Jakość gleb zależy m.in. od zawartości tzw. próchnicy, stanowiącej mieszaninę związków chemicznych pochodzących z rozkładu szczątków organicznych. Sposób określenia w przybliżeniu zawartości próchnicy w glebie polega na ilościowym utlenieniu związków organicznych, których głównym składnikiem jest węgiel.

Utlenianie węgla zawartego w związkach organicznych można przeprowadzić za pomocą dichromianu(VI) potasu, w środowisku kwasu siarkowego(VI) z dodatkiem siarczanu(VI) rtęci(II) jako katalizatora (reakcja 1.), co w uproszczeniu można zilustrować równaniem:

W tej metodzie stosuje się nadmiar dichromianu(VI), a następnie – w obecności wskaźnika – utleniacz dodany w nadmiarze poddaje się reakcji z jonami żelaza Fe²⁺ jako reduktorem (reakcja 2.).

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 14H⁺ → 6Fe³⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂O

Jest to tzw. miareczkowanie reduktometryczne, podczas którego roztwór soli żelaza(II) o znanym stężeniu znajduje się w biurecie. Ten roztwór dodaje się stopniowo do kolby z utleniaczem i na końcu dokładnie odczytuje, jaka jego objętość została zużyta w reakcji.

Przed rozpoczęciem miareczkowania wprowadza się do kolby kilka kropel wodnego roztworu wskaźnika, którym jest o-fenantrolina (1,10-fenantrolina) przedstawiona wzorem 1. Sam ten wskaźnik jest bezbarwny, ale tworzy z jonami żelaza Fe²⁺ kompleks (wzór 2.) o intensywnej czerwonej barwie.

Zadanie 54.1.

Wyjaśnij na podstawie struktury o-fenantroliny, dlaczego może ona, podobnie jak amoniak, pełnić funkcję ligandu w jonie kompleksowym.

.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................

Zadanie 54.2.

Przyporządkuj kolby z roztworami (I–III) do kolejnych etapów miareczkowania jonów dichromianowych(VI) jonami żelaza(II) w obecności o-fenantroliny. Odpowiedź uzasadnij.

Przed rozpoczęciem miareczkowania – kolba ………………..
Uzasadnienie: ..........................................................................................................................
.................................................................................................................................................
Podczas dodawania roztworu soli żelaza(II) – kolba ………………..
Uzasadnienie: ..........................................................................................................................
.................................................................................................................................................
W punkcie końcowym miareczkowania – kolba ………………..
Uzasadnienie: ..........................................................................................................................
.................................................................................................................................................

Pokaż rozwiązanie

Zadanie 54.1.

W cząsteczce o-fenantroliny znajdują się atomy azotu, które mają wolne pary elektronowe, zdolne do tworzenia wiązań z jonem metalu.

Zadanie 54.2.

Przed rozpoczęciem miareczkowania – kolba III.
Uzasadnienie: Pomarańczowa barwa pochodzi od jonów dichromianowych(VI), które dodano do próbki.

Podczas dodawania soli żelaza(II) – kolba I.
Uzasadnienie: Pojawiająca się zielona barwa pochodzi od jonów Cr³⁺ powstających w wyniku redukcji jonów dichromianowych(VI).

W punkcie końcowym miareczkowania – kolba II.
Uzasadnienie: Czerwona barwa pochodzi od kompleksu, który jony Fe²⁺ tworzą z o-fenantroliną.

Załóż bezpłatne konto, aby uzyskać dostęp do rozwiązania tego zadania.

Bezpłatna rejestracja

Zobacz zadania przykładowe w naszej bazie zadań