ANALITIKAI KMIA Az anyagok minden fizikai s kmia

  • Slides: 84
Download presentation

ANALITIKAI KÉMIA Az anyagok minden fizikai és kémia tulajdonsága, legkülönbözőbb fizikai és kémiai változásai

ANALITIKAI KÉMIA Az anyagok minden fizikai és kémia tulajdonsága, legkülönbözőbb fizikai és kémiai változásai szolgálhatnak analitikai kémiai eljárások alapjául. Az analitikai kémia egységét a különböző részterületeken nyert információk egymást kiegészítő jellege és az azonos folyamatok különböző céllal történő alkalmazása mellett, az azonos szemléletmód határozza meg. Ennek lényege a (fizikai) kémia törvényszerűségeinek tudatos alkalmazása az analitikai feladatok megoldására. Az analitikai kémia tehát a kémia alkalmazott tudományága.

GYTK 101 -1 ANALITIKAI KÉMIA Tematika: I. Oldategyensúlyok kvantitatív leírása és analitikai kémiai alkalmazásaik

GYTK 101 -1 ANALITIKAI KÉMIA Tematika: I. Oldategyensúlyok kvantitatív leírása és analitikai kémiai alkalmazásaik 1 -3. hét: 4 -5. hét: 6. hét: 7 -8. hét: Sav-bázis egyensúlyok Komplexképződési egyensúlyok Csapadékképződési egyensúlyok Redoxi egyensúlyok II. Elválasztási módszerek 9 -10. hét: Elválasztási módszerek általános jellemzése, fázisátalakulással járó módszerek 11 -12. hét: Kromatográfiás módszerek 13. hét: Az analízis előkészítő műveletei 14. hét: Kémiai analízis végrehajtása. Felkészülés az írásbeli vizsgára.

Ajánlott irodalom: Burger Kálmán: A mennyiségi analízis alapjai: kémiai és műszeres elemzés, Semmelweis Kiadó,

Ajánlott irodalom: Burger Kálmán: A mennyiségi analízis alapjai: kémiai és műszeres elemzés, Semmelweis Kiadó, Bp. 1999, Alliter, Bp. 2002. Pokol György-Sztatisz Janisz (szerk. ): Analitikai kémia, BME Kiadó, Budapest 1999. D. A. Skoog, D. M. West, F. J. Holler: Fundamentals of analytical chemistry, Saunder College Publ. New York, 1988. , 2006 Gyurcsik Béla, Károlyné-Lakatos Andrea, Labádi Imre: Analitikai Kémiai Számítások, Juhász Gyula Kiadó, 2007 Előadás anyaga: tanszéki honlap, Irinyi másoló (korábbi változat)

Követelmények: -Az előadásokon, különös tekintettel a két számonkérő foglalkozásra, kötelező a részvétel. -A március

Követelmények: -Az előadásokon, különös tekintettel a két számonkérő foglalkozásra, kötelező a részvétel. -A március 31 -i és az április 28 -i héten 1 órás zárthelyi dolgozat az elméleti anyagból, nem számolási feladatokból (40%-tól elfogadott, 80%-tól jeles). Az elért eredmény befolyásolja a szigorlat érdemjegyét (gyógyszerészek), illetve fele arányban beszámít a félévi írásbeli kollokvium érdemjegyébe (kémia szakosok). -Az aláírás feltétele, hogy a hallgató legalább egy számonkérőn vegyen részt (gyógyszerészek és kémia szakosok). Ha ezek átlaga az elégséges szintet nem éri el, a hallgató szintén vizsgára bocsátható, de csak ismételt vizsgára (kémia szakosok). -A követelmények a félév folyamán nem változnak és az ETR-en az Annotáció címszó alatt olvashatók.

ANALITIKAI KÉMIA 1. Kvalitatív vagy minőségi analízis: az anyagot képező komponensek azonosítása - milyen

ANALITIKAI KÉMIA 1. Kvalitatív vagy minőségi analízis: az anyagot képező komponensek azonosítása - milyen atomok - milyen atomcsoportok - milyen molekulák - milyen fázisok 2. Kvantitatív vagy mennyiségi analízis: az anyagot képező komponensek - mennyiségének - koncentrációjának - arányának meghatározása

ANALITIKAI KÉMIA XVII. sz. : - Robert Boyle - sav-bázis mérések, indikátorok első nyomai

ANALITIKAI KÉMIA XVII. sz. : - Robert Boyle - sav-bázis mérések, indikátorok első nyomai XVIII. sz. : - Claude Joseph Geoffroy - ecetsav meghatározása hamuzsír segítségével (1729) - Francis Home - hamuzsír vizsgálata. (1756)

„A célból, hogy felfedezzük, hogy a savak milyen hatással vannak ezekre a hamukra, és,

„A célból, hogy felfedezzük, hogy a savak milyen hatással vannak ezekre a hamukra, és, hogy megállapíthassuk, hogy a savak mekkora mennyisége roncsolhatná ezeket - amiből némileg következtethetnénk a hamuban lévő sók (hamuzsír) erősségére és mennyiségére - vettem egy drachma hamut és erre ráöntöttem egy olyan elegyet, amely 1 rész salétromsavat és hat rész vizet tartalmazott. Ezt az oldatot használom a továbbiakban is. Savelegynek fogom nevezni. Hozzáöntéskor pezsgés következett be, és ez csak 12 teáskanálnyi savelegy hozzáadása után szűnt meg. Ez a pezsgés minden kanál savelegy hozzáadásakor igen erős volt, de nem tartott hosszú ideig. ”

ANALITIKAI KÉMIA - Antoine Laurent Lavioisier: „Minden vegyész tudja, hogy ha egy ásványvíz olyan

ANALITIKAI KÉMIA - Antoine Laurent Lavioisier: „Minden vegyész tudja, hogy ha egy ásványvíz olyan kis mennyiségű alkáliát tartalmaz, melyet kristályosítással már nem lehet elválasztani, akkor a mennyiségét oly módon lehet kiértékelni, hogy cseppenként telítésig adunk hozzá valamilyen savat. ” (1778) - Tornbern Bergman: Az ásványok nedves úti elemzése. (1780) -Jeremiás Benjamin Richter: „Mivel a kémia matematikai részének tárgyát többnyire olyan testek képezik, amelyek oszthatatlan anyagok, vagyis elemek, és mivel ez a tudomány a köztük levő nagyságarányok meghatározását tárgyalja, ezért e tudomány számára nem tudtam rövidebb és illendőbb elnevezést találni a Stöchyometria szónál, a görög -ból (sztoicheion), mely valami olyasmit jelent, hogy tovább már nem osztható, és a -ból (metron), mely nagyságarányok megkeresését jelenti. ” (1793)

ANALITIKAI KÉMIA XIX. sz. : A század elején a kémiai minőségi elemzés legtöbb reakcióját

ANALITIKAI KÉMIA XIX. sz. : A század elején a kémiai minőségi elemzés legtöbb reakcióját már ismerik. - Joseph Louis Gay-Lussac - szulfidcsapadékok jelentősége. (1811) - Carl Remigius Fresenius - a minőségi kémiai analízis áttekinthető, mai napig is helytálló rendszere. (1841) - John Dalton - atomelmélet. (1808) - Föns Jakob Berzelius - atomsúly meghatározás, később Stanislaw Cannizzaro egységesítette a fogalmakat és az értékeket. (1860) Friedrich Mohr: Lehrbuch der Chemisch-analytischen Titrirmethode. (1855).

Mohr árjegyzéke: Szorítócsapos büretta (60 ml-es, 0, 2 ml-es beosztással) Pipetták Mérőüvegek (nyakukon vonással,

Mohr árjegyzéke: Szorítócsapos büretta (60 ml-es, 0, 2 ml-es beosztással) Pipetták Mérőüvegek (nyakukon vonással, hitelesítve) 1 Tallér 10 garas 100 ml-es 50 ml-es 10 ml-es 20 garas 15 garas 10 garas 500 ml-es 20 garas

ANALITIKAI KÉMIA XIX. sz. : A század közepén megjelennek a redoxi mérések a titrimetriás

ANALITIKAI KÉMIA XIX. sz. : A század közepén megjelennek a redoxi mérések a titrimetriás meghatározások között. Mérőoldatok: - Margueritte - kálium-premanganát. (1846) - Frederich Penny - kálium-kromát. (1850) - Alphonse Du Pasquier - jódmérőoldat készítése. (1840) - Robert Wilhelm Bunsen - jodometria visszamérés elvén - kénessav mérőoldat. (1853)

ANALITIKAI KÉMIA XX. sz. : - Schwarz - tioszulfát mérőoldat a jodometriában. (1956) -

ANALITIKAI KÉMIA XX. sz. : - Schwarz - tioszulfát mérőoldat a jodometriában. (1956) - Gerold Schwarzenbach - komplexometria. (1946) A század második felében a klasszikus módszerek mellett egyre nagyobb teret hódítanak a műszeres vizsgáló módszerek.

ANALITIKAI KÉMIA 1. Klasszikus analízis: Kémiai reakciók tervszerű sorozatának végrehajtása során megfigyeljük a változást

ANALITIKAI KÉMIA 1. Klasszikus analízis: Kémiai reakciók tervszerű sorozatának végrehajtása során megfigyeljük a változást (minőség), illetve mérjük az észlelt változás mértékét (mennyiség). 2. Műszeres analízis: Kémiai reakciók műszeres végpontjelzése. Kémiai rendszerek kölcsönhatását vizsgáljuk külső energiafajtákkal. A különböző módszerek által alkalmazott energiaféleségek: - elektromágneses hullámok (spektroszkópia) - elektromos energia (elektroanalitika) - hőenergia (termikus elemzések) - mágneses energia (mágneses mérések, tömegspektrometria).

A kémiai analízis néhány típusa • Elemi összetétel meghatározása (pl. C, H, N analízis)

A kémiai analízis néhány típusa • Elemi összetétel meghatározása (pl. C, H, N analízis) • Komponensek koncentrációjának meghatározása (pl. vérkép) • Anyag tisztaságának meghatározása (pl. gyógyszeranalízis) • Szennyezők milyenségének és mennyiségének meghatározása (pl. nemesfémek „szennyeződéstérképe”) Szelektív reakciók – az anyagok egy adott körére alkalmazható Specifikus reakciók – kizárólag egy adott anyaggal játszódnak le

ANALITIKAI KÉMIA I. Oldategyensúlyok kvantitatív leírása és analitikai kémiai alkalmazásaik: Térfogatos analízis (titrimetria) A

ANALITIKAI KÉMIA I. Oldategyensúlyok kvantitatív leírása és analitikai kémiai alkalmazásaik: Térfogatos analízis (titrimetria) A mérőoldat (ismert koncentrációjú reagensoldat) mérendő anyaghoz történő adagolása titrálás útján történik. A mérőoldatot jól ismert reakcióban reagáltatjuk a meghatározandó komponenssel. A felhasznált mérőoldat térfogatát mérjük. A titrálás ekvivalenciapontja az, amikor a reakcióegyenletnek megfelelően ekvivalens mennyiségben reagáltatjuk a mérőoldatot a mérendő komponenssel. Végpontja pedig az, amikor ezt jelezni tudjuk. A fogyott mérőoldat térfogatának és koncentrációjának ismeretében kiszámíthatjuk a mérendő anyag mennyiségét.

Térfogatos analízis (titrimetria, volumetria) Felhasználható kémiai reakciók, melyek: 1. a reakciópartnerek ekvivalens mennyiségének egymásra

Térfogatos analízis (titrimetria, volumetria) Felhasználható kémiai reakciók, melyek: 1. a reakciópartnerek ekvivalens mennyiségének egymásra hatása során gyakorlatilag teljesen (kvantitatívan) végbe mennek (nincs szükség reagens feleslegre); 2. adott reakcióegyenlet értelmében, a sztöchiometria szabályai szerint játszódnak le (a képződött termékek összetétele pontos és nincsenek mellékreakciók); 3. gyorsak; 4. végpontjuk jelezhető/indikálható.

Térfogatos analízis A titrimetriában használt reakciók két fő csoportja: 1. Az ionok egyesülésén (asszociációján)

Térfogatos analízis A titrimetriában használt reakciók két fő csoportja: 1. Az ionok egyesülésén (asszociációján) alapuló reakciók: - semlegesítési, sav-bázis reakciók (neutralizációs analízis) - komplexképződési reakciók (komplexometria) - csapadékképződési reakciók (csapadékos titrálások) 2. Elektronátmenettel járó reakciók (redoxireakciók): - oxidimetria (titrálás oxidáló mérőoldattal) - reduktometria (titrálás redukáló mérőoldattal) - jodometria (a jód-jodid rendszer közepes redoxipotenciálja révén mind redukáló, mind oxidáló rendszerek mérésére alkalmas).

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK Sav-bázis elméletek 1. Arrhenius (Ostwald) elmélet (elektrolitikus) disszociáció savak bázisok H+-ra és

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK Sav-bázis elméletek 1. Arrhenius (Ostwald) elmélet (elektrolitikus) disszociáció savak bázisok H+-ra és savmaradékra disszociálnak OH--ra és kationra disszociálnak hiányosságok: (i) csak vizes közegben érvényes (ii) H+-ion oldatban önmagában nem létezhet (iii) spontán disszociációt feltételez (iv) sók hidrolízisét (pl. Na 2 CO 3 v. NH 4 Cl) nem tudja értelmezni

Sav-bázis elméletek 2. Brönsted - Lowry elmélet sav-bázis párok közötti protonmegoszlási reakciók savak bázisok

Sav-bázis elméletek 2. Brönsted - Lowry elmélet sav-bázis párok közötti protonmegoszlási reakciók savak bázisok H+ iont adnak le (protondonorok) H+ iont vesznek fel (protonakceptorok) H+ sav 1 + bázis 2 <=> bázis 1 + sav 2

2. Brönsted - Lowry elmélet sav 1 + bázis 2 <=> bázis 1 +

2. Brönsted - Lowry elmélet sav 1 + bázis 2 <=> bázis 1 + sav 2 HNO 3 + H 2 O <=> NO 3 - + H 3 O+ CH 3 COOH + H 2 O <=> CH 3 COO- + H 3 O+ HCl. O 4 + HNO 3 <=> Cl. O 4 - + H 2 NO 3+ H 2 O + CH 3 COO- <=> OH- + CH 3 COOH H 2 O + (Na+) + OH- <=> OH- + (Na+) + H 2 O NH 4+ + H 2 O <=> NH 3 + H 3 O+

2. Brönsted - Lowry elmélet sav 1 + bázis 2 <=> bázis 1 +

2. Brönsted - Lowry elmélet sav 1 + bázis 2 <=> bázis 1 + sav 2 HNO 3 + H 2 O <=> NO 3 - + H 3 O+ CH 3 COOH + H 2 O <=> CH 3 COO- + H 3 O+ HCl. O 4 + HNO 3 <=> Cl. O 4 - + H 2 NO 3+ H 2 O + CH 3 COO- <=> OH- + CH 3 COOH H 2 O + (Na+) + OH- <=> OH- + (Na+) + H 2 O NH 4+ + H 2 O <=> NH 3 + H 3 O+

2. Brönsted - Lowry elmélet jellemzői • • a protonért folytatott versengés (kompetíció) korlátja,

2. Brönsted - Lowry elmélet jellemzői • • a protonért folytatott versengés (kompetíció) korlátja, hogy a savas funkciót a proton jelenlétéhez köti nemvizes közegekre is alkalmazható a sav erőssége erősen függ az oldószertől értelmezi a disszociációt értelmezi a hidrolízist erős sav: konjugált bázispárja gyenge bázis a savas vagy bázisos karakter függ attól, hogy milyen reakcióba visszük az anyagot, pl.

2. Brönsted - Lowry elmélet Amfolitok H 2 O + HCO 3 - <=>

2. Brönsted - Lowry elmélet Amfolitok H 2 O + HCO 3 - <=> H 2 CO 3 + OHHCO 3 - + H 2 O <=> CO 32 - + H 3 O+ H 2 O + Hox- <=> H 2 Ox + OHHox- + H 2 O <=> Ox 2 - + H 3 O+ sav 1 + bázis 2 <=> bázis 1 + sav 2

2. Brönsted - Lowry elmélet Öndisszociáció (autoprotolízis) H 2 O + H 2 O

2. Brönsted - Lowry elmélet Öndisszociáció (autoprotolízis) H 2 O + H 2 O <=> H 3 O+ + OH- (K = 10 -14 M 2) H 2 SO 4 + H 2 SO 4 <=> H 3 SO 4+ + HSO 4 - (K = 10 -4 M 2) NH 3 + NH 3 <=> NH 4+ + NH 2 - (K = 10 -22 M 2) Savasság, bázikusság jellemzése az “ónium” ionok koncentrációjával

Sav-bázis elméletek 3. Lewis-féle elmélet savak bázisok elektronpár befogadására képesek (akceptorok, pl. fémionok) elektronpár

Sav-bázis elméletek 3. Lewis-féle elmélet savak bázisok elektronpár befogadására képesek (akceptorok, pl. fémionok) elektronpár átadására képesek ( donorok, nemkötő e--párral rendelkező vegyületek) - magában foglalja és kiterjeszti a Brönsted - Lowry elméletet H 3 O+ + : Cl- <=> HCl + H 2 O BCl 3 + : NH 3 <=> Cl 3 B: NH 3 - a komplexképződést is beolvasztja a sav-bázis reakciók körébe Cu(H 2 O)62+ + 4 : NH 3 <=> Cu(NH 3)42+ + 6 H 2 O - hátránya: nem tehető kvantitatívvá

Sav-bázis elméletek 4. Uszanovics elmélet savak bázisok elektron vagy anion felvételére ill. proton vagy

Sav-bázis elméletek 4. Uszanovics elmélet savak bázisok elektron vagy anion felvételére ill. proton vagy kation leadására képes vegyületek elektron vagy anion leadására ill. proton vagy kation felvételére képes vegyületek - a redoxireakciókat is beolvasztja a sav-bázis reakciók körébe - nem túl jól sikerült. . .

A víz öndisszociációja H 2 O + H 2 O <=> H 3 O+

A víz öndisszociációja H 2 O + H 2 O <=> H 3 O+ + OH[H 2 O] = 55, 5 M >> [H 3 O+] vagy [OH-], állandó H 3 O+-t mostantól H+-nak jelöljük Kv = [H+]. [OH-] = 10 -14 M 2 tiszta vízben: [H+] = [OH-]

A p. H fogalma Kv = [H+]. [OH-] = 10 -14 M 2 tiszta

A p. H fogalma Kv = [H+]. [OH-] = 10 -14 M 2 tiszta vízben: [H+] = [OH-] = 10 -7 M semleges kémhatású vizesp. H oldatban: = -lg 10[H+] p. H =“p”X p. OH==“-log 7 10”X A disszociáció egyensúly jellegéből adódóan: p. Kv = p. H + p. OH = 14 minden vizes oldatban! savas kémhatású vizes oldatban [H+] > [OH-]; p. H < 7 lúgos kémhatású vizes oldatban [H+] < [OH-]; p. H > 7

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK Brönsted - Lowry elmélet Savak és bázisok erősségének jellemzésére -az oldószerrel való

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK Brönsted - Lowry elmélet Savak és bázisok erősségének jellemzésére -az oldószerrel való protonmegoszlás egyensúlyi állandóját használjuk sav 1 + bázis 2 <=> bázis 1 + sav 2 HA + H 2 O <=> A- + H 3 O+ Ks savi disszociáció állandó, HA-nak H 3 O+-hoz viszonyított savi erősségét fejezi ki H 2 O + A- <=> OH- + HA Kb bázisos disszociáció állandó, A--nak OH--hoz viszonyított báziserősségét fejezi ki

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK Konjugált sav-bázis párra: Ks. Kb = = [H 3 O+] [OH-] =

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK Konjugált sav-bázis párra: Ks. Kb = = [H 3 O+] [OH-] = Kv Táblázatokban mindig a semleges forma erősségére vonatkozó adatok vannak feltüntetve.

KÉMIAI EGYENSÚLY KVANTITATÍV JELLEMZÉSE 1. Anyagmérleg: az adott anyag különböző előforduló anyagféleségek egyensúlyi koncentrációinak

KÉMIAI EGYENSÚLY KVANTITATÍV JELLEMZÉSE 1. Anyagmérleg: az adott anyag különböző előforduló anyagféleségek egyensúlyi koncentrációinak összege. 2. Töltésmérleg: az elektronra vonatkozó anyagmérleg; a pozitív és negatív töltésű ionok egyensúlyi koncentrációinak összege megegyezik. 3. Az egyensúlyi koncentrációk közötti összefüggések (tömeghatás törvényének alkalmazása); egyensúlyi állandók

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Erős savak (HA) és erős bázisok (BOH) p. H-ja HCl

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Erős savak (HA) és erős bázisok (BOH) p. H-ja HCl <=> H+ + Cl. HA <=> H+ + A- Na. OH <=> Na+ + OHBOH <=> B+ + OH- A disszociáció gyakorlatilag teljes. anyagmérleg: cs = [A-] elektroneutralitás: [H+] = [A-] + [OH-] tömeghatás törv: Kv = [H+] [OH-] [H+]2 - cs [H+] - Kv= 0 cb = [B+] [OH-] = [B+] + [H+] Kv = [H+] [OH-]2 - c. B [OH-] - Kv= 0

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Erős savak (HA) és erős bázisok (BOH) p. H-ja HCl

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Erős savak (HA) és erős bázisok (BOH) p. H-ja HCl <=> H+ + Cl. Na. OH <=> Na+ + OHHA <=> H+ + A- BOH <=> B+ + OHA disszociáció gyakorlatilag teljes. ha c 10 -5 mol/dm 3 akkor: [H+] >> [OH-] >> [H+] anyagmérleg: elektroneutralitás: cb = [B+] [OH-] = [B+] cs = [A-] [H+] = cs p. H = pcs [OH-] = cb p. OH = pcb

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Erős savak (HA) és erős bázisok (BOH) p. H-ja Pontszerzési

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Erős savak (HA) és erős bázisok (BOH) p. H-ja Pontszerzési lehetőség: azonos koncentrációjú erős sav és erős bázis p. H-ja közötti összefüggés Excel ábrán bemutatva - önálló munka!

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Gyenge savak és bázisok p. H-ja (BRÖNSTED EGYENLET) cs koncentrációjú

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Gyenge savak és bázisok p. H-ja (BRÖNSTED EGYENLET) cs koncentrációjú (HA) és cb koncentrációjú konjugált bázis (BA) pár HA + B+ + A- + OH- <=> A- + B+ + H 2 O anyagmérleg: töltésmérleg: cs + cb = [A-] + [HA]; cb = [B+] [H+] + [B+] = [A-] + [OH-] tömeghatás törvénye: ; Kv = [H+] [OH-] BRÖNSTED EGYENLET [H+]3 + (cb + Ks)[H+]2 - (Ks. cs + Kv)[H+] - Ks. Kv = 0

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE BRÖNSTED EGYENLET Alkalmas gyenge savak vagy gyenge bázisok (beleértve a

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE BRÖNSTED EGYENLET Alkalmas gyenge savak vagy gyenge bázisok (beleértve a hidrolizáló sókat is) illetve pufferoldatok p. H-jának számítására. Gyenge savak p. H-ja (cb = 0) HA <=> H+ + A- [H+]3 + Ks[H+]2 - (Ks. cs + Kv)[H+] - Ks. Kv = 0

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Gyenge savak p. H-ja (cb = 0) HA <=> H+

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Gyenge savak p. H-ja (cb = 0) HA <=> H+ + A- Lehetséges elhanyagolások: - A gyenge sav azért sav, azaz oldata egyértelműen savas kémhatású. Ks > 10 -7 és [H+] >> [OH-] [H+]2 + Ks[H+] - Ks. cs = 0 - A gyenge sav valóban gyenge, azaz a disszociáció mértéke < 5%. cs >> [H+]2 = Ks. cs p. H = 1/2 p. Ks + 1/2 pcs

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Gyenge savak p. H-ja

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Gyenge savak p. H-ja

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Gyenge savak p. H-ja Gyenge sav [H+]3 + Ks[H+]2 -

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Gyenge savak p. H-ja Gyenge sav [H+]3 + Ks[H+]2 - (Ks. cs + Kv)[H+] - Ks. Kv = 0 Gyenge sav = erős sav p. H = pcs

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Gyenge savak p. H-ja HA <=> H+ + A- Lehetséges

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Gyenge savak p. H-ja HA <=> H+ + A- Lehetséges elhanyagolások: - A gyenge sav azért sav, azaz oldata egyértelműen savas kémhatású. Ks > 10 -7 és [H+] >> [OH-] töltésmérleg: [H+] = [A-] + [OH-] helyett: [H+] [A-] anyagmérleg: cs = [A-] + [HA] - A gyenge sav valóban gyenge, azaz a disszociáció mértéke < 5%. cs >> [H+] anyagmérleg: cs [HA]

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Gyenge bázisok p. H-ja (cs = 0) -Teljes analógia a

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Gyenge bázisok p. H-ja (cs = 0) -Teljes analógia a gyenge savaknál elmondottakkal. -Teljes “szimmetria” a számításra alkalmas összefüggésekben, azzal, hogy: Ks helyett Kb cs helyett cb és [H+] helyett [OH-] (és fordítva) szerepel. [OH-]3 + Kb[OH-]2 - (Kb. cb + Kv)[OH-] - Kb. Kv = 0 [OH-]2 + Kb[OH-] - Kb. cb = 0 [OH-]2 = Kb. cb p. OH = 1/2 p. Kb + 1/2 pcb Kv = [H+] [OH-] ill. p. Kv = p. H+p. OH segítségével a p. H számítható

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE „Hidrolizáló” sók oldatának p. H-ja 1. Gyenge sav erős bázissal

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE „Hidrolizáló” sók oldatának p. H-ja 1. Gyenge sav erős bázissal képzett sójának p. H-ja (gyenge bázis p. H-ja) (Na+) + A- + H 2 O <=> (Na+) + HA + OH(Na+) + CH 3 COO- + H 2 O <=> (Na+) + CH 3 COOH + OH 2. Gyenge bázis erős savval képzett sójának p. H-ja (gyenge sav p. H-ja) HA+ <=> A + H+ NH 4+ <=> NH 3 + H+ Mivel a legtöbb esteben a K értékek a semleges molekulára vannak megadva (CH 3 COOH, ill. NH 3), a számítás során figyelembe kell venni, hogy: Kv = Ks Kb. Pontszerzési lehetőség: Számítsa ki a 0. 025 mol/dm 3 koncentrációjú NH 4 Cl oldat p. H-ját a megfelelő egyenletet felhasználva (Kb = 1, 75 10 -5) - önálló munka!

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Pufferoldatok (tompító, v. kiegyenlítő oldatok) p. H-ja Olyan vizes oldatok,

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Pufferoldatok (tompító, v. kiegyenlítő oldatok) p. H-ja Olyan vizes oldatok, amelyek - gyenge savból és a gyenge sav erős bázissal alkotott sójából állnak (pl. Na. Ac + Hac, Ac- = acetátion; HAc/Ac-) - gyenge bázisból és a gyenge bázis erős savval alkotott sójából állnak (pl. NH 3×H 2 O + NH 4 Cl; NH 3/NH 4+) Azaz konjugált gyenge sav-bázis párok összemérhető analitikai koncentrációjú oldatai. Henderson-képlet: p. H = p. Ks + p(cs/cb) p. OH = p. Kb + p(cb/cs)

Pufferoldatok (tompító, v. kiegyenlítő oldatok) p. H-ja BRÖNSTED EGYENLET Lehetséges elhanyagolások: 1. savas kémhatású

Pufferoldatok (tompító, v. kiegyenlítő oldatok) p. H-ja BRÖNSTED EGYENLET Lehetséges elhanyagolások: 1. savas kémhatású pufferoldatban Ks > 10 -7 és [H+] >> [OH-] 2. lúgos kémhatású pufferoldatban Ks < 10 -7 és [OH-] >> [H+] 3. gyakorlati pufferoldatban cs és cb >> [H+] ill. [OH-]

Pufferoldatok (tompító, v. kiegyenlítő oldatok) p. H-ja Miért puffer? p. H-ja viszonylag érzéketlen az

Pufferoldatok (tompító, v. kiegyenlítő oldatok) p. H-ja Miért puffer? p. H-ja viszonylag érzéketlen az erős sav vagy erős bázis hatására. HA/A- + erős sav (H+): A- + H+ <=> HA HA/A- + erős bázis (OH-): HA + OH- <=> A- + H 2 O Mitől függ a pufferoldat p. H-ja? p. H = p. Ks + p(cs/cb) - A gyenge sav ill. bázis p. K-jától. - A cs / cb aránytól, és amíg c >> [H+] ill. [OH-], addig közel független a koncentrációtól. E képletben a fentiek miatt cs/cb helyett az ns/nb kifejezést is használhatjuk.

Pufferoldatok (tompító, v. kiegyenlítő oldatok) p. H-ja -Gyakorlati puffertartomány: p. K 1 p. H

Pufferoldatok (tompító, v. kiegyenlítő oldatok) p. H-ja -Gyakorlati puffertartomány: p. K 1 p. H egység (Az erős sav is “pufferel” p. H 0 - 1, ill. az erős bázis p. H 13 -14 között. ) - A pufferek sem tudnak “végtelen” mennyiségű savat vagy lúgot elviselni jelentős p. H változás nélkül.

Pufferoldatok (tompító, v. kiegyenlítő oldatok) p. H-ja 1. Erős sav hatása: 2. Erős bázis

Pufferoldatok (tompító, v. kiegyenlítő oldatok) p. H-ja 1. Erős sav hatása: 2. Erős bázis hatása: Pufferkapacitás - megadja, hogy a pufferoldat 1 dm 3 -éhez mennyi erős savat vagy erős bázist kell adni ahhoz, hogy p. H-ja egységnyit változzon.

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Lépcsőzetes disszociáció (ill. asszociáció): Hn. A Kd 1 Kn Hn-1

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Lépcsőzetes disszociáció (ill. asszociáció): Hn. A Kd 1 Kn Hn-1 A Kd 2 Hn-2 A K(n-1) k+ Hn. A disszociáció Bármely i = 1, … , n-re: Kd 1 Kn Kd 3 K(n-2) …. . . … Kd(n-1) K 2 HA Kdn K 1 A Hn-1 A(k-1)+ + H+ asszociáció - protonálódás , azaz log Kn-i = p. Kdi

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Többértékű savak és bázisok p. H-ja 1. Lépcsőzetes disszociáció: Pontszerzési

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Többértékű savak és bázisok p. H-ja 1. Lépcsőzetes disszociáció: Pontszerzési lehetőség: Bizonyítsa be, hogy bármely i = 1, … , n-re: p. Ksi + p. Kb(n-i+1) = 14 - önálló munka!

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Többértékű savak és bázisok p. H-ja 1. Lépcsőzetes disszociáció: Bizonyítsajellemző

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Többértékű savak és bázisok p. H-ja 1. Lépcsőzetes disszociáció: Bizonyítsajellemző be, hogydisszociációs bármely i = 1, állandók … , n-re: egyre 2. Pontszerzési Az egymástlehetőség: követő lépcsőket p. Ksi + p. Kb(n-i+1) =K 14 s 1 > - önálló kisebbek: Ks 2 > munka! Ks 3 > … > Ks(n-1) > Ksn p. Ks 1 < p. Ks 2 < p. Ks 3 < … < p. Ks(n-1) < p. Ksn - Le Chatelier - Braun elv - elektrosztatikus ok - statisztikus ok (kétértékű sav esetén: (Ks 1/Ks 2 = 4) p. H számolása: - p. Ksi - p. Ks(i+1) 4 esetén nincs átfedés a disszociációs lépcsők között számolás ugyanúgy, mint az egyértékű savak esetén. - Amennyiben a fenti feltétel nem teljesül bonyolult számítások.

Kétértékű savak p. H-ja és egyensúlyai p. Ks 1 egyértékű gyenge sav p. Ks

Kétértékű savak p. H-ja és egyensúlyai p. Ks 1 egyértékű gyenge sav p. Ks 1 p. Ks 2

Kétértékű savak p. H-ja és egyensúlyai p. Ks 1 egyértékű gyenge sav p. Ks

Kétértékű savak p. H-ja és egyensúlyai p. Ks 1 egyértékű gyenge sav p. Ks 1 p. Ks 2 egyértékű gyenge bázis p. Kb 1(=14 -p. Ks 2)

Kétértékű savak p. H-ja és egyensúlyai p. Ks 1 egyértékű gyenge sav p. Ks

Kétértékű savak p. H-ja és egyensúlyai p. Ks 1 egyértékű gyenge sav p. Ks 1 puffer: H 2 A+/HA p. Ks 2 puffer: HA/A- egyértékű gyenge bázis p. Kb 1(=14 -p. Ks 2)

Kétértékű savak p. H-ja és egyensúlyai p. Ks 1 = 14 - p. Kb

Kétértékű savak p. H-ja és egyensúlyai p. Ks 1 = 14 - p. Kb 2 A HA amfolit savi illetve báziserősségének viszonya szabja meg, hogy az oldata savas (p. H < 7) vagy bázikus kémhatású (p. H > 7) lesz.

Kétértékű savak p. H-ja és egyensúlyai Δp. K = 4

Kétértékű savak p. H-ja és egyensúlyai Δp. K = 4

Kétértékű savak p. H-ja és egyensúlyai Δp. K = 6

Kétértékű savak p. H-ja és egyensúlyai Δp. K = 6

Kétértékű savak p. H-ja és egyensúlyai Δp. K = 1

Kétértékű savak p. H-ja és egyensúlyai Δp. K = 1

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Sav - bázis titrálási görbék 1. Erős sav - erős

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Sav - bázis titrálási görbék 1. Erős sav - erős bázis titrálási görbék 1. kezdeti p. H kiszámítása 2. ekvivalenciapont előtti tartomány p. H értékei 3. ekvivalenciapont p. H-ja 4. ekvivalenciapont utáni (túltitrált) oldat p. H értékei V 0 = 10, 00 ml cs = 0, 100 mol/dm 3 cb = 0, 100 mol/dm 3 titráltsági fok (%) 0 50 90 99 99, 9 100, 1 101 110 150 [H+] = cs ill. [H+]2 - cs [H+] - Kv= 0 p. H = 7 [OH-] = cb ill. [OH-]2 - c. B [OH-] - Kv= 0 p. H 1, 0 1, 5 2, 3 3, 3 4, 3 7 9, 7 10, 7 11, 7 12, 3 logaritmikus görbe

1. Erős sav - erős bázis titrálási görbék [OH-] = cb [OH-]2 - c.

1. Erős sav - erős bázis titrálási görbék [OH-] = cb [OH-]2 - c. B [OH-] - Kv= 0 [H+]2 - cs [H+] - Kv= 0 [H+] = cs

1. Erős sav - erős bázis titrálási görbék - koncentráció függés cb csökkenése cs

1. Erős sav - erős bázis titrálási görbék - koncentráció függés cb csökkenése cs csökkenése

Sav - bázis titrálási görbék 2. Gyenge sav - erős bázis titrálási görbék 1.

Sav - bázis titrálási görbék 2. Gyenge sav - erős bázis titrálási görbék 1. kezdeti p. H kiszámítása 2. ekvivalenciapont előtti tartomány p. H értékei 3. ekvivalenciapont p. H-ja 4. ekvivalenciapont utáni (túltitrált) oldat p. H értékei V 0 = 10, 00 ml cs = 0, 100 mol/dm 3 Ks = 1, 86 10 -5 (p. Ks = 4, 73) cb = 0, 100 mol/dm 3 [OH-] = cb titráltsági fok (%) 0 10 50 90 99 100 101 110 150 p. H 2. 9 3, 8 4, 7 5, 7 6, 7 8. 7 !!! 10, 7 11, 7 12, 3

2. Gyenge sav - erős bázis titrálási görbék p. Ks CH 3 COOH HCl

2. Gyenge sav - erős bázis titrálási görbék p. Ks CH 3 COOH HCl

2. Gyenge sav - erős bázis titrálási görbék - koncentráció függés cb csökkenése cs

2. Gyenge sav - erős bázis titrálási görbék - koncentráció függés cb csökkenése cs csökkenése

2. Gyenge sav - erős bázis titrálási görbék - p. Ks függés Ks csökkenése

2. Gyenge sav - erős bázis titrálási görbék - p. Ks függés Ks csökkenése p. Ks növekedése

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Sav - bázis titrálási görbék 3. Erős bázis - erős

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Sav - bázis titrálási görbék 3. Erős bázis - erős sav titrálási görbék 4. Gyenge bázis - erős sav titrálási görbék Mindkét esetben analógia az eddigiekben elhangzottakkal. A titrálási görbék alakja minden esetben függ még a titrálás körülményeitől, mint pl. a hőmérséklet, ionerősség, stb. Pontszerzési lehetőség: Mutassa be egy Excel ábrán, hogyan változik meg egy erős bázis - erős sav titrálási görbe alakja, ha a hőmérsékletet 298, 0 K-ről 373, 0 K-re növeljük. Az utóbbi hőmérsékleten a víz ionszorzata 10 -12 M 2. Legyen a kiindulási térfogat 10, 00 ml, és a sav-, és a bázisoldat koncentrációja is 0, 100 M.

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Sav - bázis titrálási görbék 5. Többértékű savak titrálási görbéi

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Sav - bázis titrálási görbék 5. Többértékű savak titrálási görbéi

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE 5. Többértékű savak titrálási görbéi A titrálási görbék elkülönülése a

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE 5. Többértékű savak titrálási görbéi A titrálási görbék elkülönülése a lépcsőzetes állandók különbségétől függ

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Sav - bázis titrálási görbék 5. Többértékű savak és bázisok

SAV-BÁZIS EGYENSÚLYOK KVANTITATÍV JELLEMZÉSE Sav - bázis titrálási görbék 5. Többértékű savak és bázisok titrálási görbéi A titrálási lépcsők elkülönülése a lépcsőzetes disszociációs állandó értékek különbségétől függ. 6. Sav-, és báziskeverékek titrálási görbéi A titrálási lépcsők elkülönülése a lépcsőzetes disszociációs állandó értékek különbségétől, és a savak relatív koncentrációjától függ. Pontszerzési lehetőség: Ábrázoljon Excel ábrán egy erős és gyenge sav keverékének erős bázissal törénő tirálására jellemző görbét! Legyen a kiindulási térfogat 10, 00 ml, és mindkét sav-, és a bázisoldat koncentrációja is 0, 100 M (p. Ks = 4, 73).

Sav - bázis titrálási görbék - végpontjelzési módszerek a) Sav-bázis indikátorok Gyenge sav-bázis párok:

Sav - bázis titrálási görbék - végpontjelzési módszerek a) Sav-bázis indikátorok Gyenge sav-bázis párok: p. Ks = p. Ki indikátorexponens Működési elvük lényege, hogy egyes szerves festékek színe oldataik p. H-jától függően változik: más a színe a savas és a bázisos (disszociálatlan és dissociált) formának (egyszínű és kétszínű indikátorok, keverék indikátorok). Ilyen festékmolekula pl. a metilnarancs: sárga - bázisos piros - savas

Sav - bázis titrálási görbék - végpontjelzési módszerek a) Sav-bázis indikátorok Átcsapási tartomány: p.

Sav - bázis titrálási görbék - végpontjelzési módszerek a) Sav-bázis indikátorok Átcsapási tartomány: p. Hátcsapás ± p. H = p. Kind ± 1, azaz és között.

Sav - bázis titrálási görbék - végpontjelzési módszerek a) Sav-bázis indikátorok Átcsapási tartomány: p.

Sav - bázis titrálási görbék - végpontjelzési módszerek a) Sav-bázis indikátorok Átcsapási tartomány: p. Hátcsapás ± p. H = p. Kind ± 1 Ekvivalenciapont: ekvivalens mérőoldat mennyiség hozzadását jellemző állapot (p. H) Végpont: ahogy ezt észlelni tudjuk (vizuálisan vagy műszeresen) A kettő közötti különbség az Indikátorhiba (pl. 0, 1 M ecetsav titrálása, p. Kind = 6 - átmeneti színt érzékeljük), hiba 5, 3 %) és

Sav - bázis titrálási görbék - végpontjelzési módszerek a) Sav-bázis indikátorok - Indikátor kiválasztás

Sav - bázis titrálási görbék - végpontjelzési módszerek a) Sav-bázis indikátorok - Indikátor kiválasztás szempontjai b) Műszeres végpontmeghatározás A titrálási görbe inflexiós pontjának meghatározása: grafikus ill. számítógépes módszerek, pl. Gran féle linearizálás.

Sav - bázis titrálások gyakorlata - alapfogalmak Mérőoldatok A mérőoldat koncentrációja Molaritás (anyagi minőségre

Sav - bázis titrálások gyakorlata - alapfogalmak Mérőoldatok A mérőoldat koncentrációja Molaritás (anyagi minőségre jellemző) Normalitás, egyenértéktömeg (reakciófüggő mennyiségek) A mérőoldattal szemben támasztott követelmények - koncentrációja az időben ne változzék - gyors reakcióba lépjen - a reakció teljes legyen - legyen megfelelő végpontjelzési módszer Savmérőoldatok: Lúgmérőoldatok: HCl, HCl. O 4 vagy (H 2 SO 4) Na. OH, KOH vagy (Ba(OH)2) A mérőoldatok tömény oldatokból közelítő pontosságú hígítással készíthetők, pontos koncentrációjukat meg kell határozni: standardizálás.

Sav - bázis titrálások gyakorlata - alapfogalmak Mérőoldatok A mérőoldat standardizálása faktor fogalma -

Sav - bázis titrálások gyakorlata - alapfogalmak Mérőoldatok A mérőoldat standardizálása faktor fogalma - ellentmondásossága c = 0, 1683 mol/dm 3 c ~ 0, 1 M és f = 1, 683 c ~ 0, 15 M és f = 1, 122 c ~ 0, 2 M és f = 0, 842 A standardizáló alapanyaggal szemben támasztott követelmények - lehető legnagyobb tisztaságú legyen - időben ne változzék - könnyen hozzáférhető legyen - egyenértéktömege nagy legyen Savmérőoldatokhoz: KHCO 3, bórax (Na 2 B 4 O 7 10 H 2 O) vagy Hg. O (Hg. O+4 I-+H 2 O = [Hg. I 4]2 - + 2 OH-) Lúgmérőoldatokhoz: HCl, KH-ftalát, KHIO 3 vagy (COOH)2

Sav - bázis titrálások gyakorlata Közvetlen sav - bázis mérések - erős savak, erős

Sav - bázis titrálások gyakorlata Közvetlen sav - bázis mérések - erős savak, erős bázisok meghatározása -gyenge savak (határ p. Ks>7), foszforsav (p. K 2, 1; 7, 2; 12, 3), bórsav (p. K 9, 2) meghatározása - Na. OH és Na 2 CO 3 illetve Na. HCO 3 és Na 2 CO 3 egymás melletti meghatározása (Na. OH és Na. HCO 3 egymás mellett? ) - gyenge bázisok (határ p. Kb>7), NH 3, szerves anyagok nitrogéntartalmának meghatározása

Sav - bázis titrálások gyakorlata • NH 3 meghatározása mineralizálás (“N” => NH 3,

Sav - bázis titrálások gyakorlata • NH 3 meghatározása mineralizálás (“N” => NH 3, redukcióval) Kjeldahl féle roncsolás (H 2 SO 4 -ban, Se vagy Cu. SO 4 kat. ) NO 2 - ill. NO 3 - redukciója Devarda ötvözet (50% Cu, 45% Al, 5%Zn, lúgos közeg) Arndt ötvözet (60% Cu, 40% Mg, semleges közeg) Raney nikkel (Ni por, savas közeg) desztillálás, majd mérés (direkt módon vagy visszaméréssel) • CO 2 meghatározása alkalimetriás eljárás, lényege Ba(OH)2 + CO 2 = Ba. CO 3 + H 2 O visszaméréses eljárás természetes vizek szénsavtartalmának és változó keménységének (vagy karbonátkeménységének) meghatározása

Sav - bázis titrálások gyakorlata Közvetett sav - bázis mérések (előkészítő reakciók) Hg. O

Sav - bázis titrálások gyakorlata Közvetett sav - bázis mérések (előkészítő reakciók) Hg. O meghatározása (komplexképződési előkészítő reakció) Hg. O + 4 I- + H 2 O = Hg. I 42 - + 2 OHCu 2+ meghatározása (csapadékképződési előkészítő reakció) Cu 2+ + H 2 S = Cu. S + 2 H+ H 2 S ill S 2 O 32 - meghatározása (redoxi előkészítő reakció) H 2 S + 4 Br 2 + 4 H 2 O = 10 H+ + SO 42 - + 8 Br. S 2 O 32 - + 4 Br 2 + 4 H 2 O = 10 H+ + 2 SO 42 - + 8 Br-

Sav - bázis titrálások gyakorlata Titrálások nemvizes közegben Mikor van szükség a víz mellett

Sav - bázis titrálások gyakorlata Titrálások nemvizes közegben Mikor van szükség a víz mellett más (analitikai) oldószerre? - Ha a mérendő anyag oldhatósága vízben kicsi (pl. alkaloidák, szerves bázisok titrálásakor). - Ha a meghatározandó sav vagy bázis disszociációjának mértéke vízben kicsi (Ks < 10 -8). - Ha sav-, vagy báziselegyeket akarunk meghatározni egymás mellett (pl. HCl és HCl. O 4 egymás melletti titrálásakor).

Sav - bázis titrálások gyakorlata - Titrálások nemvizes közegben Oldószerek csoportosítása aprotonos (v. indifferens)

Sav - bázis titrálások gyakorlata - Titrálások nemvizes közegben Oldószerek csoportosítása aprotonos (v. indifferens) oldószerek - protoncserére nem képesek (pl. benzol: C 6 H 6, CCl 4, CHCl 3, CH 2 Cl 2, szénhidrogének, stb. ) protonos oldószerek (amfolitok) - protonleadásra vagy protonfelvételre képesek - hogy melyik: mindig a partnertől függ (pl. H 2 F 2, H 2 SO 4, CH 3 COOH, piridin, NH 3, en, stb. ) savas oldószerek: protonaffinitásuk kicsi (pl. jégecet) bennük a bázisok erőssége nő - nivelláló hatás bennük a savak erőssége csökken - differenciáló hatás bázisos oldószerek: protonaffinitásuk nagy (pl. piridin) bennük a savak erőssége nő - nivelláló hatás bennük a bázisok erőssége csökken - differenciáló hatás

Sav - bázis titrálások gyakorlata - Titrálások nemvizes közegben Két példa az oldószerek differenciáló

Sav - bázis titrálások gyakorlata - Titrálások nemvizes közegben Két példa az oldószerek differenciáló hatására: 1. Ks értékek jégecetben olyan savakra, amelyek vízben erős savak, Sav HCl. O 4 HBr H 2 SO 4 HCl HNO 3 2. p. Ka(vízben) p. Ka(acetonban) Ks 1, 6 10 -4 4, 0 10 -5 6, 0 10 -7 1, 4 10 -7 4, 2 10 -8 pikrinsav 0, 80 3, 17 szalicilsav 2, 97 9, 53 2, 17 6, 36

Sav - bázis titrálások gyakorlata - Titrálások nemvizes közegben A p. H skála definíciója

Sav - bázis titrálások gyakorlata - Titrálások nemvizes közegben A p. H skála definíciója nemvizes közegekre savasság mértéke = -lg [oldószerkation] „p. H” skálák: ammóniában 22, CH 3 COC 2 H 5 -ban 26, acetonban 21, etanolban 19 egység. 4 -6 komponens folyamatos egymás melletti meghatározása is lehetővé válik. [NH 4+][NH 2 -] = 10 -22 , semleges „p. H” = 11 [C 2 H 5 OH 2+][C 2 H 5 O-] = 10 -19, semleges „p. H” = 9, 5

Sav - bázis titrálások gyakorlata - Titrálások nemvizes közegben Mérőoldatok: Savak: HCl. O 4

Sav - bázis titrálások gyakorlata - Titrálások nemvizes közegben Mérőoldatok: Savak: HCl. O 4 jégecetben vagy dioxánban HCl 1 -propanolban Bázisok: Na-acetát jégecetben alkoholos (Met. OH, Et. OH) KOH alkoholátok alkoholos oldata Bu 4 NOH 2 -propanolos oldata Indikálás: vizuális indikátorok potenciometriás végpontjelzés

Sav - bázis titrálások gyakorlata - Titrálások nemvizes közegben Savak titrálása: Bázikus (nivelláló) oldószerekben

Sav - bázis titrálások gyakorlata - Titrálások nemvizes közegben Savak titrálása: Bázikus (nivelláló) oldószerekben a savak erőssége megnő, közvetlenül titrálhatókká válnak (esetleg a bázikus csoportok erőssége pedig csökken: pl. aminosavak) pl. piridinben a monohidroxi-karbonsavak fenolos hidroxilcsoportja is közvetlenül titrálható. Differenciáló oldószerekben (acetonitril, aceton) különböző erősségű savak egymás mellett mérhetők. pl. Me. CO-2 -Bu oldószerben erős ásványi savak, karbonsavak és fenolok egymás mellett meghatározhatók. (Vízben hasonló erősségű savak egymás melletti meghatározása. ) Bázisok titrálása: Savas (nivelláló) oldószerben pl. jégecetben gyenge bázisok (primer, szekunder, tercier aminok, amidok, hidrazidok, stb. ) is meghatározhatók akár egymás mellett is.