Analytische chemie:
Hoofdstuk 1: Inleiding: geen theorie
1. Zuur-base titratie: reactie tussen zuren en basen.
o Acidimetrie: concentratiebepaling van zuren door titratie met basen.
o Alkalimetrie: concentratiebepaling van basen door titratie met zuren.
2. Neerslagtitratie: reactie tussen 2 ionen waarbij een onoplosbare stof wordt gevormd.
3. Complextitratie: reactie tussen 2 ionen tot complexvorming.
4. Redoxtitratie: reactie tussen reductie- en oxidatiemiddel, waarbij het oxidatiegetal van het
reductiemiddel toeneemt en dat van het oxidatiemiddel afneemt. Verandering van OG.
Hoofdstuk 2: Uitdrukken van analyseresultaten: eenheden en
concentraties: geen theorie
1. Uitdrukking van concentratie:
Concentratie geeft aan hoeveel van een substantie vervat is in een welbepaald volume of massa.
m
Concentratie c : c = .f
a
m = hoeveelheid bestanddeel aanwezig in het monster
a = hoeveelheid monster
f = arbitraire factor (bv.: 102, 106 of 109)
2. Eenheid van gewicht en massa:
In analytische scheikunde gaan we eerder gram g als de basiseenheid van een massa gebruiken.
Gewicht van een kilogram is de kracht waarmee de massa in het zwaarteveld van de aarde wordt aangetrokken.
3. Eenheid van volume:
De basiseenheid van volume is liter l, in analysemethoden worden echter kleinere eenheden gebruikt zoals
milliliter ml.
4. Praktische uitdrukkingen:
4.1 Vaste monsters:
Gewichtsverhouding g/g:
m/m % g X in 100 g monster
ppm µg X in 1 g monster
ppb ng X in 1 g monster
ppt pg X in 1 g monster
4.2 Vloeistoffen:
Zowel gewichtsverhoudingen, gewicht-volumeverhoudingen als volume-volumeverhoudingen.
Gewicht-volumeverhouding g/V:
m/V % g X in 100 ml monster
ppm µg X in 1 ml monster
(mg X in 1 l monster)
Volume-volumeverhouding V/V:
V/V % ml X in 100 ml
monster
1
, ppm µl X in 1 l monster (nl
X in 1 ml monster)
5. Mol en relatieve molecuulmassa:
Mol: hoeveelheid stof.
Relatieve molecuulmassa: aantal gram per mol.
6. Molariteit:
n
Concentratie c in M: c= mol/l = M
V
7. Molaliteit:
Molaliteit m is het aantal mol stof opgelost per kilogram oplosmiddel en is bruikbaar voor precieze fysische
metingen omdat molaliteit niet temperatuurs-afhankelijk is.
8. Normaliteit:
Normaliteit N is het aantal equivalenten van een stof opgelost in 1 liter oplossing. Een equivalent is de massa van
het bestanddeel dat 6,0221367 . 1023 reagerende eenheden bevat.
N = M (c) . n
9. Osmolariteit:
Osmolariteit is het totaal aantal mol van de deeltjes opgelost in 1 liter oplossing.
10. SI-eenheden
11. Oefeningen p.14 – 16
1. 1,5 liter urine, verzameld over 1 dag, bevat 3,5 ppm Na +. Hoeveel Na+ werd die dag uitgescheiden via
de urine?
1,5 l x 3,5 mg/l = 5,25 mg Na+ = 5,2 mg Na+
2. Een monster van 2,6 gram plantenmateriaal werd geanalyseerd op het Zn-gehalte. Men vond 3,6 µg
zink. Bereken de concentratie van Zn in de plant, uitgedrukt in ppm en in ppb.
3,6 µg / 2,6 g = 1,4 µg / g = 1,4 ppm = 1,4 x 10 3 ppb
3. Bereken de molaire concentratie van de volgende oplossingen:
a. 2 g natriumhydroxide in 250 ml oplossing
2 g / 40 g/mol = 0,05 mol in 250 ml = 0,2 M
b. 20 g natriumsulfaat in 600 ml oplossing
20 g / 142 g/mol = 0,14/600 ml = 0,23 M
c. 50 ppm nitraationen in putwater
50 ppm = 50 mg / l = 50 mg / 62 mg/mmol / l = 0,81 mM
4. Een mengsel van natriumchloride en magnesiumchloride bevat 15 massaprocenten natriumchloride.
Hoeveel kg natriumchloride is aanwezig in 5,0 kg van dit mengsel?
5 kg x 15/100 = 0,75 kg
5. Een staal van magnesium bevat als onzuiverheid 10 ppm calcium. Hoeveel calciumatomen zijn
aanwezig in 50 g van het staal?
10 µg/g x 50 g = 500 µg en 500 µg / 40 µg/µmol = 12,5 µmol
12,5 µmol x 6,02 1023 atomen/mol x 10-6 mol/µmol = 7,5 . 1018 atomen
2
,6. Men beschikt over 5,00 gram erts, waarin Fe wordt bepaald onder de vorm van Fe(OH) 3. Bereken
het m/m % aan Fe, als men 0,41 gram Fe(OH)3 terug vindt.
0,41 g x 56 g/mol / 107 g/mol = 0,21 g
0,21 g / 5 g x 100 = 4,29 m/m %
7. Een 45,0 m/V % waterige oplossing van stof A heeft een soortelijke massa van 1,62 g/ml. Bereken de
m/m % samenstelling.
45 g / 100 ml x 1/1,62 ml/g = 27,8 m/m %
8. Hoeveel ml geconcentreerd zwavelzuur 94 % (g/100 g), = 1,831 g/cm3 zijn vereist om 1 liter 0,100
M oplossing te maken?
1831 g/l x 94 % = 1721,14 g/l
1721,14 g/l / 98 g/mol = 17,56 M
x ml x 17,56 M = 1000 ml x 0,1 M
x ml = 5,7 ml
9. Op het etiket van een fles waterstofchloride-oplossing staan de volgende gegevens:
38,3 massaprocent, massadichtheid 1190 g/l. Bereken hieruit de molaire concentratie van de
oplossing.
1190 g/l x 38,3 % = 455,77 g/l
455,77 g/l / 36,5 g/mol = 12,5 M
10. Druk de samenstelling van een mengsel van NaCl en K 2SO4 uit in molprocenten, wanneer het
mengsel 65,0 m/m % NaCl bevat.
65 g / 58,8 g/mol = 1,11 mol
35 g / 174 g/mol = 0,20 mol
1,11 mol / 1,31 mol = 0,8467 = 84,7 % NaCl
0,2 mol / 1,31 mol = 0,15328 = 15,3 % K2SO4
11. Hoeveel gram heb je nodig om volgende oplossingen te maken ?
a. 535 ml 0,400 mol/l BaCl2 uitgaande van vast BaCl2.2H2O
0,535 l x 0,4 mol/l = 0,214 mol
0,214 mol x 244 g/mol = 52,21 g
b. 2,30 l 0,200 mol/l K+ uitgaande van vast K2SO4
2,3 l x 0,2 mol/l = 0,46 mol
0,46 mol x 174 g/mol / 2 = 40,02 g (K2SO4 geeft 2 K+)
12. Een oplossing werd bereid door 1,68 g K 4Fe(CN)6 op te lossen in H2O en aan te lengen tot 500 ml.
Bereken:
a. de concentratie (mol/l) van K4Fe(CN)6
1,68 g / 368 g/mol = 0,004565 mol / 500 ml = 9,122 mM
b. de concentratie (mol/l) van K+, aangenomen dat er een volledige ionisatie gebeurt in K + en
Fe(CN)64
3
, 4 x 9,122 mM = 36,49 mM
c. m/V % ?
1,68 g / 500 ml = 0,336 g / 100 ml = 0,336 m/V %
13. Bereid volgende oplossingen:
a. 100 ml 0,100 M AgNO3 uitgaande van een 0,441 mol/l AgNO3 oplossing
x ml x 0,441 mol/l = 100 ml x 0,100 mol/l
x ml = 22,7 ml
b. 500 ml 1,00 m/V % KMnO4 uitgaande van 1,21 mol/l KMnO4 oplossing
1,21 mol/l x 158 g/mol = 191,1 g/l = 19,11 g/ 100 ml
x ml x 19,11 g/100 ml = 500 ml x 1,00 g/ 100 ml
x ml = 26,2 ml
c. 3,00 l oplossing die 50,0 ppm K+ bevat uitgaande van een 2,00 x 10 3 mol/l K2SO4 oplossing
2 mmol/l x 2 x 39 mg/mmol = 156 mg/l
x ml x 156 mg/l = 3000 ml x 50 mg/l
x ml = 961 ml
14. Een mengsel wordt gemaakt door 200 ml 0,150 mol/l K 2SO4 te voegen bij 150 ml 0,250 mol/l NaCl.
Bereken de concentratie van de 4 ionen in de resulterende oplossing.
(SO42-) = 0,150 M x 200 ml / 350 ml = 0,0857 M
(K+) = 2 x 0,150 M x 200 ml / 350 ml = 0,171 M
(Na+) = 0,250 M x 150 ml / 350 ml = 0,107 M
(Cl-) = 0,250 M x 150 ml / 350 ml = 0,107 M
Hoofdstuk 3: Uitdrukken van fouten en statistische evaluatie:
Soorten fouten
Definities
Afronden bij berekeningen – beduidende cijfers:
Bij optellen en aftrekken: de minst nauwkeurige component bepaalt de nauwkeurigheid van het resultaat.
Bij vermenigvuldigen en delen: algemeen zal het resultaat niet meer beduidende cijfers bevatten dan het getal met
het kleinst aantal beduidende cijfers dat gebruikt werd.
Voorbeeld foutberekening
Testen voor juistheid
Hoofdstuk 4: Maatanalyse of volumetrie: basisbegrippen van de
titrimetrische analyse:
1. Algemene principes:
Titratie: gehaltebepaling waarbij stijgende hoeveelheden van een reagens (titrans / titreervloeistof) met gekende
gehalte (titer) uit een buret toegevoegd worden aan de te bepalen stof (analiet) in een erlenmeyer tot het
stoichiometrisch punt bereikt wordt. Wanneer het stoichiometrisch punt van een titratie bereikt wordt, dan
hebben stoichiometrische hoeveelheden van het analiet A en titrans B met elkaar gereageerd, waarbij geldt:
4
Hoofdstuk 1: Inleiding: geen theorie
1. Zuur-base titratie: reactie tussen zuren en basen.
o Acidimetrie: concentratiebepaling van zuren door titratie met basen.
o Alkalimetrie: concentratiebepaling van basen door titratie met zuren.
2. Neerslagtitratie: reactie tussen 2 ionen waarbij een onoplosbare stof wordt gevormd.
3. Complextitratie: reactie tussen 2 ionen tot complexvorming.
4. Redoxtitratie: reactie tussen reductie- en oxidatiemiddel, waarbij het oxidatiegetal van het
reductiemiddel toeneemt en dat van het oxidatiemiddel afneemt. Verandering van OG.
Hoofdstuk 2: Uitdrukken van analyseresultaten: eenheden en
concentraties: geen theorie
1. Uitdrukking van concentratie:
Concentratie geeft aan hoeveel van een substantie vervat is in een welbepaald volume of massa.
m
Concentratie c : c = .f
a
m = hoeveelheid bestanddeel aanwezig in het monster
a = hoeveelheid monster
f = arbitraire factor (bv.: 102, 106 of 109)
2. Eenheid van gewicht en massa:
In analytische scheikunde gaan we eerder gram g als de basiseenheid van een massa gebruiken.
Gewicht van een kilogram is de kracht waarmee de massa in het zwaarteveld van de aarde wordt aangetrokken.
3. Eenheid van volume:
De basiseenheid van volume is liter l, in analysemethoden worden echter kleinere eenheden gebruikt zoals
milliliter ml.
4. Praktische uitdrukkingen:
4.1 Vaste monsters:
Gewichtsverhouding g/g:
m/m % g X in 100 g monster
ppm µg X in 1 g monster
ppb ng X in 1 g monster
ppt pg X in 1 g monster
4.2 Vloeistoffen:
Zowel gewichtsverhoudingen, gewicht-volumeverhoudingen als volume-volumeverhoudingen.
Gewicht-volumeverhouding g/V:
m/V % g X in 100 ml monster
ppm µg X in 1 ml monster
(mg X in 1 l monster)
Volume-volumeverhouding V/V:
V/V % ml X in 100 ml
monster
1
, ppm µl X in 1 l monster (nl
X in 1 ml monster)
5. Mol en relatieve molecuulmassa:
Mol: hoeveelheid stof.
Relatieve molecuulmassa: aantal gram per mol.
6. Molariteit:
n
Concentratie c in M: c= mol/l = M
V
7. Molaliteit:
Molaliteit m is het aantal mol stof opgelost per kilogram oplosmiddel en is bruikbaar voor precieze fysische
metingen omdat molaliteit niet temperatuurs-afhankelijk is.
8. Normaliteit:
Normaliteit N is het aantal equivalenten van een stof opgelost in 1 liter oplossing. Een equivalent is de massa van
het bestanddeel dat 6,0221367 . 1023 reagerende eenheden bevat.
N = M (c) . n
9. Osmolariteit:
Osmolariteit is het totaal aantal mol van de deeltjes opgelost in 1 liter oplossing.
10. SI-eenheden
11. Oefeningen p.14 – 16
1. 1,5 liter urine, verzameld over 1 dag, bevat 3,5 ppm Na +. Hoeveel Na+ werd die dag uitgescheiden via
de urine?
1,5 l x 3,5 mg/l = 5,25 mg Na+ = 5,2 mg Na+
2. Een monster van 2,6 gram plantenmateriaal werd geanalyseerd op het Zn-gehalte. Men vond 3,6 µg
zink. Bereken de concentratie van Zn in de plant, uitgedrukt in ppm en in ppb.
3,6 µg / 2,6 g = 1,4 µg / g = 1,4 ppm = 1,4 x 10 3 ppb
3. Bereken de molaire concentratie van de volgende oplossingen:
a. 2 g natriumhydroxide in 250 ml oplossing
2 g / 40 g/mol = 0,05 mol in 250 ml = 0,2 M
b. 20 g natriumsulfaat in 600 ml oplossing
20 g / 142 g/mol = 0,14/600 ml = 0,23 M
c. 50 ppm nitraationen in putwater
50 ppm = 50 mg / l = 50 mg / 62 mg/mmol / l = 0,81 mM
4. Een mengsel van natriumchloride en magnesiumchloride bevat 15 massaprocenten natriumchloride.
Hoeveel kg natriumchloride is aanwezig in 5,0 kg van dit mengsel?
5 kg x 15/100 = 0,75 kg
5. Een staal van magnesium bevat als onzuiverheid 10 ppm calcium. Hoeveel calciumatomen zijn
aanwezig in 50 g van het staal?
10 µg/g x 50 g = 500 µg en 500 µg / 40 µg/µmol = 12,5 µmol
12,5 µmol x 6,02 1023 atomen/mol x 10-6 mol/µmol = 7,5 . 1018 atomen
2
,6. Men beschikt over 5,00 gram erts, waarin Fe wordt bepaald onder de vorm van Fe(OH) 3. Bereken
het m/m % aan Fe, als men 0,41 gram Fe(OH)3 terug vindt.
0,41 g x 56 g/mol / 107 g/mol = 0,21 g
0,21 g / 5 g x 100 = 4,29 m/m %
7. Een 45,0 m/V % waterige oplossing van stof A heeft een soortelijke massa van 1,62 g/ml. Bereken de
m/m % samenstelling.
45 g / 100 ml x 1/1,62 ml/g = 27,8 m/m %
8. Hoeveel ml geconcentreerd zwavelzuur 94 % (g/100 g), = 1,831 g/cm3 zijn vereist om 1 liter 0,100
M oplossing te maken?
1831 g/l x 94 % = 1721,14 g/l
1721,14 g/l / 98 g/mol = 17,56 M
x ml x 17,56 M = 1000 ml x 0,1 M
x ml = 5,7 ml
9. Op het etiket van een fles waterstofchloride-oplossing staan de volgende gegevens:
38,3 massaprocent, massadichtheid 1190 g/l. Bereken hieruit de molaire concentratie van de
oplossing.
1190 g/l x 38,3 % = 455,77 g/l
455,77 g/l / 36,5 g/mol = 12,5 M
10. Druk de samenstelling van een mengsel van NaCl en K 2SO4 uit in molprocenten, wanneer het
mengsel 65,0 m/m % NaCl bevat.
65 g / 58,8 g/mol = 1,11 mol
35 g / 174 g/mol = 0,20 mol
1,11 mol / 1,31 mol = 0,8467 = 84,7 % NaCl
0,2 mol / 1,31 mol = 0,15328 = 15,3 % K2SO4
11. Hoeveel gram heb je nodig om volgende oplossingen te maken ?
a. 535 ml 0,400 mol/l BaCl2 uitgaande van vast BaCl2.2H2O
0,535 l x 0,4 mol/l = 0,214 mol
0,214 mol x 244 g/mol = 52,21 g
b. 2,30 l 0,200 mol/l K+ uitgaande van vast K2SO4
2,3 l x 0,2 mol/l = 0,46 mol
0,46 mol x 174 g/mol / 2 = 40,02 g (K2SO4 geeft 2 K+)
12. Een oplossing werd bereid door 1,68 g K 4Fe(CN)6 op te lossen in H2O en aan te lengen tot 500 ml.
Bereken:
a. de concentratie (mol/l) van K4Fe(CN)6
1,68 g / 368 g/mol = 0,004565 mol / 500 ml = 9,122 mM
b. de concentratie (mol/l) van K+, aangenomen dat er een volledige ionisatie gebeurt in K + en
Fe(CN)64
3
, 4 x 9,122 mM = 36,49 mM
c. m/V % ?
1,68 g / 500 ml = 0,336 g / 100 ml = 0,336 m/V %
13. Bereid volgende oplossingen:
a. 100 ml 0,100 M AgNO3 uitgaande van een 0,441 mol/l AgNO3 oplossing
x ml x 0,441 mol/l = 100 ml x 0,100 mol/l
x ml = 22,7 ml
b. 500 ml 1,00 m/V % KMnO4 uitgaande van 1,21 mol/l KMnO4 oplossing
1,21 mol/l x 158 g/mol = 191,1 g/l = 19,11 g/ 100 ml
x ml x 19,11 g/100 ml = 500 ml x 1,00 g/ 100 ml
x ml = 26,2 ml
c. 3,00 l oplossing die 50,0 ppm K+ bevat uitgaande van een 2,00 x 10 3 mol/l K2SO4 oplossing
2 mmol/l x 2 x 39 mg/mmol = 156 mg/l
x ml x 156 mg/l = 3000 ml x 50 mg/l
x ml = 961 ml
14. Een mengsel wordt gemaakt door 200 ml 0,150 mol/l K 2SO4 te voegen bij 150 ml 0,250 mol/l NaCl.
Bereken de concentratie van de 4 ionen in de resulterende oplossing.
(SO42-) = 0,150 M x 200 ml / 350 ml = 0,0857 M
(K+) = 2 x 0,150 M x 200 ml / 350 ml = 0,171 M
(Na+) = 0,250 M x 150 ml / 350 ml = 0,107 M
(Cl-) = 0,250 M x 150 ml / 350 ml = 0,107 M
Hoofdstuk 3: Uitdrukken van fouten en statistische evaluatie:
Soorten fouten
Definities
Afronden bij berekeningen – beduidende cijfers:
Bij optellen en aftrekken: de minst nauwkeurige component bepaalt de nauwkeurigheid van het resultaat.
Bij vermenigvuldigen en delen: algemeen zal het resultaat niet meer beduidende cijfers bevatten dan het getal met
het kleinst aantal beduidende cijfers dat gebruikt werd.
Voorbeeld foutberekening
Testen voor juistheid
Hoofdstuk 4: Maatanalyse of volumetrie: basisbegrippen van de
titrimetrische analyse:
1. Algemene principes:
Titratie: gehaltebepaling waarbij stijgende hoeveelheden van een reagens (titrans / titreervloeistof) met gekende
gehalte (titer) uit een buret toegevoegd worden aan de te bepalen stof (analiet) in een erlenmeyer tot het
stoichiometrisch punt bereikt wordt. Wanneer het stoichiometrisch punt van een titratie bereikt wordt, dan
hebben stoichiometrische hoeveelheden van het analiet A en titrans B met elkaar gereageerd, waarbij geldt:
4
