Elektrochemie voor MBO/Conductometrie Titratie, neerslag
Conductometrische titraties
Net als andere instrumentele meetmethodes kan ook de conductometrie gebruikt worden om het eindpunt van een titratie vast te stellen. Hiervoor wordt de geleidbaarheid van de oplossing tijdens de titratie gemeten. Er wordt tot ruim voorbij het equivalentiepunt getitreerd. Na afloop wordt een eenvoudige berekening uitgevoerd en de gemeten geleidbaarheden in een grafiek gezet, een conductogram. Het snijpunt van twee rechte lijnen is het equivalentiepunt van de titratie. Zowel voor zuur-base- als neerslagtitraties is conductometrie bruikbaar als eindpuntsmethode. Als voorbeeld van een neerslagtitratie wordt de titratie van natriumchloride met zilvernitraat besproken.
NaCl met AgNO3, een neerslagtitratie
In de titratie van natriumchloride met zilvernitraat zijn er zes ionen die in principe bijdragen aan de geleidbaarheid: en . Daarnaast zijn er uit het waterevenwicht nog en -ionen aanwezig.
Volgorde van de ionen
De volgorde waarin je de verschillende ionen langsloopt om te kijken wat hun bijdrage aan de geleidbaarheid is, maakt op zich niet veel uit. Maar net als met de bruiloftstaart is het niet handig om een heel hobbelige ondergrond of eerst laag te hebben. Onderstaande lijst geeft een mogelijke manier aan:
- Begin met ionen waar eigenlijk niets mee gebeurt. Ze zijn in de titratie aanwezig, maar zijn niet betrokken bij de titratie-reactie. In het voorbeeld van de titratie van nariumchloride met zilvernitraat is dat het natrium-ion.
- Als twee komen ionen die ook niets van doen hebben met de titratiereactie, maar waarvan het aantal tijdens de titratie wel verandert. Dit is voornamelijk het tegen-ion dat in de titrant aanwezig is. In dit voorbeeld is dat het nitraat-ion. In een oplossing moet de positieve en de negatieve lading aan elkaar gelijk zijn. Je kunt niet alleen maar zilver-ionen titreren. Voor elke zilver-ion is er ook een nitraat-ion aanwezig in de titratie-vloeistof.
- Als laatste komen de ionen die bij de titratie-reactie betrokken zijn.
- Aan het begin van de titratie is dat het ion aanwezig dat in het monster voorkomt. Tot het equivalentiepunt wordt de concentratie daarvan steeds kleiner, en in dat punt is hij 0 (nul). Na het equivalentiepunt blijft de concentratie verder nul. In et gebruikte voorbeeld is dat het chloride-ion
- Het ion uit de titrant dat aan de titratiereactie meedoet heeft tot het equivalentiepunt geen bijdrage aan de geleidbaarheid, het effectieve aantal is 0. Na dat punt neemt de concentratie lineair toe met het volume toegevoegd titrant. In het voorbeeld is dat het zilver-ion.
H+ en OH-
De eenvoudigste ionen om mee te beginnen zijn die uit het waterevenwicht. De concentraties van deze ionen is ongeveer 10-7 mol∙L-1. De concentraties van ionen die bij een titratie betrokken zijn ligt meestal in de grootte-orde van 10-2 mol∙L-1, ongeveer 10.000 keer zo groot. In principe zijn de ionen dus wel aanwezig, maar naast de bijdrages aan de geleidbaarheid van de andere ionen is die van en dus verwaarloosbaar.
Natrium
Dit is in deze titratie echt een ion uit de groep "ik stond er bij en ik keek er naar". De ionen reageren niet, hun aantal verandert niet, dus hun bijdrage aan de geleidbaarheid is door de hele titratie heen gelijk. De geleidbaarheid van natrium vormt een vaste bodem in de bruiloftstaart van het conductogram.
Nitraat
Chloride
Aan het begin van de titratie is er een behoorlijke hoeveelheid chloride-ionen. Die geven dus ook een behoorlijke bijdrage aan de geleidbaarheid, ongeveer even groot als de bijdrage van het zelfde aantal natrium-ionen.
Na toevoegen van de eerste hoeveelheid zilvernitraat-oplossing zal de volgende reactie verlopen:
Tenminste, zolang er en chloride- en zilver-ionen zijn. Chloride is er in eerste instantie volop. Zilver is een ander verhaal. Er is maar een klein beetje titrant toegevoegd. De hoeveelheid zilver is dus snel op. Door de reactie is de hoeveelheid chloride wel minder geworden, het aantal chloride-ionen is verminderd met het aantal zilver-ionen in het beetje titrant. De bijdrage aan de geleidbaarheid van chloride zal ook iets minder worden.
Zilver
Conductogram