Volumetrijska analiza

Volumetrija je metoda kvantitativne hemijske analize zasnovana na merenju zapremine rastvora tačno određene koncentracije koja se utroši za reakciju sa ispitivanom supstancom. Osnovna operacija koja se koristi u volumetriji je titracija. To je postupak postepenog dodavanja (u kapima) rastvora reagensa tačno poznate koncentracije ispitivanom rastvoru, dok se ne završi hemijska reakcija.

Standardni rastvor(rastvor tačno poznate koncentracije) kojim se izvodi titracija je titraciono sredstvo ili titrant.

Ekvivalentna tačka titracije ili teorijska završna tačka je momenat kada izreaguju stehiometrijski ekvivalentne količine titracionog sredstva i ispitivane supstance.

Indikatori su supstance za određivanje kraja hemijske reakcije tako što na vidljiv način menjaju boju ili grade talog u neposrednoj okolini ekvivalentne tačke, a u tzv. završnoj tački titracije.

INDIKATORI

POSUĐE I OPERACIJE U VOLUMETRIJSKOJ ANALIZI

U volumetrijskim analizama za tačno odmeravanje zapremine upotrebljavaju se staklene kalibrisane posude: merni balon, pipete i birete a u toku rada koriste se i čaše, erlenmajeri, sahatno staklo, štapići itd.

 Bireta je merni sud u kojem se meri utrošena zapremina standardnog rastvora pri titraciji. Pored toga služi za tačno odmeravanje različitih zapremina titrovanog rastvora pri standardizaciji rastvora. Bireta je duga graduisana cilindrična staklena cev. Na donjem delu ima brušenu (šlifovanu) staklenu slavinu koja se završava kapilarom, ili gumenu cev sa staklenim kapilarom koja je stegnuta metalnom štipaljkom. Za rastvore baza koriste se birete sa gumenom cevi i kapaljkom jer baze nagrizaju staklo i slavina se lako ’’zapeče’’.

Često se u analitičkim laboratorijama koristi tzv. automatska bireta. Bireta je povezana sa bocom u kojoj se nalazi rastvor kojim se puni bireta. Bireta se puni automatski, pomoću gumene pumpice kroz usku cev za punjenje do momenta kada počinje da se puni kruškasti deo pri vrhu birete. Prestankom pumpanja višak rastvora se vraća kroz cev za punjenje nazad u bocu. Bireta se automatski napuni zaustavljanjem nivoa na nuli skale bez podešavanja.

BIRETE

AUTOMATSKA BIRETA

Upotrebom automatske birete postiže se ekonomičnost u radu. Štedi se vreme koje bi bilo utrošeno za ponovno punjenje birete, zatim pražnjenje i pranje birete.

TITRATOR

Kao savremeni aparati za manipulaciju tečnosti koriste se različiti tipovi titratora koji mogu biti manje ili više automatizovani, a titracija se izvodi brzo, precizno i bez gubitaka reagensa.

RAD SA BIRETOM

- Staklene slavine treba pre punjenja birete dobro pregledati, brušene delove slavine obrisati i namazati tankim slojem vazelina. Bireta ne sme da curi.

- Bireta mora biti besprekorno čista.

- Čistu biretu, ispranu destilovanom vodom i standardnim rastvorom treba postaviti stativ u vertikalnom položaju.

- Rastvor koji se ispušta iz birete ne vraća se nazad u bocu sa standardnim rastvorom.

- U toku titracije leva ruka se drži na slavini čime se reguliše brzina isticanja rastvora iz birete. Desnom rukom se drži erlenmajer i blagim kružnim okretanjem meša rastvor koji se titriše tako da vrh slavine ne dodiruje zidove erlenmajera.

- Isticanje rastvora iz birete za vreme titracije ne sme da bude naglo, već u kapima jer može doći do greške u određivanju završne tačke titracije i do naknadnog slivanaj tečnosti niz zidove birete.

- Pri titraciji rastvor treba posmatrati prema beloj podlozi kako bi se lakše uočio prelaz boje indikatora.

- Titracija se izvodi dok se ne postigne završna tačka titracije.

- Po završetku titracije na vrhu slavine ne sme da visi ni najmanja kap.

- Utrošena zapremina za titraciju ne očitava se odamh već se sačeka oko 30 sekundi da se tečnost slije sa zidova birete. Nivo rastvora u bireti treba da bude u visini očiju tako da oko i menisk budu u istoj ravni.

- Po završetku rada treba ispustiti rastvor iz birete, oprati je i isprati destilovanom vodom.

TIPOVI TITRACIJA

Zavisno od vrste i osobina supstance koje se određuje primenjuje se više tipova titracija.

Direktna titracija. – Pri direktnoj titraciji rastvoru supstance koja se određuje dodaje se iz birete standardni rastvor reagensa do postizanja ekvivalentne tačke, odnosno završne tačke titracije. Ovo je najjednostavniji i najčešće primenjivani tip titracije.

Obrnuta titracija. – U slučaju obrnute titracije titriše se tačno izmerena zapremina standardnog rastvora, uz pogodan indikator, rastvorom supstance koja se određuje dok se ne postigne ekvivalentna tačka, odnosno završna tačka titracije. Ovaj postupak se najčešće primenjuje u slučaju kada je supstanca koja se određuje nestabilna.

Retitracija. – Retitracija ili povratna titracija se satoji u tome da se rastvor uispitivane supstance doda poznata zapremina osnovnog  standardnog rastvora u višku. Vičak tog standradnog rastvora, koji nije izreagovao sa ispitivanom supstancom određuje se retitracijom, tj. direktnom titracijom sa drugim pogodnim standardnim rastvorom uz izabrani indikator.

Indirektno određivanje. – Inidrektno određivanje se primenjuje kada supstanca koja se određuje ne reaguje neposredno sa standardnim rastvorom, ili sa standardnim rastvorom ne gradi dovoljno stabilno jedinjenje, ili kada reakcija sa supstancom u standardnom rastvoru teče stehiometrijski prema jednačini hemijske rekacije.

U praksi se primenjuju i tipovi titracija kao što su titracija zamenom jona, titracija na osnovu promene pH vrednosti i druge.

">

BOJE GODIŠNjIH DOBA

Neke boje često dovodimo u vezu sa godišnjim dobima.A otkud baš te boje?O tome retko ko od nas razmišlja.Boje u biljnom svetu koje nas asociraju na različite periode u godini,potiču od pigmenata.Najuočljiviji su pigmenti u listovima i plodovima,a boje koja na listovima najčešće viđamo su zelena ,žuta i crvena.

Zeleni pigment potiče od hlorofila.

Hlorofil se nalazi u hloroplastima.Zelene je boje jer apsorbuje crveni i plavi deo spektra sunčeve svetlosti i uz pomoć te energije u procesu fotosinteze stvara kiseonik i ugljene-hidrate od vode i ugljen-dioksida.Hlorofil se pod uticajem sunčeve svetlosti i razlaže,pa biljka tokom proleća i leta mora stalno da nadoknađuje hlorofil da bi mogla da raste i razvija se.

Žuti pigment potiče od beta-karotena.

Beta-karoten je žuti pigment.Apsorbuje plavi i zeleni deo spektra sunčeve svetlosti.U listu se beta-karoten nalazi pored hlorofila i s' obzirom na to da je stabilniji od hlorofila,ostaje u listu i kada u jesen hlorofil nestane.

Crveni pigment potiče od antocijanina

Antocijanini su grupa jedinjenja čije molekule možemo izvesti iz strukture prikazane na slici.Najčešće su plave ili crveni boje.Boja antocijanina zavisi od pH vrednosti,tako da su u kiselijoj sredini antocijanini crveni,a u manje kiseloj sredini  boja se menja od ljubičaste do plave.Za stvaranje antocijanina u plodovima nekih biljaka(npr. jabuka),potrebna je visoka koncentracija ugljenih-hidrata i intenzivno prisustvo sunčeve svetlosti.Zbog toga je jabuka često sa jedne strane(one izložene Suncu) crvena,dok sa druge nije.

Preuzeto sa Svet hemije.

SLONOVA PASTA

POTREBNE HEMIKALIJE

•H2O2 (koncentrovani 30%-tni)

•KJ ili KMnO4

•Tečnost za pranje sudova

POTREBAN PRIBOR

•Veća menzura

•Čaša

•Sahatno staklo

POSTUPAK

Napraviti zasićen rastvor KI u čaši tj. rastvoriti 15 g KI u oko 12 ml

vode. U veću menzuru sipati 80 ml (30%-tnog) H2O2 i 40 ml

tečnosti za pranje sudova i promešati. U ovaj rastvor može se

sipati i određena boja radi impresivnijeg izgleda. Sipati sadržaj

prethodno napunjene čaše i brzo odmaći ruku. “Slonova pasta ”

će početi da buja.

ZAŠTO SE OVO DESILO?

Ovaj eksperiment je zasnovan na katalitičkom raspadu vodonik-peroksida:

                                            2H2O2 → 2H2O + O2

Vodonik-peroksid se sam spontano raspada,ali I- jon (iz kalijum-jodida) se ponaša kao katalizator i

znatno ubrzava reakciju. Zbog prisutnog kiseonika pravi se pena. Takođe, ova reakcija je

egzotermna.

">

FLAME OF ENVY

Potrebne hemikalije:
-Borna kiselina
-Koncentrovana sulfatna kiselina
-Metanol

Potreban pribor:
-Porculanska šolja
-Male čaše
-Upaljač
-Papir

POSTUPAK
U porculansku šolju doda se malo borne kiseline (čvrsta supstanca),zatim niz zid šolje doda se metanol,a potom i koncentrovana sulfatna kiselina.
Zatim se  sastavu u šolji prinese plamen,koji se boji zeleno.

ZAKLjUČAK
Na ovaj način smo dokazali boratni anjon,nastalog zagrevanjem borne kiseline sa koncentrovanom sulfatnom kiselinom i metanolom.

H₃BO₃ + 3 C₂H₅OH ---->B(OC₂H₅)₃ + 3H₂O

">

ŠEĆERNA ZMIJA

Potrebne hemikalije:

-sulfatna kiselina
-šećer

Potreban pribor:
-stakleni štapić
-čaša
-rukavice
-kašika

POSTUPAK
U čašu se doda 4 kašike šećera,zatim se niz zid čaše dodaje sulfatna kiselina.Smesa se promeša i ostavi.
Šećer prelazi iz bele boje u žuto,potom u narandžastu i na kraju u crnu.
Kada smesa postane crne boje,smesa u čaši počinje da se diže.

">

Molekularni ljubavni sastanak pred kamerom

Naučnici na atomskoj skali prate kako se pojedine molekule međusobno prepoznavaju

• Ljudsko telo je približno savršen stroj.Da bi funkcionisao,on zavisi od toga da svaka komponenta,tj. svaka molekula dosledno izvršava svoju specifičnu funkciju.U tu svrhu mora ''prepoznati'' druge molekule i sarađivati sa njima.Timu naučnika Instituta Max-Planck za istraživanje tela u Štutgartu,Fraungoferskog Instituta u Freiburgu i Kraljevskog koledža u Londonu je uspelo da snimi parove molekula prilikom procesa prepoznavanja.Kao što naučnici tvrde u časopisu Primenjena hemija,oblik molekule se pri tome međusobno prilagodi.
• Ne pozdravljamo se samo mi ljudi,nego i molekule jednom vrstom ''rukovanja''.Svako ko je pokušao da se rukuje levom rukom tako što uhvati za desnu ruku osobu ispred sebe,susreo se sa problemom.Desnu i levu ruku ne možemo prilagoditi jednu drugoj.Tako mogu i određene molekule koje se nalaze u obliku dešnjaka (D) i levaka (L) prepoznati da li je molekula naspram njih D ili L.
• Magali Lingenfelder i kolege Instituta Max-Planck za istraživanje čvrstih tela su uspeli snimiti slajd slika koje prate detaljno ''susret'' na jednom supstratu adsorbiranih di (fenilanin)-molekula.Di(fenilanin) stvara centralni motiv strukture unutar polipeptidnih vlakana koja su nađena kod bolesnika Alzheimerove bolesti.Iz ovog snimka se vidi kako se uvek samo molekule iste hiralnosti dobrovoljno vezuju u parove i lance.
• Kao i prilikom rukovanja,nije dovoljno samo ispružiti desne ruke.Da bi se ispravno zakačile jedna o drugu,svako mora pomeriti ruku i prilagoditi oblik ruke međusobno.To rade i molekule.
• Prilikom prepoznavanja molekula je manje bitan njihov statični oblik;više je bitno koliko se dinamički mogu prilagoditi jedna drugoj.

Preuzeto sa UPNT-a.

Zašto kosa sijedi?

Uglavnom se kosa farba zbog prirodnog procesa kojim kosa s' vremenom posjedi. Međutim, izgleda da je upravo ona materija koja je omogućila farbanje kose prvenstveno, odgovorna ustvari za prirodni gubitak boje kose.

Prije nekoliko decenija je moderno bilo farbanje kose u ekstremno plavu boju i to hidrogen-peroksidom (H2O2). Rezultat je bila skoro bijela boja kose. Tzv.blajhanje cijele kose danas više nije toliko popularno, ali se ljudi ovog agresivnog postupka uljepšavanja kose itekako još nisu riješili.

Taj isti hidrogen-peroksid je prema univerzitetima u Mainzu i u Bradfordu i odgovoran za sijedu kosu kod ljudi. Naime, tijelo ga proizvodi u malim količinama prilikom procesa  metabolizma. Kod mlađih ljudi se ova materija ponovo razgrađuje, ali se tijelo s godinama sve slabije bori sa njom. Hidrogen-peroksid zatim napada enzim tirozinazu, koji je odgovoran za proizvodnju melanina u tijelu. Posljedica ovog napadanja je postepeno sijedenje.

Budući da je napokon poznat mehanizam po kojem kosa gubi prirodnu boju, možda jednog dana budemo imali tablete kojima ćemo hidrogen-peroksid i u kasnijim godinama moći dovoljno kontrolisati da farbanje kose napokon postane prošlost – bar kod ljudi, kod kojih je razlog farbanju kose i bilo njeno sijedenje.
Preuzeto sa UPNT-a.