Berekeningen aan redoxtitraties

Presentatie over: "Berekeningen aan redoxtitraties"— Transcript van de presentatie:

1 Berekeningen aan redoxtitraties
Directe titratie en terugtitratie

2 Directe titraties Bij het bepalen van het gehalte H2O2 in een waterstofperoxide-oplossing in massaprocenten is het volgende voorschrift gevolgd: Pipetteer 25,00mL H2O2-oplossing in een in een erlenmeyer Zuur dit aan met een overmaat 1M zwavelzuur Titreer vervolgens met een 0,5040M KMnO4-oplossing Er blijkt voor deze bepaling 16,74mL van de KMnO4-oplossing nodig te zijn. Bereken het gehalte H2O2 in de waterstofperoxide-oplossing in massaprocenten

3 Directe titraties; massaprocent H2O2
Stap 1 Wat is de juiste reactievergelijking? Stap 2 Hoeveel mmol van de stof die met het waterstofperoxide reageert is toegevoegd? Stap 3 Wat is de molverhouding tussen de stof die reageert en de stof die je wilt bepalen? Stap 4 Reken uit hoeveel mol waterstofperoxide aanwezig was en kijk na in hoeveel mL oplossing dit zat Stap 5 Kijk naar wat er gevraagd is: Concentratie Gehalte (bijvoorbeeld in gram per L / g L-1) Massaprocenten Reken om naar wat wordt gevraagd

4 Directe titraties; massaprocent H2O2
Stap 1 Wat is de juiste reactievergelijking? MnO4- + 8H+ + 5e-  Mn2+ + 4H2O H2O2  2H+ + O2 + 2e- Eerste reactie 2x, tweede reactie 5x Juist optellen en H+ wegstrepen geeft: 2 MnO4- + 6H+ + 5H2O2  2Mn2+ + 8H2O + 5O2

5 Directe titraties; massaprocent H2O2
Stap 2 Hoeveel mmol van de stof die met het waterstofperoxide reageert is toegevoegd? Getitreerd: 16,74mL van een 0,5040M KMnO4-oplossing 16,74 x 0,5040 = 8,4370 mmol MnO4-

6 Directe titraties; massaprocent H2O2
Stap 3 Wat is de molverhouding tussen de stof die reageert en de stof die je wilt bepalen? 2 MnO4- + 6H+ + 5H2O2  2Mn2+ + 8H2O + 5O2 2 MnO4- : 5H2O2

7 Directe titraties; massaprocent H2O2
Stap 4 Reken uit hoeveel mol waterstofperoxide aanwezig was en kijk na in hoeveel mL oplossing dit zat 2 MnO4- : 5H2O2 (stap 3) 8,4370 mmol MnO4- (stap 2) 8,4370/2 x 5 = 21,092 mmol H2O2 Dit zat in 25,00mL oplossing

8 Directe titraties; massaprocent H2O2
Stap 5 Kijk naar wat er gevraagd is: Concentratie Gehalte (bijvoorbeeld in gram per L / g L-1) Massaprocenten Reken om naar wat wordt gevraag 21,092 mmol H2O2 in 25,00mL oplossing, dus 21,092 / 25,00 = 0,84370 mol L-1 M(H2O2) = 34,01 g mol-1 dus 0,84370 x 34,01 = 28,69 gram H2O2 per L Water: ±1 g mL-1 Dus 2,87 massa-% H2O2 in oplossing aanwezig

9 Terugtitraties Wat is een terugtitratie?
Ophalen reactiesnelheid: mol L-1 s-1 Hoe kun je indirect snelheid van een exotherme reactie meten?

10 Terugtitraties Bepalen sulfidegehalte van verontreinigd water.
Voeg aan 100 mL van een sulfide-houdend monster een overmaat CdCl2-oplossing (1,0mL 0,11M) toe. Filtreer de suspensie met (zuiver) water Los het neerslag op in een afgesloten vat in 5,00mL 0,0246M joodoplossing/ 4M zoutzuur Titreer het overgebleven deel van het I2 met een 0,0221M Na2S2O3-oplossing Er blijkt 7,23mL Na2S2O3-oplossing nodig

11 Terugtitraties; sulfidegehalte
Stap 1 Wat zijn de juiste reactievergelijkingen? Stap 2 Hoeveel mmol van de stof die met het jood reageert is toegevoegd? Stap 3 Wat zijn de molverhouding tussen de stoffen die reageren en de stof die je wilt bepalen? Stap 4a Reken uit hoeveel mol jood heeft gereageerd met het thiosulfaat en kijk na hoeveel er oorspronkelijk aanwezig was Stap 4b Reken vervolgens uit hoeveel mol jood gereageerd moet hebben met het sulfide Stap 5 Kijk naar wat er gevraagd is Reken om naar wat wordt gevraagd

12 Terugtitraties; sulfidegehalte
Stap 1 Wat zijn de juiste reactievergelijkingen?

13 Terugtitraties Bepalen sulfidegehalte van verontreinigd water.
Voeg aan 100 mL van een sulfide-houdend monster een overmaat CdCl2-oplossing (1,0mL 0,11M) toe. Filtreer de suspensie met (zuiver) water Los het neerslag op in een afgesloten vat in 5,00mL 0,0246M joodoplossing/ 4M zoutzuur Titreer het overgebleven deel van het I2 met een 0,0221M Na2S2O3-oplossing Er blijkt 7,23mL Na2S2O3-oplossing nodig

14 Terugtitraties; sulfidegehalte
Stap 1 Wat zijn de juiste reactievergelijkingen? Neerslag van CdS Cd2+ (aq) + S2- (aq) → CdS (s) Reactie CdS met zuur CdS (s) + 2 H3O+ (aq) → Cd2+ (aq) + H2S (g) + 2 H2O (l) Reactie H2S met I2 H2S → S + 2H+ + 2e- en I2 + 2e- → 2I- geeft H2S + I2 → S+ 2H+ + 2I- Reactie thiosulfaat met overgebleven I2 2S2O32- → S4O e- en I2 + 2e- → 2I- geeft 2S2O32- + I2 → S4O I-

15 Terugtitraties; sulfidegehalte
Stap 2 Hoeveel mmol van de stof die met het jood reageert is toegevoegd? Titreer het overgebleven deel van het I2 met een 0,0221M Na2S2O3-oplossing Er blijkt 7,23mL Na2S2O3-oplossing nodig 7,23 x 0,0221 = 0,1598 mmol S2O32-

16 Terugtitraties; sulfidegehalte
Stap 3 Wat zijn de molverhouding tussen de stoffen die reageren en de stof die je wilt bepalen? Cd2+ (aq) + S2- (aq) → CdS (s) CdS (s) + H3O+ (aq) → Cd2+ (aq) + H2S (g) + 2 H2O (l) H2S + I2 → S+ 2H+ + 2I- 2S2O32- + I2 → S4O I- Molverhouding S2O32- : I2 is 2:1 Molverhouding I2 staat tot H2S is 1:1 en molverhouding H2S staat tot S2- is 1:1 dus molverhouding I2: S2- is 1:1

17 Terugtitraties; sulfidegehalte
Stap 4a Reken uit hoeveel mol jood heeft gereageerd met het thiosulfaat en kijk na hoeveel er oorspronkelijk aanwezig was 0,1598 mmol S2O32- dus met molverhouding S2O32- : I2 is 2:1 geeft dat 0,1598/2 = 0,07989 mmol I2 In het begin is toegevoegd 5,00mL 0,0246M joodoplossing dus 5,00 x 0,0246 = 0,123 mmol I2

18 Terugtitraties; sulfidegehalte
Stap 4b Reken vervolgens uit hoeveel mol jood gereageerd moet hebben met het sulfide In het begin is toegevoegd 5,00mL 0,0246M joodoplossing dus 5,00 x 0,0246 = 0,123 mmol I2 Overgebleven: 0,07989 Gereageerd met H2S dus 0,123 – 0,07989 = 0,043 mmol I2 LET OP: HET UITREKENEN VAN EEN VERSCHIL IS KENMERKEND BIJ EEN TERUGTITRATIE !!! HET VERSCHIL TUSSEN DE OORSPRONKELIJKE HOEVEELHEID EN DE HOEVEELHEID DIE HEEFT GEREAGEERD TIJDENS DE TITRATIE GEEFT DE HOEVEELHEID DIE HEEFT GEREAGEERD MET DE STOF DIE JE WILT BEPALEN

19 Terugtitraties; sulfidegehalte
Stap 5 Kijk naar wat er gevraagd is Reken om naar wat wordt gevraagd Gereageerd met H2S dus 0,123 – 0,07989 = 0,043 mmol I2 Gevraagd gehalte S2- in water Molverhouding I2 : S2- is 1:1 dus ook 0,043 mmol S2- in oorspronkelijke hoeveelheid water, dit was 100 mL Gehalte dus 0,043/100 = 4, mmol mL-1 dus 4, mol L-1

20 Terugtitraties Bepalen sulfidegehalte van verontreinigd water.
Waarom met een terugtitratie? M t/m 7