[scheikunde] Potentiometrische titratie

Lexis

Hallo iedereen,

Wij gaan een PO Scheikunde doen, en de opdracht is dat wij de concentraties van Kaliumjodide en natriumchloride in een oplossing meten, dmv een potentiometrische titratie met zilvernitraat van de jodide en de chloride.

Als volgt:

We hebben twee oplossingen van een mengsel van kaliumjodide en natriumchloride. Beide oplossingen zijn met een zoutbrug verbonden, en in beide oplossingen is een zilverelektrode geplaatst. Aan 1 van de oplossingen wordt onder voortdurend roeren langzaam een oplossing van zilvernitraat toegevoegd. We bepalen dan steeds de spanning tussen beide elektroden en proberen het verloop te interpreteren.

Hebben jullie voor deze uitvoering nog tips?

Bedankt,

Wij.

Marjanne

Welke halfreacties treden tijdens de titratie op?

Basser

Waarschijnlijk de volgende reacties,

Ag(s) + Cl^- --> AgCl(s) + e^-

Ag⁺ + e^- --> Ag(s)

Verder hebben we nog niet echt een idee welke halfreacties op zouden kunnen treden. Misschien nog de halfreactie 2 I^- --> I₂(s) + 2 e^-. Een zilverion is een sterkere oxidator dan Jood een reductor is, maar de elektronen worden waarschijnlijk eerder geleverd door de reactie van Zilver met chloorionen, aangezien dit een sterkere reductor is.

Door het verloop van deze reacties zal de concentratie chloor waarschijnlijk afnemen, maar we vragen ons af wat er gebeurt als we het zilvernitraat gaan toevoegen. Er zal natuurlijk zilverchloride ontstaan (en zilverjodide), maar wat zal de invloed hier van zijn op deze halfreacties? immers Ag⁺wordt weggesnoept en AgCl(s) komt er meer bij.

Jooken

Vermits in beide oplossingen een zilverelectrode zit, is de enige halfreactie die optreedt:

Ag⁺ + e^- <=> Ag

Het is natuurlijk wel zo dat de concentratie van Ag⁺ bepaald / beperkt wordt door de aanwezige halogeenconcentratie volgens het oplosbaarheidsproduct.

(Je kan natuurlijk ook zeggen:

AgCl + e^- <=> Ag + Cl^-

AgI + e^- <=> Ag + I^-)

Normaal gezien verwacht ik dat in beide oplossingen een beetje zilver moet worden toegevoegd om een stabiele potentiaal te krijgen. In één oplossing wordt dan de titratie uitgevoerd.

Basser

Ok, bedankt, het klopt inderdaad dat dit de enige halfreactie is die plaatsvind.

Verder zijn we erachter gekomen dat de zilverionen eerst met de chloorionen zullen reageren voordat ze met de joodionen reageren. Ook is vóór het toevoegen van zilvernitraat al een klein beetje zilver van de elektroden in beide oplossingen opgelost, maar die concentratie Ag⁺ is ontzettend klein, veel kleiner dus dan de hoeveelheid AgCl of AgI die kan oplossen.

Wij vragen ons nu af waarom er een groter potentiaalverschil optreedt als je zilvernitraat toevoegt aan één van de oplossingen? Is dat omdat de concentratie opgeloste Ag⁺ toeneemt in die oplossing omdat AgCl en AgI nog niet direct verzadigt zijn? Wij hebben de proef namelijk al globaal uitgevoerd om te kijken wat er zou gebeuren en hoe meer zilvernitraat we toevoegden hoe hoger het potentiaalverschil steeg tot het op een gegeven moment een vaste waarde kreeg. Hoe kunnen we dit precies verklaren?

Marjanne

Wij vragen ons nu af waarom er een groter potentiaalverschil optreedt als je zilvernitraat toevoegt aan één van de oplossingen? Is dat omdat de concentratie opgeloste Ag+ toeneemt in die oplossing omdat AgCl en AgI nog niet direct verzadigt zijn?

Als ik het goed begrijp heb je twee oplossingen met elkaar verbonden via een zoutbrug. In beide oplossingen zit KI en NaCl opgelost.

Je krijgt aan beide zilverelectroden een mengpotentiaal van de koppels Ag/AgI en Ag/AgCl.

Je kunt voor het gemak even stellen dat er alleen chloride-ionen aanwezig zijn en geen jodide. Dat maakt het antwoord op je vraag niet anders.

Het maakt theoretisch voor berekeningen niet uit of je nu zegt dat de halfreactie:

Ag <--> Ag⁺ + e^-

is, of:

Ag + Cl^- <--> AgCl + e^-

De [Ag⁺] en de [Cl^-] zijn onderling Â´verbondenÂ´ via het oplosbaarheidsproduct van AgCl.

Het makkelijkste is in dit geval om de tweede halfreactie te nemen. Schrijf hiervoor de Nernst-vergelijking eens op.

Als je nu aan een van deze oplossingen zilvernitraat toedruppelt, dan slaat in deze oplossing AgCl neer. De concentratie aan Cl^- neemt dus af. Wat betekent dit (zie de Nernst-vergelijking) voor de halfpotentiaal in die oplossing waar je zilvernitraat aan toedruppelt? En wat betekent dit voor het potentiaalverschil van deze oplossing met de andere waar geen zilvernitraat aan is toegedruppeld?

Basser

Ok bedankt, dit begrijpen we! De halfpotentiaal in de oplossing waar zilvernitraat aan toe wordt gevoegd stijgt, omdat de concentratie Ag⁺ stijgt, volgens Nernst. Onze opdracht is echter de concentratie bepalen van zowel het jodide als het cloride. We weten inmiddels hoe de grafiek van het verloop van de spanning eruit ziet, maar de vraag is, hoe kunnen we hieruit de concentraties van beiden bepalen? We weten ook dat AgI eerder zal neerslaan dan AgCl, omdat het oplosbaarheidsproduct lager is. Maar hoe kunnen we deze concentraties precies bepalen aan de hand van de grafiek en de wet van Nernst? De wet van Nernst behandelt namelijk alleen maar de concentratie van Ag⁺.

Stel dat er alleen maar chloride zich in de oplossing bevindt. De grafiek ziet er dan, onder constante toevoering van zilvernitraat, als volgt uit. Eerst stijgt het voltage maar zwak, maar ineens is er een sterke sprong, en daarna stijgt het voltage nog amper. Terwijl je zou verwachten, dat als je zilvernitraat blijft toevoeren, en al het cloride op een gegeven moment is neergeslagen, dat de concentratie Ag⁺ juist zou stijgen en dus ook het voltage.

Voor ons geldt de volgende wet van Nernst:

V = 0.0591 x log [Ag⁺] (want Vo is in beide bekerglazen gelijk)

Maar zelfs aan de hand van deze wet kunnen we deze grafiek niet verklaren. Hoe kunnen we de concentraties van chloride en jodide nauwkeurig bepalen?

Basser

Kan niemand ons verder meer helpen? we zijn er intussen nog steeds niet uit!

alvast bedankt

Mark J

Met behulp van de wet van Nernst kan je de concentratie van Ag⁺ bepalen en is deze niet gelijk aan de chloorconcentratie dan? Wanneer dat zo is (durf ik niet zeker te zeggen) kan je zo de kalium en jodide concentratie achterhalen

Overigens wordt naar mijn weet bij de halfreactie Ag⁺ + Cl^- -> AgCl + e^- een andere E₀ (of V₀) dan bij de halfreactie Ag⁺ + e^- -> Ag (s) gebruikt. Voor jodide zou de laatste halfreactie dus niet opgaan in mijn ogen

ceitwa

mag de hoeveelheid die door het titreren aan een van de bekerglazen wordt toegevoegd verwaarloosd worden? (dit is een vraag hoor ik weet niet of het namelijk wel of niet van invloed is bij jullie proef)

Lexis

Voor zover ik weet is de concentratie AG⁺ alleen maar gelijk aan de chloorconcentratie wanneer al het chloor neergeslagen is, behalve de chloorionen die samen met de zilverionen kunnen oplossen.

Maar wij weten niet wanneer dit het geval is, want zoals al eerder gezegd is, stijgt op een gegeven moment het voltage niet meer in onze grafiek, maar dit was niet vanaf een vast punt, dus is het lastig te bepalen hoeveel chloor er dan precies in zou hebben gezeten.

Het is voor ons echter lastig om de connectie tussen de Wet van Nernst en het bepalen van de concentraties kaliumjodide en natriumchloride te zien, aangezien je met de wet van Nernst alleen de V kunt berekenen:

V = 0.0591 x log [Ag+] (want Vo is in beide bekerglazen gelijk) (gekopieerd van Basser)

Ik hoop dat iemand ons verder kan helpen

Bedankt,

Julian

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[scheikunde] Potentiometrische titratie

[scheikunde] Potentiometrische titratie

Re: [scheikunde] Potentiometrische titratie

Re: [scheikunde] Potentiometrische titratie

Re: [scheikunde] Potentiometrische titratie

Re: [scheikunde] Potentiometrische titratie

Re: [scheikunde] Potentiometrische titratie

Re: [scheikunde] Potentiometrische titratie

Re: [scheikunde] Potentiometrische titratie

Re: [scheikunde] Potentiometrische titratie

Re: [scheikunde] Potentiometrische titratie

Re: [scheikunde] Potentiometrische titratie