Titrasi Berdasarkan Reaksi Redoks
Titrasi redoks diperkenalkan tidak lama setelah perkembangan titrimetri asam-basa. Metode awal mengambil keuntungan dari daya oksidasi klorin. Pada tahun 1787, Claude Berthollet memperkenalkan sebuah metode untuk analisis kuantitatif larutan klorin (campuran klorida, asam klorida, HOCl) berdasarkan kemampuannya untuk mengoksidasi solusi dari pewarna indigo (indigo tidak berwarna dalam keadaan teroksidasi nya). Pada tahun 1814, Joseph Louis Gay Lussac, mengembangkan metode yang sama untuk klorin dalam bubuk pemutih. Dalam kedua metode titik akhir adalah tanda visual. Sebelum titik ekivalen, larutan tersebut tetap bereaksi secara oksidasi menghasilkan nwarna nila. Setelah titik ekivalen, bagaimanapun, tidak bereaksi lagi karena telah menghasilkan warna nila yang tetap/permanen.
Jumlah metode titrimetri redoks meningkat di pertengahan 1800-an dengan diperkenalkannya MnO4-, Cr2O72-, dan I2 sebagai titran oksidasi, sedangkan Fe2+ dan S2O32- titrant reduksi. Bahkan dengan ketersediaan titran baru, bagaimanapun, aplikasi rutin titrimetri redoks untuk berbagai sampel dibatasi oleh kurangnya indikator yang sesuai. Titran yang teroksidasi dan tereduksi membentuk perbedaan yang signifikan dalam warna dapat digunakan sebagai indikator sendiri. Sebagai contoh, ion MnO4- dengan warna sangat ungu berfungsi sebagai indikator sendiri sejak bentuk reduksinya, Mn2+, hampir tak berwarna. Indikator tersebut adalah difenilamin, yang diperkenalkan pada tahun 1920. Indikator redoks lainnya mulai berkembang, untuk meningkatkan penerapan titrimetri redoks.
Untuk mengevaluasi sebuah titrasi redoks kita harus mengetahui bentuk kurva titrasi tersebut. Dalam titrasi asam-basa atau titrasi kompleksasi, kurva titrasi menunjukkan perubahan konsentrasi H3O+ (sebagai pH) atau Mn+ (sebagai pM) sebagai fungsi dari volume titran. Dengan titrasi redoks, akan lebih mudah untuk memonitor potensial elektrokimia
Anda akan mengingat kembali pada bab 6 bahwa persamaan Nernst mengaitkan elektrokimia potensial untuk konsentrasi reaktan dan produk yang digunakan dalam reaksi redoks. Perhatikan, misalnya, titrasi di mana analit dalam keadaan berkurang, Ared, dititrasi dengan titran dalam keadaan teroksidasi, Tox. Reaksi titrasinya adalah:
Erxn = ETox / Tred – EAred / Ared
Potensi elektrokimia untuk reaksi ini adalah perbedaan antara potensi reduksi untuk reduksi dan setengah-reaksi oksidasi, dengan demikian,Setelah setiap penambahan titran, reaksi antara analit dan titran mencapai keadaan keseimbangan. Potensi elektrokimia reaksi , Erxn, adalah nol, dan
ETox/Tred=EAox/Ared
Akibatnya, potensi yang baik pada seteengah-reaksi dapat digunakan untuk memantau kenaikan titrasi itu.
Sebelum titik ekivalen titrasi campuran terdiri dari jumlah yang cukup baik dari bentuk teroksidasi dan analit tereduksi, tapi sangat sedikit titran yang tidak bereaksi. Oleh karena itu, potensial yang terbaik adalah dihitung dengan menggunakan persamaan Nernst untuk setengah reaksi analit tersebut.
EAox / Ared = EºAox Ared - ln
Meskipun EºAox / Ared adalah potensial standar untuk setengah reaksi analit yang merupakan potensi formal matriks-dependen yang digunakan pada tempatnya. Setelah titik ekivalen, potensi paling mudah untuk dihitung yaitu dengan menggunakan persamaan Nernst untuk reaksi setengah titran, karena jumlah yang signifikan dari bentuk teroksidasi dan berkurang hadir.
ETox / Tred = EºTox
Tred - ln Menghitung kurva titrasi
Sebagai contoh, mari kita menghitung kurva titrasi untuk titrasi 50,0 mL 0.100 M Fe dengan 0.100 M Ce4+ dalam matriks 1 M HClO4-. Reaksi dalam hal ini adalah Fe2+(aq+ Ce4+(aq) Ce3+(aq + Fe3+
Konstanta kesetimbangan untuk reaksi ini cukup besar (itu adalah sekitar 6 x 10), sehingga kita dapat mengasumsikan bahwa analit dan titran bereaksi sepenuhnya.
Tugas pertama adalah untuk menghitung volume Ce4+ diperlukan untuk mencapai titik ekivalen. Dari stoikiometri dengan reaksi kita tahu:
Konstanta kesetimbangan untuk reaksi ini cukup besar (itu adalah sekitar 6 x 10), sehingga kita dapat mengasumsikan bahwa analit dan titran bereaksi sepenuhnya.
Tugas pertama adalah untuk menghitung volume Ce4+ diperlukan untuk mencapai titik ekivalen. Dari stoikiometri dengan reaksi kita tahu:
Mol Fe2+ = Mol Ce4+
Atau
MFeVFe=MCeVCe
Penyelesaian untuk volume Ce4+
Penyelesaian untuk volume Ce4+
VCe = = = 50,0 mL
Jadi, volume titik ekivalen yang diperoleh yaitu 50,0 mL.
Sebelum titik ekivalen konsentrasi Fe2+ dan tidak bereaksi pada konsentrasi Fe3+ yang dihasilkan oleh reaksi 9.16 yang mudah untuk dihitung. Untuk alasan ini kami menemukan potensi penggunaan persamaan Nernst untuk setengah rekasi analitnya
E = EºFe3+ / Fe2+ - 0,05916 ln 9.17
Konsentrasi Fe2+ dan Fe3+ setelah penambahan 5,0 mL titrant yaitu
[Fe2+] = =
= = 8,18 ×
[Fe3+] = =
=
mensubstitusikan konsentrasi ini ke dalam persamaan 9.17 bersama dengan potensi formal untuk setengah reaksi Fe2+ / Fe2+ dari 3D usus buntu, kita menemukan bahwa potensi adalah
E= + 0,767 V- 0,05916 log = +0,711 VPada titik ekivalen, pada awalnya hadir dan mol Ce3+ ditambahkan adalah aqual. Karena konstanta kesetimbangan untuk reaksi 9.16 besar, konsentrasi Ce4+ dan Fe3+ yang sangat kecil dan sulit dihitung tanpa menggunakan keseimbangan yang kompleks. Akibatnya, kita tidak bisa menghitung potensi pada Eeq titik ekivalen, dengan hanya menggunakan persamaan Nernst untuk analit setengah reaksi atau reaksi setengah titran tersebut. Walaupun demikian, kita dapat menghitung Eeq dengan menggabungkan kedua persamaan Nernst. Untuk melakukannya kita mengakui bahwa potensi untuk dua reaksi setengah yang sama, sehingga :.................
Menggabungkan kedua persamaan Nernst sehingga menghasilkan persamaan: ......................................... ...............
Pada titik ekivalen, stoikiometri reaksi titrasi mensyaratkan bahwa ......................................
rasio dalam log persamaan 9.18, yaitu sama dengan satu dan log 1 sama dengan nol. Persamaan 9.18 disederhanakan menjadi .............................................. ..................
setelah titik ekivalen, konsentrasi Ce3+ dan kelebihan Ce3+ lebih mudah untuk dihitung. Potensi tersebut sebaiknya dihitung dengan menggunakan persamaan Nernst untuk titran setengah reaksi ................................... ...................................
Sebagai contoh, setelah menambahkan 60,0 ml, konsentrasi Ce4+ dan Ce3+ adalah ........................................... ...................
mensubtitusikan konsentrasi ini ke dalam persamaan 9.19 sehingga menjadi ........................................ ........
Hasil tambahan untuk kurva titrasi ditunjukkan dalam tabel 9,17 dan angka 9,3
sketsa kurva titrasi redoks.
Seperti yang kami lakukan untuk asam-basa dan titrasi kompleksometri, sekarang kita menunjukkan bagaimana dengan cepat sketsa kurva titrasi redoks menggunakan jumlah perhitungan yang minimum.
Contoh 9.11
Sketsa kurva titrasi untuk titrasi 50,0 ml 0,100 M Fe2+ dengan 100 mL Ce2+ dalam konsetrasi 1 M HclO4. Ini adalah titrasi sama dengan yang kami hitung sebelumnya dengan menggunakan kurva titrasi (Tabel 9.17 dan angka 9.34).
Penyelesaian
Kita mulai dengan menggambar sumbu untuk kurva titrasi (Gambar 9.35a). Setelah menunjukkan bahwa volume titik ekivalen adalah 50,00 ml, kita menggambar garis vertikal yang memotong sumbu-x di volume (gambar 9.365b).
Sebelum titik ekivalen, potensial elektrokimia dalam larutan ditentukan oleh konsentrasi Fe2+ yang berlebih dan konsentrasi Fe3+ yang dihasilkan oleh reaksi titrasi. Dengan menggunakan nilai dari tabel 9.17, kami E plot untuk 5,0 ml dan 45,0 ml titran (gambar 9.35c).
Setelah titik ekivalen, potensial elektrokimia dalam larutan ditentukan oleh konsentrasi Ce2+ yang berlebih dan konsentrasi Ce2+. Dengan menggunakan nilai dari tabel 9.17, plot poin kita untuk 60,0 ml dan 80.ml dari titran (gambar 9.35d).
untuk menyelesaikan sebuah perkiraan gambar kurva titrasi, kita menarik garis lurus terpisah melalui dua titik sebelum dan sesudah titik ekivalen (gambar 9.35e). Akhirnya, kurva mulus ditarik untuk menghubungkan tiga segmen garis lurus.
Sketsa kurva titrasi untuk titrasi 50,0 ml 0,100 M Fe2+ dengan 100 mL Ce2+ dalam konsetrasi 1 M HclO4. Ini adalah titrasi sama dengan yang kami hitung sebelumnya dengan menggunakan kurva titrasi (Tabel 9.17 dan angka 9.34).
Penyelesaian
Kita mulai dengan menggambar sumbu untuk kurva titrasi (Gambar 9.35a). Setelah menunjukkan bahwa volume titik ekivalen adalah 50,00 ml, kita menggambar garis vertikal yang memotong sumbu-x di volume (gambar 9.365b).
Sebelum titik ekivalen, potensial elektrokimia dalam larutan ditentukan oleh konsentrasi Fe2+ yang berlebih dan konsentrasi Fe3+ yang dihasilkan oleh reaksi titrasi. Dengan menggunakan nilai dari tabel 9.17, kami E plot untuk 5,0 ml dan 45,0 ml titran (gambar 9.35c).
Setelah titik ekivalen, potensial elektrokimia dalam larutan ditentukan oleh konsentrasi Ce2+ yang berlebih dan konsentrasi Ce2+. Dengan menggunakan nilai dari tabel 9.17, plot poin kita untuk 60,0 ml dan 80.ml dari titran (gambar 9.35d).
untuk menyelesaikan sebuah perkiraan gambar kurva titrasi, kita menarik garis lurus terpisah melalui dua titik sebelum dan sesudah titik ekivalen (gambar 9.35e). Akhirnya, kurva mulus ditarik untuk menghubungkan tiga segmen garis lurus.
9D.2 MEMILIH DAN MENENTUKAN TITIK AKHIR
Titik ekivalen pada titrasi redoks terjadi ketika amount stoikiometri setara dan ketika analit dan titran bereaksi. Seperti titrasi lainnya, selisih antara titik kesetaraan dan akhir penentuan sumber kesalahan.
Dimanakah titik ekivalen? Dalam pembahasan tentang titrasi asam-basa dan titrasi kompleksometri, kita mencatat bahwa titik ekivalen hampir identik dengan titik infleksi yang terletak di bagian puncak dari kurva. Jika terjadi reaksi titrasi, lihatlah kembali nilai pada persamaan 9.8 dan 9.28, akan terlihat bahwa untuk titrasi asam-basa dan titrasi kompleksometri titik belok akan kembali setelah mencapai titik puncak (ini disebut sebagai titik ekivalen simetris). Ini menyebabkan kita relatif mudah untuk menemukan titik ekivalen pada gambar kurva-kurva titrasi. Ketika stoikiometri dari titrasi redoks simetris (satu analit mol per mol titran), maka titik ekivalen juga simetris. Jika besaran stoikiometri tidak simetris, maka titik ekivalen akan terletak dekat di bagian bawah atau telah mencapai titik ekivalen. Dalam hal ini titik ekivalen dikatakan simetris. Contoh 9.12 menunjukkan bagaimana menghitung potensi titik ekivalen dalam situasi ini.
Contoh9.12
Menurunkan persamaan umum untuk potensial elektrokimia pada titik ekivalen untuk titrasi Fe2+ dengan MnO, reaksi ini:
.................................................. ........................................
Penyelesaian
Setengah-reaksi redoks untuk analit dan titran adalah:
.................................................. ...............................
di mana persamaan Nernst
.................................................. .......
sebelum menggabungkan kedua persamaan tersebut, kedua persamaan harus dikalikan dengan 5 sehingga nilai log dapat dikombinasikan; sehingga
........................................
pada titik ekivalen, kita mengetahui bahwa
.................................................. .....
mensubtitusikan nilai tersebut ke dalam persamaan untuk Eeq dan mengatur kembali sehingga......
Menurunkan persamaan umum untuk potensial elektrokimia pada titik ekivalen untuk titrasi Fe2+ dengan MnO, reaksi ini:
.................................................. ........................................
Penyelesaian
Setengah-reaksi redoks untuk analit dan titran adalah:
.................................................. ...............................
di mana persamaan Nernst
.................................................. .......
sebelum menggabungkan kedua persamaan tersebut, kedua persamaan harus dikalikan dengan 5 sehingga nilai log dapat dikombinasikan; sehingga
........................................
pada titik ekivalen, kita mengetahui bahwa
.................................................. .....
mensubtitusikan nilai tersebut ke dalam persamaan untuk Eeq dan mengatur kembali sehingga......
Untuk titrasi ini potensial elektrokimia pada titik ekivalen terdiri dari dua istilah. Istilah pertama adalah rata-rata tertimbang dari keadaan standar atau potensi formal untuk analit dan titran, di mana faktor-faktor bobot adalah jumlah elektron dalam reaksi redoks masing-masing setengah. Istilah kedua yang menunjukkan persamaan adalah pH-dispendent. Gambar 9.36 menunjukkan kurva titrasi untuk analisis Fe2+ yang dititrasi dengan MnO4-, yang menunjukkan titik asimetris cukup tajam yang memilih titik akhir dekat dengan bagian tengah dari kurva titrasi itu semakin naik dan bagian ini tidak menunjukkan kesalahan titrasi yang signifikan.
Mencari titik akhir dengan indikator visual.
Tiga jenis indikator visual digunakan untuk sinyal titik akhir dalam titrasi redoks. Sebuah titrants, seperti MnO4-, telah teroksidasi dan mereduksi membentuk warna dalam larutan yang sangat berbeda. Sehingga MnO4- menghasikan warna yang sangat ungu. Dalam larutan asam, Mn3+ tereduksi menjadi Mn2+ yang hampir tidak berwarna. Ketika MnO4- ini digunakan sebagai titran oksidasi, larutan tetap tidak berwarna selama penambahan MnO yang pertama. Jika warna ungu telah permanen itulah titik akhirnya.
Tiga jenis indikator visual digunakan untuk sinyal titik akhir dalam titrasi redoks. Sebuah titrants, seperti MnO4-, telah teroksidasi dan mereduksi membentuk warna dalam larutan yang sangat berbeda. Sehingga MnO4- menghasikan warna yang sangat ungu. Dalam larutan asam, Mn3+ tereduksi menjadi Mn2+ yang hampir tidak berwarna. Ketika MnO4- ini digunakan sebagai titran oksidasi, larutan tetap tidak berwarna selama penambahan MnO yang pertama. Jika warna ungu telah permanen itulah titik akhirnya.
Beberapa zat menunjukkan adanya senyawa tertentu yang teroksidasi atau tereduksi. Misalnya, pada pati, membentuk warna biru tua yang kompleks dengan I3- dan dapat digunakan untuk menandai adanya kelebihan I3- (dari tidak berwarna menjadi biru), atau penyelesaian dari suatu reaksi di mana I3- digunakan (perubahan warna biru). Contoh lain dari indikator tertentu pada tiosianat, yang membentuk kompleks berwarna merah-larut, Fe (SCN)2+ dengan Fe3+.
Yang terpenting dari indikator redoks, adalah zat yang tidak berpengaruh dalam titrasi redoks, tetapi yang teroksidasi dan tereduksi membentuk warna-warna yang berbeda. Bila ditambahkan ke larutan yang mengandung analit, indikator menunjukkan warna yang tergantung pada potensial elektrokimia pada penyelesaian tersebut. Karena perubahan warna indikator dalam menanggapi potensi elektrokimia, ada atau tidak adanya senyawa spesifik, senyawa ini disebut indikator redoks umum.
Hubungan antara perubahan indikator redoks dalam warna dan potensial elektrokimia adalah solusi mudah yang diperoleh dengan mempertimbangkan setengah-reaksi untuk indikator.
Rumus
Dimana Inox dan Red adalah indikator teroksidasi dan tereduksi pada bentuk masing-masing. Persamaan Nernst untuk reaksi ini adalah
Rumus
Jika kita mengasumsikan bahwa perubahan warna indikator dari penyelesaian Inox dengan Inred jika rasio [Inred] / [Inox] mengalami perubahan dari 0,1 sampai 10, maka titik akhir terjadi ketika potensial elektrokimia dalam rentang tertentu .
RUMUS
Sebagian daftar dari indikator redoks umumnya ditunjukkan pada Tabel 9.18. Contoh indikator yang sesuai dan tidak sesuai untuk titrasi Fe2+ dengan Ce4+ diperlihatkan pada Gambar 9.37.
Menentukan titik akhir perubahan potensial
9D.3 Metode Perwakilan
Meskipun setiap metode titrimetri redoks memiliki pertimbangan sendiri yang unik, deskripsi berikut tentang penentuan jumlah sisa klor dalam air memberikan contoh pelajaran dari sebuah prosedur yang khas.
9.3 Metode Penentuan Sisa Klor totalTotal klorin residu ditentukan dengan menggunakan kekuatan oksidasi klorin untuk mengubah I- ke I3-. Jumlah I3- yang terbentuk kemudian ditentukan oleh titrasi redoks menggunakan S2O32- sebagai titran dan pati sebagai indikator. Apapun bentuknya, yang merupakan total klorin sisa dihitung seolah-olah semua klorin yang tersedia sebagai Cl2 dan dinyatakan sebagai bagian per juta Cl.
Prosedur.
REAKSI
Pertanyaan
Apakah ini termasuk sebuah contoh langsung atau analisis tidak langsung?
Ini adalah metode tidak langsung dari analisis karena senyawa yang mengandung klorin tidak bereaksi dengan titran tersebut. Sebaliknya total sisa klorin mengoksidasi I- ke I3-, dan jumlah I3- ditentukan oleh titrasi redoks dengan Na2S2O3.
Ini adalah metode tidak langsung dari analisis karena senyawa yang mengandung klorin tidak bereaksi dengan titran tersebut. Sebaliknya total sisa klorin mengoksidasi I- ke I3-, dan jumlah I3- ditentukan oleh titrasi redoks dengan Na2S2O3.
Mengapa prosedur tidak dilakukan secara langsung menggunakan Kl sebagai sebuah titran?
Setengah-reaksi redoks ketika digunakan sebagai titran adalah
Reaksi
Setengah-reaksi redoks ketika digunakan sebagai titran adalah
Reaksi
Karena produk reaksi, I3-, itu sendiri warna, warna larutan berisi perubahan warna analit dengan setiap penambahan titran. Karena alasan ini sulit untuk menemukan indikator visual yang cocok untuk titik akhir titrasi itu.
3. Kedua agen oksidasi dan reduksi dapat mengganggu analisis ini. Jelaskan apa efek masing-masing interferents akan memiliki hasil analisis.
Sebuah interferent yang merupakan agen pengoksidasi akan mengkonversi tambahan I- untuk 3-. Ini I3 ekstra-membutuhkan tambahan volume S2O32-untuk mencapai titik akhir, melebih-lebihkan total klorin sisa. Jika interferent adalah agen mengurangi, mengurangi beberapa i3-, yang dihasilkan oleh reaksi antara jumlah sisa klorin dan iodida, kembali ke I-. Hasilnya adalah meremehkan dari total klorin sisa.
Sebuah interferent yang merupakan agen pengoksidasi akan mengkonversi tambahan I- untuk 3-. Ini I3 ekstra-membutuhkan tambahan volume S2O32-untuk mencapai titik akhir, melebih-lebihkan total klorin sisa. Jika interferent adalah agen mengurangi, mengurangi beberapa i3-, yang dihasilkan oleh reaksi antara jumlah sisa klorin dan iodida, kembali ke I-. Hasilnya adalah meremehkan dari total klorin sisa.
9D.4 kuantitatif Aplikasi
Seperti dengan asam-basa dan titrasi kompleksasi, titrasi redoks tidak sering digunakan dalam laboratorium analisis modern. Namun demikian, aplikasi penting yang terus mendapat kasih karunia di laboratorium lingkungan, farmasi, dan industri. Pada bagian ini kami meninjau aplikasi umum titrimetri redoks. Kita mulai, bagaimanapun, dengan diskusi singkat tentang memilih dan mengkarakterisasi titrants redoks, dan metode untuk mengendalikan negara oksidasi analit itu.
Seperti dengan asam-basa dan titrasi kompleksasi, titrasi redoks tidak sering digunakan dalam laboratorium analisis modern. Namun demikian, aplikasi penting yang terus mendapat kasih karunia di laboratorium lingkungan, farmasi, dan industri. Pada bagian ini kami meninjau aplikasi umum titrimetri redoks. Kita mulai, bagaimanapun, dengan diskusi singkat tentang memilih dan mengkarakterisasi titrants redoks, dan metode untuk mengendalikan negara oksidasi analit itu.
Mengatur keadaan oksidasi analit.
Jika titrasi redoks akan digunakan dalam analisis kuantitatif, analit pada awalnya harus ada dalam keadaan oksidasi tunggal, Sebagai contoh, kandungan besi sampel dapat ditentukan oleh titrasi redoks di mana Ce4 + mengoksidasi Fe2 + menjadi Fe3 +. Proses mempersiapkan sampel untuk analisis harus memastikan bahwa besi semua hadir sebagai Fe2 +. Despending pada sampel dan metode persiapan sampel, bagaimanapun, besi awalnya mungkin ada dalam kedua +2 dan +3 oksidasi. Sebelum titrasi, setiap Fe3 + yang hadir harus dikurangi untuk Fe2 +. Jenis pretreatment dapat dicapai dengan tambahan mengurangi atau mengoksidasi agen.
Jika titrasi redoks akan digunakan dalam analisis kuantitatif, analit pada awalnya harus ada dalam keadaan oksidasi tunggal, Sebagai contoh, kandungan besi sampel dapat ditentukan oleh titrasi redoks di mana Ce4 + mengoksidasi Fe2 + menjadi Fe3 +. Proses mempersiapkan sampel untuk analisis harus memastikan bahwa besi semua hadir sebagai Fe2 +. Despending pada sampel dan metode persiapan sampel, bagaimanapun, besi awalnya mungkin ada dalam kedua +2 dan +3 oksidasi. Sebelum titrasi, setiap Fe3 + yang hadir harus dikurangi untuk Fe2 +. Jenis pretreatment dapat dicapai dengan tambahan mengurangi atau mengoksidasi agen.
Logam yang mudah teroksidasi, seperti Zn, Al, dan Ag, dapat melayani agen mengurangi sebagai pembantu. Logam, seperti kawat digulung atau bubuk, ditempatkan langsung di dalam larutan dimana mengurangi analit. Tentu saja agen yang tidak bereaksi mengurangi bantu akan mengganggu analisis dengan bereaksi dengan titran tersebut. Agen mengurangi sisa tambahan, oleh karena itu, harus dihapus setelah analit benar-benar berkurang. Ini bisa dicapai dengan hanya mengeluarkan kawat digulung atau dengan menyaring.
Pendekatan alternatif untuk menggunakan dan agen mengurangi bantu untuk melumpuhkan dalam kolom. Untuk menyiapkan kolom reduksi, suatu lumpur berair dari logam halus dibagi dikemas dalam sebuah tabung gelas yang dilengkapi dengan konektor berpori di bawah (gambar 9.39). Sampel ditempatkan di bagian atas kolom dan bergerak melalui kolom di bawah pengaruh hisap gravitasi atau vakum. panjang kolom reduksi dan laju aliran yang dipilih untuk memastikan pengurangan menyelesaikan analit itu.
Dua kolom pengurangan yang umum digunakan. Dalam reduktor Jones kolom seperti penuh dengan Zn digabung disusun oleh sebentar menempatkan butiran Zn dalam larutan HgCl2 untuk membentuk Zn (Hg). Oksidasi Zn digabungkan.
REAKSI
provides the necessary electrons for reducing the analyte. In the Walden reductor the column is filled with granular Ag metal. The solution containing thr analyte is acidified with HCl and passad through the column where the oxidation of Ag
menyediakan elektron yang diperlukan untuk mengurangi analit. Dalam reduktor Walden kolom diisi dengan logam Ag granular. Solusi yang mengandung analit thr adalah diasamkan dengan HCl dan passad melalui kolom di mana oksidasi Ag
REAKSI
menyediakan elektron yang diperlukan untuk mengurangi analit. Contoh kedua kolom pengurangan ditunjukkan pada Tabel 9.19.
REAKSI
Beberapa reagen biasanya digunakan sebagai agen oksidasi pembantu, termasuk peroxydisulfate amonium, (NH4) 2S2O8, dan peroksida hidrogen, H2O2. Peroxydisulfate Amonium adalah agen pengoksidasi kuat.
REAKSI
Mampu pengoksidasi Mn2 + untuk MnO4-, Cr3 + untuk Cr2O72-, dan Ce3 + untuk Ce4 +. Kelebihan besarbesaran peroxydisulfate mudah dihancurkan oleh mendidih sebentar solusi. Penurunan hidrogen peroksida larutan asam
REAKSI
Tabel 9.19 dipilih pengurangan menggunakan kolom reduktor logam
menyediakan metode lain untuk mengoksidasi sebuah analit. Kelebihan H2O2 juga dapat dihancurkan oleh mendidih sebentar solusi.
Dipilih dan standardisasi sebuah titran
Dalam pekerjaan kuantitatif konsentrasi titran's harus tetap stabil selama analisis. Sejak titrants dalam keadaan berkurang rentan terhadap oksidasi udara, titrasi redoks dilakukan kebanyakan kita menggunakan agen pengoksidasi sebagai titran tersebut. Pilihan yang beberapa titrants oksidator umum yang terbaik bagi analisis tertentu tergantung pada kemudahan yang analit dapat teroksidasi. Analit yang agen mengurangi kuat dapat berhasil dititrasi dengan titran oksidator yang relatif lemah, sedangkan titran oksidasi yang kuat diperlukan untuk analisis analit bahwa agen mengurangi lemah.
menyediakan metode lain untuk mengoksidasi sebuah analit. Kelebihan H2O2 juga dapat dihancurkan oleh mendidih sebentar solusi.
Dipilih dan standardisasi sebuah titran
Dalam pekerjaan kuantitatif konsentrasi titran's harus tetap stabil selama analisis. Sejak titrants dalam keadaan berkurang rentan terhadap oksidasi udara, titrasi redoks dilakukan kebanyakan kita menggunakan agen pengoksidasi sebagai titran tersebut. Pilihan yang beberapa titrants oksidator umum yang terbaik bagi analisis tertentu tergantung pada kemudahan yang analit dapat teroksidasi. Analit yang agen mengurangi kuat dapat berhasil dititrasi dengan titran oksidator yang relatif lemah, sedangkan titran oksidasi yang kuat diperlukan untuk analisis analit bahwa agen mengurangi lemah.
Kedua titrants oksidator terkuat adalah MnO4-dan Ce4 +, untuk yang setengah-reaksi adalah pengurangan
Reaksi
Solusi dari Ce4 + disusun dari cerium nitrat amonium primer standar, Ce (NO3) 4 2NH4NO3, dalam 1 M H2SO4. Ketika dibuat dari bahan grade reagen, seperti Ce (OH) 4, solusinya harus againts standar standar primer reduktor seperti Na2C2O4 atau Fe2 + (disusun dengan menggunakan Fe kawat). Ferroin adalah indikator yang cocok bila againts standardisasi Fe2 + (Tabel 9.20). Meskipun ketersediaan sebagai standar primer dan kemudahan persiapan., Ce4 + adalah tidak sering digunakan sebagai MnO4-karena beban yang lebih besar.
Reaksi
Solusi dari Ce4 + disusun dari cerium nitrat amonium primer standar, Ce (NO3) 4 2NH4NO3, dalam 1 M H2SO4. Ketika dibuat dari bahan grade reagen, seperti Ce (OH) 4, solusinya harus againts standar standar primer reduktor seperti Na2C2O4 atau Fe2 + (disusun dengan menggunakan Fe kawat). Ferroin adalah indikator yang cocok bila againts standardisasi Fe2 + (Tabel 9.20). Meskipun ketersediaan sebagai standar primer dan kemudahan persiapan., Ce4 + adalah tidak sering digunakan sebagai MnO4-karena beban yang lebih besar.
Solusi MnO4-disusun dari KMnO4, yang tidak tersedia sebagai standar primer. Larutan berair permanganat adalah termodinamika tidak stabil karena kemampuannya untuk air oksida.
Reaksi
Reaksi ini dikatalisis oleh kehadiran MnO4-, Mn2 +, panas, cahaya, dan kehadiran asam dan basa. Cukup stabil solusi permanganat dapat dibuat dengan perebusan selama satu jam dan penyaringan melalui kaca sinter filter untuk menghilangkan MnO2 padat yang presipitat. Solusi disiapkan dalam mode ini adalah stabil selama 1-2 minggu, meskipun standarisasi harus diperiksa ulang secara berkala. Standardisasi dapat dicapai dengan menggunakan standar primer yang sama mengurangi agen yang digunakan dengan Ce4 +, dengan menggunakan warna pink MnO4-sinyal titik akhir (Tabel 9.20).
Reaksi
Reaksi ini dikatalisis oleh kehadiran MnO4-, Mn2 +, panas, cahaya, dan kehadiran asam dan basa. Cukup stabil solusi permanganat dapat dibuat dengan perebusan selama satu jam dan penyaringan melalui kaca sinter filter untuk menghilangkan MnO2 padat yang presipitat. Solusi disiapkan dalam mode ini adalah stabil selama 1-2 minggu, meskipun standarisasi harus diperiksa ulang secara berkala. Standardisasi dapat dicapai dengan menggunakan standar primer yang sama mengurangi agen yang digunakan dengan Ce4 +, dengan menggunakan warna pink MnO4-sinyal titik akhir (Tabel 9.20).
Tabel reaksi Standardisasi 9,20 untuk titrants redoks dipilih
Kalium dikromat adalah agen oksidator yang relatif kuat yang utama adalah ketersediaan adventages sebagai standar primer dan stabilitas jangka panjang dari solusi. Ini bukan, bagaimanapun, sebagai agen pengoksidasi kuat sebagai MnO4-atau Ce4 +, yang mencegah aplikasi untuk analisis analit yang agen mengurangi lemah. Its pengurangan setengah-reaksi
Kalium dikromat adalah agen oksidator yang relatif kuat yang utama adalah ketersediaan adventages sebagai standar primer dan stabilitas jangka panjang dari solusi. Ini bukan, bagaimanapun, sebagai agen pengoksidasi kuat sebagai MnO4-atau Ce4 +, yang mencegah aplikasi untuk analisis analit yang agen mengurangi lemah. Its pengurangan setengah-reaksi
Reaksi
Meskipun larutan Cr2O72-adalah jeruk dan orang-orang Cr3 + berwarna hijau, warna juga tidak cukup kuat untuk melayani sebagai indikator yang bermanfaat. Difenilamina asam sulfonat, yang teroksidasi bentuk adalah bentuk ungu dan dikurangi tidak berwarna, memberikan sinyal titik akhir yang sangat berbeda dengan Cr2O72-.
Yodium merupakan titran biasa ditemui oksidasi. Dibandingkan dengan MnO4-, Ce4 +, dan Cr2O72-, itu adalah agen oksidator lemah dan hanya berguna untuk analisis analit yang agen mengurangi kuat. Keterbatasan ini jelas, bagaimanapun, membuat sebuah I2 titran lebih selektif untuk analisis dari agen mengurangi kuat di hadapan agen mengurangi lemah. Setengah reaksi reduksi-I2 adalah
Meskipun larutan Cr2O72-adalah jeruk dan orang-orang Cr3 + berwarna hijau, warna juga tidak cukup kuat untuk melayani sebagai indikator yang bermanfaat. Difenilamina asam sulfonat, yang teroksidasi bentuk adalah bentuk ungu dan dikurangi tidak berwarna, memberikan sinyal titik akhir yang sangat berbeda dengan Cr2O72-.
Yodium merupakan titran biasa ditemui oksidasi. Dibandingkan dengan MnO4-, Ce4 +, dan Cr2O72-, itu adalah agen oksidator lemah dan hanya berguna untuk analisis analit yang agen mengurangi kuat. Keterbatasan ini jelas, bagaimanapun, membuat sebuah I2 titran lebih selektif untuk analisis dari agen mengurangi kuat di hadapan agen mengurangi lemah. Setengah reaksi reduksi-I2 adalah
Reaksi
Karena kelarutan miskin yodium's, solusi disusun dengan menambahkan kelebihan I-. Reaksi kompleksasi
Reaksi
Meningkatkan kelarutan I2 dengan membentuk ion lebih mudah larut triiodida i3-. Meskipun yodium hadir sebagai i3-bukan I2, jumlah elektron dalam reaksi reduksi setengah tidak terpengaruh.
Karena kelarutan miskin yodium's, solusi disusun dengan menambahkan kelebihan I-. Reaksi kompleksasi
Reaksi
Meningkatkan kelarutan I2 dengan membentuk ion lebih mudah larut triiodida i3-. Meskipun yodium hadir sebagai i3-bukan I2, jumlah elektron dalam reaksi reduksi setengah tidak terpengaruh.
Reaksi
Solusi dari I3-biasanya standar againts Na2S2O3 (lihat Tabel 9.20) dengan menggunakan pati sebagai indikator khusus untuk i3-.
Solusi dari I3-biasanya standar againts Na2S2O3 (lihat Tabel 9.20) dengan menggunakan pati sebagai indikator khusus untuk i3-.
Pengoksidasi titrants seperti MnO4-, Ce4 +, Cr2O72-dan i3-, yang digunakan untuk titrasi analit yang dalam keadaan berkurang. Ketika analit merupakan negara teroksidasi, dapat dikurangi dengan agen mengurangi bantu dan dititrasi dengan titran oksidasi. The alternatif, analit bisa dititrasi dengan titran mengurangi cocok. Iodida adalah agen mengurangi yang relatif kuat yang berpotensi dapat digunakan untuk analisis analit di negara-negara oksidasi yang lebih tinggi. Sayangnya, solusi-I tidak dapat digunakan sebagai titran langsung karena mereka tunduk pada oksidasi udara I-ke i3-.
Reaksi
Sebaliknya, kelebihan KI ditambahkan, mengurangi analit dan liberatimg sejumlah stoikiometri dari I3-. Jumlah i3-yang dihasilkan kemudian ditentukan oleh titrasi kembali menggunakan Na2S2O3 sebagai titran mengurangi.
Reaksi
Solusi dari Na2S2O3 disusun dari pentahydrate dan harus menjadi standar sebelum digunakan. Standardisasi ini dilakukan dengan melarutkan sebagian secara hati-hati dari KIO3 standar primer dalam larutan asam yang mengandung kelebihan KI. Ketika diasamkan, reaksi antara IO3-dan aku-
Sebaliknya, kelebihan KI ditambahkan, mengurangi analit dan liberatimg sejumlah stoikiometri dari I3-. Jumlah i3-yang dihasilkan kemudian ditentukan oleh titrasi kembali menggunakan Na2S2O3 sebagai titran mengurangi.
Reaksi
Solusi dari Na2S2O3 disusun dari pentahydrate dan harus menjadi standar sebelum digunakan. Standardisasi ini dilakukan dengan melarutkan sebagian secara hati-hati dari KIO3 standar primer dalam larutan asam yang mengandung kelebihan KI. Ketika diasamkan, reaksi antara IO3-dan aku-
Membebaskan sejumlah stoikiometri dari I3-. Titrasi I3-menggunakan pati sebagai indikator visual memungkinkan penentuan konsentrasi titran itu.
Meskipun tiosulfat adalah salah satu dari sedikit mengurangi titrants tidak mudah teroksidasi melalui kontak dengan udara, maka dikenakan decompotision lambat bisulfit dan belerang elemen. Ketika digunakan selama beberapa minggu, larutan tiosulfat harus restandardized berkala. Beberapa bentuk bakteri mampu memetabolisme tiosulfat, yang juga dapat menyebabkan perubahan dalam konsentrasi. Masalah ini dapat diperkecil dengan menambahkan pengawet seperti HgI2 untuk solusi.
Titran lain mengurangi adalah amonium ferrous sulfat, Fe (NH4) 2 (SO4) 2 6H2O di mana besi hadir dalam keadaan oksidasi +2. Solusi dari Fe2 + biasanya sangat suspectible terhadap oksidasi udara, tapi ketika disusun 0,5 M H2SO4 solusinya dapat tetap stabil selama satu bulan. restandardization periodik dengan K2Cr2O7 disarankan. titran ini dapat digunakan dalam titrasi langsung baik di mana yang Fe3 + yang dihasilkan ditentukan oleh titrasi kembali dengan menggunakan larutan standar Ce4 + atau Cr2O72-.
Titran lain mengurangi adalah amonium ferrous sulfat, Fe (NH4) 2 (SO4) 2 6H2O di mana besi hadir dalam keadaan oksidasi +2. Solusi dari Fe2 + biasanya sangat suspectible terhadap oksidasi udara, tapi ketika disusun 0,5 M H2SO4 solusinya dapat tetap stabil selama satu bulan. Restandardization periodik dengan K2Cr2O7 disarankan. Titran ini dapat digunakan dalam titrasi langsung baik di mana yang Fe3 + yang dihasilkan ditentukan oleh titrasi kembali dengan menggunakan larutan standar Ce4 + atau Cr2O72-.
Analisis anorganik titrimetri redoks telah digunakan untuk analisis berbagai analit anorganik Meskipun banyak dari metode ini telah diganti dengan metode baru., Beberapa terus terdaftar sebagai metode standar analisis. Pada bagian ini kita mempertimbangkan aplikasi titrimetri redoks untuk beberapa kesehatan yang penting lingkungan, masyarakat, dan analisis industri. Contoh lain dapat ditemukan dalam pembacaan yang disarankan terdaftar pada akhir bab ini.
Salah satu aplikasi yang paling penting adalah titrimetri redoks dalam mengevaluasi klorinasi pasokan air publik. Dalam 9.3 Metode pendekatan untuk menentukan jumlah sisa klorin digambarkan di mana daya oksidasi klorin digunakan untuk mengoksidasi I-untuk i3-Jumlah i3-terbentuk. ditentukan oleh titrasi kembali dengan S2O32-.
Efisiensi klorinasi tergantung pada bentuk dari spesies klorinasi Untuk alasan ini penting untuk membedakan antara klorin bebas residu, karena Cl2, HOCl,. dan OCl-, dan kombinasi klorin residual. Bentuk terakhir hasil klorin dari reaksi amonia dengan klorin bebas residu, membentuk NH2CL2, NHCL2, dan NCL3. ketika sampel air diklorinasi bebas iodida dicampur dengan axcess indikator N, N-dietil-p-fenilendiamin (DPD), yang bebas klorin mengoksidasi sebagian stoikiometri DPD untuk adalah bentuk berwarna merah. DPD teroksidasi ini kemudian dititrasi kembali ke-bentuk warna kurang dengan sulfat amonium ferrous, dengan volume titran sebanding dengan jumlah sisa khlor bebas. Menambahkan sejumlah kecil KI mengurangi monochloramine, NH2Cl, membentuk l3-.The i3-lalu mengoksidasi sebagian dari DPD untuk membentuk yang berwarna merah. Titrasi DPD teroksidasi dengan menghasilkan sulfat amminium ferrous jumlah NH2Cl dalam sampel. Jumlah dichloramine dan trichloramine ditentukan dengan cara yang sama.
Metode yang dijelaskan sebelumnya untuk menentukan total, gratis, atau gabungan sisa klorin juga digunakan dalam membangun permintaan klorin pada pasokan air. Permintaan klorin didefinisikan sebagai jumlah klorin yang harus ditambahkan ke pasokan air untuk sepenuhnya bereaksi dengan zat yang dapat teroksidasi oleh klorin sementara juga mempertahankan sisa klorin yang diinginkan. Hal ini ditentukan dengan menambahkan jumlah yang semakin besar klorin untuk satu set sampel diambil dari persediaan air dan menentukan total, gratis, atau gabungan sisa klorin.
Contoh lain penting titrimetri redoks yang menemukan aplikasi baik dalam kesehatan publik dan analisis lingkungan adalah penentuan axygen terlarut. Pada perairan alami tingkat O2 terlarut adalah penting untuk dua alasan: itu adalah oksidan yang paling tersedia untuk oksidasi biologis polutan organik dan anorganik, dan perlu untuk mendukung kehidupan air. Pada tumbuhan pengolahan air limbah, pengendalian O2 terlarut sangat penting untuk oksidasi aerobik limbah. Jika tingkat O2 terlarut jatuh di bawah nilai kritis, bakteri aerobik digantikan oleh bakteri anaerob, dan oksidasi sampah organik menghasilkan gas yang tidak diinginkan seperti CH4 dan H2S.
Salah satu metode standar untuk menentukan kadar O2 terlarut dari perairan alam dan air limbah adalah metode Winkler. Contoh air dikumpulkan dalam mode yang mencegah paparan kepada atposphere (yang mungkin mengubah tingkat O2 terlarut). Sampel ini kemudian diolah dengan larutan MnSO4, dan kemudian dengan asolution NaOH dan KI. Di bawah ini Mn2 kondisi alkali + dioksidasi untuk MnO2 oleh oksigen terlarut.
Reaksi
Setelah reaksi selesai, solusinya adalah diasamkan dengan H2SO4. Dalam kondisi sekarang asam I-teroksidasi i3 ti-oleh MnO2
Reaksi
Setelah reaksi selesai, solusinya adalah diasamkan dengan H2SO4. Dalam kondisi sekarang asam I-teroksidasi i3 ti-oleh MnO2
Reaksi
Jumlah i3-terbentuk ditentukan dengan titrasi dengan S2O32-menggunakan pati sebagai indikator. Metode Winkler dikenakan berbagai gangguan, dan beberapa modifikasi prosedur aslinya telah diusulkan. Misalnya, NO2-mengganggu karena dapat mengurangi i3-ke I-di bawah kondisi asam. Gangguan ini dihilangkan dengan menambahkan natrium azida, NaN3, mengurangi NO2-untuk N2. agen mengurangi lain, seperti Fe2 +, dieliminasi oleh pretreating sampel dengan KMnO4, dan menghancurkan kelebihan permanganat dengan K2C2O4.
Contoh lain penting titrasi redoks untuk analit anorganik, yang penting di laboratorium industri, adalah penentuan air di pelarut nonaqueous. The titran untuk analisis ini dikenal sebagai reagen Karl Fischer dan terdiri dari campuran yodium, belerang dioksida, piridin, dan metanol. Konsentrasi piridin cukup besar sehingga I2 dan SO2 yang dikomplekskan dengan piridin (py) sebagai py. I2 dan py. SO2. Bila ditambahkan ke sampel air yang mengandung, I2 direduksi menjadi I-, dan SO2 teroksidasi menjadi SO3.
Reaksi
Methanol termasuk untuk mencegah reaksi lebih lanjut py. SO3 dengan air. Titik akhir titrasi adalah yang memberi isyarat ketika perubahan solusi dari warna kuning produk dengan warna coklat pereaksi Karl Fischer.
Reaksi
Methanol termasuk untuk mencegah reaksi lebih lanjut py. SO3 dengan air. Titik akhir titrasi adalah yang memberi isyarat ketika perubahan solusi dari warna kuning produk dengan warna coklat pereaksi Karl Fischer.
Analisis Organik metode titrimetri redoks juga digunakan untuk analisis analis organik. Salah satu contoh penting adalah penentuan kebutuhan oksigen kimia (COD) di perairan alam dan air limbah. COD ini menyediakan ukuran kuantitas oksigen yang diperlukan untuk sepenuhnya mengoksidasi semua bahan organik dalam sampel untuk CO2 dan H2O. Tidak ada upaya dilakukan untuk mengoreksi bahan organik yang tidak bisa diurai secara biologis atau yang kinetika dekomposisi sangat lambat. Dengan demikian, COD selalu overestimates kebutuhan oksigen benar sampel itu. Penentuan COD sangat penting dalam mengelola fasilitas pengolahan air limbah industri di mana ia digunakan untuk memantau pelepasan limbah organik kaya ke dalam sistem saluran pembuangan kota atau lingkungan.
COD ditentukan oleh refluks sampel di hadapan K2Cr2O7 kelebihan, yang berfungsi sebagai agen oksidasi. Solusinya adalah diasamkan dengan H2SO4 dan Ag2SO4 ditambahkan sebagai katalis untuk mempercepat oksidasi asam lemak rendah molekul-berat. Merkuri sulfat, HgSO4, akan ditambahkan ke setiap kompleks klorida yang ada, sehingga mencegah pengendapan katalis + Ag sebagai AgCl. Dengan kondisi tersebut, efisiensi untuk oksidasi bahan organik adalah 95-100%. Setelah direfluks selama 2h, solusinya adalah didinginkan sampai suhu kamar, dan kelebihan-Cr2O72 ditentukan oleh titrasi kembali, dengan menggunakan amonium ferrous sulfat sebagai titran dan ferroin sebagai indikator. Karena sulit untuk benar-benar menghapus semua jejak bahan organik dari reagen, sebuah titrasi kosong harus dilakukan. Perbedaan jumlah amonium ferrous sulfat yang diperlukan untuk titrasi sampel kosong dan sebanding dengan COD....
COD ditentukan oleh refluks sampel di hadapan K2Cr2O7 kelebihan, yang berfungsi sebagai agen oksidasi. Solusinya adalah diasamkan dengan H2SO4 dan Ag2SO4 ditambahkan sebagai katalis untuk mempercepat oksidasi asam lemak rendah molekul-berat. Merkuri sulfat, HgSO4, akan ditambahkan ke setiap kompleks klorida yang ada, sehingga mencegah pengendapan katalis + Ag sebagai AgCl. Dengan kondisi tersebut, efisiensi untuk oksidasi bahan organik adalah 95-100%. Setelah direfluks selama 2h, solusinya adalah didinginkan sampai suhu kamar, dan kelebihan-Cr2O72 ditentukan oleh titrasi kembali, dengan menggunakan amonium ferrous sulfat sebagai titran dan ferroin sebagai indikator. Karena sulit untuk benar-benar menghapus semua jejak bahan organik dari reagen, sebuah titrasi kosong harus dilakukan. Perbedaan jumlah amonium ferrous sulfat yang diperlukan untuk titrasi sampel kosong dan sebanding dengan COD....
REAKSI
And for the analysis of the reducing sugars, such as glucose, by oxidizing the aldehyde functional group to a carboxylate ion in a basic solution.
REAKSI
Organic compounds containing a hydroxyl, carbonyl, or amine functional group adjacent to a hydroxyl or carbonyl group can be oxidized using metaperiodate, IO4- as an oxidizing titrant.
REAKSI
A two-electron oxidation cleaves the C-C bond between the two functional groups, with hydroxyl groups being oxidized to aldehydes or ketones, carbonyl functional groups being oxidized to carboxylic acids, and amines being oxidized to an aldehyde and amine (ammonia if the original amine was primary). For example treatment if serine with IO4- results in the following oxidation reaction.
REAKSI
The analysis is conducted by adding a known excess of IO4- to the solution containing the analyte and allowing the oxidation to take place for approximately 1 h at room temperature. When the oxidation is complete, an excess of KI is added, which reacts with the unreacted IO4- to form IO3- and I3-.
Reaksi
I3 The-ini kemudian ditentukan oleh titrasi dengan S2O32-menggunakan pati sebagai indikator.
Perhitungan kuantitatif yang stoikiometri reaksi redoks diberikan oleh comservation elektron antara oksidasi dan mengurangi agen (lihat Bagian 2C); sehingga
Mol elektron yang hilang
Mol reduktor
Mole reduktor
mol elektron diperoleh
mol oxidizing agent
mol oxidizing agent
contoh 9,13 menunjukkan bagaimana persamaan ini diterapkan untuk analisis didasarkan pada titrasi langsung.
CONTOH 9,13
Jumlah FE dalam sampel,4891-g bijih ditentukan oleh titrasi redoks dengan K2Cr2O7. Sampel dilarutkan dalam HCl dan setrika dibawa ke dalam keadaan oksidasi +2 menggunakan reduktor Jones. Titrasi ke titik akhir difenilamin asam sulfonat diperlukan 36,92 ml 0,02153 M K2Cr2O7. Laporan isi besi dari bijih sebagai w% / Fe2O3 w.
SOLUSI
Dalam titrasi ini analyte teroksidasi dari Fe2 + menjadi Fe3 +, dan titarnt direduksi dari Cr2O72-ke Cr3 +. Oksidasi Fe3 + hanya membutuhkan elektron tunggal. Mengurangi Cr2O72-. Di mana kromium bilangan oksidasi +6, membutuhkan total enam elektron. Konservasi elektron untuk reaksi redoks, karena itu, mensyaratkan bahwa
Moles Fe2 + = 6 x mol Cr2O72-
Sebuah kekekalan massa mengaitkan mol Fe2 + ke mol Fe2O3
Moles Fe2 + = 2 x mol Fe2O3
I3 The-ini kemudian ditentukan oleh titrasi dengan S2O32-menggunakan pati sebagai indikator.
Perhitungan kuantitatif yang stoikiometri reaksi redoks diberikan oleh comservation elektron antara oksidasi dan mengurangi agen (lihat Bagian 2C); sehingga
Mol elektron yang hilang
Mol reduktor
Mole reduktor
mol elektron diperoleh
mol oxidizing agent
mol oxidizing agent
contoh 9,13 menunjukkan bagaimana persamaan ini diterapkan untuk analisis didasarkan pada titrasi langsung.
CONTOH 9,13
Jumlah FE dalam sampel,4891-g bijih ditentukan oleh titrasi redoks dengan K2Cr2O7. Sampel dilarutkan dalam HCl dan setrika dibawa ke dalam keadaan oksidasi +2 menggunakan reduktor Jones. Titrasi ke titik akhir difenilamin asam sulfonat diperlukan 36,92 ml 0,02153 M K2Cr2O7. Laporan isi besi dari bijih sebagai w% / Fe2O3 w.
SOLUSI
Dalam titrasi ini analyte teroksidasi dari Fe2 + menjadi Fe3 +, dan titarnt direduksi dari Cr2O72-ke Cr3 +. Oksidasi Fe3 + hanya membutuhkan elektron tunggal. Mengurangi Cr2O72-. Di mana kromium bilangan oksidasi +6, membutuhkan total enam elektron. Konservasi elektron untuk reaksi redoks, karena itu, mensyaratkan bahwa
Moles Fe2 + = 6 x mol Cr2O72-
Sebuah kekekalan massa mengaitkan mol Fe2 + ke mol Fe2O3
Moles Fe2 + = 2 x mol Fe2O3
Menggabungkan dua persamaan konservasi memberikan
Rumus
Membuat substitusi yang tepat untuk mol Fe2O3 dan Cr2O72-memberikan persamaan berikut
Rumus
Yang kita memecahkan untuk gram Fe2O3.
Rumus
Dengan demikian,% w / w Fe2O3 dalam sampel bijih
Rumus
Seperti ditunjukkan dalam contoh dua berikut, pendekatan ini dengan mudah diperluas situasi yang memerlukan analisis tidak langsung atau titrasi kembali.
Contoh 9.14
Contoh 25,00 mL cairan pemutih diencerkan hingga 1000 mL dalam labu volumetrik. Sebagian 25 mL sampel diencerkan dengan pipet dipindahkan ke dalam labu Erlenmeyer dan diperlakukan dengan KI berlebih, mengoksidasi OCl-untuk Cl-, dan menghasilkan i3-. I3 dibebaskan-ditentukan oleh titrasi dengan 0,09892 M. Na 2S2O3, membutuhkan 8,96 mL untuk mencapai titik akhir indikator pati. Laporkan% b / v NaOCl dalam sampel pemutih.
Solusi
Mengurangi OCl-untuk Cl-membutuhkan dua elektron, dan oksidasi satu saya-untuk i3-membutuhkan 2 / 3 dari elektron, dengan demikian, konservasi elektron mensyaratkan bahwa
Rumus
Dalam titrasi, dua elektron yang dibutuhkan bila i3-berkurang, tetapi oksidasi S2O32-rilis satu elektron, dengan demikian
Rumus
Kedua persamaan dapat dikombinasikan dengan mengakui bahwa kekekalan massa untuk yodium mengharuskan
Rumus
Menggantikan mol NaOCl dan S2O32-meninggalkan kita dengan persamaan
Rumus
Yang diselesaikan untuk gram NaOCl.
Rumus
Dengan demikian,% w / v NaOCl dalam contoh dilusi
Rumus
Sejak pemutih itu diencerkan dengan faktor 40 (25 mL sampai 1000 mL), konsentrasi NaOCl dalam pemutih adalah 5,28% w / v.
Solusi
Mengurangi OCl-untuk Cl-membutuhkan dua elektron, dan oksidasi satu saya-untuk i3-membutuhkan 2 / 3 dari elektron, dengan demikian, konservasi elektron mensyaratkan bahwa
Rumus
Dalam titrasi, dua elektron yang dibutuhkan bila i3-berkurang, tetapi oksidasi S2O32-rilis satu elektron, dengan demikian
Rumus
Kedua persamaan dapat dikombinasikan dengan mengakui bahwa kekekalan massa untuk yodium mengharuskan
Rumus
Menggantikan mol NaOCl dan S2O32-meninggalkan kita dengan persamaan
Rumus
Yang diselesaikan untuk gram NaOCl.
Rumus
Dengan demikian,% w / v NaOCl dalam contoh dilusi
Rumus
Sejak pemutih itu diencerkan dengan faktor 40 (25 mL sampai 1000 mL), konsentrasi NaOCl dalam pemutih adalah 5,28% w / v.
Contoh 9.15
Jumlah asam askorbat, C6H8O6, dalam jus jeruk ditentukan dengan mengoksidasi asam absorbic ke asam dehidroaskorbat, C6H6O6, dengan kelebihan diketahui i3-, dan kembali titrasi kelebihan i3-dengan Na2S2O3. Contoh 5,00 mL jus jeruk disaring diobati dengan 50,00 mL kelebihan 0,01023 M i3-. Setelah oksidasi itu selesai, 13,82 mL 0,07203 Na2S2O3 M diperlukan untuk mencapai titik akhir indikator pati. Laporan konsentrasi asam absorbic pada miligram per 100 mL.
Solusi
Pengoksidasi asam absorbic membutuhkan dua elektron, dan mengurangi i3-ke I-juga membutuhkan dua elektron. Demikian
Rumus
Untuk titrasi kembali, hubungan stoikiometri antara S2O32 i3-dan-ini (lihat Contoh 9.14)
Rumus
The total mol i3 digunakan dalam analisis ini adalah jumlah yang bereaksi dengan asam absorbic dan S2O32-
Rumus
Membuat subtitutions sesuai untuk mol i3-, C6H8O6, dan S2O32-
Rumus
Dan memecahkan untuk gram C6H8O6 memberikan
Rumus
Jumlah asam askorbat, C6H8O6, dalam jus jeruk ditentukan dengan mengoksidasi asam absorbic ke asam dehidroaskorbat, C6H6O6, dengan kelebihan diketahui i3-, dan kembali titrasi kelebihan i3-dengan Na2S2O3. Contoh 5,00 mL jus jeruk disaring diobati dengan 50,00 mL kelebihan 0,01023 M i3-. Setelah oksidasi itu selesai, 13,82 mL 0,07203 Na2S2O3 M diperlukan untuk mencapai titik akhir indikator pati. Laporan konsentrasi asam absorbic pada miligram per 100 mL.
Solusi
Pengoksidasi asam absorbic membutuhkan dua elektron, dan mengurangi i3-ke I-juga membutuhkan dua elektron. Demikian
Rumus
Untuk titrasi kembali, hubungan stoikiometri antara S2O32 i3-dan-ini (lihat Contoh 9.14)
Rumus
The total mol i3 digunakan dalam analisis ini adalah jumlah yang bereaksi dengan asam absorbic dan S2O32-
Rumus
Membuat subtitutions sesuai untuk mol i3-, C6H8O6, dan S2O32-
Rumus
Dan memecahkan untuk gram C6H8O6 memberikan
Rumus
Pilih volume sampel yang membutuhkan kurang dari 20 mL S2O3- untuk mencapai titik akhir. Menggunakan asam asetat glasial, yang cukup untuk mengasamkan pH dalam kisaran 3 sampai 4, dan menambahkan sekitar 1 gr Kl. Titrasi dengan Na2S2O3 sampai warna kuning karena I3- mulai menghilang. Tambahkan 1 mL larutan indikator starsh, dan lanjutkan titrasi sampai warna biru dari pati kompleks sehingga I3- menghilang. Volume tertentu diperlukan titran untuk mencapai titik akhir dan harus diperbaiki agar kotoran pereaksi dengan melakukan titrasi kosong.
Deskripsi Metode yang umum pada larutan klorin terdapat dalam pembentukan beberapa senyawa yang mengandung klorin, konsentrasi gabungan dari senyawa yang disebut total klorin sisa. Klorin mungkin hadir dalam berbagai pernyataan termasuk sisa khlor bebas, yang terdiri dari Cl2, HOCl. dan Ocl-, dan gabungan sisa klorin, yang terdiri dari NH2Cl, NHCl2, dan NCl3..
Metode lain untuk mencari titik akhir dari titrasi redoks adalah dengan menggunakan elektroda yang sesuai untuk memantau perubahan potensial elektrokimia sebagai titran ditambahkan ke dalam larutan analit. Titik akhir kemudian dapat ditemukan dari inspeksi visual dari kurva titrasi. Rancangan percobaan yang paling sederhana (Gambar 9.38) terdiri dari indikator Pt elektroda potensial yang diatur oleh titran redoks atau analit setengah reaksi, dan referensi elektroda -elektroda yang memiliki potensi yang tetap. Sebuah diskusi lebih lanjut tentang potensiometri ditemukan dalam Bab 11.
