Deze presentatie wordt gebruikt tijdens het hoorcollege Niet Instrumentele Analytische Chemie zoals dit wordt gedoceerd aan het departement Gezondheidszorg en Technologie van de Katholieke Hogeschool Leuven.
Hoofdstuk 7 - Enkele toepassingen: de gefractioneerde neerslagvorming
1. Hoofdstuk 7
Enkele toepassingen: de gefractioneerde neerslagvorming
7.1 Inleiding
Ionen scheiden door neerslagvorming steunend op het verschil in Ksp.
Opmerking
Nadelen
• Omslachtige bewerkingen
• Onzuivere en onvolledige neerslagen.
Methode verbeteren d.m.v complexvorming, pH-regeling en oxidoreductie
Tom Mortier
Analytische 1 BLT – 1 Chemie
Chemie
2. 7.2 Scheiding van Cl– en I–-ionen
7.2.1 Het verschil in Ksp-waarde
AgCl en AgI
Stel [Cl–] = [I–] = 0,1 M
+ [Ag+] wanneer AgCl neerslaat?
Ag
Wat is dan [I–]?
–
[Cl ] = 0,1 M
–
[I ] = 0,1 M
AgI is kwantitatief neergeslagen.
Experimenteel moeilijk vast te stellen.
Tom Mortier
Analytische 1 BLT – 1 Chemie
Chemie
3. 7.2 Scheiding van Cl– en I–-ionen
7.2.2 De complexvorming met NH3
Ammoniak kan met zilverionen complexeren tot het diamminezilverion
Stabiliteitsconstante bij 25°C
Lossen AgCl en AgI op in NH3 6 M?
Berekening voor AgCl
Bron: R. H. Petrucci, W. S. Harwood, F. G. Herring, General Chemistry, 8th Ed., Prentice Hall, 2002
Tom Mortier
Analytische 1 BLT – 1 Chemie
Chemie
4. 7.2.2 De complexvorming met NH3 (vervolg)
[Ag+] uit KspAgCl en uit Kst[Ag(NH3)2]+
Massabalans Merk op! De enige bron voor [Cl–], [Ag+] en [Ag(NH3)2]+ is AgCl
Merk op! Afleiding voor AgI is analoog.
Besluit
AgCl lost volledig op in aanwezigheid van NH36 M. AgI blijft `bijna´ volledig neergeslagen.
Tom Mortier
Analytische 1 BLT – 1 Chemie
Chemie
5. 7.3 Scheiding van metaalionen als sulfiden
Merk op! Methode van Noyes. De scheiding in hoofdgroepen
Algemeen
M2+ en M3+ slaan neer met S2– wanneer I.P. > Ksp
S2– is afkomstig van H2S
Bron: Dr. Alanah Fitch. Presentation Lecture Precipitation Reactions
Tom Mortier
Analytische 1 BLT – 1 Chemie
Chemie
6. 7.3 Scheiding van metaalionen als sulfiden (vervolg)
Stel [H2S] = 0,1 M
[S2–] = f(pH)!
Besluiten
Neerslag van Mn+ is afhankelijk van
• KspMetaalsulfide
• pH
Tom Mortier
Analytische 1 BLT – 1 Chemie
Chemie
7. Controle van [S2-] dmv pH
1,2
1,0
0,8
α
0,6
0,4
0,2
0,0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
pH
Neerslag van zeer slecht oplosbare metaalsulfiden Neerslag van beter oplosbare metaalsulfiden
Tom Mortier
Analytische 1 BLT – 1 Chemie
Chemie
8. 7.3 Scheiding van metaalionen als sulfiden (vervolg)
Voorbeeld
Vanaf welke pH slaat CdS kwantitatief neer?
[Cd2+] · 1,0 10-6 M ) kwantitatief neergeslagen
pH?
Bron: Dr. Alanah Fitch. Presentation Lecture Precipitation Reactions
Tom Mortier
Analytische 1 BLT – 1 Chemie
Chemie
9. 7.3 Scheiding van metaalionen als sulfiden (vervolg)
Is er reeds MnS bij pH 0,45?
Besluit
Mn2+ is nog volledig in oplossing.
Opmerking
Rekening houden met complexvorming en nevenreacties bij sommige pH’s.
Voorbeelden
HgS pH < 1
As2S3, Sb2S3 en SnS
Geen overmaat S2– of OH–
Al2S3 en Cr2S3
Tom Mortier
Analytische 1 BLT – 1 Chemie
Chemie
10. 7.4 Scheiding van metaalionen als hydroxiden
M2+ en M3+ vormen onoplosbare hydroxiden. Afhankelijk van pH.
Voorbeelden
Veronderstel [M2+] = [M3+] = 0,1 M
a) pH waar de hydroxiden beginnen neer te slaan
Tom Mortier
Analytische 1 BLT – 1 Chemie
Chemie
11. 7.4 Scheiding van metaalionen als hydroxiden (vervolg)
b) pH waar de metaalionen kwantitatief uit de oplossing verdwenen zijn
Besluit
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Metaalionen kan men scheiden onder de vorm van hun hydroxide door pH-controle wanneer hun
neerslaggebied niet overlappen is.
Tom Mortier
Analytische 1 BLT – 1 Chemie
Chemie
12. 7.4 Scheiding van metaalionen als hydroxiden (vervolg)
Opmerking
a) Amfotere hydroxiden
Veronderstel [Al3+] = 0,1 M
Begin van de neerslag
Kwantitatieve neerslag
Andere ionen met amfoteer karakter: Zn2+, Cr3+, Sn2+ en Sn4+
Tom Mortier
Analytische 1 BLT – 1 Chemie
Chemie
13. Illustratie amfoteer karakter van Al(OH)3
Bron: Martin Silberberg, Chemistry - The Molecular Nature of Matter and Change 3rd Edition, McGrawHill 2002
Men kan dit gebruiken om een scheiding uit te voeren tussen 2 ionen.
Aan Fe3+ en Al3+-ionen overmaat NaOH toevoegen. Fe(OH)3 = kwantitatief, maar aluminium blijft in de
oplossing als AlO2--ionen
Tom Mortier
Analytische 1 BLT – 1 Chemie
Chemie
14. Simulatie van het amfoteer karakter van Al(OH)3 op basis van Ksp en Kst uit tabellenboek
90,00
70,00
Oplosbaarheid -s (M)
50,00
30,00
10,00
-10,00
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0
pH
Tom Mortier
Analytische 1 BLT – 1 Chemie
Chemie
15. 7.4 Scheiding van metaalionen als hydroxiden (vervolg)
Opmerking
b) Complexvorming
http://www.public.asu.edu/~jpbirk/ http://www.public.asu.edu/~jpbirk/
http://www.public.asu.edu/~jpbirk/ http://www.public.asu.edu/~jpbirk/
Tom Mortier
Analytische 1 BLT – 1 Chemie
Chemie
17. Uitbreiding
Bereken het aantal mol AgCl opgelost in 1 liter van een 6.0 M NH3-oplossing bij 25°C.
Voor reactie 6.0 M
Tijdens reactie. - 2s +s +s
Evenwicht 6.0 M – 2s s s
Tom Mortier
Analytische 1 BLT – 1 Chemie
Chemie