POGLAVLJE 7 - neutralizacijske titracije Flashcards
Čiju teoriju uglavnom vezujemo za reakcije neutralizacije?
Za reakcije neutralizacije vezujemo Bronstedovu teoriju.
Kako dijelimo neutralizacijske titracije?
- jaka kiselina/ jaka baza
- slaba kiselina/ slaba baza
- jednoprotonska, višeprotonska
4.. pufrske mješanice - mješavine kiselina i baza
- jaka + slaba kiselina/ baza
- amfiprotične spojine
- jako slabe kiseline- titracije u nevodnim topilima
Kako določimo končnu točku pri neutralizacijskim titracijama?
1) sa kiselinsko-baznim indikatorima: to su obojee organske supstance sa slabim kiselim ili slabim bazičnim svojstvima
2) sa instrumentalnom detekcijom: mjerimo pH, mjerimo prevodnost
Koje boje je fenolftalein i na kojem pH djeluje?
Fenolftalein je bez boje prije vezivanja na element, a poslije je ljubičaste boje.
Djeluje na pH=8.2-9.8
Titracija jakih kiselina i jakih baza
-ovakav tip je klasična neutralizacija pri kojoj nastaje sol i voda
-konstantu titracije možemo izvesti iz reakcije; Ktit=1/Ksp
-što je veća koncentracija NaOH, krivulja titracije je izraženija
Šta je pufer?
Pufer je snov, ki uravnava kislost oziroma bazičnost raztopin. Če k raztopini pufra dodamo majhno količino baze ali kisline, se pH raztopine skoraj ne spremeni. Pufri so običajno raztopine zmesi šibkih kislin in soli teh kislin z močnimi bazami ali zmesi šibkih baz in soli teh šibkih baz z močnimi kislinami.
Pufer ima sposobnost sprejemanja protonov (v primeru dodatka kisline) in oddajanja protonov (v primeru dodatka baze).
Koji je uslov za barvni preskok? (formule)
-barvni preskok je moguć ako je ostvaren uvjet:
1. pH<= pKa - 1 ——kisela oblika
2. pH => pKa + 1 ——bazična oblika
Koje tri vrste indikatora poznajemo?
- ftaleinski indikatori—fenolftalein (8.2 - 9.8)
- sulfonftaleinski indikatori —– fenol rdeče (6.4 - 8.2 )
- azo- indikatori —-metiloranž (3.1 - 4.4)
Kako dijelimo pufere?
Pufre delimo na kisle in bazične. Kisli pufri (pH < 7) so sestavljeni iz šibke kisline in njene ustrezne soli. Bazični pufri (pH > 7) so sestavljeni iz šibke baze in njene ustrezne soli.
Od čega je ovisan pH rastopine koji ima slabu kiselinu i u njoj konjugiranu bazu?
-odgovor je Henderson-Hajselbalhova jednačina:
pH=pKa + log (ion)/(kiselina)
-ovisi direktno od pKa i od logaritma koncentracija, koje su neodvisne od razredčenja (iako to u stvarnosti nije tako, jer se razrjeđivanjem mijenja ionska moč)
Od čega ovisi puferska kapaciteta?
-puferska kapaciteta ovisi od broja protona kiseline ili baze
β= dn(baze)/dpH= - dn(kiseline)/dpH
-puferska kapaciteta je najveća pri jednakoj koncentraciji kiseline i njene konjugirane baze (HA)=(A-)
Titracija slabih kiselina i slabih baza
HA + OH- <–> A- + H2O
slaba kiselina + jaka baza — voda + konjugirana kiselina
-smjer reakcije je pomaknut u desno
Kako je ovisna konstanta titracije i konstanta kiseline/baze?
konstanta titracije je veća, kada je jača kiselina/baza.
Zašto ne koristimo slabe kiseline/baze, nego samo jake?
-zato što se ne može titrirati sa slabim K/B u normalnim pogojima, nego u posebnim pogojima
Koje vrijednosti nam trebaju da bismo nacrtali titracijsku krivulju?
-trebamo: pKa, volumen ekvivalentne točke, koncentracija titranta (pH)
Kako djeluje koncentracija na titracijsku krivulju?
-što je veća koncentracija titranta, to je izraženija krivulja i bolje se vidi ekvivalentna točka
Objasni repić na početku grafa za slabe i jake K/B!
1) JAKE K/B: ne nastaje pufer, nego sve zreagira i nema preskoka, dakle linija je ravna
2) SLABE K/B: nastaje pufer, stvara se ta mala zakrivljenost
Kako djeluje konstanta kiseline na titracijsku krivulju?
-što je veća pKa, slabije se vidi krivulja
-manja pKa, bolja krivulja!
Titracija mješavine slabe i jake kiseline
-kad dodajemo bazu u ovaj mix, reaguje prvo jaka kiselina, a kasnije reagira slaba kiselina sa ostatkom baze koja nije zreagirala
-na titracijskoj krivulji nema repka, jer prvo reagira jaka kiselina!
Titracija višeprotonskih kiselina i baza
-prvo reagira prvi proton, onda drugi, što je moguće kad su Kdis dosta narazen 10^(-4)-10^(-3)
-broj konačnih točki je ovisan od koncentracije kiseline i razlika u konstantama disocijacije
Objasni sve što znaš za indikatore kod mješavine slabe i jake kiseline?
- kada imamo takav slučaj, teško je da nađemo indikator za prikaz reakcije jaka kis/jaka baza, osim ako nije dobro vidljiv prelazak pKa
-možemo naći indikator za volumen ekvivalentne točke
Šta določa pH dvoprotonske kiseline?
-početni pH odlučuje prva stopnja disocijacije, dakle veća Ka
Kako odlučimo da li je rastopina kisela ili bazična ako imamo dvoprotonske kiseline/baze?
-prije svega, uporedimo Ka ili Kb od oba odcjepljena iona, te vidimo šta je veće
-ako je veće Ka od Kb, onda imamo to što je veća konstanta kiselinu ili bazu
Šta določa pH amfiprotičnih tvari?
-pH takvih tvari določa Ka1, osim ako je Ka2 jako blizu
formula (H3O+)=1/2 (pKa1 + pKa2) se može koristiti pod uvjetom visoke koncentracije spojine i a konstante nisu puno niske!
Kako nađemo pH aminokiselina i definiši aminokiseline?
-aminokiseline su tvari koje zovemo zwitterioni; imaju amino skupinu (pozitivno nabijena) i karboksilnu skupinu (negativno nabijena) + radikal
naprimjer glicin :(H3O+)=KORIJEN IZ (Ka*Kw/Kb)
pH glicina=6
Šta je izoelektrična točka kod aminokiselina?
-to je tačka u kojoj je prosječni naboj jednak nuli, što je važno za elektroforezu
Šta je elektroforeza i kako djeluje? (samo malo o tom)
- elektroforeza djeluje na principu da imamo kapilare ili nosilce naboja, poliakrilamid, te u tom polju uspostavimo električno polje
-na sredini el.polja postavimo našu aminokiselinu koja putuje do tačke koja je zapravo njena izoelektrična konstanta
Šta je izoionska točka?
-to je pH aminokiseline
Indikator fenolftalein?
-enoprotični organski indikator, primi ili da proton, pri čemu dođe do promjene boje (uglavnom intenzivna i primjenta promjena boje)
Šta je glavno svim barvnim indikatorima?
-to da su slabe kiseline ili baze
-da su obojeni u svakom obliku, i protonirani i deprotonirani
HA- bezbojni
A’-ljubičast/vijoličen
Šta je puferska rastopina i kako se ponaša po dodatku kiseline i baze?
-puferi se upirajo spremembi pH
-določene mjere na
a) razredčenje (u poređenju sa drugim elektrolitima) b)dodatak kiseline ili baze (u poređenju sa nepuferskim rastopinama)
Kada je najveća puferska kapaciteta?
Najveća je kada je jednaka koncentracija HA=A’
Gdje je uporabno pufersko območje?
-tamo gdje je pH=pKa+-1;
ako idemo izvan tog območja, onda je jedne tvari previše, druge premalo i više nije pufer u pitanju
Kakvo pufersko kapaciteto imaju močne kiseline?
-imaju veliko pufersko območje u jednom smjeru kao i močne baze
*odporne na spremembo pH
Titracije u nevodnim okolnostima
Na topilo djeluje: autoprotoliza, polarnost, kislinsko-bazne lastnosti (AMFIPROTIČNOST)
Kako dijelimo topila?
-protogena
-protofilna
-aprotična
Protogena topila su?
-topila sa kiselim karakteristikama; CH3COOH, HCOOH, H2SO4
Protofilna topila su?
-topila sa bazičnim lastnostima; NH3, DMF(dimetilformamid)
Aprotična topila su?
-topila kao što je benzen, pentan..bez amfiprotičnosti
Vpliv amfiprotičnog topila na kislinsko bazne lastnosti topljenca?
a) protogena topila: jer su kiselog karaktera,topila teže ka bazičnom i tako smanje kiselost
b) protofilna: obrnuto
c) aprotična topila nemaju afinitete do protona Ks->0 (to je konstanta autoprotolize tog topila; Kb’ sve veća teži biti
*Kt=Kb’/Ks Kt-konstanta titracije, Kb’- konstanta baze u danom topilu, Ks.konstanta same protolize tog spoja
Od čega ovise konstante Ka’ i Kb’?
-te konstante ovise od narave topila i polarnosti topila
Koja topila koristimo za titraciju slabih baza?
protogena topila
Koja topila koristimo za titraciju slabih kiselina?
protofilna topila
Dejstvo dielektrične konstante na lastnost topljenca
(podjela topila po jačini)
-polarna
-srednje polarna
-nepolarna
Polarna topila
ε>40, voda, formamid, metanojska kiselina, H2SO4
Srednje polarna topila
40>ε >20 aceton, amonijak, etanol, etilenglikol, metanol
Nepolarna topila
ε < 20 octena kiselina, tetraklorometan CCl4, kloroform CHCl3
Kada koristimo titracije u nevodnim topilima?
-u slučaju kad titramo jako slabe kiseline i baze, jer su slabo ionizirane u vodnim medijima
Titracije u bezvodnoj CH3COOH (ledocet)
-to je nepolarno protogeno topilo, za titraciju slabih baza
*titrant HClO4; za retitracijo koristimo CH3COONa (močna baza)
*ne smije biti vode; dakle dodamo acetanhidrid
*primarni standard za standardizaciju HClO4 je K2CO3
KORISTI SE ZA: NaCl, NaBr, NaI itd.
Titracije u bazičnim topilima
-primjerena za titraciju jako slabih kiselina
*topila: etilendiamin, piridin DMF
*titrant; natrijev metoksid
KORISTI SE ZA: fenole, karboksilne kiseline, aromatske amine, imide itd
Kada koristimo neutralizacijske titracije?
-standardizacija kiselina i baza
-primarni standardi za volumetrijsku standardizaciju
-primarni standardi za standardizaciju baza
-elementnu analizu (ugljik, sumpor)
-določanje azota(Kjeldah)
-določanje organskih skupina
Standardizacija baza primjer
-reagenti koje koristimo za titraciju kiselina su uglavnom NaOH, KOH, Ba(OH)2
!navedene baze mogu reagirati i sa staklom i sa CO2 iz atmosfere
Standardizacija kiselina primjer
-koristimo titrante koji su primarni standardni ili ih standardiziramo sa primarnim standardima
-koristimo standardne raztopine: HCl, HClO4, H2SO4.
Kako standardiziramo kiseline? 2 načina
-gravimetrijski (AgCl)
-titrimetrijsko (manje tačno)
Primarni standardi za volumetrijsko standardizacijo
-brža od gravimetrijske, koristimo:
Na2CO3, BORAKS,, HgO (ŽIVIN OKSID)
Primarni standardi za standardizaciju baza
-koristimo kalijev hidrogenftalat, kalijev hidrogenjodat, benzojsko kiselino, oksalno kiselino
Kjedlahova metoda-določanje dušika
-pomoću ove metode določamo azot u organskim i anorganskim susptancama
-uzorak pretvorimo u NH3, kojeg izoliramo sa destilacijom i titriramo.
Kada koristimo določanje dušika po Kjeldahu u životu?
- kada določamo NO3- ione u zemlji, tako da se reducira do NH3–>NH4+ i onda titriramo sa HCl
Kjeldahova reakcija
vzorec—(H2SO4)—NH4+—-NAOH (100’C)—NH3+HCl<->NH4+ + H2O
Določanje žvepla
-u organskim spojinama (premog, nafta)
vzorec–O2–>SO2–>H2O2–>SO4 (-2) pol titriramo z bazo NaOH
Določanje ugljika
-naprimjer u karbonatima i organskim spojevima, pretvorimo ga u ugljikov dioksid, kojeg absorbiramo i titramo sa Ba(OH)2
