Berekeningen aan redoxtitraties Directe titratie en terugtitratie Directe

Berekeningen aan redoxtitraties Directe titratie en terugtitratie

Directe titraties • Bij het bepalen van het gehalte H 2 O 2 in een waterstofperoxide-oplossing in massaprocenten is het volgende voorschrift gevolgd: – Pipetteer 25, 00 m. L H 2 O 2 -oplossing in een erlenmeyer – Zuur dit aan met een overmaat 1 M zwavelzuur – Titreer vervolgens met een 0, 5040 M KMn. O 4 -oplossing • Er blijkt voor deze bepaling 16, 74 m. L van de KMn. O 4 -oplossing nodig te zijn. • Bereken het gehalte H 2 O 2 in de waterstofperoxide-oplossing in massaprocenten

Directe titraties; massaprocent H 2 O 2 • Stap 1 – Wat is de juiste reactievergelijking? • Stap 2 – Hoeveel mmol van de stof die met het waterstofperoxide reageert is toegevoegd? • Stap 3 – Wat is de molverhouding tussen de stof die reageert en de stof die je wilt bepalen? • Stap 4 – Reken uit hoeveel mol waterstofperoxide aanwezig was en kijk na in hoeveel m. L oplossing dit zat • Stap 5 – Kijk naar wat er gevraagd is: • Concentratie • Gehalte (bijvoorbeeld in gram per L / g L-1) • Massaprocenten – Reken om naar wat wordt gevraagd

Directe titraties; massaprocent H 2 O 2 • Stap 1 – Wat is de juiste reactievergelijking? Mn. O 4 - + 8 H+ + 5 e- Mn 2+ + 4 H 2 O 2 2 H+ + O 2 + 2 e. Eerste reactie 2 x, tweede reactie 5 x Juist optellen en H+ wegstrepen geeft: 2 Mn. O 4 - + 6 H+ + 5 H 2 O 2 2 Mn 2+ + 8 H 2 O + 5 O 2

Directe titraties; massaprocent H 2 O 2 • Stap 2 – Hoeveel mmol van de stof die met het waterstofperoxide reageert is toegevoegd? • Getitreerd: – 16, 74 m. L van een 0, 5040 M KMn. O 4 -oplossing • 16, 74 x 0, 5040 = 8, 4370 mmol Mn. O 4 -

Directe titraties; massaprocent H 2 O 2 • Stap 3 – Wat is de molverhouding tussen de stof die reageert en de stof die je wilt bepalen? – 2 Mn. O 4 - + 6 H+ + 5 H 2 O 2 2 Mn 2+ + 8 H 2 O + 5 O 2 • 2 Mn. O 4 - : 5 H 2 O 2

Directe titraties; massaprocent H 2 O 2 • Stap 4 – Reken uit hoeveel mol waterstofperoxide aanwezig was en kijk na in hoeveel m. L oplossing dit zat • • 2 Mn. O 4 - : 5 H 2 O 2 (stap 3) 8, 4370 mmol Mn. O 4 - (stap 2) 8, 4370/2 x 5 = 21, 092 mmol H 2 O 2 Dit zat in 25, 00 m. L oplossing

Directe titraties; massaprocent H 2 O 2 • Stap 5 – Kijk naar wat er gevraagd is: • Concentratie • Gehalte (bijvoorbeeld in gram per L / g L-1) • Massaprocenten – Reken om naar wat wordt gevraag • 21, 092 mmol H 2 O 2 in 25, 00 m. L oplossing, dus 21, 092 / 25, 00 = 0, 84370 mol L-1 • M(H 2 O 2) = 34, 01 g mol-1 dus 0, 84370 x 34, 01 = 28, 69 gram H 2 O 2 per L • Water: ± 1 g m. L-1 • Dus 2, 87 massa-% H 2 O 2 in oplossing aanwezig

Terugtitraties • Wat is een terugtitratie? • Ophalen reactiesnelheid: mol L-1 s-1 – Hoe kun je indirect snelheid van een exotherme reactie meten?

Terugtitraties • Bepalen sulfidegehalte van verontreinigd water. – Voeg aan 100 m. L van een sulfide-houdend monster een overmaat Cd. Cl 2 -oplossing (1, 0 m. L 0, 11 M) toe. – Filtreer de suspensie met (zuiver) water – Los het neerslag op in een afgesloten vat in 5, 00 m. L 0, 0246 M joodoplossing/ 4 M zoutzuur – Titreer het overgebleven deel van het I 2 met een 0, 0221 M Na 2 S 2 O 3 -oplossing – Er blijkt 7, 23 m. L Na 2 S 2 O 3 -oplossing nodig

Terugtitraties; sulfidegehalte • Stap 1 – Wat zijn de juiste reactievergelijkingen? • Stap 2 – Hoeveel mmol van de stof die met het jood reageert is toegevoegd? • Stap 3 – Wat zijn de molverhouding tussen de stoffen die reageren en de stof die je wilt bepalen? • Stap 4 a – Reken uit hoeveel mol jood heeft gereageerd met het thiosulfaat en kijk na hoeveel er oorspronkelijk aanwezig was • Stap 4 b – Reken vervolgens uit hoeveel mol jood gereageerd moet hebben met het sulfide • Stap 5 – Kijk naar wat er gevraagd is – Reken om naar wat wordt gevraagd

Terugtitraties; sulfidegehalte • Stap 1 – Wat zijn de juiste reactievergelijkingen?

Terugtitraties • Bepalen sulfidegehalte van verontreinigd water. – Voeg aan 100 m. L van een sulfide-houdend monster een overmaat Cd. Cl 2 -oplossing (1, 0 m. L 0, 11 M) toe. – Filtreer de suspensie met (zuiver) water – Los het neerslag op in een afgesloten vat in 5, 00 m. L 0, 0246 M joodoplossing/ 4 M zoutzuur – Titreer het overgebleven deel van het I 2 met een 0, 0221 M Na 2 S 2 O 3 -oplossing – Er blijkt 7, 23 m. L Na 2 S 2 O 3 -oplossing nodig

Terugtitraties; sulfidegehalte • Stap 1 – Wat zijn de juiste reactievergelijkingen? • Neerslag van Cd. S Cd 2+ (aq) + S 2 - (aq) → Cd. S (s) • Reactie Cd. S met zuur Cd. S (s) + 2 H 3 O+ (aq) → Cd 2+ (aq) + H 2 S (g) + 2 H 2 O (l) • Reactie H 2 S met I 2 H 2 S → S + 2 H+ + 2 e- en I 2 + 2 e- → 2 I- geeft H 2 S + I 2 → S+ 2 H+ + 2 I • Reactie thiosulfaat met overgebleven I 2 2 S 2 O 32 - → S 4 O 62 - + 2 e- en I 2 + 2 e- → 2 I- geeft 2 S 2 O 32 - + I 2 → S 4 O 62+ 2 I-

Terugtitraties; sulfidegehalte • Stap 2 – Hoeveel mmol van de stof die met het jood reageert is toegevoegd? – Titreer het overgebleven deel van het I 2 met een 0, 0221 M Na 2 S 2 O 3 -oplossing – Er blijkt 7, 23 m. L Na 2 S 2 O 3 -oplossing nodig 7, 23 x 0, 0221 = 0, 1598 mmol S 2 O 32 -

Terugtitraties; sulfidegehalte • Stap 3 – Wat zijn de molverhouding tussen de stoffen die reageren en de stof die je wilt bepalen? Cd 2+ (aq) + S 2 - (aq) → Cd. S (s) + H 3 O+ (aq) → Cd 2+ (aq) + H 2 S (g) + 2 H 2 O (l) H 2 S + I 2 → S+ 2 H+ + 2 I 2 S 2 O 32 - + I 2 → S 4 O 62 - + 2 I– Molverhouding S 2 O 32 - : I 2 is 2: 1 – Molverhouding I 2 staat tot H 2 S is 1: 1 en molverhouding H 2 S staat tot S 2 - is 1: 1 dus molverhouding I 2: S 2 - is 1: 1

Terugtitraties; sulfidegehalte • Stap 4 a – Reken uit hoeveel mol jood heeft gereageerd met het thiosulfaat en kijk na hoeveel er oorspronkelijk aanwezig was 0, 1598 mmol S 2 O 32 - dus met molverhouding S 2 O 32 - : I 2 is 2: 1 geeft dat 0, 1598/2 = 0, 07989 mmol I 2 In het begin is toegevoegd 5, 00 m. L 0, 0246 M joodoplossing dus 5, 00 x 0, 0246 = 0, 123 mmol I 2

Terugtitraties; sulfidegehalte • Stap 4 b – Reken vervolgens uit hoeveel mol jood gereageerd moet hebben met het sulfide In het begin is toegevoegd 5, 00 m. L 0, 0246 M joodoplossing dus 5, 00 x 0, 0246 = 0, 123 mmol I 2 Overgebleven: 0, 07989 Gereageerd met H 2 S dus 0, 123 – 0, 07989 = 0, 043 mmol I 2 LET OP: HET UITREKENEN VAN EEN VERSCHIL IS KENMERKEND BIJ EEN TERUGTITRATIE !!! HET VERSCHIL TUSSEN DE OORSPRONKELIJKE HOEVEELHEID EN DE HOEVEELHEID DIE HEEFT GEREAGEERD TIJDENS DE TITRATIE GEEFT DE HOEVEELHEID DIE HEEFT GEREAGEERD MET DE STOF DIE JE WILT BEPALEN

Terugtitraties; sulfidegehalte • Stap 5 – Kijk naar wat er gevraagd is – Reken om naar wat wordt gevraagd Gereageerd met H 2 S dus 0, 123 – 0, 07989 = 0, 043 mmol I 2 – Gevraagd gehalte S 2 - in water Molverhouding I 2 : S 2 - is 1: 1 dus ook 0, 043 mmol S 2 - in oorspronkelijke hoeveelheid water, dit was 100 m. L Gehalte dus 0, 043/100 = 4, 3 10 -4 mmol m. L-1 dus 4, 3 10 -4 mol L-1

Terugtitraties • Bepalen sulfidegehalte van verontreinigd water. – Waarom met een terugtitratie? M t/m 7