Bestämning av en saltsyralösnings koncentration

- Ett standardiseringsförfarande

Starka syror och baser

•  Syra = protondonator –  Stark syra:

Fullständigt deprotonerad i lösning

•  Bas = protonacceptor –  Stark bas:

Fullständigt protonerad i lösning

O2-

Cl

HCl (aq) + H2O (l) ! H3O+ (aq) + Cl- (aq)

O2- (aq) + H2O (l) ! 2 OH- (aq)

Cl -

H2O O+

O-

H2O O-

Kap. 11 och 12

Titrera en stark bas med en stark syra

0.100 M HBr

50 mL 0.020 M KOH

Överskott av OH- Överskott av H+ Svaga syror och baser

•  Syra = protondonator –  Svag syra:

Delvis deprotonerad i lösning

•  Bas = protonacceptor –  Svag bas:

Delvis protonerad i lösning

HCOOH (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + HCOO- (aq)

NH3 (aq) + H2O (l) NH4+

(aq) + OH- (aq)

H2O

_ O+

N

H2O

N

N+ O-

En svag syras dissociationsgrad effekten av pH

•  Henderson – Hasselbalch

0 0,2 0,4 0,6 0,8

1

0 2 4 6 8

Dis

soci

atio

nsgr

ad

pH

Benzoesyra: pKa = 4,2

HA H+ + A-

[ A-] / [ HA ] pH 100:1 pKa + 2 10:1 pKa + 1 1:1 pKa 1:10 pKa - 1 1:100 pKa - 2

En svag bas dissociationsgrad effekten av pH

•  Henderson – Hasselbalch

0 0,2 0,4 0,6 0,8

1

0 2 4 6 8 10 12

Dis

soci

atio

nsgr

ad

pH

TRIS: pKa = 8,07

pKa för denna syra BH+ B + H+

[ BH+] / [ B ] pH 1:100 pKa + 2 1:10 pKa + 1 1:1 pKa 10:1 pKa - 1 100:1 pKa - 2

Titrera en svag bas med en stark syra

•  TRIS: tris(hydroxymetyl)aminometan är en primärstandard

BH+ B

+ H+

Titrerkurva •  en ekvivalent mängd TRIS titreras med ca 0.1 M HCl •  ekvivalenspunkten nås när 1 mol HCl reagerat med 1 mol TRIS

0

2

4

6

8

10

12

0 5 10 15 20 25 30 35 40

pH

Volym HCl (mL)

Ekvivalenspunkten: 100 % BH+

50% BH+ 10% BH+

90% BH+

Överskott av H+ Buffertregion

Hur vet vi att vi nått ekvivalenspunkten?

•  Ett sätt är att använda en indikator •  Mäter slutpunkten = karaktäriseras av förändringen hos

indikatorn

Val av indikator

•  Det är viktigt att indikatorns färgomslag sker vid nära ekvivalenspunkten

Indikator Egenskap (pH) pKa Slutpunkt Bromtymolblått Blå (7.6) ! Gul (6.0) 7.1 Försvinnande av

grönt Bromkresolgrönt Blå (5.4) ! Gul (3.8) 4.7 Grönt

Titrerfelet – ett systematiskt fel •  När indikatorns omslag (slutpunkten) inte sammanfaller med

ekvivalenspunkten

0

2

4

6

8

10

12

0 5 10 15 20 25 30 35 40

pH

Volym HCl (mL)

" Bromtymolblått slår om här

" Bromkresolgrönt slår om här

Mätosäkerhet

•  Mätosäkerhet (measurement uncertainty) –  Avvikelser från ”riktigt” värde = riktighet –  Spridningen av mätdata = precision –  Kombination av ovanstående = noggrannhet –  Måste i vissa fall obligatoriskt anges (ISO 17025)

x s

x µ s

Att skilja på riktighet och precision

Bra precision, bra riktighet Bra precision, dålig riktighet

x=µ µ x! µ

Dålig precision, bra riktighet Dålig precision, dålig riktighet

x=µ µ x! µ x = mätvärdenas medelvärde µ = riktigt värde

Olika typer av fel

•  Grova fel –  Kontaminering, “olyckor”, misstag

•  Slumpmässiga (tillfälliga) –  Avvikelser från medelvärdet (x), best. som standardavvikelse

(s) –  Precision - små slumpmässiga fel –  Repeterbarhet - reproducerbarhet

•  Systematiska fel –  Avvikelser av medelvärdet från “riktigt” värde (µ). –  Kalibrering, jämförelser med standarder, jämförelser med

olika lab.

Upprepade mätningar

•  medelvärde –  mätvärden, xi

–  antal mätvärden, n

•  standardavvikelse –  samma enhet som mätvärdena

•  relativ standardavvikelse –  i procent

Statistiska metoder för uppskattning av mätosäkerheten tas upp i kursen: ”Analytisk kemi, grundkurs”

Minska felkällorna

•  Titrering –  Samma person utför titreringen –  Samma indikator vid ställning och vidare titrering –  Beakta att indikatorer också är svaga syror eller baser –

undvik stora tillsatser

•  Generellt –  Lista möjliga felkällor i förväg –  Ta reda på variationsorsaker och deras betydelse –  Använd standarder, referenser och kalibrera