Magnus Ehingers undervisning

Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

Kemi 1

Administration

Redoxtitrering av järn(II)joner med cerium(IV)joner

Inledning

Med hjälp av en ORP-sensor kan man mäta redoxpotentialen hos en lösning. ORP står för "oxidation-reduction potential". En ORP-sensor är i princip en galvanisk cell där den ena halvcellen (referens-halvcellen) består av Ag(s)/AgCl(aq). Den andra halvcellen (mät-halvcellen) består av en bit Pt(s) som stoppas ner i den lösning där redoxreaktionen äger rum. Den spänning som uppstår över de båda halvcellerna är beroende av koncentrationen joner i lösningen, och kan därför användas för att följa en redoxreaktion. ORP-sensorer används ute i samhället för att övervaka halten klor i simbassänger och i reningsverk.

Ammoniumcerium(IV)nitrat. Ammoniumcerium(IV)nitrat.

I den här laborationen ska du bestämma koncentrationen Fe2+ i en lösning genom att låta järn(II)jonerna reagera med cerium(IV)joner enligt följande reaktionsformel:

Fe2+(aq) + Ce4+(aq) → Fe3+(aq) + Ce3+(aq)

Ce4+-jonerna är ett relativt starkt oxidationsmedel. Så länge de reagerar med Fe2+-joner och omvandlas till Ce3+-joner, kommer redoxpotentialen i lösningen att vara ganska låg. Vid en viss tillsatt substansmängd Ce4+-joner kommer alla Fe2+-joner att ha reagerat, och då ökar lösningens redoxpotential kraftigt. Detta sker vid ekvivalenspunkten.

Utrustning

  • Dator
  • Go!Link
  • ORP-sensor
  • 50 ml mätcylinder
  • Magnetomrörare med magnetloppa
  • Byrett, 50 ml
  • Stativ
  • Byretthållare
  • Klämmare och muff
  • Bägare, 150 ml
  • Bägare, 250 ml
  • Vollpipett, 25,00 ml
  • Peleusboll
  • Skyddshanskar (vinyl)

Kemikalier

  • Lösning av (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O, c ≈ 0,1M (39,2g löses i 1dm3 vatten)
  • Lösning av (NH4)2Ce(NO3)6, c = 0,100M (54,81g löses i 1dm3 1,0M H2SO4)

Gör såhär

Total tillsatt volym (ml)
Hur mycket Ce4+-lösning som ska tillsättas varje gång
< 20 2 ml
20 ≤ V < 24 1 ml
24 ≤ U < 26 0,2 ml
26 ≤ U < 30 1 ml
30 ≤ U 2 ml
  1. Starta programmet Logger Pro
  2. Koppla ORP-sensorn till Go!Link och sätt in Go!Link i datorns USB-port
  3. Öppna filen "_Advanced Chemistry w Vernier/08a Potentiometric.cmbl" i Logger Pro.
  4. Ta på ett par vinylhandskar och skyddsglasögon.
  5. Mät upp 25,00 ml Fe2+-lösning med vollpipetten och för över till 150 ml-bägare.
  6. Förbered byretten för titrering med Ce4+-lösningen och montera den i stativet. Använd 250 ml-bägaren som slaskbägare.
  7. Placera 150 ml-bägaren med Fe2+-lösning på magnetomröraren under byretten, och stoppa i en magnetloppa.
  8. Montera ORP-sensorn i stativet så att den sticker ner i Fe2+-lösningen, men inte störs av magnetloppan.
  9. Starta omröraren. Se till att det inte skvätter upp på bägarens väggar!
  10. Klicka på "Collect" i Logger Pro.
  11. När potentialen har stabiliserats, tryck på "Keep".
  12. Mata in värdet "0" (eftersom 0 ml Ce4+-lösning tillsatts).
  13. Beroende på vilken volym du redan har tillsatt, ska du tillsätta olika mycket Ce4+-lösning. Tabellen här ovan till höger anger hur stor volym Ce4+-lösning som ska tillsättas vid olika tillfällen.
  14. När potentialen har stabiliserats, tryck på "Keep"
  15. Läs av byretten och skriv in hur stor volym du hittills totalt har tillsatt.
  16. Upprepa steg 13-15 tills du har tillsatt sammanlagt 34 ml Ce4+-lösning.
  17. Häll alla lösningar i ett särskilt (gemensamt) slaskkärl.

Frågor att besvara

  1. Läs av mängden tillsatt Ce4+ vid ekvivalenspunkten och beräkna koncentrationen Fe2+ i ursprungslösningen.
  2. Ta reda på vad de andra labgrupperna i din klass fick för värden på koncentrationen Fe2+ i ursprungslösningen, och beräkna ett genomsnitt.
  3. Varför fick inte alla samma värde?
  4. Ange Fe2+-lösningens koncentration med ±standardavvikelser.

Riskbedömning

Cerium(IV)ammoniumnitrat är ett starkt oxidationsmedel. Svavelsyra är starkt frätande. Därför ska skyddskläder, -handskar och -glasögon bäras under hela laborationen. Vid stänk på huden, skölj omedelbart med mycket vatten. Vid stänk i ögonen, skölj omedelbart med mycket vatten och kontakta läkare. Spill torkas upp och slängs.

Resterna efter experimentet kan hällas ut till avloppet.

Tillkännagivande

Den här laborationen har jag inte kommit på själv, utan ursprungligen hittat i Advanced Chemistry with Vernier. Jag har dock anpassat den för att passa mina behov.

 

   

Också intressant: