Shrnutí na Konduktometrie: Principy a aplikace

## Úvod Konduktometrická titrace při srážecí reakci je analytická metoda, která sleduje změnu vodivosti roztoku při přidávání titrantu. Cílem je stanovit koncentraci iontů, které tvoří srážecí produkt. Typickým příkladem je titrace chloridů roztokem dusičnanu stříbrného. > **Definice:** > Konduktometrická titrace (srážecí) je stanovení koncentrace iontů měřením změn měrné vodivosti roztoku během titrace, kde vzniká nerozpustný srážek. ## Základní princip ### Reakce při titraci - Před bodem ekvivalence probíhá úplné srážení přidaného titrantu s cílovým aniontem podle reakce: $$\ce{Na+ + Cl^- + AgNO3 -> AgCl(s) + Na+ + NO3^-}$$ - Za bodem ekvivalence je nadbytek titrantu a ve směsi se nacházejí volné kationty titrantu: $$\ce{AgCl(s) + AgNO3 -> AgCl(s) + Ag+ + NO3^-}$$ ### Co pozorujeme - Před ekvivalencí: vodivost je způsobena pohyblivými ionty $\ce{Na+}$ a $\ce{NO3^-}$ (a event. částicemi nezreagovaného aniontu), ale během přidávání $\ce{Ag+}$ klesá koncentrace volného $\ce{Cl^-}$ díky tvorbě nerozpustného $\ce{AgCl}$. - Po ekvivalenci: vzniká volné $\ce{Ag+}$, které zvyšuje vodivost. > **Definice:** > Bod ekvivalence je okamžik, kdy jsou všechny titrované ionty spotřebovány a další přidaný titrant zůstává v roztoku jako volné ionty. ## Měřená veličina a její interpretace - Měřenou veličinou je měrná vodivost $\kappa$ (konduktance upravená na geometrii elektrody). Změny $\kappa$ v průběhu titrace indikují průběh reakce. - Graf vodivosti vs. objem titrantu má typický lom v místě ekvivalence: klesání pak nárůst. ## Praktický postup (stručně) 1. Připravte vzorek obsahující analyzovaný aniont (např. $\ce{Cl^-}$). 2. Vložte konduktometrickou sondu a zahajte míchání. 3. Pomalu přidávejte standardní roztok titrantu (např. $\ce{AgNO3}$) a zapisujte vodivost po každém přídavku. 4. Zaznamenejte závislost vodivosti na přidaném objemu titrantu a určete bod ekvivalence (lom grafu nebo extrapolace lineárních částí). > **Definice:** > Standardní roztok je roztok o přesně známé koncentraci používaný jako titrant. ## Příklady a aplikace - Stanovení chloridů v pitné a průmyslové vodě pomocí $\ce{AgNO3}$. Reakce tvoří srážek $\ce{AgCl}$, který je nerozpustný. - Kontrola kvality deionizované nebo destilované vody: velmi nízká měrná vodivost indikuje nízký obsah rozpuštěných iontů. - Určování souhrnného obsahu iontů v roztocích, detekce ve spřažených metodách (IC, CZE, HPLC) tam, kde vznik srážkuje nebo mění iontový stav. Věděli jste, že konduktometrická srážecí titrace může být velmi citlivá i při velmi nízkých koncentracích, když je použit vhodný titrant a přesná sonda? ## Tabulka: srovnání oblastí použití | Oblast použití | Co se stanovuje | Příklad | Poznámka | |---|---:|---|---| | Pitná voda | $\ce{Cl^-}$, celkové ionty | Stanovení chloridů | Citlivé i na nízké hladiny | | Technologické vody | Sůl, kyseliny, zásady | Kontrola procesů | Rychlé, průběžné měření | | Laboratorní stanovení | Anorganické látky v neelektrolytech | Analýza sloučenin po rozpuštění | Vhodné, když jiné metody selhávají | | Detekce v separacích | Stopové ionty | IC, HPLC | Kompatibilní s průtokovými systémy | ## Tabulka: měrné vodivosti vybraných roztoků při $20\,^\circ\mathrm{C}$ | Roztok | Měrná vodivost (S cm$^{-1}$) | |---|---:| | Ultračistá demineralizovaná voda | $5\cdot10^{-8}$ – $10^{-7}$ | | Destilovaná voda | $10^{-6}$ | | Pramenitá voda | $10^{-5}$ – $10^{-3}$ | | $0{,}1\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\ \ce{KCl}$ | $0{,}0129$ | | $0{,}5\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\ \ce{NaOH}$ | $0{,}1$ | | $6\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\ \ce{HCl}$ | $1$ | ## Tipy pro spolehlivé měření - Používejte čisté elektrody a pravidelně je kalibrujte. - Míchejte vzorek konstantně, aby nebyly lokální koncentrace. - Titrant přidávejte po malých objemech blízko bodu ekvivalence pro zvýšení přesnosti. - Zohledněte možné vedlejší reakce a komplexaci, které mění dostupné ionty.