×10-3 mol/dm3

3. Morska voda sadrži 270 mg SO42- u jednom kilogramu. Kolika je molarna koncentracija sulfatnih

jona ukoliko je gustina morske vode ρ = 1,02 g/cm3?

Rešenje: C = 2,9×10-3 mol/dm3

4. Za neki analitički postupak potrebno je 50 cm3 rastvora sirćetne kiseline koncentracije C = 0,2

mol/dm3. Kako biste pripremili ovaj rastvor polazeći od glac. CH3COOH (100%, ρ = 1,05 g/cm3)?

Koliki je maseni udeo sirćetne kiseline u dobijenom rastvoru?

Rešenje: Potrebno je odmeriti 0,57 cm3 CH3COOH glac., preneti u normalni sud od 50 cm3 i dopuniti vodom

do oznake. Maseni udeo ovako pripremljenog rastvora sirćetne kiseline iznosi w = 1,2%.

Program

Pojam rastvora | rastvorljivosti | klasifikacija disperznih sistema | kvantitativni sastav

rastvora – maseni, zapreminski, molski udeo, količinska (molarna) koncentracija,

molalitet

1


RASTVORI

Strana I 2

Vodič kroz V analitičku grupu katjona

1. Koji katjoni pripadaju V analitičkoj grupi?

2. Zbog čega se preporučuje da što pre po prijemu uzorka proverite prisustvo NH4+ jona?

3. Dokazivanje kojih katjona ometa prisustvo NH4+ jona? Odgovor obrazložite hemijskim

jednačinama.

4. Pri kojoj pH-vrednosti treba izvoditi reakciju identifikacije K+ jona i zašto? Odgovor obrazložite

hemijskim jednačinama.

5. Kojom bojom boje plamen soli K, Na, i Li? Jednačinama prikažite identifikacione reakcije za NH4+

jon.

6. Kako biste uklonili NH4+ jon?

7. Karbonati kojih katjona V analitičke grupe nisu rastvorni u vodi?

8. Jednačinama prikažite reakcije identifikacije Mg2+ jona.

9. Uzorak bele boje, rastvoran u vodi boji plamen u žuto. Vodeni rastvor sa Neslerovim reagensom

daje talog narandžaste boje. Dodatkom NaOH dil. iz vodenog rastvora uzorka izdvaja se beli

voluminozan talog koji se rastvara dodatkom NH4Cl i ponovo taloži dodatkom Na2HPO4. Koji

katjoni su prisutni u uzorku?

10. Uzorak bele boje, rastvoran u vodi boji plamen u žuto. Vodeni rastvor u rekaciji sa Na3[Co(NO2)6]

gradi žuti talog pri pH = 4 – 5. Koji katjoni su prisutni u uzorku?

11. Uzorak bele boje, rastvoran u vodi boji plamen u ljubičasto. Vodeni rastvor u rekaciji sa

Na3[Co(NO2)6] gradi žuti talog pri pH = 4 – 5. Dodatkom NaOH dil. iz vodenog rastvora uzorka

izdvaja se beli voluminozan talog koji sa rastvorom nitrobenzo-azorezorcinola (magnezon I) gradi

adsorpcioni kompleks plave boje. Navedite katjone prisutne u uzorku?


AKTIVITET U RASTVORIMA ELEKTROLITA

Strana I 3


Računski problemi

1. Izračunati aktivitet svih jonskih vrsta prisutnih u rastvoru Na2SO4 koncentracije C = 0,05 mol/dm3?

Rešenje: a(Na+) = 7,2×10-2 , a(SO42-) = 1,3×10-2

2. Izračunati aktivitet svih jonskih vrsta u rastvoru dobijenom mešanjem rastvora K2SO4 C = 0,02

mol/dm3 i rastvora MgCl2 C = 0,01 mol/dm3 u zapreminskom odnosu 1:1.

Rešenje: a(K+) = 3,0×10-2, a(SO42-) = 6,8×10-3, a(Mg2+) = 3,4×10-3, a(Cl-) = 1,5×10-2

3. Izračunajte jonsku silu u rastvorima NaCl i MgSO4 istih koncentracija C = 0,01 mol/dm3.

Rešenje: I = 0,01, I = 0,04 u rastvorima NaCl i MgSO4 redom.

Odredite srednji koeficijent aktiviteta u rastvorima NH4Cl, K2SO4 i Na3PO4 jednakih koncentracija

C = 0,01 mol/dm3.

Rešenje: y±(NH4Cl) = 0,90; y±(K2SO4) = 0,71; y±(Na3PO4) = 0,51

4. Izračunati koncentraciju rastvora Na3PO4 u kojem je jonska sila I = 0,1.

Rešenje: C = 0,02 mol/dm3

Teorijska pitanja

1. Šta podrazumevamo pod pojmom aktiviteta u opštem (termodinamičkom) smislu?

2. Šta predstavlja jonska sila rastvora elektrolita?

3. Kako se definiše pojam aktiviteta u rastvorima elektrolita?

4. Objasnite vezu faktora aktiviteta, naelektrisanja i jonske sile rastvora oslanjajući se na granični

Debaj-Hikelov zakon. Kako naelektrisanje jonskih vrsta i jonska sila rastvora utiču na smanjenje

faktora aktiviteta.

5. Definišite pojam prosečnog (srednjeg) faktora aktiviteta i aktiviteta. Zašto nije moguće

eksperimentalno odrediti aktivitete i faktore aktiviteta pojedinačnih grupa katjona i anjona u

rastvorima elektrolita.


1. Izračunati jonsku silu rastvora dobijenog mešanjem 25 cm3 AlCl3 C = 0,01 moldm-3 i 75 cm3

Na2SO4 C = 0,02 mol/dm3.

Rešenje: I = 0,06

2. Koje koncentracije NaCl, MgSO4, Na2SO4, AlCl3 i Fe2(SO4)3 daju rastvore u kojima jonske sila

iznosi I = 0,1?

Rešenje: C(NaCl) = 0,1 mol/dm3, C(MgSO4) = 0,025 mol/dm3, C(Na2SO4) = 0,033 mol/dm3, C(AlCl3) = 0,017 mol/dm3

i C(Fe2(SO4)3) = 6,7×10-2 mol/dm3

3. Odrediti srednji koeficijent aktiviteta u rastvorima AlCl3, MgSO4, NaCl i K3PO4 jednakih

koncentracija C = 0,02 mol/dm3.

Rešenje: y±(AlCl3) = 0,41; y±(MgSO4) = 0,36; y±(NaCl) = 0,87; y±(Na3PO4) = 0,41

Program

Pojam rastvora | rastvorljivosti | klasifikacija disperznih sistema | kvantitativni sastav

rastvora – maseni, zapreminski i molski udeo, količinska (molarna) koncentracija,

molalitet

2



Strana I 4

Vodič kroz sistematski tok analize anjona

1. Zbog čega se preporučuje provera prisustva acetata i karbonata na samom početku analize?

Navedite reakcije za njihovo dokazivanje i ukratko opišite postupak.

2. Kako biste dokazali prisustvo oksalata i nitrata u uzorku? Navedite jednačine identifikacionih

reakcija.

3. Jednačinama prikažite dokazivanje PO43-, Cl- i SO4

2-?

4. Zašto je neophodno, tokom dokazivanja Cl-, beli talog AgCl iznova staložiti dodatkom HNO3 dil.

nakon prethodnog rastvaranja u NH3. Odgovor ilustrujte jednačinama hemijskih reakcija.

5. Opišite rastvorljivost CH3COO-, CO32-, Cl-, NO3

-, PO43-, C2O4

2-, SO42- barijuma i srebra u vodi i

azotnoj kiselini. Znakom plus označite rastvorne, a znakom minus nerastvorane komponente.

6. Koji od gore pomenutih anjona pokazuju redukcione osobine?

7. U čemu se rastvara barijum-sulfat?

8. U kojim kiselinama biste prethodno rastvorili uzorak kako biste dokazali Cl- i PO43-, NO3

- i C2O42,

odnosno SO42-.

9. Na osnovu svega iznetog osmislite jednostavan plan za analizu gore pomenutih anjona.


JAKE KISELINE I BAZE

Strana I 5

RAVNOTEŽE U RASTVORIMA JAKIH KISELINA I BAZA

Računski problemi

1. Odredite koncentracije svih jonskih vrsta u vodenom rastvoru HCl C = 0,01 mol/dm3.

Rešenje: [H3O+] = 0,01 mol/dm3, [Cl-] = 0,01 mol/dm3, [OH-] = 1×10-12 mol/dm3.

2. Odredite koncentracije svih jonskih vrsta u vodenom rastvoru NaOH C = 1×10-6 mol/dm3.

Izračunajte pH-vrednost datog rastvora.

Rešenje: [Na+] = 1×10-6 mol/dm3, [OH-] = mol/dm3, [H3O+] = 1×10-12 mol/dm3, pH =

3. Izračunajte ravnotežne koncentracije H3O+ i OH- jona u rastvoru NaCl C = 0,1 mol/dm3. Uzeti u

obzir uticaj jonske sile.

Rešenje: [H3O+] = [OH-] = 1,3×10-7 mol/dm3 (uporedite sa vrednošću za čistu vodu i uočite da povećanje

jonske sile rastvora dovodi do smanjenja faktora aktiviteta jonskih vrsta, što za posledicu ima povećanje

koncentracije H3O+ i OH- jona).

4. Odredite pH-vrednost rastvora HCl dobijenog razblaživanjem 1 cm3 HCl conc. (36%, ρ = 1,18

g/cm3) do 500 cm3. Uzeti u obzir jonsku silu rastvora.

Rešenje: pH = 1,70

5. Izračunati pH-vrednost rastvora NaOH dobijenog rastvaranjem 2 g u 250 cm3 vode. Uzeti u obzir

jonsku silu rastvora.

Rešenje: pH = 13,15

6. Izračunati pH-vrednost rastvora koji se dobije rastvaranjem 0,15 g Mg(OH)2 u 100 cm3 rastvora

HCl koncentracije C = 0,1 mol/dm3. Uzeti u obzir jonsku silu rastvora.

Rešenje: pH = 1,36

7. Izračunati pH-vrednost rastvora koji se dobije kada se 10 cm3 rastvora HNO3 koncentracije 2

mol/dm3 doda u 210 cm3 rastvora NaOH koncentracije 0,1 mol/dm3. Uzeti u obzir jonsku silu

rastvora.


Teorijska pitanja

1. Definišite šta su kiseline, a šta baze prema Arenijusovoj teoriji elektrolitičke disocijacije, Bronšted-

Lorijevoj i Luisovoj teoriji kiselina i baza.

2. Na osnovu protolitičke teorije kiselina baza objasnite:

- protolizu sirćetne kiseline u perhlornoj kiselini

- autoprotolizu amonijaka

- autoprotolizu etanola

- protolizu amonijum jona u vodi

i o značite konjugovane kiselinsko-bazne parove

3. Šta označavaju termini lionijum, odnosno liat jon

4. Objasnite diferencirajuće i nivelirajuće uticaj rastvarača na kiselinsko-bazna svojstva supstanci.

5. Na osnovu Luisove teorije kiselina i baza objasnite:

- rastvararanje FeCl3 u HCl

- rastvaranje AlBr3 u HBr

Program

Teorije kiselina i baza | acido-bazna ravnoteža | zakon o dejstvu masa | protonski

aktivitet | pH | jonski proizvod vode | ravnoteže u rastvorima jakih kiselina i baza |

balans mase | balans naelektrisanja | balans protona

3


JAKE KISELINE I BAZE

Strana I 6

- reakciju između BF3 i F- jona


1. Na osnovu protolitičke teorije kiselina baza objasnite:

- protolizu mravlje kiseline u azotnoj kiselini

- protolizu amonijaka u vodi

- protolizu acetata u vodi

- rastvaranje cink-hidroksida u višku alkalnih hidroksida

i označite konjugovane kiselinsko-bazne parove

Vodič kroz sistematski tok analize katjona IV analitičke grupe

1. Koji katjoni pripadaju IV analitičkoj grupi i šta je grupni reagens?

2. Poređajte u niz sulfate barijuma, kalcijuma i stroncijuma prema rastućoj rastvorljivosti u vodi.

Obrazložite odgovor.

3. Koja jedinjenja smatramo nerastvornim ostatakom u okviru sistematskog toka analize katjona IV

analitičke grupe?

4. Za potpuno taloženje Ba2+ jonova neophodan je dodatak natrijum-acetata. Hemijskim jednačinama

obrazložite odgovor.

5. Kojom bojom boje plamen katjoni IV analitičke grupe?

6. U čemu se rastvara BaSO4? Odgovor obrazložite jednačinama hemijskih reakcija.

7. Objasnite proces pripreme sodnog ekstrakta koji se izvodi u cilju prevođenja nerastvornih sulfata

barijuma i stroncijuma u kiselinama rastvornim SrCO3 i BaCO3. Zbog čega se koriste petostruko

veće količine Na2CO3 uz zagrevanje? Odgovor objasnite primenom Le Šateljeovog principa.

8. Jednačinama hemijskih reakcija prikažite identifikaciju Ba2+ i Sr2+ jonova?

9. Zašto ne dolazi do taloženja CaSO4 u prisustvu velike količine amonijum-sulfata? Kako se to može

iskoristiti za odvajanje Sr2+ od Ca2+?

10. Koji od katjona IV analitičke grupe grade talog sa CrO42-?


SLABE MONOPROTIČNE KISELINE I BAZE

Strana I 7

RAVNOTEŽE U RASTVORIMA SLABIH MONOPROTIČNIH

KISELINA I BAZA

Računski problemi

1. Izračunajte ravnotežne koncentracije H+, CH3COO‾ i CH3COOH u rastvoru kada se 20 cm3 sirćetne

kiseline koncentracije C = 0,5 mol/dm3 razblaži vodom do zapremine od 500 cm3. pKk(CH3COOH)

= 4,75

Rešenje: [H3O+] = [CH3COO-] = 5,9×10-3 mol/dm3, [CH3COOH] = 0,194 mol/dm3

2. Izračunati pH-vrednost rastvora HCOOH sledećih koncentracija: C1 = 0,1 mol/dm3, odnosno C2 =

1×10-4 mol/dm3 (Kk = 1,8 × 10-4). Koliko iznosi stepen protolize u oba slučaja?

Rešenje: pH1 = 2,38; pH2 = 4,14; α1 = 4,15%; α2 = 71,55%

3. Izračunati pH-vrednost rastvora sirćetne kiseline, C = 1×10-3 mol/dm3, kome je dodat KNO3 tako

da ukupna jonska sila rastvora iznosi I = 0,2 mol/dm3 (Kk = 1,8 × 10-5).

Rešenje: pH = 4,10 (y = 0,70)

4. Izračunati pH-vrednost rastvora NH4Cl koji u 250 cm3 sadrži 0,54 g ove soli. Uzeti u obzir uticaj

jonske sile. pKk(NH4+) = 9,25.

Rešenje: pH = 5,41

5. Izračunati pH-vrednost rastvora CH3COONa masenog udela 1,6% i gustine 1g/cm3. Uzeti u obzir

jonsku silu rastvora. Kk = 1,76 × 10-5.

Rešenje: pH = 2,89

6. Izračunati pH-vrednosti rastvora KCN koji u 150 cm3 sadrži 0,50 g ove soli. pKk(HCN) = 9,21.

Rešenje: pH = 10,96 (pH = 10,86 ako se uzme u obzir uticaj jonske sile rastvora)

7. Lakmus je dvobojni indikator koji na pH ˂ 5,5 ima crvenu, na pH ˃ 7,3 plavu, a u pH ˗ intervalu

5,5 ˗ 7,3 ljubičastu boju. Koju boju će pokazivati ovaj indikator u rastvoru KNO2 C = 1×10-3

mol/dm3? pKk (HNO2) = 3,29

Rešenje: pH = 7,14; indikator će pokazivati ljubičastu boju

Teorijska pitanja

1. Poređati sledeće vrste u rastući niz prema porastu baznog karaktera: H2PO4ˉ, NH3, N2H4, HSO4ˉ,

HCOOˉ, HCO3ˉ, C6H5COO-

pKk(H3PO4) = 2,12; pKk (NH4+) = 9,25; pKk(N2H5

+) = 8,10; pKk(H2SO4) = -3; pKk(HCOOH) = 3,75;

pKk(H2CO3) = 6,35; pKk(C6H5COOH) = 4,18

Rešenje: HSO4ˉ < H2PO4ˉ < HCOOˉ < C6H5COO- < HCO3ˉ < N2H4 < NH3

2. Kako se menja stepen protolize sa smanjenjem koncentracije slabog protolita u rastvoru?

3. Kakav uticaj ima jonska sila (prisustvo neutralnog elektrolita) na protolizu slabih kiselina i baza?

4. U kom smeru je pomerena ravnoteža sledećih kiselinsko-baznih reakcija:

a) HSO4ˉ + H2PO4ˉ SO42ˉ + H3PO4 pKk(H3PO4) = 2,12 ; pKk(HSO4

-) = 1,94

b) HCO3ˉ + HC2O4ˉ CO32ˉ + H2C2O4 pKk (HCO3

-) = 10,32; pKk(H2C2O4) = 1,25

Rešenje: a) u desno (pKsum = -0,18); b) u levo (pKsum = 9,07)

Program

Slabe monoprotične kiseline i baze | konstante kiselosti i baznosti | stepen protolize

| pH | uticaj jonske sile na protolitičke procese 4



Strana I 8

5. Odredite u kom smeru je pomerena ravnoteža sledećih kiselinsko-baznih reakcija:

a) NH4+ + HSO3ˉ NH3 + H2SO3 pKk (NH4

+) = 9,25; pKk(HSO3-) = 7,20

b) N2H5+ + C6H5NH2 N2H4 + C6H5NH3

+ pKk(N2H5+) = 8,10; pKk(C6H5NH3

+) = 4,60

Rešenje: a) u desno (pKsum = 2,05); b) u levo (pKsum = 9,07)


1. Izračunajte ravnotežne koncentracije svih vrsta u vodenom rastvoru HNO2 koncentracije C = 0,01

mol/dm3 i stepen protolize. pKk (HNO2) = 3,29.

Rešenje: [NO2-] = [H3O+] = 2×10-3 mol/dm3; [HNO2] = 8×10-3 mol/dm3; [OH-] = 5×10-12 mol/dm3; α = 20,22%

2. Izračunajte pH-vrednost zasićenog rastvora anilina (3,6 g/100 cm3 vode) ukoliko je ukupna jonska

sila rastvora I = 0,2. pKk(C6H5NH3+) = 4,6. Koliki je stepen protolize anilina u ovom rastvoru, a

koliki ukoliko se rastvor razblaži deset puta?

Rešenje: pH = 8,78

3. Izračunajte pH-vrednost rastvora koji sadrži 1,4 g hidrazin-hidrohlorida (N2H5Cl) u 200 cm3 vode.

pKk(N2H5+) = 8,10

Rešenje: pH = 4,54

4. Izračunajte pH-vrednost u vodenim rastvorima Bi(NO3)3, FeSO4, CrCl3 i SnCl2 jednakih

koncentracija C = 0,1 mol/dm3, ako su uspostavljene sledeće ravnoteže:

[Bi(H2O)6]3+ + H2O [Bi(OH)(H2O)5]2+ + H3O+

[Fe(H2O)6]2+ + H2O [Fe(OH)(H2O)5]+ + H3O+

[Cr(H2O)6]3+ + H2O [Fe(OH)(H2O)5]2+ + H3O+

[Sn(H2O)4]2+ + H2O [Sn(OH)(H2O)3]+ + H3O+

pKk(Bi(H2O)63+) = 2,0; pKk(Fe(H2O)6

2+) = 5,9; pKk(Cr(H2O)63+) = 3,8; pKk(Sn(H2O)4

2+) = 1,7

Rešenje: 1,57; 3,45; 2,41; 1,45

5. Bromtimol-plavo je dvobojni indikator koji na pH < 6,0 ima žutu, na pH > 7.6 plavu, a u pH-

intervalu 6.0-7.6 zelenu boju. Koju će boju pokazivati ovaj indikator u rastvoru CH3COONa

koncentracije C = 0.1 mol/dm3? Uzeti u obzir jonsku silu rastvora. pKk(CH3COOH) = 4,75

Rešenje: pH = 8,75; rastvor indikatora će biti obojen plavo.

6. Izračunajte pH-vrednost rastvora dobijenog rastvaranjem 1,5 g natrijum-benzoata u 100 cm3 vode.

Uzeti u obzir jonsku silu rastvora. pKk(C6H5COOH) = 4,18

Rešenje: pH = 8,05

7. Izračunajte pH-vrednost rastvora koji sadrži 1 g hidroksil-amina (NH2OH) u 250 cm3 vode.

pKk(NH3OH+) = 6,03

Rešenje: pH = 9,25

8. Odredite ravnotežne koncentracije svih vrsta zastupljenih u vodenom rastvoru piridinijum-bromida

(C5H5NHBr) koncentracije C = 0,01 mol/dm3. pKk(C5H5NH+) = 5,25

Rešenje: [C5H5NH+] = [H3O+] = 2,3×10-4 mol/dm3; [C5H5N] = 9,7×10-3 mol/dm3

Vodič kroz sistematski tok analize katjona III analitičke grupe

1. Koji katjoni pripadaju III (IIIa, odnosno IIIb) analitičkoj grupi?

2. Soli katjona III analitičke grupe su raznovrsno obojene. Šta možete zaključiti o sastavu analize na

osnovu njene boje?

3. Iz smeše katjona III analitičke grupe vodeni rastvor amonijaka (u prisustvu NH4Cl, pH ≈ 9) taloži

Fe(OH)2, Fe(OH)3, Cr(OH)3, Al(OH)3. Zašto ne dolazi do taloženja hidroksida cinka, nikla i

kobalta(II)? Zašto se Mn(OH)2 taloži delimično? Zbog čega se taloženje izvodi iz vrelog rastvora?

4. Koji od gore navedenih hidorksida poseduju amfoterne osobine?



Strana I 9

5. Zbog čega pre početka taloženja katjona IIIa analitičke grupe dodajemo u rastvor 2 – 3 kapi HNO3

conc.?

6. Jednačinama hemijskih reakcija prikažite kako biste odvojili Al(OH)3 od Cr(OH)3?

7. Napišite po dve jednačine dokaznih reakcija za Fe3+ i Mn2+.

8. Kakve su boje talozi Fe(OH)2, Cr(OH)3 i Al(OH)3?

9. Napišite reakcije koje ukazuju na amfoternost Al(OH)3. Kako biste odvojili Al(OH)3 i Cr(OH)3 od

taloga Mn(OH)2 i Fe(OH)2/Fe(OH)3?

10. Kako biste dokazali prisustvo Mn2+, odnosno Fe3+ jona polazeći od smeše taloga Mn(OH)2 i

Fe(OH)3?

11. Zašto sveže staloženi Fe(OH)2 i Mn(OH)2 potamne prilikom stajanja (odgovor obrazložite

reakcijama)?

12. Nakon taloženja sulfida IIIb grupe kako biste “odvojili” ZnS i MnS od CoS i NiS?

13. Kako biste odvojili Zn(OH)2 od MnO2?

14. Kako biste dokazali prisustvo Zn2+ jona.

15. Zašto se nakon stajanja CoS i NiS rastvaraju tek pod drastičnim uslovima (HNO3 conc.), dok se

sveže staloženi sulfidi kobalta i nikla lako rastvaraju u HCl dil.? Jednačinama hemijskih reakcija

prikažite rastvaranje ovih sulfida u HNO3 conc.? Zašto se u iste svrhe ne može upotrebiti HCl

conc.?

16. Napišite jednačine dokaznih reakcija za Ni2+ i Co2+ jone. Zašto reakcija za dokazivanje Ni2+ jona

izostaje u kiseloj sredini?

17. Kako biste direktno iz analize dokazali Co2+ u prisustvu Fe3+ jona?

18. Kojom bojom boje plamen soli mangana?

19. Prisustvo kojih katjona biste mogli da utvrdite direktno iz analize, bez prethodnog odvajanja?

Odgovor obrazložite hemijskim jednačinama.

20. Sastavite šematski prikaz sistematskog toka analize katjona III analitičke grupe.


SLABE POLIPROTIČNE KISELINE I BAZE

Strana I 10


Računski problemi

1. Izračunati pH rastvora fosforne kiseline koncentracije C = 0,1 mol/dm3. pKk1(H3PO4) = 2,12;

pKk2(H3PO4) = 7,21

Rešenje: pH = 1,32

2. Izračunati pH-vrednost rastvora oksalne kiseline H2C2O4 koncentracije 0,05 mol/dm3,

pKk1(H2C2O4) = 1,25; pKk2(H2C2O4) = 4,27

Rešenje: pH = 1,50

3. Izračunati pH-vrednost rastvora Na2CO3, C = 0,01 mol/dm3, pKk1(H2CO3) = 6,35; pKk2(H2CO3) =

10,32. Uzeti u obzir uticaj jonske sile rastvora.


4. Izračunati ravnotežne koncentracije svih oblika etilendiamina (C2H6N2) prisutnih u vodenom

rastvoru koncentracije C = 0,1 mol/dm3. pKk(C2H6N2H22+) = 6,85; pKk(C2H6N2H+) = 9,93

Rešenje: [C2H6N2] = 0,097 mol/dm3; [C2H6N2H+] = 2,87×10-3 mol/dm3; [C2H6N2H22+] = 7,04×10-8 mol/dm3

5. Koliko iznosi pH-vrednost rastvora NaHCO3 koji sadrži 1,05 g u 250 cm3? pKk1(H2CO3) = 6,35;

pKk2(H2CO3) = 10,32. Uzeti u obzir uticaj jonske sile rastvora.

Rešenje: pH = 8,33

6. Izračunajte pH-vrednost rastvora Na2HPO4 i KH2PO4 jednakih koncentracija C = 0,02 mol/dm3.

pKk1(H3PO4) = 2,12; pKk2(H3PO4) = 7,21; pKk3(H3PO4) = 12,36.

Rešenje: pH = 9,78 (u slučaju Na2HPO4); pH = 4,73 (u slučaju KH2PO4)

7. Koliko iznosi pH-vrednost rastvora NaHSO3 masenog udela 0,5% (ρ = 1g/cm3). pKk1(H2SO3) =

1,76; pKk2(H2SO3) = 7,20.

Rešenje: pH = 4,55

8. Izračunati pH-vrednost rastvora dinatrijum-hidorgencitrata koncentracije C = 0,05 mol/dm3.

pKk1(H3C6H5O7) = 3,09; pKk2(H3C6H5O7) = 4,75; pKk3(H3C6H5O7) = 6,41

Rešenje: pH = 5,58

Teorijska pitanja

1. Prema protolitičkoj teoriji hidrogen-karbonatni jon je:

a) kiselina b) baza c) amfolit.

Navesti odgovarajuću jednačinu/jednačine i obeležiti konjugovane kiselinsko-bazne parove.

2. Prema protolitičkoj teoriji svaka od sledećih supstanci/jonskih vrsta: [Fe(H2O)6]3+, CO32-, PO4

3-,

[Zn(OH)2(H2O)4], [Al(OH)3(H2O)3], [Cr(OH)3(H2O)3] je:

a) kiselina b) baza c) amfolit

Navesti odgovarajuću jednačinu/jednačine i obeležiti konjugovane kiselinsko-bazne parove.


1. Izračunati pH-vrednost rastvora natrijum-hidrogenoksalata koncentracije C = 0,01 mol/dm3,

pKk1(H2C2O4) = 1,25; pKk2(H2C2O4) = 4,27.

Rešenje: pH = 3,17 (neophodno je uzeti u obzir koncentraciju amfolita).

Program

Ravnoteže u rastvorima slabih poliprotičnih kiselina i baza | amfoliti 5



Strana I 11

2. Izračunati pH-vrednost rastvora koji sadrži 0,62 g ugljene kiseline u 500 cm3 rastvora.

pKk1(H2CO3) = 6,35 pKk2(H2CO3) = 10,32

Rešenje: pH = 4,02

3. Izračunati ravnotežne koncentracije svih oblika malonske kiseline prisutnih u rastvoru

koncentracije C = 0,1 mol/dm3, pri pH-vrednosti rastvora pH = 4,00. pKk1(H2C3HO4) = 2,83;

pKk2(H2C3HO4) = 5,69.

Rešenje: [H2C3HO4] = 0,076 mol/dm3; [HC3HO4-] = 1,54×10-3 mol/dm3; [C3HO4

2-] = 0,023 mol/dm3

4. Izračunati pH-vrednost rastvora natrijum-hidrogentartarata koncentracije C = 2×10-3 mol/dm3.

pKk1(H2C4H4O6) = 3,22; pKk2(H2C4H4O6) = 4,40.

Rešenje: pH = 3,87

5. Izračunati pH-vrednost rastvora i stepen protolize u rastvoru maleinske kiseline (H2C4H2O4)

masenog udela 2,4%. Koliko iznosi stepen protolize ukoliko se rastvor razblaži sto puta?

pKk1(H2C4H2O4) = 1,9; pKk2(H2C4H2O4) = 6,07

Rešenje: pH = 1,34; α = 21,8%; nakon razblaženja: pH = 2,74 i α = 87,4%

6. U 20 cm3 rastvora limunske kiseline koncentracije C = 0,15 mol/dm3 dodato je 10 cm3 rastvora

NaOH koncentracije C = 0,9 mol/dm3. Izračunajte pH-vrednost dobijenog rastvora.

pKk1(H3C6H5O7) = 3,09; pKk2(H3C6H5O7) = 4,75 pKk3(H3C6H5O7) = 6,41.


7. Izračunajte pH-vrednost rastvora koji se dobije mešanjem 5 cm3 rastvora oksalne kiseline

koncentracije C = 0,3 mol/dm3 i 10 cm3 NaOH koncentracije C = 0,15 mol/dm3.

pKk1(H2C2O4) = 1,25; pKk2(H2C2O4) = 4,27.

Rešenje: pH = 2,86 (neophodno je uzeti u obzir koncentraciju nastalog amfolita)

8. U 10 cm3 rastvora HCl koncentracije C = 0,2 mol/dm3 dodata je ista zapremina etilendiamina

koncentracije C = 0,1 mol/dm3. Izračunajte pH-vrednost dobijenog rastvora.

pKk(C2H6N2H22+) = 6,85; pKk(C2H6N2H+) = 9,93

Rešenje: pH = 4,07


GRAFIČKO PRIKAZIVANJE RAVNOTEŽA

Strana I 12

GRAFIČKO PRIKAZIVANJE RAVNOTEŽNIH PROCESA U

RASTVORIMA SLABIH PROTLITA

Računski problemi

1. Konstruišite semilogaritamski dijagram raspodele vrsta prisutnih u razblaženom rastvoru sirćetne

kiseline. pKk(CH3COOH) = 4,75

Rešenje:

Dijagram se konstruiše tako što se udeo protonovanog i deprotonovanog oblika kiselinsko-baznog para

nanosi na y-osu, a pH skala na x-osu. Pri tome se posmatraju karakteristične tačke (1-5), koje pokrivaju pH

interval unutar koga se udeli protonovanog i deprotonovanog oblika izmene u rasponu od 1% - 99% i obratno.

pH-vrednosti u ovim tačkama se se mogu izračunati prostom primenom Henderson-Haselbalhove jednačine:

𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘 − 𝑙𝑜𝑔𝛼(𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻)

𝛼(𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂−)

Tačka α(CH3COOH) α(CH3COO-) pH

1 99% 1% 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘 − 𝑙𝑜𝑔99

1≈ 𝑝𝐾𝑘 − 2 = 2,75

2 90% 10% 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘 − 𝑙𝑜𝑔90

10≈ 𝑝𝐾𝑘 − 1 = 3,75

3 50% 50% 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘 − 𝑙𝑜𝑔50

50= 𝑝𝐾𝑘 = 4,75

4 10% 90% 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘 − 𝑙𝑜𝑔10

90≈ 𝑝𝐾𝑘 + 1 = 5,75

5 1% 99% 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘 − 𝑙𝑜𝑔1

99≈ 𝑝𝐾𝑘 + 2 = 6,75

Program

Semilogaritamski i logaritamski dijagrami | raspodela slabih protolita u razblaženim

vodenim rastvorima 6

1

1

2

2

33

4

4

5

5

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0

α, %

pH

α(CH3COOH)

α(CH3COO-)



Strana I 13

2. Konstruišite semilogaritamski dijagram svih vrsta prisutnih u razblaženom rastvoru karbonatne

kiseline. pKk1(H2CO3) = 6,35; pKk2(H2CO3) = 10,35

Rešenje: Postupa se na sličan način kao u gornjem primeru, ali se pri tome posmatraju dva stupnja protolize

za koje važi:

𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘1 − 𝑙𝑜𝑔𝛼(𝐻2𝐶𝑂3)

𝛼(𝐻𝐶𝑂3−)

, odnosno 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘2 − 𝑙𝑜𝑔𝛼(𝐻𝐶𝑂3

−)

𝛼(𝐶𝑂32−)

Tačka α(H2CO3-) α(HCO3

-) α(CO32--) pH

1 99% 1% 0% 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘1 − 𝑙𝑜𝑔99

1≈ 𝑝𝐾𝑘1 − 2 = 4,35

2 90% 10% 0% 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘1 − 𝑙𝑜𝑔90

10≈ 𝑝𝐾𝑘1 − 1 = 5,35

3 50% 50% 0% 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘1 − 𝑙𝑜𝑔50

50= 𝑝𝐾𝑘1 = 6,35

4 10% 90% 0% 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘1 − 𝑙𝑜𝑔10

90≈ 𝑝𝐾𝑘1 + 1 = 7,35

5 1% 99% 0% 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘1 − 𝑙𝑜𝑔1

99≈ 𝑝𝐾𝑘1 + 2 = 8,35

5 0% 99% 1% 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘2 − 𝑙𝑜𝑔99

1≈ 𝑝𝐾𝑘2 − 2 = 8,35

6 0% 90% 10% 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘2 − 𝑙𝑜𝑔90

10≈ 𝑝𝐾𝑘2 − 1 = 9,35

7 0% 50% 50% 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘2 − 𝑙𝑜𝑔50

50= 𝑝𝐾𝑘2 = 10,35

8 0% 10% 90% 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘2 − 𝑙𝑜𝑔10

90≈ 𝑝𝐾𝑘2 + 1 = 11,35

9 0% 1% 99% 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑘2 − 𝑙𝑜𝑔1

99≈ 𝑝𝐾𝑘2 + 2 = 12,35

1

1

2

2

3

4

4

5

56

6

7

8

8

9

9

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0

α

pH

α(H2CO3)

α(HCO3-)

α(CO32-)



Strana I 14

3. Konstruisati logaritamski dijagram azotaste kiseline koncentracije C = 0,01 mol/dm3. Na dijagramu

označite tačke koje odgovaraju: a) pH-vrednosti datog rastvora, b) pH-vrednosti maksimalnog

puferskog kapaciteta sistema HNO2/NO2- c) pH-vrednosti rastvora natrijum-nitrita iste

koncentracije. pKk(HNO2) = 3,75

Rešenje: Logaritamski dijagram se konstruiše tako što se na x-osu nanose vrednosti pH, a na y-osu nanose

logaritmi ravnotežnih koncentracija protolita prisutnih u rastvoru.

Uzimajući u obzir da je C = [HNO2] + [NO2-] i 3 2

2

[H O ][NO ]

[HNO ]kK

onda je:

32

k 3

[H O ][HNO ]

[H O ]

C

K

i k

2

k 3

[NO ][H O ]

K C

K

Za sledeće uslove treba odrediti koncentraciju slobodne nitritne kiseline i nitritnih jona

• pH < pKk – 2, odnosno [H3O+] > 100 Kk

3 32

k 3 3

[H O ] [H O ][HNO ]

[H O ] [H O ]

C CC

K

, odnosno log [HNO2] = log C

k k2

k 3 3

[NO ][H O ] [H O ]

K C K C

K

, odnosno log [NO2

-] = log Kk + log C – log[H3O+]

tj. log [NO2-] = -pKk + log C + pH (prava na logaritamskom dijagramu sa nagibom 1 i odsečkom log C - pKk)

• pH = pKk, odnosno [H3O+] = Kk

3 32

k 3 3

[H O ] [H O ][HNO ]

2[H O ] 2[H O ]

C C C

K

, odnosno log [HNO2] = log C – log 2

k k2

kk 3

[NO ]2 2[H O ]

K C K C C

KK

, odnosno log [NO2

-] = log C – log 2

• pH > pKk + 2, odnosno [H3O+] < Kk/100

3 32

kk 3

[H O ] [H O ][HNO ]

[H O ]

C C

KK

, odnosno log [HNO2] = log[H3O+] – log Kk + log C

tj. log [HNO2] = -pH +pKk + log C (prava sa nagibom -1 i odsečkom pKk + log C)

k k2

kk 3

[NO ][H O ]

K C K CC

KK

, odnosno log [NO2

-] = log C

Koristeći se ovim relacijama logaritamski dijagram se jednostavno konstruiše prema priloženoj slici.



Strana I 15

Logaritamski dijagram raspodele protolita u vodenom rastvoru HNO2 koncentracije C = 0,01 mol/dm3.

Na dijagramu se uočavaju tri tačke. Prva tačka (a) je tačka preseka dve prave: prve koja opisuje

opadanje koncentracije H3O+ jona i druge koja opisuje porast koncentracije NO2- jona. U ovoj tački je

[NO2-] = [H3O+], drugim rečima reč je o protonskom balansu. To je ujedno i tačka koja odgovara pH

vrednosti rastvora HNO2 date koncentracije (pH = 2,88).

Druga tačka (b), odgovara uslovu pH = pKk. Pri ovom uslovu [HNO2] = [NO2-], odnosno rastvor ima

maksimum puferskog kapaciteta.

Treća tačka (c) odgovara preseku prave koja opisuje pad koncentracije HNO2 i prave koja opisuje porast

koncentracije OH- jona. U ovoj tački je [HNO2] = [OH-]. Ovo je takođe uslov protonskog balansa, ali u

rastvoru nitrita. To je ujedno i tačka koja odgovara pH vrednosti rastvora nitrita koncentracije C = 0,01

mol/dm3 (pH = 7,88).


PUFERSKI SISTEMI

Strana I 16

PUFERSKI SISTEMI

Računski problemi

1. Izračunati pH-vrednost rastvora koji se dobije mešanjem 10 cm3 rastvora HCOOH, C = 0,05

mol/dm3, 20 cm3 rastvora NaOH, C = 0,02 mol/dm3 i 30 cm3 vode. pKk(HCOOH) = 3,75.

Rešenje: pH = 4,34

2. Koliko grama CH3COONa i koliko cm3 rastvora CH3COOH koncentracije C = 2 mol/dm3 za

pripremanje 500 cm3 pufera u kome je ukupna koncentracija C = 0,5 mol/dm3, a pH = 4,5? = 4,75.

Rešenje: m = 11,52 g, V = 125 cm3

3. Koje zapremine rastvora CH3COOH, C = 0,5 mol/dm3 i NaOH, C = 0,4 mol/dm3 treba pomešati da

bi se dobilo 100 cm3 pufera čija je pH-vrednost = 5,0?

Rešenje: V(CH3COOH) = 55,55 cm3, V(NaOH) = 44,45 cm3

4. Koliko cm3 HCl koncentracije C = 1 mol/dm3 treba dodati u 250 cm3 rastvora natrijum-citrata

koncentracije C = 0,1 mol/dm3 da bi se dobio rastvor čija je pH-vrednost: a) pH = 5,00 b) pH =

4,00; odnosno c) pH = 3,00.

pKk1(H3C6H5O7) = 3,09; pKk2(H3C6H5O7) = 4,75 pKk3(H3C6H5O7) = 6,41.

Rešenje: a) V = 24,06 cm3; b) V = 46,22 cm3; c) V = 63,80 cm3

5. Za koliko se promeni pH-vrednost amonijačnog pufera pH = 9,5 i ukupne koncentracije C = 0,2

mol/dm3, ako se u 20 cm3 datog rastvora doda 1 cm3 rastvora HCl koncentracije C = 1 mol/dm3.

Rešenje: pH = 9,06; dakle smanji se za 0,44 jedinice

6. Za koliko se promeni pH-vrednost pufera koji sadrži 2,4 g benzojeve kiseline i 2,9 g natrijum-

benzoata u 200 cm3, ako se tom rastvoru doda 5 cm3 HNO3 koncentracije C = 2 mol/dm3. Izračunati

ukupnu koncentraciju datog pufera.

Rešenje: pH-vrednost puferskog rastvora opadne sa 4,19 na 3,71 (ΔpH = 0,48); Ctot = 0,197 mol/dm3

7. Koliko grama Na-benzoata, a koliko grama benzojeve kiseline treba odmeriti za pripremu 500 cm3

pufera ukupne koncentracije C = 0,2 mol/dm3 i pH-vrednosti 4,5. pKk(C6H5COOH) = 4,18

Rešenje: 9,74 g C6H5COONa i 3,95 g C6H5COOH

8. Koliko cm3 HCl koncentracije C = 1 mol/dm3 treba dodati u rastvor koji sadrži 0,4 g CH3COONa

u 50 cm3 da bi se dobio rastvor čiji je pH = 4. Koliko iznosi ukupna koncentracija puferskog

rastvora?

Rešenje: V(HCl) = 4,14 cm3; Ctot = 0,09 mol/dm3.

Teorijska pitanja

1. Šta su puferski sistemi?

2. Šta predstavlja puferski kapacitet? Pri kojoj vrednosti pH puferski sistem dostiže maksimum

kapaciteta?

3. U kom smislu rastvori jakih kiselina i baza predstavljaju pufere?

4. "Univerzalni" pufer se može pripremiti od konjugovanih parova slabih protolita čije se pKk-

vrednosti međusobno razlikuju za:

a) jednu b) dve c) četiri pH-jedinice.

Program

Puferi kao smeše konjugovanih parova slabih protolita | pH-vrednost pufera

|puferski kapacitet | puferski kapacitet jakih protolita 7


PUFERSKI SISTEMI

Strana I 17


1. U kom molskom odnosu treba pomešati Na2HPO4 i KH2PO4 da bi se dobio pufer pH = 7,00.

Rešenje: n/n = 0,62

2. Koliko grama NH4Cl treba dodati u 20 cm3 rastvora NH3 C = 0,5 mol/dm3 da bi se dobio puferski

rastvor pH = 9,50. pKk(NH4+) = 9,25.

Rešenje: m = 0,3 g

3. Izračunajte pH-vrednost rastvora dobijenog rastvaranjem 20 g Na2HPO4 i 10 g NaH2PO4 u 500 cm3

vode. pKk1(H3PO4) = 2,12; pKk2(H3PO4) = 7,21; pKk3(H3PO4) = 12,36.

Rešenje: pH = 7,43

4. Koliko grama NaOH treba dodati u 100 cm3 5% rastvora H3PO4 da bi se dobio pufer pH = 2,00

pKk1(H3PO4) = 2,12; pKk2(H3PO4) = 7,21; pKk3(H3PO4) = 12,36.

Rešenje: m = 1,1 g

5. Koliko cm3 HCl koncentracije C = 0,1 mol/dm3 treba dodati u 100 cm3 rastvora koji sadrži 2 g

kalijum-hidrogenftalata (KHC8H4O4) kako bi se dobio rastvor čiji je pH = 3,50? Kolika je ukupna

koncentracija dobijenog puferskog rastvora?

pKk1(H2C8H4O4) = 4,20; pKk2(H2C8H4O4) = 5,6

Rešenje: V = 20 cm3, C = 0,098 mol/dm3

6. Koliko grama NaOH treba dodati u 250 cm3 rastvora koji sadrži 5 g kalijum-hidrogenftalata

(KHC8H4O4) kako bi se dobio rastvor čiji je pH = 6,0? Kolika je koncentracija dobijenog puferskog

rastvora?

pKk1(H2C8H4O4) = 4,20; pKk2(H2C8H4O4) = 5,6

Rešenje: m = 0,98 g; C = 0,2 mol/dm3

7. Koliko grama borne kiseline (H3BO3) treba dodati u 250 cm3 rastvora NaOH koncentracije C = 0,1

mol/dm3, kako bi se dobio rastvor pH = 10.

pKk1(H3BO3) = 9,24; pKk2(H3BO3) = 12,4; pKk3(H3BO3) = 13,3

Rešenje: m = 3,3×10-4 g

8. Za koliko se promeni pH-vrednost rastvora kada se u 200 cm3 rastvora HCOOH C = 0,1 mol/dm3

koji sadrži 1,4 g natrijum-formijata, doda 5 cm3 rastvora HCl koncentracije C = 1 mol/dm3.

Rešenje: pH-vrednost rastvora opadne sa 3,76 na 3,64 (ΔpH = 0,12)

9. Za koliko se promeni pH-vrednost amonijačnog pufera ukupne koncentracije C = 0,05 mol/dm3, i

pH = 9,50 ukoliko se u 100 cm3 rastvora doda 10 cm3 HCl koncentracije C = 0,2 mol/dm3.

pKk(NH4+) = 9,25

Rešenje: pH-vrednost rastvora opadne na 9,03 (ΔpH = 0,47)

10. Izračunaj koliko grama čvrstog NH4Cl, a koliko cm3 koncentrovanog rastvora NH3 (w = 35%, ρ =

0.98g/cm3) je potrebno odmeriti za pripremanje 250cm3 pufera ukupne koncentracije C = 0,5

mol/dm3 i pH = 9,00. pKk(NH4+) = 9,25.

Rešenje: m = 4,28 g, V = 2,23 cm3


TALOŽNE REAKCIJE

Strana I 18

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM SISTEMIMA (TALOŽNE

REAKCIJE)

Računski problemi

1. Izračunati rastvorljivost CaC2O4 u vodi? Ksp(CaC2O4) = 1,6×10-8.

Rešenje: R = 3,5×10-8 mol/dm3;

2. Izračunati rastvorljivost PbSO4 u: a) vodi; b) rastvoru Mg(NO3)2 C = 0,01 mol/dm3; c) rastvoru

Na2SO4, C = 0,01 mol/dm3. Uzeti u obzir jonsku silu rastvora. Ksp(PbSO4) = 1,6×10-8.

Rešenje: 1,3×10-4 mol/dm3; R = 2,5×10-4 mol/dm3; R = 6,4×10-6 mol/dm3

3. U rastvor koji sadrži Sr2+ jone u koncentraciji C = 0,01 mol/dm3 dodata je ista zapremina zasićenog

rastvora CaSO4. Da li će doći do formiranja taloga SrSO4? Ksp(SrSO4) = 3,2×10-7; Ksp(CaSO4) =

2,8×10-5

Rešenje: Dolazi do taloženja SrSO4 jer je Q = [Sr2+][SO42-] = 1,32 ×10-5 > Ksp(SrSO4)

4. Pri kojoj pH-vrednosti će otpočeti, a pri kojoj završiti taloženje Fe(OH)3 ukoliko je koncentracija

Fe3+ jona u rastvoru C = 0,05 mol/dm3? Ksp(Fe(OH)3) = 3,2×10-38.

Rešenje: [Fe3+] = 8,6×10-13 mol/dm3

5. Kolika je koncentracija Bi3+ jona u rastvoru u kojem je [S2-] = 2×10-15 mol/dm3, a koji je u ravnoteži

sa talogom Bi2S3? Ksp(Bi2S3) = 1,6×10-72

Rešenje: [Bi3+] = 6,3×10-22 mol/dm3

6. U rastvoru su prisutni joni Ba2+, Sr2+ i Ca2+ u koncentraciji od C = 0,01 mol/dm3. Da li se dati

katjoni mogu razdvojiti frakcionim taloženjem u obliku sulfata? Ksp(BaSO4) = 1,1×10-10;

Ksp(SrSO4) = 3,2×10-7; Ksp(CaSO4) = 2,8×10-5.

Rešenje: Koncentracije SO42- jona neophodne da započne taloženje Ba2+, Sr2+ i Ca2+ jona iznose redom:

1,1×10-8 mol/dm3; 3,2×10-5 mol/dm3 i 2,8×10-3 mol/dm3; Koncentracije SO42- jona neophodne da se Ba2+ i

Sr2+ kvantitativno istalože iznose: 1,1×10-4 mol/dm3 i 0,32 mol/dm3;

Odavde se jasno vidi da će taloženje SrSO4 započeti (3,2×10-5 mol/dm3) pre nego li se taloženje BaSO4

završi (1,1×10-4 mol/dm3). Slično, taloženje CaSO4 će započeti (2,8×10-3 mol/dm3) pre nego li se taloženje

SrSO4 završi (1,1×10-4 mol/dm3). Ova tri jona u smeši se ne mogu razdvojiti frakcionim taloženjem u obliku

sulfata.

Teorijska pitanja

1. Šta je molarna rastvorljivost?

2. Od čega zavisi rastvorljivost neorganskih soli?

3. Zašto se talozi NiS i CoS nakon starenja ne rastvaraju u HCl conc., ali se rastvaraju u HNO3 conc.?

Program

Rastvorljivost | proizvod rastvorljivosti | uticaj zajedničkog jona i jonske sile na

rastvorljivost slabo-rastvornih neorganskih soli | početak taloženja i kvantitativno

taloženje | frakciono taloženje

8


TALOŽNE REAKCIJE

Strana I 19


1. Izračunati rastvorljivost hlorida prve analitičke grupe, AgCl, PbCl2, Hg2Cl2, u vodi, ukoliko su date

vrednosti njihovih proizvoda rastvorljivosti. Ksp(AgCl) = 1,8×10-10; Ksp(PbCl2) = 1,6×10-5;

Ksp(Hg2Cl2) = 1,3×10-18

Rešenje: R = 2,7×10-5 mol/dm3; R = 0,016 mol/dm3; R = 6,9×10-7 mol/dm3

2. Koristeći se vrednostima proizvoda rastvorljivosti hidorksida IIIa analitičke grupe, Al(OH)3,

Cr(OH)3, Fe(OH)3, Mn(OH)2, izračunajte njihovu rastvorljivost u vodi.

Ksp(Al(OH)3) = 1×10-32; Ksp(Cr(OH)3) = 6,3×10-31; Ksp(Fe(OH)3) = 3,2×10-38;

Ksp(Mn(OH)2) = 4,5×10-13

Rešenje: R = 4,4×10-9 mol/dm3; R = 1,2×10-8 mol/dm3; R = 1,9×10-10 mol/dm3; R = 3,6×10-4 mol/dm3

3. Na osnovu podataka o molarnoj rastvorljivosti izračunajte proizvode rastvorljivosti sledećih teško

rastvornih hromata: BaCrO4 (R = 1,1×10-5 mol/dm3), Ag2CrO4 (R = 6,3×10-5 mol/dm3), Hg2CrO4

(R = 4,5×10-7 mol/dm3).

Rešenje: Ksp(BaCrO4) = 1,2×10-10; Ksp(Ag2CrO4) = 1×10-12; Ksp(Hg2CrO4) = 2×10-9

4. Izračunati rastvorljivost PbCl2 u rastvoru olovo-nitrata koncentracije C = 5×10-4 mol/dm3.

Ksp(PbCl2) = 1,6×10-5

Rešenje: R = 0,09 mol/dm3

5. Izračunati rastvorljivost Ag2CrO4 u rastvoru kalijum-hromata C = 0,01 mol/dm3. Ksp(Ag2CrO4) =

1,1×10-12

Rešenje: R = 1,7×10-5 mol/dm3

6. Izračunati rastvorljivost Ce2(C2O4)3 u: a) rastvoru natrijum-oksalata C = 0,05 mol/dm3, odnosno b)

rastvoru cerijum-sulfata iste koncentracije. Ksp(Ce2(C2O4)3) = 2,6×10-29

Rešenje: a) R = 2,3×10-13 mol/dm3; b) R = 7,8×10-10 mol/dm3

7. Da li će se izdvojiti talog PbSO4 ako se pomešaju iste zapremine rastvora Pb(NO3)2, C = 1×10-4

mol/dm3 i rastvora H2SO4, C = 4×10-4 mol/dm3? Ksp(PbSO4) = 1,6×10-8.

Rešenje: Neće doći do izdvajanja taloga jer je Q = [Pb2+][SO42-] = 1,0 ×10-8 < Ksp(PbSO4)

8. U rastvor koji sadrži 0,01 mol Ag+ i 0,01 mol Bi3+ jona u jednom dm3, polako se dodaje

koncentrovani rastvor KI. Koji se katjon prvi taloži? Ksp(AgI) = 8,3×10-17, Ksp(BiI3) = 8,1×10-19.

Rešenje: Koncentracije I- jona pri kojima započinje taloženje AgI, odnosno BiI3 iznose 8,3×10-15 mol/dm3 i

4,3×10-6 mol/dm3, redom. Kako je za taloženje AgI potrebna niža koncentracija I- jona to će se isti taložiti

prvi.

9. U rastvor koji sadrži Cl-, CrO42- i PO4

3- u jednakim koncentracijama, C = 0,01 mol/dm3, dodaje se

koncentrovani rastvor srebro-nitrata. Koji anjon počinje da se taloži prvi, a koji poslednji?

Ksp(AgCl) = 1,8×10-10; Ksp(Ag2CrO4) = 1,1×10-12; Ksp(Ag3PO4) = 1,3×10-20

Rešenje: Koncentracije Ag+ jona neophodne za početak taloženja Cl-, CrO42- i PO4

3- jona iznose redom:

1,8×10-8 mol/dm3; 1,1×10-5 mol/dm3; 1,1×10-6 mol/dm3. Odavde sledi da će najpre započeti taloženje

hloridnih, potom fosfatnih, a na kraju hromatnih jona.

10. U rastvor u kojem su prisutni I-, C2O42- i SO4

2- u jednakim koncentracijama, C = 0,05 mol/dm3,

dodaje se koncentrovani rastvor olovo-nitrata. Kojim redosledom dolazi do njihovog taloženja?

Ksp(PbI2) = 1,1×10-9; Ksp(PbC2O4) = 8,5×10-9; Ksp(PbSO4) = 1,6×10-8

Rešenje: Koncentracije Pb2+ jona pri kojima će započeti taloženje PbI2, PbC2O4 i PbSO4 iznose redom:

4,4×10-7 mol/dm3, 1,7×10-7 mol/dm3 i 3,2×10-7 mol/dm3. Najpre će se taložiti onaj anjon za čije taloženje je

potrebna najniža koncentracija Pb2+ jona. U ovom slučaju to su oksalati, potom sulfati, i na kraju jodidi.

Obratite pažnju da su ove koncentracije veoma bliske, što bi u laboratorijskoj praksi značilo gotovo

istovremeno taloženje prisutnih anjona.

11. Izračunati rastvorljivost Al(OH)3 u rastvoru u kome nakon uspostavljanja ravnoteže pH-vrednost

iznosi pH = 5,5. Ksp(Al(OH)3) = 1×10-32



TALOŽNE REAKCIJE

Strana I 20

12. Izračunati rastvorljivost SrF2 u rastvoru KNO3 koncentracije C = 0,10 mol/dm3.

Ksp (SrF2) = 2,5×10-9. Uzeti u obzir jonsku silu rastvora.


13. Pri kojoj pH-vrednosti će početi taloženje Zn(OH)2, a pri kojoj će se završiti, ukoliko je

koncentracija Zn2+ jona u rastvoru C = 0,01 mol/dm3. Ksp(Zn(OH)2) = 7,1×10-18.

Rešenje: Taloženje započinje pri pH = 6,43, a završava se na pH = 8,43. (Primetite da uprkos ovome ne dolazi

do taloženja Zn(OH)2 pri uslovima taloženja katjona IIIa analitičke grupe. Zašto?)

14. U kom odnosu treba pomešati zasićen rastvor CaSO4 i rastvor BaCl2 C = 1×10-3 mol/dm3 da bi

došlo do taloženja BaSO4, ukoliko se: a) rastvor CaSO4 dodaje u rastvor BaCl2 i b) obratno?

Ksp(CaSO4) = 3,2×10-7; Ksp(BaSO4) = 3,2×10-7

Rešenje: ☺

15. U okviru sistematskog toka analize anjona, preporučuje se dokazivanje sulfata, hlorida, oksalata i

fosfata iz karbonatnog rastvora nakon kuvanja sodnog ekstrakta. Izračunati pKsum sledećih

ravnotežnih procesa:

SrSO4(s) + CO32- SrCO3(s) + SO4

2-. Ksp(SrSO4) = 3,2×10-7; Ksp(SrCO3) = 1,1×10-10.

2AgCl(s) + CO32- Ag2CO3(s) + 2Cl-. Ksp(AgCl) = 1,8×10-10; Ksp(Ag2CO3) = 8,2×10-12

PbSO4(s) + CO32- PbCO3(s) + SO4

2-. Ksp(PbSO4) = 1,6×10-8; Ksp(PbCO3) = 1,1×10-10

Rešenje: pKsum(SrSO4/SrCO3) = -3,46; pKsum(AgCl/Ag2CO3) = 8,40; pKsum(PbSO4/PbCO3) = -2,16

Vodič kroz sistematski tok analize katjona I i IIa analitičke grupe

1. Koji katjoni pripadaju I analitičkoj grupi?

2. Šta je grupni reagens za I analitičku grupu?

3. Poređajte hloride katjona I analitičke grupe po opadajućoj rastvorljivosti.

4. Kakve su boje hromati Pb2+, Ag+ i Hg22+?

5. Kakve su oksido-redukcione sposobnosti katjona prve analitičke grupe?

6. Kako hloridi katjona I analitičke grupe reaguju sa razblaženim rastvorom NH3?

7. Jednačinama prikažite formiranje žutog taloga olovo(II)-jodida i njegovo rastvaranje u višku

reagensa.

8. Kakve su boje jodidi ostalih katjona I analitičke grupe? Šta se dešava u višku reagensa sa svakim

od datih taloga?

9. Prilikom dodatka razblaženog rastvora NaOH u rastvor koji sadrži Ag+ jone dolazi do formiranja

mrkog taloga. Objasnite ovo hemijskim jednačinama.

10. Koji katjoni pripadaju II analitičkoj grupi?

11. Na osnovu čega se ova grupa deli na dve podgrupe, IIa-sulfobaze i IIb-sulfokiseline?

12. Iz kakve sredine se talože sulfidi sulfobaza? Zašto je neophodno dodatno razblažiti rastvor kako

bi došlo do taloženja žutog CdS? Zbog čega se za razblaživanje koristi topla voda?

13. Živa(II)-sulfid je jedno od najteže rastvornih jedinjenja. Objansite koja dva procesa deluju

sinergijski prilikom korišćenja carske vode za rastvaranje HgS? Zašto je nedevoljno za

rastvaranje upotrebiti samo jako kisele uslove (HCl conc.)?

14. Šta je carska voda?

15. Kako biste direktno iz analize dokazali prisustvo Hg2+? Šta su to amalgami?

16. Kako biste razdvojili Bi(OH)3 od Pb(OH)2?

17. Koje boje su hidroksidi katjona I i IIa analitičke grupe.

18. Koji hidroksidi katjona I i IIa analitičke grupe ispoljavaju amfoterne osobine?

19. Jednačinama prikažite pripremanje rastvora alkalnog stanita (tetrahidroksostanata(II))? Zbog čega

je neophodno da se ovaj rastvor pripremi svež?


TALOŽNE REAKCIJE

Strana I 21

20. Napišite jednačine reakcija rastvaranja hidorksida kadmijuma i bakra(II) u višku NH3?

21. Kakve je boje [Cu(NH3)4]2+?

22. Zbog čega i kako se izvodi maskiranje Cu(II)?

23. Hemijskim jednačinama napišite reakcije katjona IIa analitičke grupe sa I- jonom. Kakve boje su

staloženi jodidi? Koji se od njih rastvaraju u višku reagensa?


UTICAJ ACIDO-BAZNIH REAKCIJA NA TALOŽENJE

Strana I 22

UTICAJ KISELINSKO-BAZNIH PROCESA NA

RASTVORLJIVOST

Računski problemi

1. Izračunati rastvorljivost AgCN u: a) vodi i b) rastvoru sirćetne kiseline C = 0,01 mol/dm3?

Ksp(AgCN) = 1,2×10-16; pKk(HCN) = 9,21; pKk(CH3COOH) = 4,75


2. Izračunati rastvorljivost (mg/dm3) CaC2O4 u rastvoru u kome je pH = 2.

Ksp(CaC2O4) = 2,3×10-9; pKk1(H2C2O4) = 1,25; pKk2(H2C2O4) = 4,27.


3. Koliko grama NH4Cl treba dodati u 300 cm3 rastvora u kome je koncentracija NH3 C = 0,1 mol/dm3,

tako da rastvorljivost Mg(OH)2 ne prelazi vrednost od R = 600 mg/dm3?

Ksp(Mg(OH)2) = 6,0×10-10; pKk(NH4+) = 9,25

Rešenje: m < 0,12 g

4. Pomešani su rastvori NH3, NH4Cl i Al2(SO4)3 jednakih zapremina i istih koncentracija C = 0,03

mol/dm3. Da li će doći do taloženja Al(OH)3? Ksp(Al(OH)3) = 1,0×10-32; pKk(NH4+) = 9,25.

Rešenje: Dolazi do taloženja Al(OH)3 jer je [Al3+][OH-]3 = 1,1×10-16 > Ksp

Teorijska pitanja

1. Zašto prisustvo NH4+ jona ometa dokazivanje Mg2+ jona?

2. Objasnite zašto prilikom sistematskog toka analize ne dolazi do formiranja taloga CdS iz rastvora

HCl C > 1 mol/dm3?


1. Izračunati rastvorljivost SrC2O4 i CaC2O4 u rastvoru CH3COOH C = 1 mol/dm3. Ksp(SrC2O4) =

5,6×10-8; Ksp(CaC2O4) = 2,3×10-9;

pKk1(H2C2O4) = 1,25; pKk2(H2C2O4) = 4,27; pKk(CH3COOH) = 4,75

Rešenje: R(SrC2O4) = 2,2×10-3; R(CaC2O4) = 4,4×10-4

2. Izračunati rastvorljivost CaF2 u rastvoru pH = 2.

Ksp(CaF2) = 3,95×10-11; pKk(HF) = 3,17.


3. Koliko puta je veća rastvorljivost CaSO4 u vodenom rastvoru pri pH = 1,0 u odnosu na rastvorljivost

u vodi?

pKk2(H2SO4) = 1,94; Ksp(CaSO4) = 2,8×10-5.

Rešenje: Rastvorljivost je veća 3,12 puta i iznosi R = 0,0165 mol/dm3

4. Da li će doći do formiranja taloga Mn(OH)2 ukoliko se pomešaju rastvori NH3, NH4Cl i MnSO4

jednakih zapremina i istih koncentracija C = 0,06 mol/dm3? Ksp(Mn(OH)2) = 4,5×10-18. pKk(NH4+)

= 9,25.

Rešenje: Dolazi do formiranja taloga Mn(OH)2 jer je [Mn2+][OH-]2 = 6×10-12 > Ksp

Program

Rastvorljivost | proizvod rastvorljivosti | uticaj sporednih (kiselinsko-baznih) reakcija

na rastvorljivost slabo-rastvornih neorganskih soli | uslovni proizvod rastvorljivosti 9


UTICAJ ACIDO-BAZNIH REAKCIJA NA TALOŽENJE

Strana I 23

5. Koliko grama NH4Cl treba odmeriti u 100 cm3 rastvora u kome su koncentracije Mn2+ i Cr3+ jona

jednake i iznose C = 0,01 mol/dm3, tako da nakon dodatka NH3 ([NH3] = 5×10-3 mol/dm3), Cr(OH)3

bude selektivno staložen.

Ksp(Cr(OH)3) = 6,3×10-31; Ksp(Mn(OH)2) = 4,5×10-18; pKk(NH4+) = 9,25.

Rešenje: m = 22,4 g

6. Izračunajte koncentraciju H3O+ jona pri kojoj će otpočeti taloženje PbS, odnosno CdS iz rastvora u

kojem su koncentracije Pb2+ i Cd2+ jednake i iznose C = 1×10-5 mol/dm3. Koncentracija H2S u

zasićenom vodenom rastvoru na 25°C iznosi C = 0,1 mol/dm3.

Ksp(PbS) = 2,5×10-27; Ksp(CdS) = 7,9×10-27; pKk1(H2S) = 7,05; pKk1(H2S) = 7,05

Rešenje: [H3O+] = 2,12 mol/dm3; [H3O+] = 1,20 mol/dm3

7. Pri kojoj koncentraciji H3O+ jona će početi, a pri kojoj završiti taloženje ZnS iz rastvora u kojem je

koncentracija Zn2+ jona C = 0,05 mol/dm3. Rastvorljivost H2S u vodi pri normalnim uslovima iznosi

C = 0,1 mol/dm3.

Ksp(ZnS) = 2,5×10-22; pKk1(H2S) = 7,05; pKk1(H2S) = 7,05

Rešenje: [H3O+] = 0,22 mol/dm3 (početak taloženja); [H3O+] = 2,67 mol/dm3 (kvantitativno taloženje)

8. Pri kojoj pH-vrednosti će početi, a pri kojoj će se završiti taloženje MnS iz rastvora u kojem je

koncentracija Mn2+ jona C = 0,01 mol/dm3. Rastvorljivost H2S u vodi pri normalnim uslovima

iznosi 0,1 mol/dm3.

Ksp(MnS) = 2,5×10-10; pKk1(H2S) = 7,05; pKk1(H2S) = 7,05

Rešenje: pH = 6,67 (početak taloženja); pH = 8,67 (kvantitativno taloženje)

9. Uzorak koji sadrži Zn2+, Ni2+ i Co2+ rastvoren je u CH3COOH koncentracije C = 2 mol/dm3, tako

da su ravnotežne koncentracije [Zn2+] = [Ni2+] = [Co2+] = 0,01 mol/dm3. U rastvor se uvodi vodonik-

sulfid do zasićenja, [H2S] = 0,1 mol/dm3. Sulfidi kojih katjona će se taložiti pod ovim uslovima?

Ksp(ZnS) = 2,5×10-22; Ksp(CoS) = 4,0×10-21; Ksp(NiS) = 3,2×10-19; pKk1(H2S) = 7,05;

pKk1(H2S) = 7,05; pKk(CH3COOH) = 4,75

Rešenje: Pod datim uslovima je [H3O+] = 0,006 mol/dm3. Ovakva kiselost rastvora uslovljava da

koncentracija sulfidnih jona iznosi [S2-] = 1,15×10-20 mol/dm3. Odavde sledi da će se taložiti jedino sulfidi

onih katjona kod kojih je Ksp < Q = [M2+][S2-] = 1,15×10-22. Ovaj uslov je ispunjen jedino u slučaju zink-

sulfida.


RAVNOTEŽE U RASTVORIMA KOMPLEKSA

Strana I 24

RAVNOTEŽE U RASTVORIMA KOMPLEKSNIH JEDINJENJA

Računski problemi

1. Izračunati koncentracije svih vrsta prisutnih u rastvoru CoCl2 koncentracije C = 0,01 mol/dm3, u

koji je dodat amonijak u višku tako da je [NH3] = 0,1 mol/dm3.

logβ1 = 1,99; logβ2 = 3,50; logβ3 = 4,43; logβ4 = 5,07; logβ5 = 5,13; logβ6 = 4,39;

Rešenje: [Co2+] = 1,2×10-4 mol/dm3; [Co(NH3)2+] = 1,2×10-3 mol/dm3; [Co(NH3)22+] = 3,8×10-3 mol/dm3;

[Co(NH3)32+] = 3,3×10-3 mol/dm3; [Co(NH3)4

2+] = 1,4×10-3 mol/dm3; [Co(NH3)52+] = 1,6×10-4 mol/dm3;

[Co(NH3)62+] = 3,0×10-5 mol/dm3;

2. U 2 cm3 rastvora bakar(II)-sulfata koncentracije C = 0,01 mol/dm3 dodato je 0,5 cm3 rastvora

amonijaka koncentracije C = 2 mol/dm3. Izračunati koncentraciju slbodnog bakra u rastvoru?

logβ4 = 12,6

Rešenje: [Cu2+] = 3,1×10-16 mol/dm3

3. Izračunati koncentraciju slobodnih Zn2+ jona u rastvoru dobijenom mešanjem 5 cm3 rastvora ZnSO4

C = 5×10-4 mol/dm3 i 1 cm3 rastvora KCN koncentracije C = 0,1 mol/dm3. logβ4 = 19,62

Rešenje: [Zn2+] = 1,3×10-16 mol/dm3

4. Izračunajte ravnotežnu koncentraciju cijanida u rastvoru u kojem je ukupna koncentracija srebra

C = 0,1 mol/dm3, a ravnotežna koncentracija [Ag+] = 1,0×10-10 mol/dm3. logβ2 = 20,48

Rešenje: [CN-] = 1,8×10-6 mol/dm3

5. Izračunati ravnotežnu koncentraciju amonijaka u rastvoru u kojem je ukupna koncentracija srebra

C = 0,01 mol/dm3, a koncentracija slobodnog srebra [Ag+] = 2,5×10-3 mol/dm3?

logβ1 = 3,31; logβ2 = 7,22

Rešenje: [NH3] = 3,7×10-4 mol/dm3

6. U 10 cm3 rastvora kadmijum-sulfata koncentracije C = 0,001 mol/dm3 dodato je najpre 5 cm3 NH3

C = 2 mol/dm3, a potom ista zapremina rastvora KCN C = 0,01 mol/dm3. Izračunajte ravnotežnu

koncentracije Cd2+, Cd(CN)42-, odnosno Cd(NH3)4

2+ jona.

logβ4(Cd(CN)42-) = 17,92; logβ4(Cd(NH3)4

2+) = 6,74

Rešenje: [Cd2+] = 3,7×10-4 mol/dm3; [Cd(NH3)42+] = 3,8×10-5 mol/dm3; [Cd(CN)4

2-] = 4,6×10-4 mol/dm3

7. U rastvor [Ni(NH3)6]2+ u kome je koncentracija slobodnog amonijaka [NH3] = 0,5 mol/dm3, dodata

je mala količina KCN tako da je [CN-] = 1×10-6 mol/dm3. Rastvor je obojen plavo ukoliko je

[Ni(NH3)62+] deset puta veća od [Ni(CN)4

2-]; žuto ukoliko je [Ni(CN)42-] deset puta veća od

[Ni(NH3)62+], a zeleno ukoliko je odnos koncentracija ova dva kompleksa između 0,1 – 10. Kako

će biti obojen rastvor nakon dodatka kalijum-cijanida?

logβ6 (Ni(NH3)62+) = 8,5; logβ6 (Ni(CN)4

2-) = 31,3

Rešenje: Kako je odnos koncentracija [Ni(CN)42-]/[ Ni(NH3)6

2+] = 4, to će rastvor biti obojen zeleno.

Teorijska pitanja

1. Šta su kompleksna jedinjenja?

2. Kako se definišu sukcesivne i kumulativne konstante građenja (stabilnosti) kompleksa?

3. Jedna od važnih primena kompleksnih jedinjenja u hemijskoj analizi je tzv. maskiranje ometajućih

katjona. Kako biste dokazali prisustvo Co2+ jona pored Fe3+ jona?

Program

Kompleksna jedinjenja | sukcesivne i kumulativne konstante građenja (stabilnosti)

kompleksa | ravnoteža u razblaženim rastvorima kompleksnih jedinjenja | reakcije

maskiranja, izmene centralnog jona i liganda

10


RAVNOTEŽE U RASTVORIMA KOMPLEKSA

Strana I 25

4. Građenje karakteristično obojenih kompleksnih jona služi za dokazivanje pojedinih katjona. Kako

biste dokazali prisustvo Cu2+, Fe3+, Ni2+ jona?


1. Izračunajte udeo svih kompleksnih jona prisutnih u razblaženom rastvoru bakar(II)-sulfata, koji

istovremeno sadrži [NH3] = 2,5×10-3 mol/dm3.

logβ1 = 4,04; logβ2 = 7,47; logβ3 = 10,27; logβ4 = 11,75;

Rešenje: α(Cu(NH3)42+) = 4,2%; α(Cu(NH3)3

2+) = 55,4%; α(Cu(NH3)22+) = 34,9%; α(Cu(NH3)2+) = 5,2%

2. Izračunajte konentraciju slobodnog aluminijuma u rastvoru koji se dobije mešanjem 10 cm3

rastvora AlCl3 C = 5×10-3 mol/dm3 i 10 cm3 NaF koncentracije C = 0,025 mol/dm3. logβ4 = 19,10

Rešenje: [Al3+] = 5,1×10-12 mol/dm3

3. Izračunajte koncentraciju Pb2+ jona u rastvoru koji se dobije mešanjem 4 cm3 rastvora olovo-acetata

koncentracije C = 1×10-3 mol/dm3 i 1 cm3 KCN koncentracije C = 0,05 mol/dm3. logβ4 = 10,0.

Rešenje: [Pb2+] = 3,7×10-5 mol/dm3

4. Izračunajte ravnotežnu koncentraciju CN- jona u rastvoru u kojem je ukupna koncentracija cinka

C = 0,05 mol/dm3, a koncentracija slobodnih cinkovih jona [Zn2+] = 1×10-6 mol/dm3. logβ4 = 19,6.

Rešenje: [CN-] = 1,9×10-4 mol/dm3

5. U rastvor kobalt(II)-hlorida C = 0,01 mol/dm3 dodaje se HCl conc. Izračunajte ravnotežnu

koncentraciju hloridnih jona u trenutku kada rastvor promeni boju u plavu. Rastvor ima ružičastu

boju ukoliko je koncentracija [Co(H2O)6]2+ deset puta veća od koncentracije [CoCl4]2-, odnosno

plavu boju kada je koncentracija [CoCl4]2- deset puta veća od koncentracije [Co(H2O)6]2+.

logβ4(CoCl42-) = -2,32

Rešenje: [Cl-] = 6,8 mol/dm3

6. Razblaženi rastvori CdCl2 i amonijaka su pomešani u takvom odnosu da je udeo Cd2+ u rastvoru

jednak udelu [Cd(NH3)4]2+ jona. Odredite udele svih oblika kadmijuma u rastvoru.

logβ1 = 2,53; logβ2 = 4,56; logβ3 = 5,90; logβ4 = 6,74

Rešenje: α(Cd2+) = α(Cd(NH3)42+) = 3,15%; α(Cd(NH3)2+) = 23%; α(Cd(NH3)2

2+) = 48,7%;

α(Cd(NH3)32+) = 22%;

7. Kolika je koncentracija slobodnog amonijaka u rastvoru srebro-nitrata u kojem su udeli Ag+ i

Ag(NH3)2+ jona jednaki? logβ1 = 3,31; logβ2 = 7,22

Rešenje: [NH3] = 6×10-8 mol/dm3

8. U 4 cm3 rastvora [Cd(NH3)4]2+ koncentracije C = 0,3 mol/dm3 dodato je 2 cm3 rastvora zink-sulfata

koncentracije C = 0,5 mol/dm3. Izračunajte koncentracije [Cd(NH3)4]2+ i [Zn(NH3)4]2+ u rastvoru.

logβ4(Zn(NH3)42+) = 8,89; logβ4(Cd(NH3)4

2+) = 6,74

Rešenje: [Cd(NH3)42+] = 0,0382 mol/dm3

9. U 10 cm3 rastvora [Cu(CN)4]3- koncentracije C = 0,05 mol/dm3 dodata je ista zapremina rastvora

nikal(II)-hlorida koncentracije C = 0,1 mol/dm3. Izračunajte koncentracije [Ni(CN)4]2- i

[Cu(CN)4]3- u rastvoru. logβ4(Ni(CN)42-) = 31,3; logβ4(Cu(CN)4

3-) = 30,3

Rešenje: [Ni(CN)42-] = 0,023 mol/dm3; [Cu(CN)4

3-] = 1,97×10-3 mol/dm3

10. Izračunajte kumulativne konstante građenja, β1 i β2, kompleksnih jona prisutnih u rastvoru u kojem

je ukupna koncentracija žive C = 0,01 mol/dm3, a koncentracije pojedinih vrsta nakon

uspostavljanja ravnoteže: [NH3] = 1,6×10-9 mol/dm3 i [Hg2+] = [Hg(NH3)22+] = 2,8 ×10-3 mol/dm3.

Rešenje: β1 = 9,82×108; β2 = 3,91×1017;


UTICAJ GRAĐENJA KOMPLEKSA NA RASTVORLJIVOST

Strana I 26

UTICAJ GRAĐENJA KOMPLEKSNIH JEDINJENJA NA

RASTVORLJIVOST TALOGA

Računski problemi

1. Izračunati rastvorljivost AgBr u: a) vodi i b) rastvoru u kome je [NH3] = 0,1 mol/dm3?

Ksp(AgBr) = 5,3×10-13; logβ1 = 3,4; logβ2 = 7,4


2. Izračunati rastvorljivost AgBr u amonijačanom rastvoru u kome je [NH3] = 0,1 mol/dm3 i koji

sadrži višak natrijum-bromida u koncentraciji C = 0,01 mol/dm3?


3. Da li će doći do taloženja AgI ukoliko se pomešaju jednake zapremine rastvora srebro-nitrata C =

0,1 mol/dm3 koji istovremeno sadrži [NH3] = 0,01 mol/dm3 i rastvora kalijum-jodida koncentracije

C = 0,01 mol/dm3? Ksp(AgI) = 8,3×10-17; logβ1 = 3,4; logβ2 = 7,4

Rešenje: Dolazi do taloženja jer je Q = [Ag+][I-] = 3,9×10-7 > Ksp

4. Izračunajte rastvorljivost AgCl u rastvoru u kojem je nakon rastvaranja [Cl-] = 0,1 mol/dm3. Uzmite

u obzir formiranje hloro kompleksa srebra.

Ksp(AgCl) = 1,8×10-10; logβ1 = 3,31; logβ2 = 5,25; logβ3 = 6,40; logβ4 = 6,70.

Rešenje: R = 9,0×10-6 mol/dm3 (primetite da je rastvorljivost značajno niža, R = 1,8×10-9 mol/dm3, ukoliko

se zanemari građenje serije hloro kompleksa).

5. Izračunajte ravnotežnu koncentraciju amonijaka u rastvoru nakon rastvaranja 0,1 mol Ag2CO3 u 1

dm3, odnosno nakon rastvaranja iste količine AgCl.

Ksp(Ag2CO3) = 8,2×10-12; Ksp(AgCl) = 1,8×10-10; logβ2 = 7,4

Rešenje: a) C = 0,03 mol/dm3; b) C = 1,46 mol/dm3

Teorijska pitanja

1. Zašto se pri redovnom toku analize katjona III grupe ne talože hidroksidi nikla, kobalta i cinka (pH

= 9,5), dok se hidroksidi katjona IIIa grupe potpuno talože?

2. Formiranje kompleksnih jedinjenja utiče na rastvaranje slabo ratsvornih taloga. U čemu biste

rastvorili AgCl, odnosno PbSO4? Jednačinama hemijskih reakcija obrazložite svoj odgovor.

3. Cd2+ jon se može selektivno dokazati u prisustvu Cu2+ jona ukoliko se isti maskira dodatkom

kalijum-cijanida. Objasnite zašto pod datim uslovima dolazi do taloženja CdS, a ne i CuS.

4. Jednačinama hemijskih reakcija prikažite formiranje taloga jodida katjona IIa analitičke grupe i

njihovo rastvaranje u višku reagensa.


1. Izračunajte rastvorljivost PbI2 u rastvoru KI u kojem je nakon uspostavljanja ravnoteže

koncentracija [I-] = 0,01 mol/dm3. Uzmite u obzir formiranje serije jodo kompleksa olova.

Ksp(PbI2) = 1,1×10-9; logβ1 = 1,91; logβ2 = 3,19; logβ3 = 3,89; logβ4 = 4,49.

Rešenje: R = 2,17×10-5 mol/dm3 (primetite da je, ukoliko se zanemari garđenje serije kompleksa,

rastvorljivost duplo niža R = 1,1×10-5 mol/dm3).

Program

Rastvorljivost taloga u prisustvu kompleksirajućih reagenasa | uslovni proizvod

rastvorljivosti | uticaj građenja kompleksa sa zajedničkim jonom taloga 11


UTICAJ GRAĐENJA KOMPLEKSA NA RASTVORLJIVOST

Strana I 27

2. Izračunajte rastvorljivost Al(OH)3 u rastvoru u kome je nakon uspostavljanja ravnoteže pH = 10.

Uzmite u obzir formiranje hidorkso-aluminata. Ksp(Al(OH)3) = 6,3×10-31; logβ4 = 33,40.

Rešenje: R = 0,15 mol/dm3

3. Izračunajte rastvorljivost Zn(OH)2 u rastvoru u kojem je nakon uspostavljanja ravnoteže pH = 11.

Uzmite u obzir nastajanje tetrahidrokso-cinkata. Ksp(Zn(OH)2) = 7,1×10-18; logβ4 = 17,66


4. Izračunajte rastvorljivost Ni(OH)2 u amonijačnom puferu u kojem je nakon uspostavljanja

ravnoteže [NH3] = 0,025 mol/dm3, a pH = 9,5. Ksp(Ni(OH)2) = 2,0×10-15; logβ1 = 2,72; logβ2 = 4,89;

logβ3 = 6,55; logβ4 = 7,67; logβ5 = 8,34; logβ6 = 8,31;


5. Izračunati rastvorljivost Ag2S u rastvoru kalijum-cijanida, ako je nakon uspostovljanja ravnoteže

koncentracija [CN-] = 0,01 mol/dm3. Kolika je vrednost uslovnog proizvoda rastvorljivosti srebro-

sulvida? Ksp(Ag2S) = 6,3×10-50; logβ2 = 21,2

Rešenje: R = 1,4×10-4 mol/dm3; Ksp’ = 1,6×10-11

6. Izračunajte koncentraciju S2- potrebnu za početak taloženja CdS iz rastvora u kome je ukupna

koncentracija kadmijuma C = 0,05 mol/dm3, a koncentracija cijanida [CN-] = 0,1 mol/dm3.

Ksp(CdS) = 7,9×10-27; logβ1 = 5,5; logβ2 = 10,6; logβ3 = 15,3; logβ4 = 18,9.

Rešenje: [S2-] = 1,3×10-10 mol/dm3

7. Izračunajte koncentraciju S2- neophodnu za početak taloženja HgS iz rastvora u kojem je ukupna

koncentracija živa(II) soli C = 0,01 mol/dm3, a koncentracija cijanida [CN-] = 0,1 mol/dm3.

Ksp(HgS) = 1,6×10-52; logβ1 = 18,0; logβ2 = 34,7; logβ3 = 38,5; logβ4 = 41,5.

Rešenje: [S2-] = 5,1×10-13 mol/dm3

8. U 100 cm3 rastvora koji istovremeno sadrži [CN-] = 0,1 mol/dm3 i nitrate žive(II), bakra(I) i

olova(II) jednakih koncentracija, C = 0,01 mol/dm3, dodato je 10 cm3 rastvora Na2S koncentracije

C = 0,1 mol/dm3. Sulfidi kojih katjona će se istaložiti?

Ksp(HgS) = 1,6×10-52; Ksp(Cu2S) = 2,5×10-48; Ksp(PbS) = 1,6×10-52; kumulativne konstante građenja

cijanidnih kompleksa žive(II): logβ1 = 18,0; logβ2 = 34,7; logβ3 = 38,5; logβ4 = 41,5;

bakra(I): logβ2 = 24,0; logβ3 = 28,6; logβ4 = 30,3; olova(II): logβ4 = 10

Rešenje: Uslovni proizvodi rastvorljivosti sulfida gore pomenutih katjona iznose: Ksp’(HgS) = 3,5×10-15;

Ksp’(Cu2S) = 6,9×104; Ksp’(PbS) = 1,1×10-46; Kako uslovni proizvodi koncentracija iznose:

Q’(HgS) = Q’(PbS) = 8,3×10-5 mol/dm3; Q’(Cu2S) = 7,5×10-7 mol/dm3 jasno je da jedino do taloženja neće

doći u slučaju Cu2S jer je Q’(Cu2S) < Ksp’(Cu2S). Dakle, taložiće se HgS i PbS.

9. U 50 cm3 rastvora koji sadrži jednake koncentracije Cl-, Br- i I-, C = 5×10-3 mol/dm3, dodata je ista

zapremina rastvora AgNO3 koncentracije C = 0,01 mol/dm3, koji istovremeno sadrži [NH3] = 0,2

mol/dm3. Koji halogenidi srebra će se istaložiti?

Ksp(AgCl) = 1,8×10-10; Ksp(AgBr) = 5,3×10-13; Ksp(AgI) = 8,3×10-17; logβ1 = 3,4; logβ2 = 7,4

Rešenje: Uslovni proizvodi rastvorljivosti halogenida srebra iznose: Ksp’(AgCl) = 4,5×10-5; Ksp’(AgBr) =

1,3×10-7; Ksp’(AgI) = 2,1×10-11; Kako je uslovni proizvodi koncentracija isti za sve halogenide i iznosi:

Q’ = 1,25×10-5 mol/dm3, jasno je da se jedino neće taložiti AgCl jer je Q’ < Ksp’(AgCl); Dakle, do taloženja

dolazi u slučaju AgBr i AgI.


OKSIDO-REDUKCIONI SISTEMI

Strana I 28

RAVNOTEŽE U OKSIDO-REDUKCIONIM SISTEMIMA

Računski problemi

1. Izračunati redoks potencijale u sledećim redoks sistemima:

a) Cu2+ + 2e- Cu(s); [Cu2+] = 0,01 mol/dm3, Eo = 0,34 V

b) Hg2+ + 2e- Hg22+; [Hg2+] = [Hg2

2+] = 5×10-4 mol/dm3, Eo = 0,907 V

c) MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O; [MnO4

-] = [Mn2+] = [H+] = 0,01 mol/dm3, Eo = 1,51 V

Rešenje: a) E = 0,281 V; b) E = 0,809 V; c) E = 1,321 V

2. Izračunati ravnotežne konstante sledećih oksido-redukcionih procesa, ako su poznate vrednosti

standardnih redoks potencijala odgovarajućih polureakcija:

a) Sn2+ + 2Fe3+ 2Fe2+ + Sn4+; Eo(Sn4+/Sn2+) = 0,15 V; Eo

(Fe3+/Fe2+) = 0,77 V

b) Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O; Eo

(Cr2O72-/ Cr3+) = 1,33 V; Eo

(Fe3+/Fe2+) = 0,77 V

Rešenje: a) K = 1,04×1021; b) K = 8,90×1056

3. Izračunati vrednost redoks potencijala Pt-elektrode uronjene u 25 cm3 rastvora FeCl2 C = 0,1

mol/dm3, nakon dodatka sledećih zapremina rastvora Ce(IV)-sulfata iste koncentracije:

a) 24 cm3 b) 25 cm3 c) 26 cm3

Eo(Ce4+/Ce3+) = 1,44 V; Eo

(Fe3+/Fe2+) = 0,77 V


4. Da li će se spontano (u kom smeru) odvijati sledeće oksido-redukcione reakcije:

a) Hg22+ + 2Fe3+ 2Fe2+ + 2Hg2+; Eo

(Fe3+/Fe2+) = 0,77 V; Eo(Hg2+/Hg2

2+) = 0,91 V

C(Fe2+) = C(Hg22+) = 0,1mol/dm3; C(Fe3+) = C(Hg2+) = 0,05 mol/dm3

b) Cu2+ + 2Fe2+ Cu(s) + 2Fe3+; Eo(Fe3+/Fe2+) = 0,77 V; Eo

(Cu2+/Cu) = 0,34 V

C(Cu2+) = 0,02 mol/dm3; C(Fe2+) = 0,01mol/dm3; C(Fe3+) = 0,1 mol/dm3

Rešenje: a) E(Fe3+/Fe2+) = 0,75 V < E(Hg2+/Hg22+) = 0,90 V, stoga će se reakcija spontano odigravati s leva

na desno, u smislu oksidacije živa(I) do živa(II) soli; b) E(Fe3+/Fe2+) = 0,83 V > E(Cu2+/Cu) = 0,28 V,

to će se reakcija spontano odigravati s desna na levo, u smislu oksidacije elementarnog bakra do

Cu2+ jona.

5. Izračunati standardni redoks potencijal odgovarajuće polureakcije ukoliko su poznati sledeći

standardni redoks potencijali:

a) Au3+ + 3e- Au(s) E1o = 1,50 V

Au3+ + 2e- Au+ E2o = 1,41 V

Au+ + e- Au(s) E3o = ?

b) Fe3+ + e- Fe2+ E1o = 0,77 V

Fe2+ + 2e- Fe(s) E2o = -0,44 V

Fe3+ + 3e- Fe(s) E3o = ?

Rešenje: a) E3o = 1,68 V; b) E3

o = -0,037 V

Teorijska pitanja

1. Šta su oksido-redukcione reakcije?

2. Kakva je razlika između elektrohemijskih i hemijskih redoks reakcija?

Program

Hemijske i elektrohemijske redoks reakcije | redoks potencijal redoks para |

Nernstova jednačina | konstanta ravnoteže redoks reakcija | spontanost (smer)

redoks reakcija | redoks potencijal smeše redoks parova

12



Strana I 29

3. Šta je elektrodni potencijal? Šta je standardni elektrodni potencijal? Šta je standardna vodonična

elektroda?

4. Opišite odnos između redoks potencijala i oksido-redukcione moći redoks parova?

5. Tokom oksido-redukcionih procesa dolazi do promene redoks potencijala redoks parova koji u

reakciji učestvuju. Pod kojim uslovima dolazi do uspostavljanja ravnotežnog stanja?

6. Navedite nekoliko oksido-redukcionih reakcija sa kojima ste se upoznali tokom praktičnih vežbi iz

analitičke hemije.


1. Izračunati redoks potencijale u sledećim redoks sistemima:

a) Pb2+ + 2e- Pb(s); [Pb2+] = 0,005 mol/dm3, Eo = -0,126 V

b) Sn4+ + 2e- Sn2+; [Sn4+] = 0,001 mol/dm3; [Sn2+] = 0,05 mol/dm3, Eo = 0,15 V

c) Cr2O72- + 14H+ + 6e- 2Cr3+ + 7H2O; [Cr2O7

2-] = [Cr3+] = [H+] = 0,001 mol/dm3, Eo = 1,33 V

Rešenje: a) E = -0,194 V; b) E = 0,100 V; c) E = 0,946 V

2. Izračunati redoks potencijal Pt-elektrode uronjene u 100 cm3 rastvora SnCl2 C = 0,05 mol/dm3,

nakon dodatka sledećih zapremina rastvora Ce(IV)-sulfata koncentracije C = 0,1 mol/dm3:

a) 90 cm3 b) 100 cm3 c) 110 cm3

Eo(Ce4+/Ce3+) = 1,44 V; Eo

(Sn4+/Sn2+) = 0,15 V


3. Izračunati ravnotežne konstante sledećih oksido-redukcionih procesa, ako su poznate vrednosti

standardnih redoks potencijala odgovarajućih polureakcija:

a) Sn2+ + 2Hg2+ Hg22+ + Sn4+; Eo

(Sn4+/Sn2+) = 0,15 V; Eo(Hg2+/Hg2

2+) = 0,91 V

b) 2MnO4- + 10Cl- + 16H+

2Mn2+ + 5Cl2 + 8H2O; Eo(MnO4

-/ Mn2+) = 1,51 V; Eo(Cl2/Cl-) = 1,36 V

Rešenje: a) K = 5,80×1025; b) K = 2,65×1025



Strana I 30

UTICAJ GRAĐENJA KOMPLEKSA I TALOŽENJA NA REDOKS

PROCESE

Računski problemi

1. Izračunati redoks potencijal srebrne elektrode uronejene u zasićen rastvor Ag2C2O4 u kome je

[C2O42-] = 0,1 mol/dm3?

Ksp(Ag2C2O4) = 1,0×10-11; Eo(Ag+/Ag)

= +0,80 V

Rešenje: E = 0,505 V

2. Izračunati proizvod rastvorljivosti TlCl ukoliko su poznati standardni redoks potencijali sledećih

polureakcija:

TlCl(s) + e- Tl(s) + Cl- Eo(TlCl/Tl) = -0,577 V

Tl+ + e- Tl(s) Eo(Tl+/Tl) = -0,366 V

Rešenje: Ksp = 2,6×10-7

3. Izračunati kumulativnu konstantu stabilnosti, logβ2, kompleksa [Ag(NH3)2]+ ukoliko su dati

standardni redoks potencijali sledećih polureakcija:

[Ag(NH3)2]+ + e- Ag(s) + 2NH3 Eo = 0,373 V

Ag+ + e- Ag(s) Eo = 0,799 V

Rešenje: logβ2 = 7,22

4. Izračunati koncentraciju sulfatnih jona u zasićenom rastvoru PbSO4 u koji je uronjena olovna

elektroda čiji redoks potencijal iznosi E(Pb2+/Pb) = -0,312 V. Kolika je rastvorljivost PbSO4 u ovom

rastvoru?

Ksp(PbSO4) = 1,6×10-8; Eo(Pb2+/Pb) = -0,126 V

Rešenje: [SO42-] = 0,032 mol/dm3; R = 5,0×10-7mol/dm3.

5. Izračunati redoks potencijal srebrne eletkrode uronjene u rastvor AgNO3 koncentracije C = 0,01

mol/dm3 u kome je ravnotežna koncentracija [CN-] = 0,1 mol/dm3.

Eo(Ag+/Ag) = 0,799 V; logβ2 = 21

Rešenje: E = -0,44 V

6. Za koliko se promeni redoks potencijal sistema Co3+/Co2+ ukoliko se u rastvor koji sadrži jednake

koncentracije oba katjona doda dovoljna količina cijanida da ih u potpunosti prevede u par

Co(CN)63-/Co(CN)6

4- ?

Eo(Co3+/ Co2+) = 1,84 V; logβ6(Co(CN)6

3-) = 64; logβ6(Co(CN)64-) = 19,1

Rešenje: potencijal se smanji će se umanjiti za 2,65 V (E = -0,81 V).

7. Koliko iznosi koncentracija Ca2+ jona u rastvoru u kojem je elektrodni potencijal srebro-

srebrooksalatne elektrode E = 0,276.

Eo(Ag2C2O4/Ag) = 0,472; Ksp(CaC2O4) = 2,3×10-9

Rešenje: [Ca2+] = 0,01 mol/dm3

Program

Uticaj sporednih reakcija na osobine redoks sistema | formalni redoks potencijal |

određivanje konstanti sporednih reakcija iz redoks potencijala | određivanje

koncentracije analita koji učestvuju u sporednim reakcijama iz redoks potencijala

13



Strana I 31

Teorijska pitanja

1. Zašto u kiseloj sredini arsenatna kiselina oksiduje jodide do trijodidnog jona, dok u slabo baznoj

sredini ova ravnoteža biva pomerena u suprotnu stranu, tj. trijodidni jon oksiduje arsenite do

arsenata?

2. Da li dolazi do promene elektrodnog potencijala srebrne elektrode uronjene u zasićene rastvore

AgCl u različitim kompleksirajućim sredstvima, različitih koncentracija (na primer kalijum-

cijanidu C = 0,1 mol/dm3, odnosno amonijaku C = 0,5 mol/dm3)?

3. Zlato se izuzetno teško oksiduje. Međutim, u prisustvu cijanida do anodne oksidacije dolazi veoma

lako. Zašto?


1. Izračunati kumulativnu konstantu stabilnosti, logβ4, kompleksa [Zn(CN)4]2- ukoliko elektrodni

potencijal cinkane elektrode uronjene u rastvor ZnSO4 koncentracije C = 0,005 mol/dm3, u kome

je ravnotežna koncentracija [CN-] = 0,1 mol/dm3, iznosi E(Zn2+/Zn) = -1,20 V. Eo(Zn2+/Zn) = -0,76 V

Rešenje: logβ4 = 16,7

2. Za koliko se promeni potencijal bakarne elektrode uronjene u rastvor CuCl2 C = 0,01 mol/dm3,

nakon što se rastvoru doda amonijak u višku tako da je [NH3] = 0,1 mol/dm3.

logβ1 = 4,1; logβ2 = 7,6; logβ3 = 10,5; logβ4 = 12,6; Eo(Cu2+/Cu) = 0,34 V

Rešenje: potencijal opadne za 0,313 V, odnosno iznosi E = -0,032 V

3. Izračunati elektrodni potencijal bakarne elektrode uronjene u zasićen rastvor Cu(OH)2 pri pH = 4,

odnosno pH = 11. Ksp(Cu(OH)2) = 5,0×10-20; Eo(Cu2+/Cu) = 0,34 V

Rešenje: E (pH = 4) = 0,36 V; E (pH = 11) = -0,05 V

4. Izračunati proizvod rastvorljivosti HgI2 ukoliko redoks potencijal živine elektrode uronjene u

zasićen rastvor HgI2 u kome je [I-] = 0,1 mol/dm3 iznosi E(Hg2+

/Hg) = 0,067 V. Kolika je rastvorljivost

HgI2 u ovom rastvoru?

Ksp(HgI2) = 1,0×10-11, logβ1 = 12,9; logβ2 = 23,8; logβ3 = 27,6; logβ4 = 29,8; Eo(Hg

2+/Hg) = 0,850 V

Rešenje: Ksp = 2,9×10-29; R = 5,0×10-7mol/dm3

5. Izračunajte proizvod rastvorljivosti živa(I)-hlorida, odnosno živa(I)-sulfata ukoliko su poznati

standardni redoks potencijali sledećih polureakcija:

Hg2SO4(s) + 2e- 2Hg(l) + SO42- Eo = 0,614 V

Hg2Cl2(s) + 2e- 2Hg(l) + 2Cl- Eo = 0,268 V

Hg22+ + 2e- 2Hg(l) Eo

= 0,792 V

Rešenje: Ksp(Hg2Cl2) = 1,73×10-18; Ksp(Hg2SO4) = 9,25×10-7

6. Odredite koncentraciju fosfatnih jona u rastvoru u kojem potencijal srebro-srebrofosfatne elektrode

iznosi E = 0,480; Ksp(Ag3PO4) = 1,3×10-20; Eo(Ag+/Ag) = 0,80 V

Rešenje: [PO43-] = 2×10-4 mol/dm3


METODE ODVAJANJA

Strana I 32

METODE ODVAJANJA

Računski problemi

1. Nakon ekstrakcije 200 cm3 vodenog rastvora određenog alkaloida pomoću 10 cm3 ekstrakcionog

sredstva, u vodenoj fazi zaostaje 3,5 puta manja količina analita u odnosu na ekstrakcioni sloj.

Izračunajte podeoni koeficijent datog alkaloida.

Rešenje: KD = 70

2. 50 cm3 rastvora koji sadrži 100 mg joda ekstrahovan je sa 10 cm3 ugljen tetrahlorida. Izračunati masu

joda zaostalog nakon ekstrakcije. KD = 85

Rešenje: m = 0,23 mg (0,23%)

3. Koliki je udeo joda koji zaostaje u vodenom rastvoru nakon druge ekstrakcije, ako se ekstrakcija

izvodi jednakom zapreminom ekstrakcionog sredstva. Koliki je udeo zaostalog joda nakon četvrte

ekstrakcije, ako se ekstrakcija izvodi sa duplo manjom zapreminom ekstrkcionog sredstva? KD = 85

Rešenje: a) U rastvoru nakon druge ekstakcije zaostaje 1,3×10-2 %; b) nakon četvrte ekstrakcije sa duplo

manjom zapreminom ekstrakcionog sredstva zaostaje 2,8×10-5 %

4. Izračunajte masu analita ekstrahovanog iz 100 cm3 vodenog rastvora koji sadrži 800 mg date

supstance, ukoliko se esktrakcija izvodi: a) dva puta sa po 10 cm3 esktrakcionog sredstva, odnosno

b) četiri puta sa po 5 cm3 ekstrakcionog sredstva. Kolika je efikasnost ekstrakcije u jednom, a kolika

u drugom slučaju? KD = 25

Rešenje: a) u prvom slučaju se ekstrahuje 734 mg (efikasnost 91,84%); b) u drugom slučaju se ekstrahuje 769

mg (efikasnost 96,10%).

5. Efikasnost nekog ekstrakcionog postupka nakon prve ekstrakcije je 90%. Koliko puta treba ponoviti

ekstrakcioni postupak kako bi efikasnost bila 99%.

Rešenje: n = 10

6. Iz 150 cm3 vodenog rastvora koji sadrži 50 mg analita, vrši se ekstrakcija sa 15 cm3 ekstrakcionog

sredstva. Koliko puta treba ponoviti ekstrakcioni postuak kako bi u rastvoru zaostalo manje od 0,5

mg analita. Koliko puta treba ponoviti postupak ekstrakcije koristeći 5 cm3 ekstrakcionog sredstva,

kako bi se ostvario isti prinos ekstrakcije? KD = 20

Rešenje: Efikasnost ekstrakcije je 99% i postiže se nakon n = 5 ponavljanja sa 15 cm3 ekstrakcionog sredstva,

odnosno n = 10 ponavljanja sa tri puta manjom zapreminom ekstrakcionog sredstva.

7. U smeši su primenom tankoslojne hromatografije identifikovane tri komponente, A, B i C. Izračunati

njihove RF vrednost ukoliko je front rastvarača f = 5 cm, a pojedinačni putevi analita a = 1,5 cm;

b = 2,2 cm i c = 3,2 cm.

Rešenje: RF(A) = 0,30; RF(B) = 0,44; RF(C) = 0,64

8. Dva analita su razdvajana na tankom sloju silika-gela. Pri kom frontu rastvarača će rastojanje između

zona analita iznositi 5 mm, ukoliko su njihove RF vrednosti: RF(A) = 0,33 i RF(B) = 0,38?

Rešenje: f = 10 cm

9. Ukoliko su hromatografske zone dva analita, A i B, udaljene za d = 2,5 mm pri frontu rastvarača od

f = 5 cm, pri kom frontu rastvarača će rastojanje između zona iznositi d = 4 mm.

Rešenje: f = 8 cm

Program

Tečno-tečna ekstrakcija | podeoni koeficijent i efikasnost ekstrakcije | tečna

hromatografija | hromatografski mehanizmi razdvajanja | hromatografija na

tankom sloju

14

Documents

TEORIJSKE VEŽBE IZ ANALITIČKE HEMIJE 1 2017...TEORIJSKE VEŽBE IZ ANALITIČKE HEMIJE 1 RASTVORI Strana I 2 Vodič kroz V analitičku grupu katjona 1. Koji katjoni pripadaju V analitičkoj