ćwiczenie 4 - BIOL

ĆWICZENIE 4
AMPEROMETRYCZNE MIARECZKOWANIE JONÓW Pb2+ MIANOWANYM ROZTWOREM
Cr2O72WARUNKI PRZYSTĄPIENIA DO WYKONANIA ĆWICZENIA:
Znajomość zasad wykonywania ćwiczenia i umiejętność montowania układu do miareczkowania
amperometrycznego.
Zaliczenie ustnego sprawdzianu z następujących zagadnień:
a) schemat najprostszego układu polarograficznego
b) co to jest:
- prąd dyfuzyjny i od czego zależy
- prąd migracyjny
- prąd szczątkowy i pojemnościowy
- potencjał rozkładowy
- potencjał półfali
c) jaka jest zasada miareczkowania amperometrycznego
d) typy miareczkowania amperometrycznego
e) miareczkowano substancję A za pomocą substancji B, przy czym zachodziła reakcja strącenia A +
B = AB↓ . Wykreślić krzywe miareczkowania amperometrycznego przy zaznaczonych potencjałach, jeżeli
polarograficzne krzywe substancji A i B są takie jak na
rysunkach 1-3.
Krzywe wykreślić w układzie i=f(Vb)
f) jak dobiera się potencjał, przy którym prowadzi się miareczkowanie
Zestawić obwód wg schematu:
1
Z- źródło napięcia stałego 2-3 V, w ćwiczeniach stosowany jest zasilacz P-321
R- opornica suwakowa, w ćwiczeniu stosowany jest potencjometr – OP,: pozycja 0– odpowiada punktowi a,
pozycja Max – punktowi b, gniazdo czerwone i gałka – punktowi c.
V- woltomierz, w ćwiczeniu stosowany jest woltomierz V-530, pracujący na zakresie 10 V, połączenie HIodpowiada minusowi, pozycja LO- plusowi.
G- galwanometr, w ćwiczeniu stosowany jest mikroamperomierz
M- mieszadło magnetyczne
P- przełącznik
Hg- kapiąca elektroda rtęciowa (KER)
NEK – nasycona elektroda kalomelowa
K- mostek elektrolityczny
B- biureta na 25 ml
Elektrody KER nie należy umieszczać w zlewce przed sprawdzeniem przez prowadzącego ćwiczenia
prawidłowości zestawienia obwodów. Do dalszej części ćwiczenia wolno przystąpić dopiero po
potwierdzeniu prawidłowego zmontowania obwodu.
W czasie, gdy nie są wykonywane odczyty wartości prądu, przełącznik P musi być wyłączony
(pozycja 0).
CZĘŚĆ A
WYKONANIE POLAROGRAMU DLA ELEKTROLITU PODSTAWOWEGO I ROZTWORU
Cr2O72-.
1. Zmontować układ do miareczkowania amperometrycznego (wg schematu podanego w instrukcji).
2. Włączyć zasilacz i woltomierz, nastawić potencjał ok. 3 V przy gałce potencjometru skręconej do
oporu w prawo, a po ustawieniu tego potencjału ustawić potencjometr na potencjał 0 V.
3. Przygotować mostek elektrolityczny (zatyczki należy wykonać z bibuły), wypełnić go elektrolitem
podstawowym.
4. Do zlewki na 150 ml wlać 75 ml (3x25) elektrolitu podstawowego (0,2 M NaNO3 i 0,2M bufor
octanowy o pH=4,2) i 10 ml wody. Zlewkę umieścić na mieszadle, roztwór połączyć z elektrodą
kalomelową i umieścić w badanym roztworze elektrodę rtęciową. Elektrodę kalomelową umieścić w
zlewce z nasyconym roztworem KCl. Podnieść zbiornik z rtęcią i umieścić w górnym statywie.
Uwaga: przy pracy z rtęcią należy zachować szczególna ostrożność, aby nie zrzucić zbiornika i nie rozlać
rtęci. Zbiornik należy podnieść bezpośrednio przed wykonaniem oznaczenia i opuszczać po każdorazowym
wykonaniu analizy, aby uniknąć strat rtęci. Elektrodę KER należy przechowywać w specjalnej probówce, a
po wyjęciu z roztworu opłukać woda z tryskawki i wytrzeć bibułą. Krople rtęci rozlane przypadkowo należy
natychmiast zebrać do zlewki za pomocą zaamalgamowanego drucika miedzianego.
5. Wykonanie polarogramu elektrolitu podstawowego
Po podłączeniu elektrod należy zmienić bieguny w zasilaczu i mikroamperomierzu a potencjometrem
ustawić potencjał równy + 0,5 V. Włączyć przełącznik P i zanotować wartość natężenia prądu (prąd
utlenienia dodatni). Potencjał elektrody wskaźnikowej względem NEK zmieniać do -1,8 V (co 0,1 V) i
odczytywać wartość natężenia prądu (aby zmienić znak potencjału należy zmienić podłączenie końcówek
przewodów w zasilaczu). Zmiany końcówek przewodu w mikroamperomierzu należy dokonać wtedy, gdy
wskazówka wychyla się do wartości ujemnych (uwaga: nie zawsze jest to równoczesne ze zmianą
potencjału z dodatniego na ujemny). Po zakończeniu rejestracji wyłączyć przełącznik P, opuścić zbiornik z
rtęcią i wyjąć elektrodę z naczynka. Wyniki notować w tabeli I.
2
6. Wykonanie polarogramu jonów Cr2O72Do poprzedniego roztworu dodać 10 ml mianowanego (0,0166 M) roztworu K2Cr2O7 oraz 5 ml 0,5 %
roztworu żelatyny i rejestrować krzywą i=f(E) zgodnie z punktem 4. Po zakończeniu wyjąć mostek
elektrolityczny i wlać roztwór z rtęcią do dużej zlewki (rtęci nie wolno wylewać do zlewu !) Każdorazowa
zmiana analizowanego roztworu wymaga użycia nowego mostka elektrolitycznego (należy wymienić
zatyczkę z bibuły, która była zanurzona w badanym roztworze i ponownie napełnić mostek elektrolitem
podstawowym). Wyniki notować w tabeli I.
7. Z otrzymanych w pkt. 5 i 6 wyników wykreślić 2 krzywe na tym samym wykresie.
Wykres ten należy przedstawić prowadzącemu na zajęciach przed przystąpieniem do części drugiej
ćwiczenia (4B).
CZĘŚĆ B
AMPEROMETRYCZNE MIARECZKOWANIE JONÓW Pb2+ MIANOWANYM ROZTWOREM
Cr2O72SPOSÓB WYKONANIA ĆWICZENIA
8. Zmontować układ do miareczkowania amperometrycznego (wg schematu podanego w instrukcji).
9. Włączyć zasilacz i woltomierz, nastawić potencjał ok. 3 V przy gałce potencjometru skręconej do
oporu w prawo, a po ustawieniu tego potencjału ustawić potencjometr na potencjał 0 V.
10. Przygotować mostek elektrolityczny (zatyczki należy wykonać z bibuły), wypełnić go elektrolitem
podstawowym.
11. Wykonanie polarogramu jonów Pb2+
Roztwór w kolbce A rozcieńczyć do kreski i pobrać pipetą 20 ml do zlewki na 150 ml. Dodać 75 ml
elektrolitu podstawowego oraz 5 ml żelatyny. Do naczynka wrzucić mieszadło.
Po podłączeniu elektrod należy zmienić bieguny w zasilaczu i mikroamperomierzu a potencjometrem
ustawić potencjał równy + 0,5 V. Włączyć przełącznik P i zanotować wartość natężenia prądu (prąd
utlenienia dodatni). Potencjał elektrody wskaźnikowej względem NEK zmieniać do -1,8 V (co 0,1 V) i
odczytywać wartość natężenia prądu (aby zmienić znak potencjału należy zmienić podłączenie końcówek
przewodów w zasilaczu). Zmiany końcówek przewodu w mikroamperomierzu należy dokonać wtedy, gdy
wskazówka wychyla się do wartości ujemnych (uwaga: nie zawsze jest to równoczesne ze zmianą
potencjału z dodatniego na ujemny). Po zakończeniu rejestracji wyłączyć przełącznik P, opuścić zbiornik z
rtęcią i wyjąć elektrodę z naczynka. Wyniki notować w tabeli I.
Po zakończeniu wyjąć elektrody, ale roztwór badany pozostawić w zlewce na mieszadle.
12. Na wykres sporządzony w pierwszej części ćwiczenia (4A) nanieść wyniki uzyskane dla jonów
ołowiu (pkt.11).
Wybrać optymalną wartość potencjału (E1) elektrody wskaźnikowej do miareczkowania Pb2+ za pomocą
jonów dwuchromianowych, aby otrzymać wykres w kształcie litery V. Napełnić biuretę roztworem
K2Cr2O7.
3
13. Miareczkowanie przy wybranym potencjale E1
Umieścić w naczynku elektrody i ustawić potencjał na wybrany potencjał E1. Miareczkować mianowanym
roztworem K2Cr2O7 dodając go porcjami po 0,5 ml i notować wartość prądu w tabeli 2. Po dodaniu każdej
porcji odczynnika, roztwór należy zamieszać, skorygować ewentualne zmiany potencjału i ustawić średnie
wartości prądu po około 10-15 sekundach od włączenia mieszadła.
Miareczkowanie zakończyć po dodaniu 8-10 ml K2Cr2O7 po przekroczeniu punktu końcowego. Należy
wykonać przy tym potencjale analizy 2 próbek, wymieniając przed przystąpieniem do drugiego
miareczkowania zatyczkę z bibuły, która była zanurzona w analizowanym roztworze.
14. Miareczkowanie bez przyłożonego potencjału.
Rozmontować obwód, a elektrody połączyć bezpośrednio z mikroamperomierzem (KER z +, NEK z -).
Przeprowadzić ponownie dwa miareczkowania i notować wyniki w tabeli II.
OPRACOWANIE WYNIKÓW
a) Wykresy i=f(E) (polarogramy) na jednym rysunku.
b) Wykresy ip=f(V) dla potencjału E1 – na jednym rysunku i dla potencjału 0V – na drugim rysunku.
c) Z wykresów odczytać punkty końcowe miareczkowań i przyjmując współmierność kolby do pipety
równą 5 obliczyć zawartość ołowiu w mg w otrzymanej analizie (na podstawie każdego PK
oddzielnie). Podać wartość średnią.
TABELA I
Elektrolit podstawowy
E (V)
i (A)
Cr2O72E (V)
TABELA II
Potencjał E1=……………………
V [ml] Próbka 1
Próbka 2
ioA
ipA
ioA
ipA
i (A)
Pb2+
E (V)
Potencjał E=0V
V [ml] Próbka 1
ioA
ipA
i (A)
Próbka 2
ioA
ipA
io – odczytane natężenie prądu
ip – poprawione natężenie prądu zgodnie z zależnością:
ip = io(100+V)/100
Aktualizacja 1 X 2014r.
4