sciencetalk

Voor een PO Scheikunde op school moeten wij het zoutgehalte van brood bepalen.

Dit doen wij door het brood op te lossen in water en dan te filtreren. Vervolgens titreren wij in het filtraat een zilvernitraatoplossing (0,1M). Als indicator gebruiken wij een 5% kaliumchromaatoplossing, de overmaat aan zilvernitraat zou dan als alle chloride op is een rode neerslag (kleurverandering) moeten vormen met de kaliumchromaat. Zo zouden wij kunnen uitrekenen wat de hoeveelheid natriumchloride in het filtraat en dus in het brood is.

Als het goed is klopt alles hierboven, alleen is er een ding wat wij niet begrijpen. Wij kregen, na een conceptwerkplan ingeleverd te hebben, te horen dat de natriumchlorideoplossing moet worden getitreerd met een zilvernitraatoplossing bij pH 6 a 7. Is er iemand die weet waarom er bij die pH waarde getitreerd moet worden? Aanvankelijk dachten wij dat het iets met een zuur-base reactie te maken had, maar volgens ons vind er alleen een neerslagreactie plaats.

Is er wellicht een ongewenste reatie van één van je stoffen bij een hoge pH?

Is er wellicht een ongewenste reatie van één van je stoffen bij een hoge pH?

Hier zat ik ook aan te denken, moet ik dan meer in de richting denken van een ongewenste reactie met een andere stof uit het brood, of een ongewenste reactie met de stoffen die gebruikt worden bij de titratie?

Ik ga er namelijk nu van uit dat de stoffen die in de neerslagreactie reageren uit een zuivere oplossing (zilvernitraatoplossing en natruimchlorideoplossing) komen, is dit juist? Of zou een pH van 6 a 7 uitsluitsel moeten geven of de oplossingen zuiver zijn of niet.

Want als het goed hebben de zilvernitraatoplossing en natriumchlorideoplossing (mits niet verontreinigd) een pH van 6 a 7, een afwijking zou dus kunnen duiden op een verontreiniging en dan zou er dus een ongewenste reactie kunnen plaatsvinden. Klopt deze gedachte of zit ik nu op een verkeerd spoor?

Verkeerd spoor, kijk eens naar de reacties van je reagentia met OH^-

Verkeerd spoor, kijk eens naar de reacties van je reagentia met OH^-

De reactie van de Zilverionen met Chloorionen zou kunnen worden verstoord door de OH. Die OH is aanwezig omdat de zilvernitraatoplossing een basische oplossing (pH te hoog). Alleen geeft de binas (Tabel 45A) geen uitsluitsel, want bij Ag+ en OH- staat er een leeg vakje, ik weet dus niet of ze goed in water oplossen, reageren of neerslaan. Als ik google op silverhydroxide kom ik er achter dat dit niet goed oplost in water. Betekent dit dan dat de OH- die aanwezig kan zijn in de zilvernitraatoplossing (als de pH te hoog is) de reactie tussen zilverionen en chloorionen kan verstoren?

Ik ben er volgens mij achter waarom de reactie niet mag plaatsvinden bij een pH hoger dan 7. Dat is namelijk in een basisch milieu en dat betekent dat er OH- ionen aanwezig zijn. Die OH- ionen reageren met de zilverionen tot zilveroxide (zilverhydroxide is instabiel en valt meteen uit elkaar) en H3O+ Daardoor verlies je zilverionen en is je meting niet meer betrouwbaar.

Alleen is nu de vraag waarom de titratie ook niet mag plaatsvinden bij een pH lager dan 6. Heeft dit te maken met de oxidatie van de indicator? In theorie zou alle kaliumchromaat oxideren in een zuur milieu en zou er dus geen indicator meer over zijn. Maar in de praktijk reageert niet alles lijkt mij en is er dus nog genoeg indicator over om aan te geven dat alle chloride is neergeslagen. Klopt dit en moet ik nog op zoek naar een andere verklaring waarom de titratie niet een zuur milieu mag plaatsvinden of moet ik uitgaan van de theoretische verklaring dat alle indicator dan al opreageert (oxideert)?

Zuur zal niet ontstaan, alleen water en Ag₂O

Het dichromaat ion in waterige oplossing is in evenwicht met de chromaationen, volgens de volgende vergelijking:

Cr₂O₇^2- + 3 H₂O <--> 2 CrO₄^- + 2 H₃O⁺

Dit is een dynamisch evenwicht die als zodanig gevoelig is voor de zuurgraad of basiciteit van de oplossing! Verschuiving van het evenwicht als gevolg van pH, resulteert in een andere uitgangsstof en daarmee dus ook een andere halfreactie!

Kortom: Daarom is het van wezenlijk belang dat de juiste pH (6 a 7) wordt gebruikt!

zuur zal niet ontstaan, alleen Ag2O

Dus wanneer Ag2O ontstaat na de reactie:

2 Ag+ + 2 OH- --> Ag2O + H2O

en dat ten gevolgen van een te basische oplossing (bijv. ph > 7)

maar waarom kan het dan niet te zuur zijn ph < 6

Er zullen dan andere reacties ontstaat zoals gezegd, maar waar moet ik dan aan denken en aan wat voor halfreacties, aannemend dat er halfreacties ontstaan met Ag+ (gezien deze stof voorkomt in de redoxtabel) ? Wellicht mis ik de kern van wat Ajonker zojuist uitlegde.

tabel 48 Binas. Bij te basisch ontstaan de volgende halfreacties:

O2 + 2 H2O + 4 E- --> OH-

en

Ag+ + e- --> Ag

Volgens mij heb ik het gevonden:

Oplossing van natriumchloride wordt getitreerd met zilvernitraatoplossing bij pH 6 à 7, waarbij zilverchloride neerslaat. Als indicator kan men kaliumchromaat gebruiken. Het overmaat zilvernitraat vormt met kaliumchromaat een rode neerslag van zilverchromaat.

Nitraationen en natriumionen slaan niet neer, maar Chloride slaat weel neer met zilverionen. Eerst zullen alle chloorionen neerslaan met een overmaat aan zilverionen

Reactie tijdens de titratie: Ag+ (aq) + Cl- (aq) -> AgCl (s) (is wit)

Nadat alle chloride neer is geslagen, slaat de kleur om, en ontstaat er een tweede neerslag.

De reactie na het omslagpunt: 2 Ag+ (aq) + CrO42- (aq) -> Ag2CrO4 - (s) (is rood)

Als de kleur van de neerslag van wit naar rood verandert moet de titratie worden gestopt. Zo kan aan de hand van de hoeveelheid getitreerde zilvernitraart worden berekend hoeveel chloorionen er in de oplossing aanwezig zijn en hoeveel zout er dus in het brood zat.

Waarom in een neutraal milieu?

Hieronder wordt uitgelegd waarom het belangrijk is dat de oplossing van natriumchloride wordt getitreerd met zilvernitraatoplossing in een neutraal mileu (pH 6 à 7) en niet in een basisch of zuur milieu.

In een te basisch milieu (pH >7) vind er een redoxreactie plaats tussen Ag+ en OH-

In een basisch milieu is zijn er OH- ionen aanwezig. Die geven een redoxreactie. In dat geval is Ag+ de oxidator en OH- de reductor, deze reactie verloopt want de oxidator staat boven de reductor. Na in tabel 48 van de binas gekeken te hebben volgt dat dit de halfreacties zijn:

Ag+ + e- -> Ag (s) |4| 4Ag+ + 4e- -> 4Ag (s)

4OH- -> O2 (g) + 2H2O (l) + 4e- |1| 4OH- -> O2 (g) + 2H2O (l) + 4e-

En wordt dit de totaalreactie

4Ag+ + 4OH- -> 4Ag (s) + O2 (g) + 2H2O (l)

De waarneming bij de titratie wordt dus beinvloed omdat al een deel van de zilverionen neerslaan. En niet meer meedoen in de reactie met het chloride.

In een zuur milieu (pH <7) wordt het dynamisch evenwicht van CrO4- verstoord.

Het dynamisch evenwicht wat nu plaatsvindt is als volgt:

2 CrO4- + 2 H3O+ <--> Cr2O7 2- + 3 H2O

In een zuur milieu vindt de reactie naar rechts plaats, het chromaat wordt omgezet in dichromaat. Dichromaat heeft een rood/oranje kleur van zichzelf. Op deze wijze is het niet meer mogelijk nauwkeurig het omslagpunt naar zilverchromaat te bepalen.

Dus zowel in een basisch als zuur milieu wordt de waarneming bij de titratie beinvloed en kan er niet meer nauwkeurig worden gemeten.

Ik hoop dat alles nu klopt, bedankt voor alle tips en uitleg!