Dosage van Na+ met een kationenwisselaar - molariteit (M)

We werken een voorbeeld uit van de berekeningen die nodig zijn voor de dosage van Na+ met

een kationenwisselaar in mol en molariteit (M).

Principe

Een dergelijke dosage steunt op een uitwisseling tussen de uitwisselbare kationen van een hars

en de uitwisseling van de kationen die gepercoleerd worden.(Res−A−)H+ + Na+ −−→

(Res−A−)Na+ + H+

Het zure effluent wordt met de gestandaardiseerde NaOH-oplossing getitreerd met fenolf-

taleıne als indicator. De titratiereactie is te herleiden tot

H+ + OH+ −−→ H2O

nNa+ = nH+ = MNaOH ×VNaOH

Titraties en berekeningen

De NaOH-oplossing is reeds gestandaardiseerd. De concentratie bedraagt 0,1072 M.

effluent 10,00 ml Na+ 10,00 ml Na+ 10,00 ml Na+ 10,00 ml Na+

E.V. NaOH 18,49 18,78 19,24 18,28

B.V. NaOH 0,61 0,92 1,25 0,36

T.V. NaOH 17,88 17,86 17,99 17,92

Foutenmarge =Vgrootst −Vkleinst

Vkleinst× 100%

=17, 99 ml− 17, 86 ml

17, 86 ml× 100%

= 0, 73% < 1%

Vgem =17, 88 ml + 17, 86 ml + 17, 99 ml + 17, 92 ml

4= 17, 91 ml

Het aantal mol Na+ in 10,00 ml oplossing dat in de kationenwisselaar werd gebracht, is gelijk

aan het aantal mol H+ in het effluent dat gereageerd heeft met de gestandaardiseerde NaOH-

oplossing.

nNa+ = nH+ = MNaOH ×VNaOH

= 0, 1072 mol/l× 17, 91 ml

= 1, 920 mmol in 10,00 ml oplossing

We berekenen vervolgens het aantal mg Na+ per 100 ml oplossing met MMNa+ = 22, 99 g/mol.

1, 920 mmol Na+/10,00 ml oplossing× 22, 99 g/mol = 44, 14 mg Na+/10,00 ml Oplossing

= 441, 4 mg Na+/100,0 ml Oplossing

Analytische chemie: lab T. Mortier 1

Examenvraag

Opgave

Je krijgt een waterige CaCl2-oplossing. Je percoleert 10,00 ml van deze oplossing via de kat-

ionenwisselaar. Het zure effluent wordt opgevangen en getitreerd met een gestandaardiseerde

0,1072 M NaOH-oplossing en fenolftaleıne als indicator. Je hebt 17,91 ml gestandaardiseerde

NaOH-oplossing nodig tot het visueel detecteerbaar eindpunt wordt bereikt. Wat is de exacte

concentratie in aantal milligram Ca2+ per 100 ml oplossing?

Uitwerking

Wanneer men wil werken in mol moet men goed begrijpen dat per mol Ca2+ dat via de katio-

nenwisselaar wordt uitgewisseld er twee mol H+ zal worden uitgewisseld. Neem de verhouding

van het aantal mol om dit goed in te zien.

nCa2+

nH+

=1

2⇒ nCa2+ =

1

2× nH+

Het aantal mol Ca2+ in 10,00 ml oplossing kan als volgt berekend worden.

nCa2+ =1

2× nH+ =

1

2× nNaOH

=1

2×MNaOH ×VNaOH

=1

2× 0, 1072 mol/l× 17, 91 ml

= 0, 9600 mmol in 10,00 ml oplossing

We berekenen vervolgens het aantal mg Ca2+ per 100 ml oplossing met MMCa2+ = 40,08 g/mol

0, 9600 mmol Ca2+/10,00 ml oplossing× 40, 08 g/mol = 38, 48 mg Ca2+/10,00 ml Oplossing

= 384, 8 mg Ca2+/100,0 ml Oplossing

2 T. Mortier Analytische chemie: lab