Labovoorbereiding - gravimetrie & Jones reductor

Labo analytische
chemie
1 Chemie Vakgroep Chemie
Departement G&T/KHLeuven
Practicum 11 (Pagina 57-58 & p 111-114)
Gravimetrie Fe3+
/Fe2O3 + Jones reductor
Per twee werken!
Principe
bruinrood
1.4 Gravimetrie van Fe3+
als Fe2O3 (pagina 57-58)
geel
Fe(OH)3 is bij pH = 4 reeds volledig neergeslagen!
≤ 10–6
M
pOH = 10 en pH = 4
Als men Fe3+
-zouten oplost in H2O (pH = 7)
Dus zuur milieu
Fe(OH)3 heeft geen constante samenstelling. Daarom is de weegvorm Fe2O3
t < 1000 °C
mengoxide
+2 +3

Labo analytische
chemie
Principe
Om een goede neerslag van Fe(OH)3 te verkrijgen moet men rekening houden met vier factoren:
1. + NH4OH (geen KOH of NaOH)
2. Beperkte hoeveelheid base gebruiken
3. In grote overmaat NH4Cl
4. Warm neerslaan
Verklaring
Het neerslaan kan in zwak zuur of basisch midden want Fe(OH)3 is volledig neergeslagen bij pH= 4
Gevolg voor de structuur
a) Zuur midden
Fe3+
OH–
OH–
OH–
+ H+
A–+ Fe3+
OH–
OH–
OH2
A–
Anionenadsorptie (of contaminatie door oppervlakteadsorptie) doordat een deel van de OH-
-ionen
geneutraliseerd worden door de H+
Hoe zuurder, hoe sterker de adsorptie.
Hoe groter de lading van het anion, hoe gemakkelijker het wordt geadsorbeerd.
[H+
] >> → [A–
] >>
SO4
2–
en CrO4
2–
> Cl–
en NO3
–

Labo analytische
chemie
Principe
b) Basisch midden (wij)
Fe3+
OH–
OH–
OH–
+ M+
OH–+ Fe3+
OH–
OH–
M+
Kationenadsorptie
Hoe basischer, hoe sterker de adsorptie van metaalionen.
Hoe groter de lading van het metaalkation, hoe gemakkelijker het wordt geadsorbeerd.
[OH–
] >> → [M+
] >>
Ca2+
en Mg2+
> Na+
, K+
en NH4
+
OH–
OH–
We kiezen voor een kationenadsorptie, maar dan wel NH4
+
(uit NH3)

Labo analytische
chemie
Besluit
• Neerslaan in licht basisch midden → zo weinig mogelijk kationenadsorptie
Base: NH4OH en niet NaOH of KOH
Fe3+
OH–
OH–
NH4
+
OH–
OH–
Principe
• In aanwezigheid van een overmaat NH4Cl.
Hoe groter de [NH4
+
], hoe meer adsorptie.
Zo wordt bij voorkeur NH4
+
geadsorbeerd. Dit kan geen kwaad: NH3 ↑
Cl-
van NH4Cl in het filtraat.
• Warm neerslaan
Grotere partikels die coaguleren (=samenklitten) (±90°C).
In geval van koud neerslaan: colloïdale suspensie van Fe(OH)3 → Niet filtreerbaar
• Niet koken
Terug afbreken van de gecoaguleerde deeltjes of agglomeraten = PEPTISATIE (terug uiteenvallen in
kleinere partikeltjes)
Merk op dat het NH4
+
dat je toevoegt er werkelijk uitgaat onder de vorm van
ammoniak!

Labo analytische
chemie
Werkwijze
Staal met geel Fe3+
kwantitatief overbrengen in een plastic centrifugeerbuis (80,0 ml) en dit gemerkt! Niet
met teveel H2OAD naspoelen. Er moet nog NH4Cl en NH4OH bijkunnen. Half gevuld!
a) De neerslagvorming
Opstelling
• + 5 ml NH4Cl 5%
• roeren
• In kokend waterbad (5’)
• Al roerend en traag NH4OH½ (20 ml bereiden) toevoegen (± 10,0 ml) (10 ml
NH3c + 10 ml AD maken)
Wanneer genoeg toegevoegd?
1. Na goed roeren: NH3 geur! (Oppassen: druppel NH3 aan de bovenwand
geeft ook de geur!)
2. Rode lakmoes: blauw!
3. Na bezinken: bovendrijvende oplossing kleurloos
• + warme (50 – 60°) NH4Cl 1% tot 100 ml (streepje)
200 ml NH4Cl 1% bereiden
40 ml 5% → 200 ml
V £ % = V’ £ %’

Labo analytische
chemie
Werkwijze
b) Tarreren van het kroesje
Het gemerkte kroesje § 20 min in de moffeloven plaatsen op 1000°C. Op Tk laten komen in een excicator &
afwegen
c) Filtreren en wassen
• Eerste keer 5’ in de centrifuge
DECANTEREN
• Afgieten op filter
• + 1 ml warme NH4Cl 1%, roeren, + 1 ml warm NH4Cl 1%, roeren tot suspensie en zo verder aanlengen met
warme NH4Cl 1%
• Tweede keer 5’ in de centrifuge
• + weinig warm AD neerslag in suspensie brengen en H2OAD toevoegen al roerend tot het merkstreep
• + weinig warm AD in suspensie brengen en het neerslag volledig op de filter brengen
• Centrifugeerbuis naspoelen met AD,
• Uitgelekte en gemerkte filter in de droogstoof (30’ op 200°C)
• Derde keer 5’ in de centrifuge

Labo analytische
chemie
Werkwijze
d) Verassen
Het droge Fe(OH)3 bewaren op glanzend papier met beker erop en filtreerpapier afzonderlijk verassen in het
rookhok.
Anders
Kroesje schuin houden voor O2 toevoer.
e) Verhitten van het neerslag
Als het papier verdwenen: neerslag toevoegen en langzaam temperatuur verhogen tot roodgloeiend. (anders
spat het H2O eruit in de oven).
20’ in de oven op 900 à 1000 °C.
Afkoelen in een exciccator en afwegen als Fe2O3.
f) Berekening van het aantal mg Fe in het staal

Labo analytische
chemie
Massa kroesje zonder Fe2O3: 22,5315 g
Berekening zelf kunnen maken!!!
Massa kroesje met Fe2O3: 22,8319 g
mFe2O3
= 22,8319 g - 22,5315 g = 0,3004 g
Tip: 1 mol Fe2O3 → 2 mol Fe

Labo analytische
chemie
2.4.10 Dosage van Molybdeen na reductie op een Jones-reductor (pagina 111-114)
Principe
+0,40
E0
(V)
in H2SO4 0,5 M
+0,13
MoO3+
/Mo3+
–0,01
MoO2
2+
/Mo3+
MoO2
2+
/MoO3+ +1,51
E0
(V)
+0,77
Zn2+
/Zn–0,76
Fe3+
/Fe2+
MnO4
–
/Mn2+
Uitschrijven alle redoxreacties!
Gegevens
Mo(VI)-monster
oplossen
in H2SO4 0,5 M
MoO2
2+
+VI
Jones
reductor
Mo3+
+ Fe3+
overmaat
H+
MoO3+
+ Fe2+
+V
Titreren met
MnO4
–
0,1 N
+VI
MoO2
2+
+ Fe3+
+ Mn2+
Onstabiel, oxideert a/d lucht

Labo analytische
chemie
E0
(V)
Zn2+
/Zn–0,76
+0,13 MoO2
2+
/Mo3+
spontaan
+VI Jones
reductor
MoO2
2+
Mo3+a) Mo3+
+ Fe3+ H+
MoO3+
+ Fe2+
E0
(V)
+0,01
+0,77
spontaan
MoO3+
/Mo3+
Fe3+
/Fe2+
overmaat
b)
Uitschrijven alle redoxreacties! Zelfstandig in het laboschrift!!!
Principe
Fe2+
Fe3+
c)
Titreren
met MnO4
–
E0
(V)
+1,51
+0,77 Fe3+
/Fe2+
MnO4
–
/Mn2+
spontaan
d)
Titreren
met MnO4
–
E0
(V)
+1,51 MnO4
–
/Mn2+
spontaan
MoO3+
MoO2
2+
+0,40 MoO2
2+
/MoO3+
+V +VI

Labo analytische
chemie
Mo(VI)-monster
oplossen
in H2SO4 0,5 M
MoO2
2+
+VI
Jones
reductor
Mo3+
overmaat
H+
MoO3+
+ Fe2+
+V
Titreren
met MnO4
–
+VI
MoO2
2+
+ Fe3+
Onstabiel, oxideert op lucht
(a)
+ Fe3+
(b)
overmaat
(c)
(d)
Titratiereactie = (b) + (c) + (d)
Principe
percolatiereactie
reductie na percolatie)5(
2( )
Titratiereacties
Alle reactievergelijkingen volledig uitwerken in het laboschrift!

Labo analytische
chemie
Werking van de Jones reductor
• Percoleren door zuil van reducerend materiaal (hier geamalgameerd zink) → reductie van bepaalde
elementen
Voorbeelden
Fe(III)
Mo(VI)
Ti(V)
Cr(III)
Fe(II)
Mo(III)
Ti(III)
Cr(II)
• Gereduceerde elementen kunnen vervolgens gedoseerd worden door titratie met aangepaste oxidatoren.

Labo analytische
chemie
Werkwijze
a) Bereiden van 250 ml KMnO4 0,1 N (eventueel delen we uit!)
1 l 1 N KMnO4 → 31,60 g KMnO4
0,25 l 0,1 N KMnO4 → 31,60 g/val x 0,25 l x 0,1 val/l = 0,790 g KMnO4
Afwegen in het labo op een bovenweger (op een horlogeglas) of beker van 600 ml. Voeg hieraan 200 ml
H2OAD toe en 15’ zachtjes laten koken, afgedekt met een groot horlogeglas.
Aanlengen met H2OAD tot 250 ml, afkoelen (stromend H2O) en filtreren op glaswol (Afkoelen en dan in de
buret!)

Labo analytische
chemie
Werkwijze
b) Bereiden van de Jones-reductor
5 cm H2OAD
50 ml Zn-korrels in beker 100 ml → bedhoogte 10 cm in kolom (Ø 2 cm, h 35 cm)
5 cm H2OAD
10 cm ZnHg
1 à 1,5 cm glaswol
Overgiet met 25 ml HgCl2-oplossing 20 g/l : 10 min roeren met glazen staaf
Bovendrijvende oplossing in een afvalbeker onder de rookvang
Geamalgameerd metaal wassen met 25 ml H2OAD (decantatie) (waswater in de
afvalbeker)
Nog 2 maal wassen en afvalwater mag nu in de pompbak
Methode van de natte vulling (zie tekening)

Labo analytische
chemie
Werkwijze
c) Wassen van de Jones-reductor
Amalgaam wassen met 100 ml H2OAD
Kolom mag nooit droog komen te staan!

Labo analytische
chemie
Werkwijze
d) Bereiden van de Mo(VI)-oplossing
Beker 150 ml: Mo(VI)-verbinding met x mg Mo
Oplossen in ± 80 ml H2OAD + 5,5 ml H2SO4conc (2£ 2,8 ml met dispensette)
Overbrengen in maatkolf 200 ml, aanlengen en homogeniseren!
Verkregen Molybdeen-O is 0,5 M aan H2SO4 (geel)

Labo analytische
chemie
Werkwijze
e) Standaardisatie van het KMnO4 0,1 N met Na2C2O4
30,00 ml x 0,1 N KMnO4 = 3,00 mval KMnO4 = 3,00 mval Na2C2O4
3,00 mval x 67 g/val = 201 mg Na2C2O4 oplossen in 100 ml H2OAD + 10 ml H2SO4c
Opwarmen boven 60°C & titreren met MnO4
–
(langzaam & buret 50,0 ml)
Titreren tot roze kleur 30 sec blijft! 2 à 3 maal herhalen
Voorzorgsmaatregelen zie vroeger!
Titratiereactie

Labo analytische
chemie
mNa2C2O4
mval Na2C2O4
mval KMnO4 ml KMnO4
NKMnO4
Werkwijze
e) Standaardisatie van het KMnO4 0,1 N met Na2C2O4
Tabellen in het laboschrift!
mNa2C2O4
E.V. MnO4
–
B.V. MnO4
–
T.V. MnO4
–

Labo analytische
chemie
Werkwijze
f) Activeren van de Jones-reductor
100 ml H2SO4 1 M percoleren in een matig tempo
Kolom mag nooit droog komen te staan!

Labo analytische
chemie
Werkwijze
g) Reductie van het Mo(VI) door de Jones-reductor
Werkelijke reactie
Beker 150 ml: 50,0 ml Mo(VI)-O + 50,0 ml H2SO4 0,5 M
Merk op! 100 ml H2SO4 0,5 M = 97,2 ml H2OAD + 2,8 ml H2SO4conc
Percoleren & opvangen in beker van 600 ml waarin 200 ml FeNH4(SO4)2¢ 12 H2O gebracht werd.
3,4 g FeNH4(SO4)2¢12 H2O oplossen in 200 ml H2SO4 1 N
Percoleer nog 100 ml H2SO4 0,5 M (uitlooppunt in oplossing, want anders luchtoxidatie)
Opmerking! Hoe H2SO4 1 N of 2 N bereiden?
• 100 ml H2SO4 0,5 M = 1 N: 97,2 ml H2OAD + 2,8 ml H2SO4conc
• 200 ml H2SO4 0,5 M = 1 N: 194,4 ml H2OAD + 2 x 2,8 ml H2SO4conc
• 100 ml H2SO4 1 M = 2 N: 94,4 ml H2OAD + 2 x 2,8 ml H2SO4conc

Labo analytische
chemie
Werkwijze
h) Titratie van het percolaat en berekening
Titreren (traag) van het totaal percolaat (400 ml) met gestandaardiseerde MnO4
–
-O 0,1 N uit een buret van
50,0 ml na toevoegen van 2 ml H3PO4conc (FeHPO4
+
= kleurloos, want Fe3+
= geel}
mMolybdeen in mg
Berekenen en indienen
Tabellen in het laboschrift!
Mo(VI)
E.V. MnO4
–
B.V. MnO4
–
T.V. MnO4
–
in 50 ml

Labo analytische
chemie
Werkwijze
i) Recuperatie reagentia en verwerking afval
Jones – reductor:
Wassen met 100 ml H2OAD
Inhoud kolom recupereren
pH-controle: 5 à 6
Overschot MnO4
-
0,1 N in de bruine flessen
Al de rest in de zuurton

Labovoorbereiding - gravimetrie & Jones reductor

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Was ist angesagt? (20)

Ähnlich wie Labovoorbereiding - gravimetrie & Jones reductor

Ähnlich wie Labovoorbereiding - gravimetrie & Jones reductor (19)

Mehr von Tom Mortier

Mehr von Tom Mortier (12)

Labovoorbereiding - gravimetrie & Jones reductor