Kemi titrerin­g Formål Teori Udførsel Konklusi­on

Kemi rapport:
Bestemmelse af jern i jerntabletter-rexodtitrering

Indholdsfortegnelse

Formål2

Teori:2

Materialer + kemikalier2

Billeder af opstilling3

Udførsel5

R/S-sætninger:6

Sikkerhed:6

Resultater + beregninger7

Afvigelse7

Fejlkilder8

Fortolkning8

Konklusion8

Kilder8

Bilag9

Formål

Vores formål er at vi skal bestemme indholdet af jern i en jerntablet ved hjælp af redoxtitrering med ceriumsulfat.

Teori:

Det er vist, at jern(II) reagerer med cerium(IV) i redoxreaktionen:

Fe2++Ce4+ --> Fe3++Ce3+

Derfor kan vi bruge cerium til ved hjælp af redoxtitrering at bestemme jernindholdet i en jerntablet.

Da en jerntablet dog både indeholder jern(II) og jern(III)-ioner, bliver vi dog nødt til først at sikre sig, at al jernet er omdannet til jern(II)-ioner. Ellers virker reaktionen ikke.

Dette gøres ved at putte jerntabletten i et surt miljø sammen med et reducerende middel. I dette tilfælde har vi valgt at bruge kobber. På den måde danner vi jern(II) gennem reaktionen:

2Fe3++Cu → 2Fe2++Cu2+

For at bestemme massen af jern, skal vi finde ækvivalenspunktet med cerium. Dette finder vi ved at tilsætte ferroin. Ferroin er en indikator, der indeholder en 1,10-phenantrolin-del, der binder sig til jern.

Binder den sig til jern(II) er farven rød, binder den sig til jern(III), så bliver den blå. Når de to stoffer når ækvivalenspunktet, skifter opløsningen altså farve, da der ikke vil være mere jern(II), som ceriummet kan binde sig til.

Derefter noterer vi, hvor meget ceriumsulfat, der er brugt til at opnå ækvivalenspunktet. Med den viden kan vi så finde jernets masse med de følgende ligninger:

n=c*V

og

m=M*n

Materialer + kemikalier

For at udføre dette forsøg skulle vi bruge:

·        2 stk. 100 mL koniske kolber

·        Magnetomrører + en lille magnet.

·        100 mL måleglas

·        Glastragt

·        Filtrerpapir

·        Burette

·        Stativ

·        Mørtel

·        Spatel

Derudover var der nogle forskellige kemikalier vi skulle bruge til at udføre forsøget.

·        Cu-pulver

·        1 M H2SO4

·        0.1 M Ce(SO4)2 I 0,5 M H2SO4

·        Ferroin

Billeder af opstilling

Figur 2     Cu-Pulver + Svovlsyre + måleglas + spatel

.

                    

Filtrering

Udførsel

Vi starter med at finde alle vores materialer frem. Vi  hælder ceriumsulfat i 2 buretter, så alle grupper kan hurtigt komme til ceriumsulfatet. Da vi hældte ceriumsulfat i, så hældte vi halvdelen i først, hvor vi derefter tømte lidt af buretten, så vi undgik at have luftbobler nede i enden af buretten.

Derefter hældte vi til vi ramte 0 mL i toppen af buretten, og bagefter lagde vi en magnetomrører ned under buretten.

Vi vejer vores to kolber og tabletten. Dernæst knuser vi jerntabletten, vejer den og kommer pulveret ned i en kolbe, hvor vi tilsætter 20 mL svovlsyre og en spatelfuld Cu-pulver.

Vi sætter kolben oven på en magnetomrører og tilsætter en lille magnet ned i kolben og tænder for magnetomrøreren. Vi lader den røre rundt i 5 minutter og filtrerer så opløsningen over i vores anden kolbe. Vi burde nok have vejet, efter vi havde tilsat svovlsyren eller filtreret opløsningen, men det glemte vi.

Efter filtreringen tilsatte vi et par dråber ferroin og omrørte den lidt mere. Vi tilsatte ferroin for at se vores Fe2+ ioner. Nu begyndte vi titreringen, vi tilsatte ceriumsulfat indtil det først farveskift fra rød til blå. Desværre hældte vi for meget ceriumsulfat i, og så derfor et farveskift fra rød til grøn, hvilket betød at der var mere ceriumsulfat end der var Fe2+ ioner.

Vi noterede forbruget af vores ceriumsulfat og begyndte at lave beregninger.

R/S-sætninger:

Kobberpulver- Ingen R/S-sætninger, men man skal ikke indtage pulveret eller indånde det i store mængder.

Svovlsyre (H2SO4) - Alvorlig ætsningsfare(R35), Opbevares aflåst og utilgængeligt for børn(S1+S2), Kommer stoffet i øjnene, skylles straks grundigt med vand og læge kontaktes(S26), Hæld aldrig vand på eller i produktet(S30) og Ved ulykkestilfælde eller ved ildebefindende er omgående lægebehandling nødvendig; vis etiketten, hvis det er muligt(S45)

Ferroin- Skadelig for organismer, der lever i vand (R52), Kan forårsage uønskede langtidsvirkninger i vandmiljøet (R53), Undgå indånding af gas/ røg/ dampe (S23) og Undgå kontakt med huden (S24).

Sikkerhed:

Da flere af kemikalierne irriterer eller er decideret skadelige for huden, er forsigtighed vigtigt. Det kan også anbefales at have handsker på. Ligeledes er det vigtigt at have beskyttelsesbriller på, da både svovlsyre og ceriumsulfat er meget skadelige for øjnene.

Resultater + beregninger

Ifølge fabrikantens anvisning indeholder en jerntablet 25 mg. Dette er det optimale udbytte, vi kan få. I alt blev der brugt 3,41 mL ceriumsulfat for at nå ækvivalenspunktet.

Dernæst finder vi stofmængden af cerium(IV). Dette gøres ved at gange koncentrationen, 0,1 mol/L, med volumen 3,41 mL (0.00341L). Vi får resultatet:

Da cerium og jern er i forholdet 1:1, vil det altså sige, at der skal bruges den samme mængde jern som cerium til at lave reaktionen. Altså er stofmængden af jern(III) også 0,341mmol.

For at finde jernets masse, må vi først findes jerns molarmasse. Den er 56 g/mol. Den ganges så med stofmængden af jern i vores blanding:

Vi finder altså ud af, at der i vores fabrikat er 19.096mg jern.

Afvigelse

>

Vores forsøg gik ikke specielt godt ifølge vores resultater. Vi er ikke i nærheden af det rigtige resultat og derfor er der fejlkilder til det. Fx fik vi ikke alt pulveret med fra mørtelen, vi fik heller ikke afmålt helt præcist, dvs. ikke mere end 1 decimal.

Derudover blev der hældt for meget Ce(SO4)2, på grund af uforsigtighed, hvilket resulterede i, at vi ikke kunne lave en afmåling på, hvornår farven gik fra rød til blå (som vil sige, vi ikke så hvornår reaktionen mellem jern og ceriumsulfat skete, også kaldet hvornår der var ens stofmængde af de to stoffer.)

Luft i den nedre del af buretten kan opstå hvis man ikke lader cerium sulfatet løbe hele vejen igennem buretten, det kan påvirke resultatet af ækvivalenspunktet. Man kunne også have fået lidt mindre pulver end hvad der rigtig var i, da man knuste jerntabletten i morten.

Der kunne have været andre stoffer i morten fra andre forsøg eller fra selve tabletten. En anden fejlkilde kunne være hvis magneten ikke havde roteret i lang nok tid på magnetomrøreren. Den største fejl er vel nok ved titreringen af cerium sulfat, da det er svært at være præcis når man prøver at finde ækvivalenspunktet og det er nemt at over titrere som skete i vores gruppe.  Derudover kan upræcished være skylden for forkerte resultater da det kan påvirke forsøget lige fra starten.

Afrunding på resultaterne kan ikke gøre en så stor forskel men det kan alligevel gøre en lille en.

Fortolkning         

Ud fra denne beregning, har vi fået vores resultat til at have en afvigelse på 23.6%. Det vil sige at vores resultat er cirka en fjerdedel fra de 25 mg som producenten har oplyst os.

Afvigelsen vi har beregnet os frem til er ikke tæt på det teoretiske resultat. Denne afvigelse kan være af to grunde; enten er tallene på pakken forkerte, eller også har nogle fejlkilder påvirket vores resultat.

Konklusion     

Med dette forsøg har vi lært at bruge cerium sulfat som titreringsmiddel til at bestemme mængden af jern i jerntabletter. Vores resultat er 19.096mg jern og har en afvigelse på 23.6% som er ca en fjerdedel fra de 25mg som producenten af jerntabletterne har oplyst.