curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

download curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

of 53

Transcript of curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    1/53

    1

    Reacii chimice in soluii apoase:reacii de neutralizare (acid-baza)

    si aplicaii ale acestora.

    conf.dr.ing. Anton FICAI

    Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti

    Facultatea de Chimie Aplicata si Stiinta Materialelor

    Catedra Stiinta si Ingineria Materialelor Oxidice si Nanomateriale

    2015-2016

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    2/53

    2

    Tipuri de reacii chimice

    Reacii de neutralizare

    Reacii de oxido-reducere

    Reacii de precipitare Reacii de complexare

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    3/53

    3

    Tipuri de reacii chimice

    Reacii de neutralizare Reacii de oxido-reducere

    Reacii de precipitare

    Reacii de complexare

    Reacii de tip acid-baza

    Acid + baza => produiProdui = sare (+ H2O)

    HCl + NaOH = NaCl + H2O

    HCl + NH3 = NH4Cl

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    4/53

    4

    Tipuri de reacii chimice

    Reacii de neutralizare

    Reacii de oxido-reducere Reacii de precipitare

    Reacii de complexare

    Reacii de tip oxidant/reductor

    Oxidant + reductor => produi

    2CO + O2 = 2CO2

    CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

    H2 + Cl2 = 2HCl

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    5/53

    5

    Tipuri de reacii chimice

    Reacii de neutralizare

    Reacii de oxido-reducere

    Reacii de precipitare Reacii de complexare

    Reacii ce duc la formareaunui precipitat

    Sare + Compus => Precipitat +

    Fe2+ + 2Fe3+ + HO- => Fe3O4

    3Ca2+ + 2PO43- =>Ca3(PO4)2

    Ca2+

    + HPO42-

    =>CaHPO45Ca2++ 3PO43- + HO-=>Ca5(PO4)3OH

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    6/53

    6

    Tipuri de reacii chimice

    Reacii de neutralizare

    Reacii de oxido-reducere Reacii de precipitare

    Reacii de complexare

    Reacii de tip metal-ligand

    Implica legturi coordinative,covalente si/sau ionice

    Mm+ + xLn- =>MLx(m-nx)

    Ag+ + 2NH3 => Ag(NH3)2+

    Al3+ + 3HO- => Al(OH)3Al(OH)3 + HO

    -exces=>[Al(OH)4]

    -

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    7/53

    7

    Definiii

    Acid/baza Lewis Acid/baza Bronsted

    Acizi Orbital vacant

    AlCl3; BF3

    In soluie pune in libertate H3O+

    HCl, H2SO4, HNO3

    Baze Pereche de electroni

    NH3; RNH2

    In soluie pune in libertate HO-

    NaOH, KOH, Ca(OH)2

    Amfoteri acido-bazici Acioneaz att ca acizi cat si ca baze, funcie departenerul de reacie

    NaHCO3; NaH2PO4, Na2HPO4, NaHC2O4,

    pH = co-logaritmul concentraiei ionilor de hidroniu; pH=-lg[H3O+

    ]pOH = co-logaritmul concentraiei ionilor de hidroxil; pH=-lg[HO-]

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    8/53

    8

    Definiii

    Caracter tare

    Caracter slab

    In soluie reacia de disociere este totala

    In soluie, reaciade disociere este pariala,taria(gradul de disociere) fiind cuantificata de

    constanta de disociere

    +

    2 3

    2 aq

    +

    HCl + H O H O + Cl

    NaOH H O HO + Na

    NaOH Na + HO

    - +

    3 2 3 3

    3 2 4 aq

    CH COOH + H O CH COO + H O

    NH H O NH + HO

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    9/53

    9

    Exemple

    Acizi Baze

    Tari Slabi Tari Slabe

    HI, HCl,HNO3,

    HClO4,

    H2SO4,

    HSbF6

    HF, H3PO4,H3PO3, H2CO3,

    HCN, H2C2O4,

    H2S, HOCl,

    HNO2, NH4+,fenoli, RCOOH

    KOH,NaOH,

    LiOH,

    Mg(OH)2,

    Ca(OH)2

    NH3, RNH2,R2NH, R3N, F-

    , CN-, S2-,

    RCOO-,

    C2O42-,

    Amfoliti

    acido-bazic

    H2PO4-, HPO4

    2-, HS-, HCO3-, HC2O4

    -,

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    10/53

    10

    Constanta de disociere

    ++

    d

    A BAB A + B K =

    [AB]

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    11/53

    11

    Autoprotoliza apei; constanta de

    disociere a apei; scala de pH

    2

    +

    3+

    2 2 3 w(H O)

    2

    H O HOH O + H O H O + HO K =

    H O

    2

    2

    +

    3+ 16

    2 2 3 w(H O)

    2

    0

    +

    3 16 + 14

    w(H O) 3 w 22

    +

    3

    H O HOH O + H O H O + HO K = =2 10H O

    In condiii standard : 25 C 298K

    H O HOK = =2 10 H O HO K H O 10

    H O

    lg H O lg HO

    +3H O HO

    2 2+ 14

    3

    14

    H O HO 10

    pH pOH 14

    pH pOH 7

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    12/53

    12

    Constanta de aciditate

    +

    3+

    2 3 a

    -

    -

    2 b

    + -

    a b 3 w a b

    H O AHA + H O H O + A K =

    HA

    HO HAA + H O HO + HA K =

    A

    K K H O HO K pK pK pH pOH 14

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    13/53

    13

    pH

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    14/53

    14

    Formule de calcul a pH-ului

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    15/53

    15

    Determinarea experimentala a pH-ului

    Determinarea aproximativa a pH-ului

    Se utilizeaz indicatori de pH

    Precizia msurtorii este moderata

    Puternic influenata de individ

    Determinarea precisa a pH-ului

    Se utilizeaz echipamente specifice;cel mai utilizat fiind electrodul cu

    membrana de sticla

    Precizia de msurare este de 0,01

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    16/53

    16

    Indicatori de pH

    Indicator Virajul de culoare

    De lala

    Interval de

    Viraj pH

    Acid picric incolorgalben 0,10,8

    Albastru de timol rou galben 1,22,8

    2,6dinitrofenol incolorgalben 2,04,0

    Galben de metil rou galben 2,94,0

    Albastru de bromfenol galbenalbastru 3,04,6

    Metiloranj rou galben 3,14,4

    Metil purpur purpuriu-verde 4,805,40

    Rou de metil rou galben 4,26,2

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    17/53

    17

    Indicatori de pH

    Indicator Virajul de culoare

    De lala

    Interval de

    Viraj pH

    Rou Congo albastru rou 3,05,0

    Albastru de brom-timol galbenalbastru 6,27,6

    Rou neutral rou galben 6,88,0

    Rou fenol galben rou 6,88,4

    Turnesol rou albastru 5,08,0

    Fenolftalein incolor roz violaceu 8,210,0

    Timolftalein incolor albastru 9,410,6

    Acid trinitro-benzoic Incolor portocaliu 12, 0-13,5

    D t i t H l i

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    18/53

    18

    Determinarea exacta a pH-ului

    Electrodul de pH

    Electrod de sticla cu o jonciune Electrod de sticla cu jonciune dubla

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    19/53

    19

    Celula electrochimica

    ref,1 j m ref,2

    El.Ref.Ext1 proba(aH=?) membrana El.Ref.Ext2 (aH=constant)

    Reprezentarea schematica a celulei electrochimice

    cel H as j ref ,1 ref ,2 H

    RTk 2.303 lga unde k=f , ,a (1)

    F

    Deoarece potentialul de jonctiune nu variaza pe parcursul determinarilor iar

    potentialul de asimetrie este corectat in etapa de etalonare, ecuatia (1)devine:

    cel H

    cel

    RTk` 2.303 lga adica

    F

    RT

    k` 2.303 pH, functia de etalonare a electrodului de sticlaF

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    20/53

    20

    Etalonarea/Calibrarea electrodului de

    sticla

    cel cel

    cel

    RT F Fk` 2.303 pH pH = k`F 2.303RT 2.303RT

    pH =a b

    Etalonarea necesita minim 2 msurtori la pH cunoscut (standard de pH):

    1. Reglaj de pantasi

    2. Reglaj de asimetrie

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    21/53

    21

    Standarde de pH

    Standard de pH Conc.

    g/L

    pH

    15C 20C 25C 30C

    Tetraoxolat de potasiu 12.61 1.67 1.68 1.68 1.68

    Tartrat acid de potasiu Sol. sat. 3.56

    Ftalat acid de potasiu 10.13 4.00 4.00 4.01 4.02

    Fosfat diacid de potasiu +

    Fosfat acid de sodiu

    3.39

    3.536.90 6.88 6.87 6.85

    Tetraborat de sodiu,

    decahidrat (Borax) 3.80 9.28 9.23 9.18 9.14

    Bicarbonat de sodiu+

    carbonat de sodiu

    2.09

    2.64 10.12 10.06 10.01 9.97

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    22/53

    22

    Etaloane uzuale de pH

    BORAX

    Tetraoxolat de potasiu

    CHOH

    CHOH

    COOH

    COO K- +

    Tartrat acid de potasiu

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    23/53

    23

    Aplicaii Determinarea pH-ului:

    Probelor biologice: snge, urina, piele, saliva,

    Alimentelor (controlul calitii): apa potabila, buturi, alimente, Probelor de mediu (controlul calitii): ape, soluri Produselor farmaceutice si cosmetice: pH-ul cremelor, pastei de dini,

    Volumetria de neutralizare:

    Determinarea coninutului de acizi sau baze din diverse produse: Determinarea coninutului de NH3, HCl, CH3COOH, acidul

    acetilsalicilic, ac citric din limonada, ac tartric din vin, etc

    Determinri indirecte: azotat (prin reducere la NH3), proteine dinbrnza (prin metoda Kjedhal).

    Reglarea pH-ului: (soluii tampon) Aplicaii de mediu Industria chimica

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    24/53

    24

    Aplicaii medicale

    Variaia pH-ului de-a lungultractului digestiv

    Domeniul normal al

    pH-ului sngelui

    In cazul pacienilor care sufer decancer, pH-ul sngelui poate

    atinge pana la 5.7

    Urina are pH-ul normal indomeniul 6.5-7.5

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    25/53

    25

    Aplicaii in medicina, industria farmaceutica,cosmetica, sntate

    Specie pH mediuporcul de Guineea

    porc

    cal

    pisica

    obolancinecapra

    5,5

    6,3

    6,3

    6,4

    6,57,4

    8,1

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    26/53

    26

    Aplicaii in industriaalimentara/alimentaie

    sntoasa

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    27/53

    27

    pH

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    28/53

    28

    Volumetria

    Volumetria este o metod analiticde determinare CANTITATIVaunui analit (A) pe baza reacieichimice dintre analit (A) ireactiv detitrare.nanaliza volumetric,determinarea speciei de interes (A) seface pe baza legii echivaleneiconform reacieichimice:

    aA + rR = Produi de reacie

    Pentru a se putea aplica legea echivalenei trebuie acordat odeosebit atenie determinriiprecise a volumului de echivalen.

    Cu alte cuvinte, sfritul titrrii trebuie s coincid cu punctul deechivalen. Pentru a putea determina cu precizie punctul deechivaleneste recomandat ca titrarea sse efectuezen pictur,paharul Erlenmayerncare se efectueaztitrarea fiind agitat uor,prin micricirculare.

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    29/53

    29

    Determinarea punctului de echivalen

    Determinarea punctului de echivalense realizeazprin doumetode: Chimic/vizual(presupune utilizarea i n d i c a t o r i l o r = sunt substanecare

    i schimb o anumit proprietate (culoare, turbiditate, fluorescen,etc.),n funciede valoarea unei anumite mrimivariabile (pH, e, etc.) asistemului de analizat. Aceast schimbare are loc n apropiereapunctului de echivalen)

    Indicatorii chimici, pentru a putea fi utilizaila determinarea punctului deechivalen,trebuie s ndeplineasco serie de condiiiminime:

    s funcioneze reversibil, cu vitez de transformare suficient de mare(condiie impus datorit gradienilor de concentraie formai peparcursul titrrii);

    schimbarea proprietii s se fac ntr-un interval de pH (n cazulvolumetriei bazate pe reacii cu transfer de protoni), de pM (n cazulvolumetriei bazate pe reacii de complexare sau precipitare), de e (ncazul volumetriei bazate pe reacii redox) ct mai mic;

    s fie solubiln mediul sistemului titrat (n general ap); s fie stabiln condiiile de lucru date; virajul s fie suficient de intens astfel nct s se poat lucra cu

    concentraii mici de indicator. Instrumental sau fizico-chimic (presupune utilizarea unor aparate

    specifice)

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    30/53

    30

    Clasificarea indicatorilor acido-bazici

    Indicatori acido-bazici

    Indicatori de

    culoare

    Indicatori

    turbidimetrici

    Indicatori de

    absorbie

    Indicatori de

    fluorescen

    Simpli Micti Universali

    Unicolori Bicolori Policolori

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    31/53

    31

    Alegerea indicatorului optim

    Pentru indicarea corecta punctului de echivalen,indicatorul ar trebui svireze chiarnmomentul atingerii punctului de echivalen. nrealitatens, majoritatea indicatorilori schimb o anumit proprietate a lornainte sau dup punctul de echivalen, punct numit punctul final altitrrii ideseori notat pT. Datoritacestei diferenede pH rezult aanumita eroare de indicator. Deoarece nmajoritatea cazurilor nu esteposibilutilizarea unui indicator care svireze la echivalen,indicatorulse va alege astfelncteroarea sfie minim.

    La alegerea indicatorului optim, pentru o anumit titrare se impunecunoaterea: saltul de pH la echivalen,delimitatn funciede eroarea admis ipH-

    ul punctului de echivalen(independent de indicator, depinde doar dereaciade neutralizare ce are loc) i,

    mrimea domeniului de viraj i pT-ul indicatorilor (independent de

    reaciade titrare, este o caracteristica indicatorului). Indicatorul va fi ales de aa natur, nctdomeniul sude viraj sfiecuprinsndomeniul de salt la echivalen,iar pT-ul indicatorului ctmaiapropiat de pH-ul punctului de echivalen (ncazul ideal chiar egal).

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    32/53

    32

    Alegerea indicatorului optim

    Ca regul general, n cazul n care saltul la echivalen este mareposibilitatea s se gseasc un indicator care s aib saltul de virajinclus n saltul la echivalen este mare. Acest lucru se ntmpl deobiceincazul titrriloracizilor tari cu baze tari irespectiv a bazelor taricu acizi tari; excepiecazul de acizi/baze tari dar foarte diluate.

    n cazul n care saltul la echivalen este mic posibilitatea s segseasc un indicator care s aib saltul de viraj inclus n saltul laechivalense reduce substanial. nacest caz se recomandutilizareaacelui indicator care cel puinunul din limitele saltului de viraj inclus nsaltul la echivalen, cellalt fiind ct mai apropiat de saltul laechivalen. Acest lucru sentmplde obiceincazul titrriloracizilori

    respectiv a bazelor slabe iuneori chiari ncazul titrriiacizilor/bazelortari foarte diluate. n condiiile n care nici un indicator nu corespunde caracteristicilor

    impuse n ceea ce privete domeniul de viraj raportat la saltul laechivalense poate recurge la utilizarea unor amestecuri de indicatori.

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    33/53

    33

    Formele caracteristice principalilor

    indicatori acido-bazici funcie de pHOH

    NO O

    O

    NO O

    H3O+OH2

    -

    pH7

    galben

    + +Paranitrofenol:

    N N N

    CH3

    CH3

    O3S

    N N N

    CH3

    CH3

    O3S

    H

    -+HCl

    forma azoica - galben; pH>4,4

    -

    forma indaminica - rosie; pH

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    34/53

    34

    Formele caracteristice principalilor

    indicatori acido-bazici funcie de pH

    Fenolftaleina

    O

    O

    OH OH

    O

    OH OH

    OH

    OH

    O

    OH O

    O

    incolor rosu

    + NaOH, -2H2O

    +2H2

    O, +HCl -

    +H2O

    -H2

    O

    D fi i ii

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    35/53

    35

    Definiii Prin punct de echivalen se nelege momentul n care analitul s-a

    consumatntotalitate reacionndcu cantitatea echivalentde soluiede

    titrant (frca titrantul sse acumulezensistem). Prin titrant se nelege orice soluie de concentraie exact sauaproximativcu factor de coreciedeterminat, care este utilizatpentrudeterminarea cantitativ a unui analit dintr-o soluie necunoscut prinprocedeul de titrare.

    Prin titratsenelegeorice soluiecare este supusprocedeului de titrare

    nvederea determinriicantitative a unui (unor) analit din soluie. Prin titrare se nelege operaia de adugare treptat a reactivului detitrare i msurareavolumului de titrant adugatpentru a atinge punctul deechivalen.

    Prin factor de corecie, F, se nelegeun raport care aratde cteori osoluieeste mai diluatsau mai concentrat dect soluiade concentraie

    exact ise exprimmatematic prin relaia:

    F= Tr/Tt = Cr/Ct = Vt/Vr, n care

    Tr, Cr, Vrreprezinttitrul, concentraia normalrespectiv volumul realT

    t

    , Ct

    , Vt

    reprezinttitrul, concentraia normalrespectiv volumul teoretic

    Standardizarea soluiilor aproximative;

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    36/53

    36

    Standardizarea soluiilor aproximative;definiii

    Prin soluie etalonsenelege soluia obinutpornind de la substaneetalonprin dizolvarea cantitativ a masei corespunztoare n balonul cotatcorespunztor. Mai mult, pentru ca soluia s poatfi consideratetalon,aceasta nu trebuie ssufere nici o transformarentimp.

    Soluiileetalon, de concentraie cunoscut,sunt folositenanaliza volumetricpentru stabilirea titrului soluiilorde normalitate aproximativ.

    Substanele etalon sunt acele substane care ndeplinesc, simultanurmtoarele condiii:

    s aib formul chimicbine definit(inclusiv numrulde moli de apdecristalizare);

    s fie stabil n condiiile de lucru i respectiv n solventul n care estedizolvat (de obicei ap distilat); s aibun echivalent ctmai mare pentru a evita erorile de cntrire; s fie suficient de pur sau prezena impuritilor s nu interfere n

    determinare;

    preulde obineresuficient de mic astfelnct s poatfi utilizat.

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    37/53

    37

    Substane etalon; Standardizareasoluiilor aproximative

    Dintre substanele care ndeplinesc condiiile necesare pentru aputea fi considerate substaneetalon se pot meniona: acidul oxalicC2H2O4

    .2H2O, sarea Mohr Fe(NH4)2(SO4)26H2O, dicromatul de

    potasiu, bromatul de potasiu, clorura de sodiu, clorura de potasiu,sulfatul de potasiu etc.

    Standardizarea unei soluiiaproximative se face prin titrare cu soluiaetalon corespunztoare sau, in lipsa acesteia cu o soluieaproximativa standardizata in prealabil

    Prin standardizare se nelege determinarea factorului de corecievolumetric; factorul de corecie volumetric se face pe baza legiiechivalentei:

    b b

    a a a b b b a b

    a a

    C VC V F C V F F F

    C V

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    38/53

    38

    Condiii necesare si suficiente pentru odeterminare cantitativa

    nanaliza volumetricse folosesc numai acele reaciicarendeplinesccteva condiiiminimale:

    sunt cantitative (practic completeconform stoechiometriei reaciei)i conduc la un produs de reaciestabil, cu compoziie definit ifr reaciisecundare;

    decurg cu vitez mare (viteza se poate mri prin ridicareatemperaturii, adugarede catalizatori);

    punctul de echivalense poate observ istabili exact; reactivul de titrare este stabilntimp.

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    39/53

    39

    Tipuri de metode volumetrice

    Volumetrie bazat pe reacii de neutralizare (cu transfer de protoni)

    Volumetrie bazat pe reacii redox

    Volumetrie bazat pe reacii de precipitare

    Volumetrie bazat pe reacii de complexare

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    40/53

    40

    Modaliti de titrare

    t i tr a r e directa soluieide analizat cusoluiede concentraie cunoscut;

    t i trareaindirect soluiade analizat nureacioneazcu soluia titrat,de aceease adaug nexces o alt soluie titratce reacioneazcu substanaiar excesulse retitreaz cu soluia de concentraiecunoscut;

    t it r ar ea p r i n substituie soluia deanalizat nu reacioneaz cu soluia de

    concentraie cunoscut, de aceea setransform ntr-o combinaie chimiccarepoate fi apoi titrat cu soluia deconcentraie cunoscut.

    V l t i b t ii d t li

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    41/53

    41

    Volumetria bazata pe reacii de neutralizare

    Reacia de titrare cea mai des ntlnit n cazul titrrilor deneutralizare poate fi scris dupcum urmeaz:

    aA + bB = sare (+ H2O)

    ncare A reprezintacidul iar B reprezint baz

    Ca o regul general, cel puin una din speciile participante nreaciade titrare trebuie sfie acid sau baz TARE.

    La rndul ei, volumetria bazat pe reacii cu transfer de protoni seclasific, funciede caracterul acido-bazic al titrantului sau a specieice urmeaza fi determinat. Astfel avem dousubclase:

    ACIDIMETRIA (metod volumetric utilizat nvederea determinriiunor specii cu caracter bazic, reactivul de titrare folosit fiind un acid)

    ALCALIMETRIA (metod volumetric utilizat n vedereadeterminriispeciile acide, reactivul de titrare folosit fiind o baz)

    Cl ifi

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    42/53

    42

    Clasificare

    n funcie de tria acido-bazic a speciilor care particip n reacia detitrare avem cteva cazuri distincte de curbe de titrare.

    * acizii slabi i bazele slabe pot fi titrate cu baze slabe i respectiv cu acizi slabinumai n anumite condiii

    ACIDIMETRIE ALCALIMETRIE

    1. baze tari cu acizi tari

    2. baze tari cu acizi slabi

    3. baze slabe monovalente cu acizi tari

    4. baze slabe polivalente cu acizi tari

    5. baze slabe monovalente cu acizi

    slabi*

    6. amestecuri de baze cu acizi tari7. sruri cu hidroliz bazic cu acizi

    1. acizi tari cu baze tari

    2. acizi tari cu baze slabe

    3. acizi slabi monovaleni cu baze tari4. acizi slabi polivaleni cu baze tari5. acizi slabi monovaleni cu baze

    slabe*

    6. amestecuri de acizi cu baze tari7. sruri cu hidroliz acid cu baze

    Volumetria bazata pe reacii de neutralizare

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    43/53

    43

    Volumetria bazata pe reacii de neutralizaredeterminarea NaOH prin titrare cu HCl

    Volumetria bazata pe reacii de neutralizare

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    44/53

    44

    Volumetria bazata pe reacii de neutralizaredeterminarea HCl prin titrare cu NaOH

    V l t i b t ii d t li

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    45/53

    45

    Volumetria bazata pe reacii de neutralizareeterminarea CH3COOH prin titrare cu NaOH

    Volumetria bazata pe reacii de neutralizare

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    46/53

    46

    Volumetria bazata pe reacii de neutralizaredeterminarea NH3prin titrare cu HCl

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    47/53

    47

    Influena concentraiei asupra curbei detitrare

    Curba de titrare BT+AT

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

    n

    pH

    C1=0,1M

    C2=0,001M

    domeniu de viraj recomandat C1

    domeniu de viraj recomandat C2

    Aplicaii uzuale ale volumetriei de

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    48/53

    48

    Aplicaii uzuale ale volumetriei deneutralizare

    Determinarea concentraiei/coninutului de HCl, H2SO4, NH3, CH3COOH,acidului boric, acidului oxalic, etc

    Analiza sodei caustice comerciale

    Determinarea carbonatului i bicarbonatului de sodiu, n prezen

    Determinarea azotailorDeterminarea fosfatuluiDeterminarea numrului de grupri hidroxilice din zaharuriDeterminarea indicelui de saponificare al grsimilor i uleiurilorDeterminarea coninutului de protein din brnz

    Determinarea coninutului de acid citric din citronad sau sare de lamieDeterminarea coninutului de acid tartric din vinDeterminarea coninului de aspirin din medicamenteDeterminarea constantelor de aciditate

    ..

    Aplicaii Reglarea pH ului; Soluii tampon

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    49/53

    49

    Aplicaii. Reglarea pH-ului; Soluii tampon

    Reglarea pH-ului este deosebit de importanta attin cazul reaciilor

    biochimice cat si in cazul reaciilorchimice clasice. Reglarea pH-ului se realizeazprin intermediul soluiilortampon.

    Soluia tampon este soluia care conine dizolvata cantitiechimolare (sau apropiate) de acid slab si respectiv baza slaba

    conjugata.

    Puterea maxima de tamponare a unui sistem acid/baza slabaconjugata revine soluieicare are aceeai concentraiede acid sirespectiv baza; pH-ul acestei soluiifiind pH=pKa.

    Sisteme tampon deosebit de precise se pot regsisi in natura. Spreexemplu, pH-ul sngelui este pstrat constant de prezena

    tamponului H2CO3/HCO3-; pH-ul esutuluiosos este pstratconstantde prezenatamponului HPO42-/PO43- etc.

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    50/53

    50

    Aplicaii. Sisteme tampon uzuale

    ComponenteDomeniu

    de pH

    HCl, citrat de sodiu 1 - 5

    Acid citric/citrat de sodiu 2.5 - 5.6

    Acid acetic acid/acetat de sodiu 3.7 - 5.6

    K2HPO4/KH2PO4 5.8 - 8

    Na2HPO4/NaH2PO4 6 - 7.5

    Borax, hidroxid de sodiu 9.2 - 11

    Pentru un control fin se

    pot utiliza amestecuri desoluii tampon, spreexemplu, acid acetic/

    acetat de amoniu.

    Pornind de la amestecuri relativ simple (acid

    citric, fosfat diacid de potasiu, acid boric si acid

    dietilbarbituric) se pot obine soluiitampon pentregdomeniul de pH de la 2,6 la 12,

    acid dietilbarbituric

    Aplicaii: substane utilizate pentru

  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    51/53

    51

    Aplicaii: substane utilizate pentruobinerea soluiilor tampon

    Denumire

    comerciala

    pKala

    25C

    Domeniu de

    tamponare Denumire completa

    TAPS 8.43 7.79.13-{[tris(hydroxymethyl)

    methyl] amino} propane

    sulfonic acid

    Bicine 8.35 7.69.0 N,N-bis(2-hydroxyethyl)

    glycine

    Tris 8.06 7.59.0 tris(hydroxymethyl)

    methylamine

    Tricine 8.05 7.48.8 N-tris(hydroxymethyl)

    methylglycine

    HEPES 7.55 6.88.24-2-hydroxyethyl-1-

    piperazine

    A li ii b t tili t t

    http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=TAPS_(buffer)&action=edit&redlink=1http://en.wikipedia.org/wiki/Bicinehttp://en.wikipedia.org/wiki/Trishttp://en.wikipedia.org/wiki/Tricinehttp://en.wikipedia.org/wiki/HEPEShttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/Tricine.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/Tricine.pnghttp://en.wikipedia.org/wiki/HEPEShttp://en.wikipedia.org/wiki/Tricinehttp://en.wikipedia.org/wiki/Trishttp://en.wikipedia.org/wiki/Bicinehttp://en.wikipedia.org/w/index.php?title=TAPS_(buffer)&action=edit&redlink=1
  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    52/53

    52

    Aplicaii: substane utilizate pentruobinerea soluiilor tampon

    Denumire

    comerciala

    pKala

    25C

    Domeniu de

    tamponare Denumire completa

    TES 7.40 6.88.22-{[tris(hydroxymethyl)

    methyl]amino}

    ethanesulfonic acid

    MOPS 7.20 6.57.9 3-(N-morpholino)propane

    sulfonic acid

    PIPES 6.76 6.17.5 piperazine-N,N-bis(2-

    ethanesulfonic acid)

    Cacodylate 6.27 5.07.4 dimethylarsinic acid

    MES 6.15 5.56.7

    2-(N-morpholino)ethane

    sulfonic acid

    http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=TES_(buffer)&action=edit&redlink=1http://en.wikipedia.org/wiki/MOPShttp://en.wikipedia.org/wiki/PIPEShttp://en.wikipedia.org/wiki/Cacodylatehttp://en.wikipedia.org/wiki/MES_(buffer)http://en.wikipedia.org/wiki/MES_(buffer)http://en.wikipedia.org/wiki/Cacodylatehttp://en.wikipedia.org/wiki/PIPEShttp://en.wikipedia.org/wiki/MOPShttp://en.wikipedia.org/w/index.php?title=TES_(buffer)&action=edit&redlink=1
  • 7/25/2019 curs 03+4 - reactii chimice. neutralizarea si aplicatiile acesteia.pdf

    53/53

    53

    Va multumesc pentru atentie