Instrumentaalanalüüs Fosforhappe määramine Cola-jookides potentsiomeetriline tiitrimine Töö teostaja: Õpilaskood: Õpperühm: Õppejõud: Aini Vaarmann Teooria: Potentsiomeetrilise analüüsimeetodi aluseks on määrata komponenti sisaldava praktiliselt vooluvaba galvaaniahela elektromotoorjõu mõõtmine. Registreeritakse sobiva indikaatorelektroodi potentsiaali sõltuvus lisatud titrandi ruumalast. Indikaatorelektroodi potentsiaal on sõltuv vesinikioonide kontsentratsioonist lahuses, võrdluselektroodi potentsiaal ei sõltu vesinikioonide kontsentratsioonist lahuses, seega mõõdetakse indikaatorelektroodi potentsiaali muutust sõltuvalt titrandi hulgast lahuses. Indikaatorelektroodi potentsiaali järsk muutus on tiitrimise ekvivalentpunktis. Asetades klasselektroodi vesinikioone sisaldavasse lahusesse, tekib H+ ja Me+ vahel
kontsentratsioonist ega ka ühestki teisest ioonist lahuses; *Võrdluselektrood on alati potentsiomeetrias anoodiks; *Indikaatorelektrood- on alati analüüsitavas lahuses, tema potentsiaal on Ei, mis sõltub analüüsitava aine aktiivsusest; *soolasild- väldib analüüsitava lahuse komponentide segunemist võrdluselektroodi lahusega, difusioonipotentsiaal Ed; *Elektrokeemilise ahela potentsiaal: E= Ei - Ev + Ed Potentsiomeetrilise analüüsi käigus mõõdetakse ahela potentsiaal ja indikaatorelektroodi potentsiaali järgi arvutatakse analüüsitava aine kontsentratsioon Võrdluselektroodid Ideaalne võrdluselektrood omab täpselt teada potentsiaali, mis on konstantne ja ei sõltu analüüsitava aine lahuse koostisest. Standard vesinikelektrood (SHE) Keeruline töötada H2 juhitakse läbi 1M HCl lahuse Plaatina musta korraliku pinna saamine on tülikas; Pöörduv elektrood, saab kasutada nii anoodi kui ka katoodina: Anood kui tekib H+; Katood kui redutseeritakse molekulaarse H2
2 indikaatorelektrood (klaaselektrood) 3 bürett töölahusega (teatud kontsentratsiooniga) 4 registraator (pH-meeter, ionomeeter j.t.) Teooria: Potentsiomeetrilise tiitrimise aluseks on indikaatorelektroodi potentsiaali järsk muutus tiitrimise ekvivalentpunktis. Mõõdetakse indikaatorelektroodi potentsiaali muut võrdluselektroodi suhtes, tiitrides nõrga hapet tugeva alusega. Indikaatorelektroodi (klaaselektrood) näit sõltub teatud (vesinik) ioonide kontsentratsioonidest lahuses, võrdluselektroodi (kalomelktrood) näit aga ei sõltu. Asetades klasselektroodi vesinikioone sisaldavasse lahusesse, tekib H+ ja Me+ vahel ioonivahetusprotsess klaasmuna sisemise ja väliskahuste vahel
· Fenoolid · AOX · TOC Analüüsimeetoteid iseloomustavad näitajad Uuritavad näitajad valideerimisel: · Avastamispiir · Määramispiir · Lineaarne ala jne. Avastamispiir detekteerimispiir Elektrokeemilised analüüsimeetodid 06/10/2009 Potentsiomeetria Voltamperomeetria Konduktomeetria Kulonomeetria Elektrogravimeetria Potentsiomeetriline meetod · Mõõdetakse potentsiaalide vahet indikaatorelektroodi ja võrdluselektroodi vahel · Indikaatorelektroodi potentsiaal sõltub lahuses oleva iooni kontsentratsioonist E = E0 + RT / (nf) In c E0 konstant R = 8,314 J/K mol T temperatuur, K N laeng F = 96485 C/mol Faraday konstant Igale ühendile on iseloomulik standardpotentsiaal, mille juures see reageerib elektroodil. Potentsiomeetriat saab kasutada juhul, kui toimub mingite laengute liikumine. pH mõõtmine klaaselektroodiga pH mõõtmise puhul räägime vesinikioonidest
elektromotoorjõud. Element koosneb uuritavasse lahusesse sukeldatud kinhüdroonelektroodist ja võrdluselektroodina hõbe-hõbekloriidelektroodist. Töö käik: Uuritavale lahusele lisatakse väike kogus kinhüdrooni (kuid nii, et lahus oleks küllastatud - sademe tekkeni), asetatakse lahusesse platineerimata plaatinaelektrood, ühendatakse elektroodinõu hõbehõbekloriidelektroodiga ning mõõdetakse elemendi elektromotoorjõud. Lahuse pH saab arvutada, lähtudes elemendi emj. ja indikaatorelektroodi potentsiaali avaldisest. Valemid E - kinhüdroon–hõbe-hõbekloriidelemendi elektromotoorjõud t – katsetemperatuur φhõbe-hõbekloriid = 0,199 – 1,01 ·10-3 (t -25) φhõbe-hõbekloriid - küllastatud hõbe-hõbekloriidelektroodi potentsiaal katsetemperatuuril φkn0 = 0,699 - 0,00074 (t - 25) φkn0 - kinhüdroonelektroodi normaalpotentsiaal katsetemperatuuril Katsetulemused E=0,009 V t=25 φhõbe-hõbekloriid = 0,199 – 1,01 ·10-3 (25 -25) = 0,199V
Materjaliteaduse instituut TTÜ Füüsikalise keemia õppetool Töö nr: 20 POTENTSIOMEETRILINE pH MÄÄRAMINE Liis Hendrikson KATB 41 Teostatud: Kontrollitud: Arvestatud: 15.02.2012 Töö ülesanne Lahuse pH potentsiomeetrilisel määramisel määratakse galvaanielemendi elektromotoorjõud. Element koosneb uuritavasse lahusesse sukeldatud vesinik- või kinhüdroonelektroodist ja võrdluselektroodina hõbe-hõbekloriidelektroodist. Töö käik 1. Uuritavale lahusele lisasin väikese koguse kinhüdrooni (nii, et lahus oli küllastatud). 2. Asetasin lahusesse platineerimata plaatinaelektroodi. 3. Ühendasin elektroodinõu hõbe-hõbekloriidelektroodiga. 4. Mõõtsin elemendi elektromotoorjõu. ...
Numbrilise näiduga voltmeeter. Katse käik Uuritava lahuse pH määratakse hõbe-hõbekloroodelektroodi abil. Lahusele lisatakse väike kogus kinhüdrooni (kuid nii, et lahus oleks küllastatud - sademe tekkeni), asetatakse lahusesse platineerimata plaatinaelektrood, ühendatakse elektroodinõu hõbe-hõbekloriidelektroodiga ning mõõdetakse elemendi elektromotoorjõud. Lahuse pH saab arvutada, lähtudes elemendi emj. ja indikaatorelektroodi potentsiaali avaldisest. Mõõtmine kinhüdroonelektroodiga: kinhüdroon hõbe-hõbekloriidelement elektromotoorjõud E = 0,250 V katsetemperatuur t = 25 °C; küllastatud hõbe-hõbekloriidelektroodi potentsiaal katsetemperatuuril hõbe-hõbekloriid = 0,199 1,01 ·10-3 (t -25) = 0,199V kinhüdroonelektroodi normaalpotentsiaal katsetemperatuuril kn0 = 0,699 - 0,00074 (t - 25)= 0,699V arvutatud pH pH valemi tuletuskäik Kinhüdroonelektroodil toimub reaktsioon:
võrdluselektroodina hõbe-hõbekloriidelektroodist. Katse käik. Uuritava lahuse pH määratakse hõbe-hõbekloroodelektroodi abil. Lahusele lisatakse väike kogus kinhüdrooni (kuid nii, et lahus oleks küllastatud - sademe tekkeni), asetatakse lahusesse platineerimata plaatinaelektrood, ühendatakse elektroodinõu hõbe-hõbekloriidelektroodiga ning mõõdetakse elemendi elektromotoorjõud. Lahuse pH saab arvutada, lähtudes elemendi emj. ja indikaatorelektroodi potentsiaali avaldisest. Valemid kn= kn0+ loga2H+= kn0-0,059pH, millest pH= edasi tuleb võtta mõõdetud galvaanielemendi elektromotoorjõu avaldis: E= kn- Ag/AgCl, millest kn=E+ Ag/AgCl. Asendades selle ülaltoodud valemisse, saame pH avaldiseks: pH= Katseandmed E=0,212V Katsetemperatuur t=24°C Arvutused küllastatud hõbe-hõbekloriidelektroodi potentsiaal katsetemperatuuril hõbe-hõbekloriid = 0,199 1,01 ·10-3 (24 -25)=0,20001 V
Analüütilise keemia õppetool YKA3411 Instrumentaalanalüüs POT Fosforhappe määramine Cola-jookides potentsiomeetrilisel tiitrimisel Õpperühm: Töö teostaja: Õppejõud: Jelena Töö teostatud: Gorbatsova Töö kaitstud: Teooria Potentsionomeetrilisel tiitrimisel jälgitakse indikaatorelektroodi potentsiaali muutumist tiitrimise käigus, et kindlaks teha tiitrimise ekvivalentpunkt. Ekvivalentpunktis on potentsiaali muutumine kõige suurem. Ekvivalentpunkt määratakse kõige järsema elektromotoorjõu või ka indikaatorelektroodi potentsiaali ( ) hüppe järgi. Võrdluselektroodi potentsiaal on konstantne suurus. Potentsiomeetrilisel analüüsil kasutatavaid elektroode liigitatakse vastavalt selle järgi, kuidas toimub laenguvahetusprotsess uuritava lahuse ja elektroodi vahel.
vesinikuvoolu katkestamata. Teise uuritava lahuse pH määratakse hõbe-hõbekloroodelektroodi abil. Lahusele lisatakse väike kogus kinhüdrooni (kuid nii, et lahus oleks küllastatud - sademe tekkeni), asetatakse lahusesse platineerimata plaatinaelektrood, ühendatakse elektroodinõu hõbe- hõbekloriidelektroodiga ning mõõdetakse elemendi elektromotoorjõud. Lahuse pH saab arvutada, lähtudes elemendi emj. ja indikaatorelektroodi potentsiaali avaldisest. Arvutused Mõõtmine kinhüdroonelektroodiga: kinhüdroon hõbe-hõbekloriidelement elektromotoorjõud E = 0,223 V; katsetemperatuur t = 25°C; küllastatud hõbe-hõbekloriidelektroodi potentsiaal katsetemperatuuril hõbe-hõbekloriid = 0,199 1,01 ·10-3 (t -25) = 0,199 V; kinhüdroonelektroodi normaalpotentsiaal katsetemperatuuril kn0 = 0,699 - 0,00074 (t - 25) = 0,699 V; arvutatud pH = = 4,69 Tegelik pH = 4,8 Suhteline viga: = 2,3% Jäerldus:
võrdluselektroodina hõbe-hõbekloriidelektroodist. Määrata lahuse pH kinhüdroonelektroodi abil. Katse käik. Uuritava lahuse pH määratakse hõbe-hõbekloroodelektroodi abil. Lahusele lisatakse väike kogus kinhüdrooni (kuid nii, et lahus oleks küllastatud - sademe tekkeni), asetatakse lahusesse platineerimata plaatinaelektrood, ühendatakse elektroodinõu hõbe-hõbekloriidelektroodiga ning mõõdetakse elemendi elektromotoorjõud. Lahuse pH saab arvutada, lähtudes elemendi emj. ja indikaatorelektroodi potentsiaali avaldisest. Valemid. Koostame elemendi: Hg Hg2Cl2, KCl C6H4O2, C6H4(OH)2, H+(Pt) küllast. pH=?emj E=0,229V E= Kinhüdroonelektroodil toiumub reaktsioon C6H4O2 + 2H+ + 2e- = C6H4(OH)2, millele vastavalt potentsiaal Kuna aC6H4O2 = aC6H4(OH)2, avaldub kinhüdroonelektroodi potentsiaal Seega Katsetulemused · Kinhüdroon- hõbe-hõbekloriidelement elektromotoorjõud on E= 0,229 V · Katsetemperatuur: t= 25 C Arvutused:
võrdluselektroodina hõbe-hõbekloriidelektroodist. Määrata lahuse pH kinhüdroonelektroodi abil. Katse käik. Uuritava lahuse pH määratakse hõbe-hõbekloroodelektroodi abil. Lahusele lisatakse väike kogus kinhüdrooni (kuid nii, et lahus oleks küllastatud - sademe tekkeni), asetatakse lahusesse platineerimata plaatinaelektrood, ühendatakse elektroodinõu hõbe-hõbekloriidelektroodiga ning mõõdetakse elemendi elektromotoorjõud. Lahuse pH saab arvutada, lähtudes elemendi emj. ja indikaatorelektroodi potentsiaali avaldisest. Valemid. Koostame elemendi: Hg Hg2Cl2, KCl C6H4O2, C6H4(OH)2, H+(Pt) küllast. pH=?emj E=0,210V E= Kinhüdroonelektroodil toiumub reaktsioon C6H4O2 + 2H+ + 2e- = C6H4(OH)2, millele vastavalt potentsiaal Kuna aC6H4O2 = aC6H4(OH)2, avaldub kinhüdroonelektroodi potentsiaal Seega Katsetulemused · Kinhüdroon- hõbe-hõbekloriidelement elektromotoorjõud on E= 0,210 V · Katsetemperatuur: t= 17 C Arvutused:
võrdluselektroodina hõbe-hõbekloriidelektroodist. Määrata lahuse pH kinhüdroonelektroodi abil. Katse käik. Uuritava lahuse pH määratakse hõbe-hõbekloroodelektroodi abil. Lahusele lisatakse väike kogus kinhüdrooni (kuid nii, et lahus oleks küllastatud - sademe tekkeni), asetatakse lahusesse platineerimata plaatinaelektrood, ühendatakse elektroodinõu hõbe-hõbekloriidelektroodiga ning mõõdetakse elemendi elektromotoorjõud. Lahuse pH saab arvutada, lähtudes elemendi emj. ja indikaatorelektroodi potentsiaali avaldisest. Valemid. Koostame elemendi: Hg Hg2Cl2, KCl C6H4O2, C6H4(OH)2, H+(Pt) küllast. pH=?emj E=0,037V E= Kinhüdroonelektroodil toiumub reaktsioon C6H4O2 + 2H+ + 2e- = C6H4(OH)2, millele vastavalt potentsiaal Kuna aC6H4O2 = aC6H4(OH)2, avaldub kinhüdroonelektroodi potentsiaal Seega Katsetulemused · Kinhüdroon- hõbe-hõbekloriidelement elektromotoorjõud on E= 0,237 V · Katsetemperatuur: t= 25 C Arvutused:
kontsentratsioonist ega ka ühestki teisest ioonist lahuses; Võrdluselektrood on alati potentsiomeetrias anoodiks; Indikaatorelektrood- on alati analüüsitavas lahuses, tema potentsiaal on Ei, mis sõltub analüüsitava aine aktiivsusest; soolasild- väldib analüüsitava lahuse komponentide segunemist võrdluselektroodi lahusega, difusioonipotentsiaal Ed; Elektrokeemilise ahela potentsiaal: E= Ei - Ev + Ed Potentsiomeetrilise analüüsi käigus mõõdetakse ahela potentsiaal ja indikaatorelektroodi potentsiaali järgi arvutatakse analüüsitava aine kontsentratsioon 89. Elektrokeemiline ahel. Skeem. 90. Võrdluselektroodid potentsiomeetrias. Ideaalne võrdluselektrood omab täpselt teada potentsiaali, mis on konstantne ja ei sõltu analüüsitava aine lahuse koostisest. Standard vesinikelektrood (SHE):
59,16 mV võrra iga pH ühiku muutumise kohta. Praktikas võib graafiku tõus erineda. Tõusu ja sisemembraani potentsiaali leidmiseks kasutatakse standard puhverlahuseid. Siis süsteem parandab graafiku ja paneb paika võrrandi mille järgi hiljem tundmatu lahuse pH väärtust määrata. 50.Potentsiomeetrilise tiitrimise põhiidee (tiitrimiskõvera moodustamine)graafia definitsioon POT tiitrimisel jälgitakse indikaatorelektroodi potentsiaali muutumist tiitrimise käigus, et teha kindlaks tiitrimise ekvivalentpunkt. Ekvivalentpunktis on potentsiaali muutus kõige suurem. Ekvivalentpunkt määratakse kõige järsema muutuse hüppe järgi tiitrimiskõveralt. Kõver kujutab endast mõõtelemendi elektromotoorjõu sõltuvust tiitrimisel lisatava lahuse mahust.
siis saab Nernsti võrrandiga iseloomustada lahuse üldist redokspotentsiaali mida positiivsem, seda oksüdeerivamad omadused. Standardpotentsiaaliks E0 nimetatakse elektroodi potentsiaali standardtingimustes, ehk kus kõikide potentsiaali määravate osakeste aktiivsused on 1 mol/l. POTENTSIOMEETRIA 88. Potentsiomeetria põhimõte. Nernsti võrrand. Otsene potentsiomeetria ja potentsiomeetriline tiitrimine. Mõõdetakse indikaatorelektroodi ja võrdluselektroodi potentsiaalide vahet, kusjuures võrdluselektroodi potentsiaal ei ole mõjutatud lahuse poolt (see on konstantne). Selektiivsus saavutatakse indikaatorelektroodi abil. Meetod on tasakaaluline st tasakaaluolekus voolutugevus on null. Potentsiomeetria aluseks on Nernsti võrrand. Tüüpilised rakendused: pH mõõtmine, ioonselektiivsed elektroodid. Potentsiomeetrilised meetodid võib teostuse järgi jagada kahte gruppi: 1.Otsene potentsiomeetria
annaabi.ee 
