Analytische Chemie I Versuchsprotokoll 5.5 Simultanbestimmung von Bi/Pb.! Theoretischer Hintergrund Bi 3+ und Pb 2+ werden nebeneinander bestimmt. Bismut(III) bildet bereits im Sauren einen EDTA-Komplex, wohingegen Blei(II) erst bei einem deutlich höheren ph-wert mit EDTA reagiert. Daher wird zuerst im Mineralsauren bei ph -2 bis zum Farbumschlag des Indikators Xylenolorange von violett nach gelb titriert, bis das gesamte Bismut mit EDTA komplexiert ist. Der Indikator liegt nun wieder ungebunden vor (gelbe Farbe). Die Endpunktsanzeige geschieht nach folgendem Prinzip: Xylenolorange bildet mit Bismut einen violetten Komplex. Ein Teil des in der Probelösung enthaltenen Bismuts reagiert zu diesem Indikatorkomplex. Wird nun EDTA-Lösung hinzugegeben, reagiert zunächst das ungebundene Bi(III). Ist das gesamte ungebundene Bi(III) aufgebraucht, findet eine Ligandenaustauschreaktion des EDTAs mit dem Indikatorkomplex statt. Das im Bi-Komplex gebundene Xylenolorange wird durch EDTA ersetzt, da der EDTA-Komplex deutlich stabiler ist. Die Lösung färbt sich deshalb gelb. Nun wird der ph-wert auf 5-6 mit Urotropin erhöht. Erst unter dieser Bedingung bildet Blei(II) analog zu Bismut(III) sowohl den tiefvioletten Indikatorkomplex als auch den EDTA-Komplex. Es wird wieder bis zum Farbumschlag nach gelb titriert. 2.! Reaktionsgleichungen Bi 3+ + Xylenolorange gelb * ) Bi Xylenolorange-Komplex rot Bi 3+ +EDTA 4 * ) [Bi(EDTA)] Pb 2+ + Xylenolorange gelb * ) Pb Xylenolorange-Komplex rot Pb 2+ +EDTA 4 )* [Pb(EDTA)] 2 formelbrause.wordpress.com TU Dresden, Chemie 2. Semester!
ph-wert-erhöhung mit Urotropin (Hexamethylentetramin) (CH 2 ) 6 N 4 +6H 2 O! 6 HCHO + 4 NH 3 NH 3 +H 2 O! NH + 4 + OH 3.! Versuchsdurchführung 3.! Eingesetzte Chemikalien Substanz H-/P-Sätze Konzentration Symbole Entsorgung Substanzmenge HNO3 4,35 M C, O H: 272-34 Abfluss wenige P: 220-280- Tropfen 305+35+338-30 Bi 3+ Schwermetalle 00 ml Pb 2+ Schwermetalle 00 ml Na2EDTA 0,0 M Xi H: 39 P: 305+35+338 EDTA-Abfälle Xylenolorange fest EDTA-Abfälle 3 Spatelspitzen Urotropin fest F, Xi H: 228-37 EDTA-Ab- 0 g P: 280-302+352 fälle 3.2! Durchführung und Beobachtungen Analysenlösung auf 00 ml mit H2O auffüllen 0 ml der Lösung pro Titration verwenden (ph muss -2 sein, ggf. mit HNO3 ansäuern) Spatelspitze Xylenolorange hinzugeben mit EDTA-Maßlösung von violett nach gelb (zitronengelb) titrieren formelbrause.wordpress.com TU Dresden, Chemie 2. Semester! 2
für Pb-Bestimmung einige Spatel Urotropin in Probelösung lösen, bis Farbe kräftig violett ist (ph 5-6) mit EDTA weiter titrieren, bis Lösung eine leuchtend gelbe Farbe hat Beobachtungen: Indikator bei Bi(III)-Bestimmung: violett über orange nach zitronengelb Indikator bei Pb(II)-Bestimmung: tiefviolett über orange nach zitronengelb 4.! Ergebnisse und Berechnungen 4.! Bi(III)-Bestimmung Verbrauch an Maßlösung: V in ml 9,40 2 9,45 V + V + V V = 2 3 =9,425 ml 3 3 9,425 Maßanalytischer Faktor: f(bi) = M(Bi) c(edta) = 208,98 g mol 0,0 mol l =2,0898 g l Ergebnis: m(bi) = 0 f(bi) V = 96,964 mg Standardabweichung: v np u (m t i m) 2 i= s m = n = 0,5225 mg formelbrause.wordpress.com TU Dresden, Chemie 2. Semester! 3
Vertrauensbereich: µ = m ± t s m p n für P = 95%: für P = 99%: 95,67 mg apple µ apple 98,26 mg 93,97 mg apple µ apple 99,96 mg 4.2! Pb(II)-Bestimmung Verbrauch an Maßlösung: V in ml 0,25 2 0,25 V + V + V V = 2 3 = 0,247 ml 3 3 0,225 Maßanalytischer Faktor: f(pb) = M(Pb) c(edta) = 207,2 g mol 0,0 mol l =2,072 g l Ergebnis: m(pb) = 0 f(pb) V = 22,208 mg Standardabweichung: v np u (m t i m) 2 i= s m = n = 0,299 mg formelbrause.wordpress.com TU Dresden, Chemie 2. Semester! 4
Vertrauensbereich: µ = m ± t s m p n für P = 95%: für P = 99%: 2,46 mg apple µ apple 22,95 mg 20,49 mg apple µ apple 23,92 mg 5.! Auswertung und Fehlerbetrachtung Tropfenfehler: letzter Tropfen EDTA-Lösung überschreitet Äquivalenzpunkt zu hohe Bi-Masse und zu kleine Masse für Pb wird ermittelt im Allgemeinen hat ein Fehler bei Bi einen Fehler bei Pb zur Folge Äquivalenzpunkt nicht so deutlich erkennbar, wenn Zwischenfarbe orange entsteht formelbrause.wordpress.com TU Dresden, Chemie 2. Semester! 5