Ćwiczenie nr 7

Instytut Ochrony Środowiska
Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. H. Cegielskiego w Gnieźnie
ĆWICZENIE 4
OZNACZANIE FENOLU METODĄ BROMIANOMETRYCZNĄ
I JODOMETRYCZNĄ
DZIAŁ: Redoksymetria
ZAGADNIENIA
Kiedy mamy do czynienia z reakcją red-oks?
Sprzężona para utleniacz-reduktor.
Co jest utleniaczem lub reduktorem? Przykłady
Amfotery red-oks
Wzór Nernsta
Elektroda wodorowa
Szereg elektrochemiczny metali
Bilans elektronowy reakcji red-oks
Wpływ pH na potencjał reakcji red-oks
Znajomość reakcji przebiegających w roztoworze podczas redoksymetrycznego oznaczania, tlenu, wapnia i fenolu.
LITERATURA
[1] A. Cygański, Chemiczne metody analizy ilościowej, WNT W-wa1999.
[2] J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna 2 Chemiczne metody analizy ilościowej,
Wyd. Naukowe PWN W-wa 2004.
I. WSTĘP I CEL ĆWICZENIA
FENOL, Nazwa wg IUPAC: phenol, Wzór chemiczny: C6H5OH
Nazwa i synonimy:
polskie: fenol, hydroksybenzen, kwas karbolowy
angielskie: phenol, hydroxybenzene, phenic acid
niemieckie: Phenol, Phenylsäure, Karbolsäure, Benzolphenol
francuskie: phénol, acide phénique, acide carbolique, benzénol
rosyjskie: фенол, гидроксибензол, карболовая кислота
Ćwiczenia laboratoryjne z chemii analitycznej i instrumentalnej; oprac.; prowadzący: dr Agnieszka Matłoka
Strona 1
Instytut Ochrony Środowiska
Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. H. Cegielskiego w Gnieźnie
Substancja toksyczna oraz żrąca. Działa toksycznie w kontakcie ze skórą i po
połknięciu. Powoduje oparzenia. Toksyczne, i żrące, palne ciało stałe. Pary tworzą
mieszaniny wybuchowe z powietrzem. Są cięższe od powietrza, gromadzą się przy
powierzchni ziemi oraz w dolnych częściach pomieszczeń.
Stężenia oraz dawki śmiertelne i toksyczne
Próg wyczuwalności zapachu – 0,2-20 mg/m3
LD50 (szczur, doustnie) – 384 mg/kg
LC50 (szczur, inhalacja) – 316 mg/m3
LD50 (królik, skóra) – 850 mg/kg
Wartości graniczne wskaźników jakości wody w klasach wód powierzchniowych:
fenole (indeks fenolowy)
I klasa czystości – 0,001 mg/l pH = 6,5 ÷ 8,5
II klasa czystości – 0,005 mg/l pH = 6,0 ÷ 8,5
III klasa czystości – 0,01 mg/l pH = 6,0 ÷ 9,0
IV klasa czystości – 0,05 mg/l pH = 5,5 ÷ 9,0
V klasa czystości > 0,05 mg/l pH < 5,5 lub > 9,0
Najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń dla oczyszczonych
ścieków przemysłowych:
fenole lotne (indeks fenolowy) – 0,1 mg/l (dla wszystkich sektorów i rodzajów
ścieków)*
*Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 8 lipca 2004 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód
lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (DzU 2004, nr 168, poz. 1763).
Jeżeli do zakwaszonego roztworu fenolu zawierającego jony bromkowe wprowadzi się
bromian potasowy w nadmiarze w stosunku do fenolu, wówczas wytworzony w
równoważnej ilości do bromianu wolny brom
KBrO3 + 5KBr + 6HCl → 3Br2 + 6KCl + 3H2O
BrO3- + 5 Br- + 6 H+ = 3 Br2 + 3 H2O
bromuje fenol zgodnie z równaniem:
C6H5OH + 3 Br2 =  C6H2Br3OH + 3 HBr
Po dodaniu do roztworu jodku potasowego, nie zużyty w reakcji bromowania brom
powoduje wydzielenie równoważnej ilości jodu:
2KI + Br2 → 2KBr + I2
2 I- + Br2 = 2 Br- + I2
Ćwiczenia laboratoryjne z chemii analitycznej i instrumentalnej; oprac.; prowadzący: dr Agnieszka Matłoka
Strona 2
Instytut Ochrony Środowiska
Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. H. Cegielskiego w Gnieźnie
Wydzielony jod odmiareczkowuje się mianowanym roztworem tiosiarcznu sodu w
obecności skrobi do odbarwienia roztworu:
I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6
I2 + 2 S2O32- = 2 I- + S4O6 2W tiosiarczanie jeden atom siarki
występuje na stopniu utlenienia -2, a drugi +6.
Oddanie dwóch elektronów przez dwa łączące się ze sobą atomy siarki na stopniu
utlenienia -2 widać wyraźnie gdy reakcje zapisze się stosując wzory elektronowe:
S2O32-
+
S2O32-
→
S4O6 2- + 2e
Rycina z książki: A. Cygański Chemiczne metody analizy ilościowej, WNT, wydanie piąte rozszerzone,
1999, Warszawa
UWAGA: fenol jest związkiem toksycznym, jego roztwór
należy wciągać do pipety tylko przy pomocy gruszki lub innego
urządzenia zasysającego!
Celem analizy jest oznaczenie zawartości fenolu w otrzymanej próbce wody i
porównaniu z zawartymi dopuszczalnymi dawkami zawartymi w literaturze dla wód
powierzchniowych.
II. SPRZĘT I ODCZYNNIKI:
-
pipeta poj. 25 ml
kolba miarowa poj. 100 ml
2M HCl
KBr stały
0,1 N KBrO3
KI stały
0,1 N Na2S2O3
r. skrobia
biureta poj.50ml ze statywem
Ćwiczenia laboratoryjne z chemii analitycznej i instrumentalnej; oprac.; prowadzący: dr Agnieszka Matłoka
Strona 3
Instytut Ochrony Środowiska
Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. H. Cegielskiego w Gnieźnie
-
erlenmayerka poj.100ml lub 50ml
tryskawka
bibuła
III. METODYKA:
Badany roztwór uzupełnić wodą destylowaną do kreski. Odmierzyć pipetą 10 ml
tego roztworu do erlenmayerki i rozcieńczyć do ok. 50ml. Dodać dokładnie /pipeta/ 25
ml 0,1 N roztworu bromianu potasu, ok. 0,5 g bromku potasu i 15 ml 2 molowego HCl.
Zamknąć naczynie, zamieszać zawartość i odstawić na 10 min w ciemne miejsce.
Następnie dodać ok. 2 g jodku potasu, zamieszać i odmiareczkować wydzielony jod
mianowanym roztworem 0,1 N tiosiarczanu sodu. Kiedy roztwór będzie jasnożółty dodać
kilka kropli skrobi i kontynuować miareczkowanie do odbarwienia roztworu.
Oznaczoną pośrednio zawartość fenolu (w gramach) obliczyć stechiometrycznie oraz wg
wzoru:
m = [ 25  0,1 - v  c ]  0,01567  10
v - objętość roztworu tiosiarczanu [ml]; c - stężenie normalne roztworu tiosiarczanu;
0,01567 – masa 1/6 milimola fenolu [g/mmol]
IV. WNIOSKI
Sformułować wnioski na podstawie wyników z przeprowadzonego doświadczenia i
porównać z dopuszczalnymi normami zawartości fenolu w wodach powierzchniowych
(jeziorach) podstawie źródeł zawartych w literaturze.
Ćwiczenia laboratoryjne z chemii analitycznej i instrumentalnej; oprac.; prowadzący: dr Agnieszka Matłoka
Strona 4
Instytut Ochrony Środowiska
Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. H. Cegielskiego w Gnieźnie
Ćwiczenia laboratoryjne z chemii analitycznej i instrumentalnej; oprac.; prowadzący: dr Agnieszka Matłoka
Strona 5