Samenvatting Elektrochemie en titraties - Toepass en 2* Uit te leggen wat meervoudige zuur-base - Studeersnel (2024)

Vak

Universiteit

Hogeschool Inholland

Boek in lijstQuantitative Chemical Analysis

Geüpload door:

Aanbevolen voor jou

• 3Ch 8 Quantitative Chemical Analysis 10eQuantitative AnalysisSamenvattingen100% (5)
• 4Formuleblad GC - Samenvatting Quantitative Chemical AnalysisGaschromatografie en HPLCSamenvattingen100% (3)
• 3CHEM 2300 Ch. 10 - Chapter summary - Quantitative Chemical AnalysisQuant Analyt ChemSamenvattingen100% (1)

Reacties

Andere studenten bekeken ook

• Landvanoct
• Financiering 3 Samenvatting
• Samenvatting internationaal recht
• Marketing de essentie Samenvattingen compleet
• Samenvatting Ontwikkelingspsychologie L van Beemen, hoofdstuk 1, 5 t/m 13
• Samenvatting Muzisch-agogische methodiek

Gerelateerde documenten

• Samenvatting Stralingsdeskundigheid niveau 4 - stralingsfysica : colleges
• Samenvatting-consumentengedrag-de-basis
• Samenvatting Salesmanagement Hoofdstuk 1 t/m 12
• Samenvatting Organisatie en management Hoofdstuk 1 t/m 10
• Samenvatting Introductie toerisme 1.1. Hoofdstuk 1-9
• Uitgebreide samenvatting: boek "Pedagogiek", Kuipers. Hoofdstuk 1 t/m 7

Samenvatting Elektrochemie en titraties 1* Uit te leggen wat enkelvoudige zuur-base evenwichten zijn en kan daarmee berekeningen uitvoeren. Toepass en 2* Uit te leggen wat meervoudige zuur-base evenwichten zijn en kan daarmee berekeningen uitvoeren. Toepass en3 De student is in staat om uit te leggen wat enkelvoudige en meervoudigeevenwichten zijn en kan daarmee berekeningen uitvoeren.Toepassen 4* Inzichtelijke maken wat het equivalentiepunt, eindpunt en eindpuntsbepaling is in verschillende type titraties en kan daarmee berekeningen uitvoeren. Toepass en5 De student is in staat om aan te geven welke instrumentele methoden voorindicatie van het eindpunt van titraties worden gebruikt en kan daarmeeberekeningen uitvoeren.Toepassen 6* Uit te leggen wat de kenmerkende aspecten zijn van activiteiten, ionsterkte, oplosbaarheid en neerslagtitraties en kan daarmee berekeningen uitvoeren. Toepass en 7* Uit te leggen wat de kenmerkende aspecten zijn van complexvorming en (EDTA-) complexvormingstitraties en kan daarmee berekeningen uitvoeren. Toepass en Onderdeel Elektrochemie Niveau8 De student is in staat om uit te leggen wat de kenmerkende aspecten zijn vanredoxreacties en redoxtitraties en kan daarmee berekeningen uitvoeren.Toepassen9 De student is in staat om uit te leggen wat een galvanische en elektrolytischecel is en de daarbij horende toepassingen. Tevens is de student is staat om uitte leggen hoe batterijen en brandstofcellen werken en de daarbij horendetoepassingen.Begrip10 De student is in staat om uit te leggen wat coulometrie, amperomterie,voltametrie en elektrogravimetrische analyses zijn en kan daarmeeberekeningen uitvoeren.Toepassen

• Leerdoelen die ook in P4 (titrimetrie & medische microbiologie) voorkwamen

Inhoud

Hoofdstuk 6 Chemische evenwichten............................................................................................... 3Hoofdstuk 7 Introductie Titraties...................................................................................................... 5Hoofdstuk 7 nieuwe theorie.............................................................................................................. 6Hoofdstuk 8 Rekenen met activiteiten en ionsterkte..................................................................... 11Hoofdstuk 9 Monoprotische zuur-base evenwichten..................................................................... 15Hoofdstuk 10 Polyprotische zuur-base evenwichten...................................................................... 18Hoofdstuk 10 nieuwe theorie.......................................................................................................... 21Hoofdstuk 11 Zuur-Base titraties..................................................................................................... 25H11 nieuwe theorie......................................................................................................................... 29Hoofdstuk 12 EDTA titraties............................................................................................................ 31H12 nieuwe theorie......................................................................................................................... 35Hoofdstuk 14 basisbegrippen elektrochemie................................................................................. 37Hoofdstuk 15 Elektrodes en potentiometrie................................................................................... 40Hoofdstuk 16 Redox titraties........................................................................................................... 44Hoofdstuk 17 Elektroanalytische technieken.................................................................................. 47

Titrimetrie voorbeelden: - Water analyse: safe to drink? - Voedselindustrie: hoeveel zuur/alcohol percentage? - Farmaceutische industrie: Hoe zuiver is een medicijn en hoeveel - Klimaat: Zure regen?Elektrochemie voorbeelden: - CO2 neutraal worden door middel van elektrificeren - Nieuwe energiesystemen zoals batterijen, zonnencellen, - Auto’s op waterstof elektrolyse waterstof - Coastings die roest tegengaan - Duurzame manieren om chemicaliën te produceren

Richting evenwicht Reactanten ProductenNaar  Verwijderd ToegevoegdNaar  Toegevoegd VerwijderdConcentratie bepalen - De Kw is standaard 1 10-14 want de -log is een pH van 14 - pH= -log [H+]Oplosbaarheidsproduct (Ksp) - Geeft de mate van de oplosbaarheid van een zout in een oplossing aan - Een evenwichtsconstante specifiek voor een reactie waarbij een vast zout oplost tot de ionen o Geeft verhouding tussen het niet opgeloste zout en het opgeloste deel (ionen) weer - Alleen bij een verzadigde oplossing is het zeker dat [ion][ion]= Ksp o Verzadigde oplossing= de stof lost niet meer op in het oplosmiddel o Een lage Ksp geeft aan dat het zout slecht oplosbaar is. - Verhouding 1: - Wortel nemenStap 1. Schrijf de reactie opStap 2. Stel hetoplosbaarheidsproduct op

• Het vaste zout wordt nietmeegetelt vanwege defase

Hoofdstuk 7 nieuwe theorie

Analyse neerslagreactie:Methode 1. Gravisch metrische analyse: - Het wegen van de neerslag en daarmee de concentratie bepalenStap 1. Overmaat Ag wordt toegevoegdStap 2. Al het jodide is weggereageerdStap 3. Zout wordt gefiltreerd en afgewogen op de analytische balans.Stap 4. Het gewicht wordt omgerekend tot x mol AgIStap 5. Het aantal mol I wordt bepaald + de concentratie wordt bepaald met het bekende volumetitrantMethode 2. Neerslag titratie: - Bekende concentratie titrant wordt toegevoegd aan het analiet tot het equivalentiepunt is bereikt (hierbij is alle jodide omgezet tot het zout).Neerslag titratie curve: - grafiek dat het verschil in concentraties van titrant laat zien voor, tijdens en na het equivalentiepunt. Voor het eq: overmaat analiet - Concentratie analiet= fraction remaining x originele concentratie x verdunningsfactor - De concentratie van titrant kan worden bepaald met het oplosbaarheidsproduct, Ksp + de bekende concentratie van de overmaat analiet Bij het eq: bevat tijdelijk alleen het zout, daarna komt een evenwicht Na het eq: overmaat titrant - Concentratie analiet  Ksp

Neerslag titratie curveTussen de opeenvolgende concentraties is een groot verschil, daarom is het makkelijker om bij detitratiecurve de p-functie te gebruiken - Net zoals bij EDTA wordt bij neerslag op y-as  pX= -log(X) gebruikt o Lage concentratie  hoog getal o Hoge concentratie laag getal - Invloed op de curve: o Oplosbaarheidsproduct van zout: Wanneer het zout slecht oplosbaar is heeft het een lage Ksp  dan is het omslagpunt groter o Concentratie analiet: des te geconcentreerder het analiet is, des te groter het omslagpunt - Omslagpunt: als het omslagpunt niet duidelijk is zal de titratiefout te groot zijn en is het geen goede methode 0. 2. 4. 6. 8.10.12.0 20 40 60 80 100.pAgVolume of Titrant, mLFiguur 1. Titratiegetallen wanneer Figuur 2. Titratiecurve van verschillende zoutenniet – log wordt gebruikt Figuur 3. Effect van concentratie analiet op de titratiecurve

pAg = -Log(2 x 10-14) = 13.Stap 4. Bereken pAg na het gebruik van 60 ml - Er is een overmaat van 10 ml gebruikt, dus dit is na het equivalentiepunt - De concentratie kan berekend worden door de concentratie x verdunningsfactor te doen - Verdunningsfactor= volume/ totaal volume (60 ml titrant+25 ml analiet)[Ag+] = verdunningsfactor x originele concentratie[Ag+] = (10/85) x (0 M) = 0 8 MpAg = -Log(0 8 ) = 2.Titratie van een mengsel zouten - Het is mogelijk om meerdere ionen in een mengsel tegelijkertijd te titreren en daarvan de concentratie te bepalen - Het minder goed oplosbare ion slaat als eerste neer (Laagste Ksp) - Verschil tussen Ksp moet groot genoeg zijn dat wanneer het eerste ion bijna klaar is met neerslaan dat het tweede ion begint met reageren  er is dus een dubbele titratie curve  Bij een enkele titratie is er overmaat na het equivalentiepunt, maar in dit geval reageert deze overmaat met het volgende ionEindpuntsbepaling: Kan bepaalt worden met elektrodes of een indicatorArgentometrisch titraties= anions slaan neer met de titrant (Ag+) waarbij kleurverandering optreedt 1. Volhard - Terugtitratie  overmaat zilver toevoegen - Deze overmaat wordt teruggetitreert met KSCN tot neerslag - Wanneer al het ijzer is weggereageert, vormt de eerst volgende druppel KSCN met Fe3+ een rood complex Andere methode: Aantal mol overmaat berekenen/totaal volume Ag= 10 ml x 0,050 M= 0,5 mmol [Ag]= 0,5 mmol/ 85 ml= 0,0058 mol/L

2. Fajans

• Directe titratie van chloor met AgNO 3
• Gebruikt een adsorptie indicator om eindpunt vast te stellen
• Voor het equivalentiepunt is er een overmaat Cl-, zelf is de indicator ook negatief dus samen zullen ze weinig doen.
• Na het equivalentiepunt verandert de indicator van kleur op het positief geladen Ag-ion een complex vormt met de indicatorDe kleur van de indicator verandert direct na het equivalentiepunt wanneer de geladen indicatorwordt geadsorbeerd op het tegenovergestelde geladen oppervlak van het neerslag.

Inerte zouten= een zout die niet/nauwelijks reageert met andere stoffen - Inerte zouten kunnen gebruikt worden om andere zouten beter te laten oplossen - Ionen worden toegevoegd (KNO 3 )  ionsterkte (hoeveelheid ionen) noemt toe  grotere lading in de ionische atmosfeer - K wordt kleinerActiviteits coëfficiënt - Door een andere ionsterkte kan de concentratie verschillen in de reactie. Er kan bijvoorbeeld minder stof C ontstaan omdat de meeste ionen oplossen in plaats van de reactie aan te gaan. Om dit te corrigeren worden concentraties vervangen door de activiteit. - Deze activiteit is de gecoriggeerde concentratie t.o van de ionsterkte o voor een grotere ionsterkte moet meer gecorrigeerd worden - - neutrale moleculen met een ionsterkte onder de 0,1M hoeven niet gecorrigeerd te worden want de ion atmosfeer heeft dan geen effect. NO 3 - gaat rondom positieve kern zitten K+ gaat rond negatieve kern zitten Met een dikke “schil” om de kernen kunnen deze niet aan elkaar komen  geen binding= geen vast zoutAc= Activiteit van C[C]= concentratie van CYc= de activiteits coëffiënt

• Kan afgelezen worden uit tabelwanneer ionsterkte bekend is

Rekenen met activiteit:pH bij ionen - Negatief logaritme van activiteit van H+ - Als er alleen H+ ionen in de oplossing zitten - Houd rekening met alle ionen pH = -Log [H+] yH+Voorbeeld: Bereken de pH van water met 0 M KCl bij 25 0 C Wat valt er op? - Er zijn zouten dus rekening houden met oplosbaarheid - Rekening houden met ionen correctiefactor en activiteit coëfficiënt Stap 1. Stel de Ksp op  uit tabel halen Stap 2. Bepaal de ionsterkte - Ionsterkte van 0 NaF is 0 Stap 3. Bepaal de Activiteit van Ca - correctiefactor kan in tabel 8-1 worden afgelezen Stap 1. Stel het evenwicht op Stap 2. Bepaal de ionsterkte van KCl (0,1M) Stap 3. Correctiefactor aflezen in tabel bij ionsterkte van 0 M (0,83 en 0,76) Stap 3. Los x op om de concentratie te bepalenStap 4. Bereken de activiteit  Corigeer de concentratie van deionen met de correctiefactor

• X vermeningvuldigen met correctiefactorStap 5. Bereken de pH door -log (activiteit H)

Hoofdstuk 9 Monoprotische zuur-base evenwichten

Sterk zuur en base: - Sterk zuur= een zuur dat in water volledig dissocieerd/ioniseerd (Al zijn protonen verliest) - Sterke base= base dat in water volledig ioniseerd (protonen opneemt) en veel hydroxide vormt.Zwakke zuren en basen: 1. Zwak zuur= een zuur dat niet volledig dissocieerd (staat maar de helft van protonen af) CH 3 COOH <-> CH 3 COO (aq) + H+ - Ka= zuurconstante, geeft aan hoe sterk een zuur is. HA <-> H+ + A-  Ka=

[ H ][ A]

[ HA ]

HA= zuurA= geconjugeerde base Lage pKa, hoge Ka= sterk zuur. Dus des te meer product vormt, des te sterker het zuur is dus.2. Zwakke base= een base dat niet compleet ioniseerd (neemt niet alle p+ op), weinig hydroxidevormt en cations.

• Kb= base hydrolyse constanteB+ H 2 O <-> BH+ + OH-  Ka=

[ BH ] [OH ]

[ B]

• Hydrolyse= reactie met waterGeconjugeerd
• Kw= Ka x Kb
• Zwak zuur van 10-4  dan is het zwakke geconjugeerde base 10-
• Sterk zuur van 10-1  dan is het geconjugeerde base heel zwak 10-o Zwak  zwako Sterk  zwakDissociation= uit elkaar vallenIonization= het onstaan van ionenCorrectie berekenen
• Bij een te hoge concentratie (≥10-6M) is geen correctie nodig
• Bij een concentratie er tussen in (10-6-10-8M), er moet rekening worden gehouden met waterdissociation (want dat valt uit elkaar). Het is een evenwichtsreactie dus bij het rekenen moethier gebruik van gemaakt wordeno Ladingsbalans & massabalans
• Bij een te lage concentratie (≤10-8M) heeft de concentratie geen effect op de pH  pH=Voorbeeld

Wat is de pH van 1-8 M KOH?Als we het normaal uitreken dan 10-14/ 10-8= 10-6  de pH van de base is 6, maar dit kan dus niet. Erkomt meer OH bij door de ionisatie van water.Stap 1. Stel reactievergelijking opStap 2. Stel de ladingsbalans opStap 3. Stel Massabalans opStap 4. Stel evenwichtsconstante opStap 5. Zet alle reactievergelijkingen onder elkaar en de onbekendeOnbekende:Stap 6. Los op pH - Zet H+=x en substitueer K+ in de ladingsbalans - Substitueer OH in evenwichtsvoorwaarde - Gebruik abc-formule - Bereken de pH nu Al het K+ komt van de KOH

Hoofdstuk 10 Polyprotische zuur-base evenwichten

Monoprotisch zuur en base: doneert of accepteert maar 1 protonPolyprotisch zuur en base: doneert of accepteert 1 of meer protonendiprotisch zuur en base: doneert of accepteert 2 protonenAminozuur= diprotisch - Aminogroep reageert als base en neemt proton op - Carbon groep is het zuur - ZwitterionHenderson-hasselbalch vergelijking: Formule voor het berekenen van de pH van een buffer A- = base HA = zuur Concentratie mag in mol, verhouding, molariteit ect

Diprotische buffer: - Een buffer van een diprotisch zuur wordt opdezelfde manier behandeld als dat van een monoprotisch zuur. - Voor H 2 A kan twee Henderson-Hasselbach formules gebruikt worden.  If we know [H 2 A] and [HA-], then use the pK 1 equation.  If we know [HA-] and [A2-], use the pK 2 equation. - De eerste reactie vind het meeste plaats, de tweede reactie vormt weinig.

H 2 A ⇄ HA- + H+ pK 1 pH= p K 1 + Log ¿ ¿

HA- ⇄ A2- + H+ pK 2 pH= p K 2 + Log ¿ ¿

Voorbeeld diprotische buffer:Find the pH of a solution prepared by dissolving 1 g of potassium hydrogen phthalate and 1 gof disodium phthalate in 50 mL of water.Principal Species: Hierbij wordt bepaald in welke vorm het molecuul zich vooral bevind bij eenspecifieke pH. - De pH wordt vergeleken met de pKa, dit wordt afgeleid met de henderson-Hasselbach formule - Als je de pH > pKa dan is meer basisch - Als de pH < pKa dan is het meer zuur - Wanneer pH=pKa dan is er evenveel geprotoneerde als gedeprotoneerde vorm in de oplossing