Proba practică IChO: complexometrie, iodometrie, CSS, sinteză

Complexometrie cu EDTA

EDTA leagă orice Mⁿ⁺ în raport 1:1; selectivitatea vine din pH:

pH 1,5–2Fe³⁺, fără Ca²⁺ (acid sulfosalicilic, violet → galben)
pH 10Ca²⁺ + Mg²⁺ (tampon NH₃/NH₄Cl, negru eriocrom T, roșu-vișiniu → albastru)
pH 12–13doar Ca²⁺ (Mg(OH)₂ precipită; murexid)

Titrare inversă și duritate

Pentru ionii care reacționează lent cu EDTA (Al³⁺, Cr³⁺) sau fără indicator potrivit, adaugi EDTA în exces cunoscut și titrezi excesul cu Zn²⁺ sau Mg²⁺.

Iodometrie

IO X_{3} X^{-} + 5 I X^{-} + 6 H X^{+} 3 I X_{2} + 3 H X_{2} O

I X_{2} + 2 S X_{2} O X_{3} X^{2 -} 2 I X^{-} + S X_{4} O X_{6} X^{2 -}

deci 1 IO₃⁻ ≡ 6 S₂O₃²⁻

2 Cu X^{2 +} + 4 I X^{-} 2 CuI + I X_{2}

1 Cu ≡ 1 S₂O₃²⁻

SO X_{2} + I X_{2} + 2 H X_{2} O SO X_{4} X^{2 -} + 2 I X^{-} + 4 H X^{+}

Permanganometrie

2 MnO X_{4} X^{-} + 5 C X_{2} O X_{4} X^{2 -} + 16 H X^{+} 2 Mn X^{2 +} + 10 CO X_{2} + 8 H X_{2} O

MnO X_{4} X^{-} + 5 Fe X^{2 +} + 8 H X^{+} Mn X^{2 +} + 5 Fe X^{3 +} + 4 H X_{2} O

Sinteză, randament, CSS

Randament $η = m_{o b ț in u t} / m_{t eor e t i c} \cdot 100$ , cu masa teoretică din reactantul limitativ
Factor de retenție $R_{f}$ = distanța spotului/distanța frontului
Pe silicecompusul mai polar urcă mai puțin; eluentul mai polar crește toate valorile Rf

1.50,00 mL apă de robinet, tamponată la pH 10 cu negru eriocrom T, consumă 8,40 mL EDTA 0,01000 M. Exprimă duritatea totală în mg CaCO₃/L (M = 100,09).
mg/L
La pH 10 se titrează Ca²⁺ și Mg²⁺ împreună, iar suma se exprimă ca CaCO₃.
1. n(EDTA) = 0,01000·8,40·10⁻³ = 8,40·10⁻⁵ mol = n(Ca²⁺ + Mg²⁺)
2. $c = 8, 40 \cdot 1 0^{- 5} /0, 05000 = 1, 680 \cdot 1 0^{- 3}$ M
3. 1,680·10⁻³·100,09·1000 = 168,2 mg CaCO₃/L
2.O alicotă de 25,00 mL conține Fe³⁺ și Ca²⁺. La pH 2, cu acid sulfosalicilic, se consumă 10,20 mL EDTA 0,02000 M. În aceeași soluție se ridică pH-ul la 10 și se continuă: până la virajul indicatorului pentru calciu se mai consumă 7,50 mL. Calculează concentrația Ca²⁺ în mg/L (Ca 40,078).
mg/L
La pH 2 se titrează doar Fe³⁺; volumul în plus corespunde calciului.
1. Fe³⁺ e deja complexat (FeY⁻ foarte stabil); cei 7,50 mL titrează doar Ca²⁺.
2. n(Ca²⁺) = 0,02000·7,50·10⁻³ = 1,500·10⁻⁴ mol în 25,00 mL → 6,00·10⁻³ M
3. 6,00·10⁻³·40,078·1000 = 240,5 mg/L
3.0,2500 g alamă se dizolvă, se neutralizează și se aduce la 100,0 mL. O alicotă de 20,00 mL se tratează cu KI în exces, iar iodul eliberat consumă 10,25 mL Na₂S₂O₃ 0,05000 M. Calculează procentul de cupru din alamă (Cu 63,546).
%
Două Cu²⁺ dau un I₂, care consumă doi tiosulfat: 1 Cu ≡ 1 S₂O₃²⁻.
1. n(Cu) în alicotă = 0,05000·10,25·10⁻³ = 5,125·10⁻⁴ mol
2. În balon: ×5 = 2,5625·10⁻³ mol → m = 0,16284 g
3. %Cu $= \frac{0 , 16284}{0 , 2500} \cdot 100 = 65, 13%$
4.0,1675 g Na₂C₂O₄ (M = 134,00), dizolvat în H₂SO₄ diluat și încălzit la 70 °C, consumă 24,85 mL soluție de KMnO₄ până la roz persistent. Calculează concentrația molară a KMnO₄.
mol/L
Raportul molar este MnO₄⁻ : C₂O₄²⁻ = 2 : 5.
1. n(C₂O₄²⁻) = 0,1675/134,00 = 1,2500·10⁻³ mol
2. $n (MnO X_{4} X^{-}) = \frac{2}{5} \cdot 1, 2500 \cdot 1 0^{- 3} = 5, 000 \cdot 1 0^{- 4}$ mol
3. $c = \frac{5 , 000 \cdot 1 0 ^{- 4}}{24 , 85 \cdot 1 0 ^{- 3}} = 0, 02012$ M
5.Din 2,00 g acid salicilic (C₇H₆O₃) și anhidridă acetică în exces se obțin, după recristalizare și uscare, 2,05 g acid acetilsalicilic (C₉H₈O₄). Calculează randamentul (C 12,011; H 1,008; O 15,999).
%
Reacția e 1 : 1, iar acidul salicilic este limitativ.
1. M(C₇H₆O₃) = 138,12; M(C₉H₈O₄) = 180,16
2. $m_{t eor e t i c} = \frac{2 , 00}{138 , 12} \cdot 180, 16 = 2, 609$ g
3. $η = \frac{2 , 05}{2 , 609} \cdot 100 = 78, 6%$
6.Pe o placă de silicagel eluată cu hexan–acetat de etil 4:1 se aplică patru compuși. Care va avea Rf-ul cel mai mare?
acid benzoicalcool benzilicnaftalinăbenzamidă
Silicea reține compușii care formează legături de hidrogen.
1. Naftalina e nepolară și nu formează legături H cu silicea: urcă cel mai sus.
2. Alcoolul, acidul și amida formează legături H cu grupele Si–OH și rămân jos.