Chemické pokusy/Součin rozpustnosti

Teorie

Argentometrie je metodou srážecí odměrné analýzy, jako odměrný roztok se využívá dusičnan stříbrný a jako indikátor chroman draselný. Slouží nejčastěji ke stanovení koncentrace chloridů ve vodě.

AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃

Chlorid stříbrný je bílá sraženina, jakmile jsou spotřebovány všechny chloridové anionty, začne se srážet červenohnědý chroman stříbrný:

2 AgNO₃ + K₂CrO₄ → Ag₂CrO₄ + 2 KNO₃

Odpověď na otázku, proč se sráží nejprve chlorid a až poté chroman stříbrný nám dá součin rozpustnosti.

Součin rozpustnosti (pK_s) se udává hlavně pro málo rozpustné sloučeniny. Jeho hodnota je dána součinem rovnovážných koncentrací iontů v roztoku.

Látka	pKs	pKs
AgCl	9,75	1,78.10-10
Ag2CrO4	11,61	2,45.10-12

Výpočet

Disociaci těchto dvou látek můžeme popsat rovnicemi:

AgCl ↔ Ag⁺ + Cl^-

Ag₂CrO₄ ↔ 2 Ag⁺ + CrOŠablona:Su

I když je hodnota pK_s chromanu vyšší, můžeme se snadno přesvědčit, že jeho rozpustnost je vyšší než rozpustnost chloridu. Vyjdeme ze vztahu pro součin rozpustnosti jednotlivých sloučenin:

K_s = [Ag⁺][Cl^-] = [Ag] . [Ag] = [Ag]²

Koncentrace stříbrných iontů je stejná jako koncentrace chloridů. V nasyceném roztoku AgCl bude tedy koncentrace stříbrných iontů rovna:

$[A{g}^{+}]=\sqrt{K_s}=1,33.10^{-5}mol.d{m}^{-3}$

Pro chroman stříbrný je součin rozpustnosti dán vztahem:

K_s = [Ag⁺]²[CrOŠablona:Su] = (2x)² . x = 4x³

Koncentrace chromanových aniontů je poloviční oproti koncentraci stříbrných iontů.

$x=\sqrt[3]{\frac{K_s}{4}}=\sqrt[3]{\frac{2,45.10^{-12}}{4}}=8,49.10^{-5}mol.d{m}^{-3}$

[Ag⁺] = 2x = 1,69.10^-4 mol.dm^-3

Vysvětlení

Dokud jsou v roztoku přítomny chloridy, sráží se chlorid stříbrný a koncentrace stříbrných iontů je moc nízká, takže chroman stříbrný se nesráží. Po spotřebování všech chloridů se koncentrace stříbrných iontů první kapkou odměrného roztoku zvýší a začne se srážet červenohnědý chroman stříbrný.

Bezpečnost

• Chroman draselný, K₂CrO₄, je prokázaný karcinogen. Musíme s ním pracovat opatrně a je nutné zabránit kontaktu s kůží.
• Dusičnan stříbrný, AgNO₃, je toxická látka, může způsobit poleptání kůže nebo poškození očí.

Postup

1. Nachystáme si aparaturu na titraci, byretu naplníme odměrným roztokem AgNO₃, do titrační baňky odpipetujeme roztok chloridu.
2. Z byrety přikapeme přibližně polovinu očekávaného množství odměrného roztoku, pozorujeme vznik bílé sraženiny AgCl.
3. Do titrační baňky přidáme pár kapek roztoku chromanu
4. Dokončíme titraci, ke konci titrace pozorujeme vznik červenohnědé sraženiny chromanu stříbrného, která se před dosažením bodu ekvivalence rozpouští, ale za ekvivalencí je již stabilní.
5. Do titrační baňky přidáme nadbytek chloridu, červenohnědá sraženina zmizí a máme opět sraženinu AgCl ve světle žlutém roztoku indikátoru.

Galerie

• 
  Aparatura na titraci
• 
  Dusičnan stříbrný
• 
  Chroman draselný
• 
  Průběh titrace