DETERMINAREA ACIZILOR TARI SI SLABI IN APE DE PRECIPITATII.

DETERMINAREA ACIZILOR TARI sI SLABI ĪN APE DE PRECIPITAŢII.

METODA TITRĂRII COULOMETRICE

            Introducere

            Aceasta metoda este folosita pentru determinarea acizilor tari īn apele de precipitatii pentru un domeniu de concentratii cuprins īntre de 10^-5si10^-3 M. Limita de concentratie inferioara este apropiata de concentratiile din apele de adāncime ce nu contin minerale alcaline.

            Principiul metodei

Īn cazul metodei de titrare coulometrica (Liberti si colab., 1972), acidul este titrat la curent constant cu ioni hidroxil eliberati de un electrod de platina, iar electrodul auxiliar este un electrod de argint/bromura de argint. Reactia totala este:

Br^- + Ag + H₂O AgBr + OH^- + ½H₂

            Tensiunea electromotoare (EMF) a perechii de electrod de sticla - electrod de calomel este citita la anumite intervale de timp si rezultatele sunt folosite pentru construirea unei diagrame Gran (Gran, 1952; Rosotti and Rosotti, 1965), din care se determina punctul final al titrarii prin extrapolarea partii lineare a curbei.

            Singura modificare ce se impune este adaugarea la proba a unui volum cunoscut si constant de acid īnainte de titrare, pentru a facilita titrarea probelor slab acide sau bazice fara interferente din partea dioxidului de carbon.

            Reactivi si aparatura

Īn vederea realizarii analizelor sunt folositi numai reactivi de puritate analitica. Apa utilizata pentru diluare si spaare trebuie sa fie dublu-distilata sau deionizata si apoi distilata.

-    313i82d     313i82d     313i82d Azot gazos (N₂) de concentratie 99,9%;

-    313i82d     313i82d     313i82d Bromura de potasiu (KBr);

-    313i82d     313i82d     313i82d Acid sulfuric (H₂SO₄) de concentratie 0,05 M;

-    313i82d     313i82d     313i82d Solutie tampon de pH = 4,00;

-    313i82d     313i82d     313i82d Solutie I: solutie de KBr de concentratie 1 M si solutie de H₂SO₄ de concentratie 2,5x10^-3 M. Se transfera 120 g KBr si exact 50 mL de solutie de H₂SO₄ 0,05M īntr-un balon cotat de 1000 mL. Se aduce la semn cu apa.

-    313i82d     313i82d     313i82d pH-metru cu scala extinsa (Radiometer PHM 26 sau un instrument cu specificatii similare);

-    313i82d     313i82d     313i82d o sursa de curent constant (2-10 mA, ajustabila);

-    313i82d     313i82d     313i82d o baterie de 4,5 V cu rezistente īn serie ajustabile si un miliamperometru sunt suficiente pentru realizarea masuratorilor, dar sunt, de asemenea, si coulometre disponibile comercial (de exemplu Metrohm);

-    313i82d     313i82d     313i82d pahar pentru titrare, 100 mL. Aceasta trebuie sa prezinte un capac special cu gauri ce servesc ca suport pentru electrozi si pentru racordul de azot si trebuie sa fie dotata cu o manta termostatata;

-    313i82d     313i82d     313i82d un termostat (25 °C ± 1 °C);

-    313i82d     313i82d     313i82d electrozi sensibili. Un electrod de sticla obisnuit (scara de pH 0-10) si un electrod de calomel ca referinta, sau un electrod combinat;

-    313i82d     313i82d     313i82d electrozi de lucru. Electrodul de platina (2 x 2 cm) este realizat din platina lucioasa (foita sau retea). Electrodul de Ag este alcatuit din argint de 99,9% puritate si este un fir cu diametrul de 1,0 mm si o lungime de 30 cm, spiralat īn dimensiuni convenabile.

-    313i82d     313i82d     313i82d pipete de 50 mL;

-    313i82d     313i82d     313i82d micropipete de 0,5 si 1,0 mL;

-    313i82d     313i82d     313i82d balon cotat de 1000 mL.

      Mod de lucru

Se pornesc toate aparatele si se lasa o jumatate de ora astfel īncāt acestea sa intre īn regim optim de lucru. Se regleaza pH-metrul la pH 4,00, utilizānd solutia tampon. Se transfera 50 mL de proba īn instalatia de titrare termostatata si se adauga 1 mL de solutie I. Se porneste barbotarea cu azot si se ajusteaza fluxul astfel īncāt solutia sa fie agitata īn mod continuu. Nu trebuie sa existe bule care sa perturbe solutia dintre electrodul sensibil si electrodul de lucru. Se masoara pH-ul solutiei. Daca pH-ul probei este mai mare de 5.6, este necesara adaugarea unui volum mai mare de 1 mL de solutie I.

Se asteapta pāna cānd pH-ul ramāne constant. Se comuta pH-metrul pentru a citi īn milivolti (scala 0-240 mV cu electrodul de sticla pozitiv) si se porneste curentul de electroliza.

Se citeste potentialul electrodului de sticla fata de electrodul de calomel la fiecare 20 de secunde si se continua pāna cānd potentialul īsi modifica semnul (īn jurul valorii de pH 8). Se opreste electroliza.

            Se traseaza diagrama Gran, Y, la 25°C (vezi tabelul de mai jos) fata de timpul de electroliza (īn secunde). Diagrama intersecteaza abscisa īn punctul de echivalenta, t_e (F-constanta Faraday, R-constanta universala a gazelor, T-temperatura absoluta).

             

Functia Gran.

            Exprimarea rezultatelor

Concentratia acizilor tari din proba este calculata prin formula:

sau

unde: i  =  curentul de electroliza īn amperi; t_e  =  timpul de electroliza la punctul de echivalenta (secunde); F  =  constanta Faraday (coulombi/mol); V_o  =  volumul initial de proba (litri); N_H2SO4  =  normalitatea acidului sulfuric adaugat; V_H2SO4  =  volumul de acid sulfuric adaugat (litri)

            Nota: Sticla borosilicata poate fi folosita pentru pastrarea probei. Sticlaria trebuie tratata cu acid diulat fierbinte si clatita foarte bine apoi cu apa distilata īnainte de folosire. Se considera adecvata o tinere a sticlariei timp de 12 ore īntr-un vas cu acid clorhidric 10%, la 90°C, urmata de clatirea īntr-un vas cu apa distilata timp de 24 de ore. Īn caz contrar este posibila difuzia metalelor alcaline din sticla īn proba.

Bibliografie

1.    313i82d Gran, G. (1952) Determination of the equivalence point in potentiometric titrations. Part I. Analyst, 77, 661-671.

2.    313i82d Liberti, A., Possanzini, M. and Vicedomini, M. (1972) The determination of the non-volatile acidity of rain water by a coulometric procedure. Analyst, 97, 352-356.

3.    313i82d Rosotti, F.J.C. and Rosotti, H.J. (1965) Potentiometric titrations using Gran's plots. Chem. Educ., 42, 375-378.