úvod
Doteraz sme titrovali neutralizáciou a výmenou elektrónov. Ostávajú dva ďalšie druhy reakcií, ktoré prebehnú rýchlo, úplne a v známom pomere: vznik zrazeniny a vznik komplexu. Obidve sa používajú hlavne pri rozbore vody.
teória
Argentometria: chloridy vo vode
Pri zrážacích titráciách vzniká zrazenina. Najznámejšia je argentometria, titrácia odmerným roztokom dusičnanu strieborného. Chloridy vo vode sa ním vyzrážajú ako biely chlorid strieborný:
Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl
Ako vieme, kedy sa chloridy minuli? Podľa Mohra pridáme do vzorky trochu chrómanu draselného. Chróman strieborný je rozpustnejší ako chlorid, preto sa začne zrážať až vtedy, keď sú chloridy preč. Prvá červenohnedá zrazenina Ag₂CrO₄ znamená koniec titrácie.
teória
Chelatometria: tvrdosť vody
Tvrdosť vody spôsobujú rozpustené vápenaté a horečnaté soli. O tom, odkiaľ sa vo vode berú a prečo sa usádza vodný kameň, hovorí lekcia Horčík a vápnik. Teraz ich zmeriame.
Pomôže nám látka so skratkou EDTA, v obchode známa ako chelatón. Jej molekula obopne katión kovu zo šiestich strán ako klepetá raka. Takému komplexu sa hovorí chelát (z gréckeho chélé, klepeto). EDTA viaže každý katión v pomere 1 : 1, bez ohľadu na jeho náboj.
Postup:
- Do banky odpipetujeme 100 ml vody.
- Pridáme amoniakálny pufor s pH 10 a indikátor eriochrómčerň T. Roztok sa sfarbí vínovočerveno, lebo indikátor sa naviaže na vápnik a horčík.
- Z byrety pridávame roztok EDTA. Ten berie kovy aj indikátoru.
- Keď EDTA získa všetky katióny, indikátor ostane voľný a roztok zmodrie.
vyskúšaj si
Tvrdosť vody a chloridy
Vzorka: voda z vodovodu, 100 ml. Pridáš amoniakálny pufor s pH 10 a indikátor eriochrómčerň T. Aká je tvrdosť vody v mmol/l?
0 / 0Pridané z byrety: 0 ml
Koniec: vínovočervená farba prejde do modrej.
Čo spôsobuje tvrdosť vody?
0 / 0teória
Výpočet tvrdosti
Príklad. Na 100 ml vody sa spotrebovalo 22,0 ml EDTA s koncentráciou 0,01 mol/l.
- n(EDTA) = 0,01 mol/l · 22,0 ml = 0,22 mmol
- v 100 ml je 0,22 mmol Ca²⁺ a Mg²⁺, v litri desaťkrát viac
- tvrdosť = 2,2 mmol/l
V praxi sa tvrdosť často udáva v nemeckých stupňoch: 1 mmol/l = 5,6 °N. Naša voda má 12,3 °N.
| Tvrdosť v mmol/l | Voda je |
|---|---|
| menej ako 0,7 | veľmi mäkká |
| 0,7 až 1,3 | mäkká |
| 1,3 až 2,5 | stredne tvrdá |
| 2,5 až 3,8 | tvrdá |
| viac ako 3,8 | veľmi tvrdá |
teória
Štyri druhy titrácií
Všetky titrácie, ktoré sme spoznali, sa delia podľa reakcie, na ktorej stoja:
| Druh | Reakcia | Príklad | Koniec ukáže |
|---|---|---|---|
| acidobázická | neutralizácia | kyselina octová v octe | fenolftaleín |
| redoxná | výmena elektrónov | železo v tablete, vitamín C | manganistan, škrob |
| zrážacia | vznik zrazeniny | chloridy vo vode | chróman draselný |
| komplexometrická | vznik komplexu | tvrdosť vody | eriochrómčerň T |
vyskúšaj si
Aký druh titrácie?
Podľa reakcie, na ktorej titrácia stojí, ju zaraď: neutralizácia, redoxná reakcia, vznik zrazeniny alebo vznik komplexu.
0 / 0Zapamätaj si: tvrdosť vody spôsobujú vápenaté a horečnaté soli. Zmeriame ju titráciou roztokom EDTA, ktorý viaže vápnik a horčík. Koniec ukáže zmena farby z vínovočervenej na modrú. Chloridy vo vode titrujeme dusičnanom strieborným, pričom vzniká biela zrazenina AgCl. Titrácie delíme na acidobázické, redoxné, zrážacie a komplexometrické.
Prečo pufor s pH 10
EDTA je štvorsýtna kyselina, zjednodušene H₄Y. Kovy viaže iba jej úplne disociovaný anión Y⁴⁻. V kyslom prostredí by vodíkové katióny súperili s kovmi o väzbové miesta a komplex vápnika by sa nevytvoril celý. Pri pH 10 je väzba pevná a eriochrómčerň T má práve správnu farbu: s kovom vínovočervenú, voľná modrú. Reakcia s odmerným roztokom disodnej soli Na₂H₂Y:
Ca²⁺ + H₂Y²⁻ → CaY²⁻ + 2 H⁺
Uvoľnené vodíkové katióny zachytí pufor, inak by pH počas titrácie kleslo.
Prečo Mohrova metóda funguje
O poradí zrážania rozhodujú súčiny rozpustnosti. Kₛ(AgCl) = 1,8 · 10⁻¹⁰ a Kₛ(Ag₂CrO₄) = 1,1 · 10⁻¹². Hoci je druhé číslo menšie, chróman strieborný obsahuje dva strieborné katióny a jeho rozpustnosť v mol/l je vyššia. Kým sú v roztoku chloridy, koncentrácia Ag⁺ je taká nízka, že na Ag₂CrO₄ nestačí. Titruje sa v neutrálnom až mierne zásaditom prostredí: v kyslom by sa chróman menil na dichróman a v silno zásaditom by sa vyzrážal oxid strieborný.
rozšírenie EDTA v potravinách aj v nemocnici
EDTA sa pridáva do majonéz a konzerv, kde ako prídavná látka E 385 viaže stopy kovov, ktoré by urýchľovali kazenie. V nemocnici sa ňou liečia otravy olovom, lebo olovo z tela vychytá a odvedie do moču. Do skúmaviek na krv sa pridáva, aby naviazala vápnik a krv sa nezrazila.
teória
Časté chyby
- „Tvrdosť vody spôsobuje sodík.“ Spôsobujú ju vápnik a horčík.
- „EDTA viaže Ca²⁺ v pomere 1 : 2, lebo má náboj 2+.“ EDTA viaže každý katión 1 : 1.
- „Na konci titrácie chloridov sa objaví biela zrazenina.“ Biely AgCl sa zráža celý čas. Koniec ukáže červenohnedý Ag₂CrO₄.
- „Všetky titrácie sú neutralizácie.“ Sú štyri druhy podľa reakcie: acidobázické, redoxné, zrážacie a komplexometrické.
Titrácie a váženie sú klasické metódy. Ako sa koncentrácia meria svetlom, ukáže lekcia Spektrofotometria.