starka syror och baser - kemi.lu.se · – precision - små slumpmässiga fel – repeterbarhet -...
TRANSCRIPT
Bestämning av en saltsyralösnings koncentration
- Ett standardiseringsförfarande
Starka syror och baser
• Syra = protondonator – Stark syra:
Fullständigt deprotonerad i lösning
• Bas = protonacceptor – Stark bas:
Fullständigt protonerad i lösning
O2-
Cl
HCl (aq) + H2O (l) ! H3O+ (aq) + Cl- (aq)
O2- (aq) + H2O (l) ! 2 OH- (aq)
Cl -
H2O O+
O-
H2O O-
Kap. 11 och 12
Titrera en stark bas med en stark syra
0.100 M HBr
50 mL 0.020 M KOH
Överskott av OH- Överskott av H+ Svaga syror och baser
• Syra = protondonator – Svag syra:
Delvis deprotonerad i lösning
• Bas = protonacceptor – Svag bas:
Delvis protonerad i lösning
HCOOH (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + HCOO- (aq)
NH3 (aq) + H2O (l) NH4+
(aq) + OH- (aq)
H2O
_ O+
N
H2O
N
N+ O-
En svag syras dissociationsgrad effekten av pH
• Henderson – Hasselbalch
0 0,2 0,4 0,6 0,8
1
0 2 4 6 8
Dis
soci
atio
nsgr
ad
pH
Benzoesyra: pKa = 4,2
HA H+ + A-
[ A-] / [ HA ] pH 100:1 pKa + 2 10:1 pKa + 1 1:1 pKa 1:10 pKa - 1 1:100 pKa - 2
En svag bas dissociationsgrad effekten av pH
• Henderson – Hasselbalch
0 0,2 0,4 0,6 0,8
1
0 2 4 6 8 10 12
Dis
soci
atio
nsgr
ad
pH
TRIS: pKa = 8,07
pKa för denna syra BH+ B + H+
[ BH+] / [ B ] pH 1:100 pKa + 2 1:10 pKa + 1 1:1 pKa 10:1 pKa - 1 100:1 pKa - 2
Titrera en svag bas med en stark syra
• TRIS: tris(hydroxymetyl)aminometan är en primärstandard
BH+ B
+ H+
Titrerkurva • en ekvivalent mängd TRIS titreras med ca 0.1 M HCl • ekvivalenspunkten nås när 1 mol HCl reagerat med 1 mol TRIS
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15 20 25 30 35 40
pH
Volym HCl (mL)
Ekvivalenspunkten: 100 % BH+
50% BH+ 10% BH+
90% BH+
Överskott av H+ Buffertregion
Hur vet vi att vi nått ekvivalenspunkten?
• Ett sätt är att använda en indikator • Mäter slutpunkten = karaktäriseras av förändringen hos
indikatorn
Val av indikator
• Det är viktigt att indikatorns färgomslag sker vid nära ekvivalenspunkten
Indikator Egenskap (pH) pKa Slutpunkt Bromtymolblått Blå (7.6) ! Gul (6.0) 7.1 Försvinnande av
grönt Bromkresolgrönt Blå (5.4) ! Gul (3.8) 4.7 Grönt
Titrerfelet – ett systematiskt fel • När indikatorns omslag (slutpunkten) inte sammanfaller med
ekvivalenspunkten
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15 20 25 30 35 40
pH
Volym HCl (mL)
" Bromtymolblått slår om här
" Bromkresolgrönt slår om här
Mätosäkerhet
• Mätosäkerhet (measurement uncertainty) – Avvikelser från ”riktigt” värde = riktighet – Spridningen av mätdata = precision – Kombination av ovanstående = noggrannhet – Måste i vissa fall obligatoriskt anges (ISO 17025)
x s
x µ s
Att skilja på riktighet och precision
Bra precision, bra riktighet Bra precision, dålig riktighet
x=µ µ x! µ
Dålig precision, bra riktighet Dålig precision, dålig riktighet
x=µ µ x! µ x = mätvärdenas medelvärde µ = riktigt värde
Olika typer av fel
• Grova fel – Kontaminering, “olyckor”, misstag
• Slumpmässiga (tillfälliga) – Avvikelser från medelvärdet (x), best. som standardavvikelse
(s) – Precision - små slumpmässiga fel – Repeterbarhet - reproducerbarhet
• Systematiska fel – Avvikelser av medelvärdet från “riktigt” värde (µ). – Kalibrering, jämförelser med standarder, jämförelser med
olika lab.
Upprepade mätningar
• medelvärde – mätvärden, xi
– antal mätvärden, n
• standardavvikelse – samma enhet som mätvärdena
• relativ standardavvikelse – i procent
Statistiska metoder för uppskattning av mätosäkerheten tas upp i kursen: ”Analytisk kemi, grundkurs”
Minska felkällorna
• Titrering – Samma person utför titreringen – Samma indikator vid ställning och vidare titrering – Beakta att indikatorer också är svaga syror eller baser –
undvik stora tillsatser
• Generellt – Lista möjliga felkällor i förväg – Ta reda på variationsorsaker och deras betydelse – Använd standarder, referenser och kalibrera