Elektrochemie voor MBO/Potentiometrische titratie verloop Opgaven

Voor uitleg over deze pagina: klik op "uitklappen" rechts in dit kader.

Op onderstaande pagina zijn alleen de vragen zichtbaar in een kader op een afwijkende ondergrond. Binnen het kader is rechts een knop zichtbaar: "Uitklappen", vergelijkbaar met de knop om deze tekst te openen. Door op deze knop te klikken wordt het antwoord van de betreffende vraag zichtbaar.
Vaak, maar niet altijd is er ook een uitwerking bij de vraag aanwezig. Deze blijft bij het openen van het antwoord nog onzichtbaar, maar opnieuw is, als een uitwerking beschikbaar is, een knop "Uitklappen" aanwezig om de uitwerking zichtbaar te maken. Ontbreekt bij het antwoord de knop "Uitklappen", dan is geen uitwerking bij de vraag beschikbaar.

Indien gewenst kunnen antwoord en uitwerking ook weer onzichtbaar gemaakt worden door op de zelfde plek als waar de knop "Uitklappen" aanwezig was op de knop "Inklappen" te klikken.

Potentaalverloop tijdens redoxtitraties.

Bereken, tenzij in de vraag anders aangegeven, de potentialen tijdens de onderstaande titraties ten opzichte van de standaard waterstof-elektrode.

1.
Bereken het potentiaalverloop voor de titratie van koper(I)sulfaat met cerium(IV)sulfaat in de punten 0%, 10%, 50%, 99%, 101% en 200% titratie.

0%: onbepaald; 10%: 0,10V; 50%: 0,16 V; 99%: 0,28 V; 101%: 1,32 V; 1,44 V

Reactievergelijkingen:

{\ce {Cu^{+}\ ->\ Cu^{2+}\ +\ e^{-}}}

{\ce {Ce^{4+}\ +\ e^{-}\ ->\ Ce^{3+}}}

${\ce {Cu^{+}\ +\ Ce^{4+}\ ->\ Cu^{2+}\ +\ Ce^{3+}}}$

De reductor (Cu⁺) bevindt zich in de erlenmeyer, de titrant bevat de oxidator (Ce⁴⁺). Aan het begin van de titratie zijn er ruim voldoende elektronen en is de potentiaal laag, tijdens de titratie zal de potentiaal stijgen.
Voor het equivalentiepunt wordt de potentiaal bepaald door het koppel Cu⁺/Cu²⁺, na het equivalentiepunt door het koppel Ce³⁺/Ce⁴⁺.

0%

Onbepaald. Net als bij de titratie van ijzer(III) met tin(II) is er nog geen echt redoxkoppel aanwezig. In de Nernst-vergelijking is de concentratie koper(II) formeel nog 0 (nul), zodat je de logaritme van 0 moet nemen, en die bestaat niet.

10%

Voor het equivalentiepunt geldt dat:

{\ce {[Cu^{+}]\ =\ (1\ -\ tc)\cdot [Cu^{+}]_{0}}}

en

{\ce {[Cu^{2+}]\ =\ tc\cdot [Cu^{+}]_{0}}}

Invullen in de Nernstvergelijking geeft:

\mathrm {E\ =\ E^{o}\ +\ {\frac {0{,}0591}{1}}\log \left({\frac {[Cu^{2+}]}{[Cu^{+}]}}\right)\ =\ E^{o}\ +\ {\frac {0{,}0591}{1}}\log \left({\frac {tc\cdot [Cu^{+}]_{0}}{(1\ -\ tc)\cdot [Cu^{+}]_{0}}}\right)\ =\ E^{o}\ +\ {\frac {0{,}0591}{1}}\log \left({\frac {tc}{1\ -\ tc}}\right)\ =\ 0{,}16\ +\ {\frac {0{,}0591}{1}}\log \left({\frac {0{,}10}{0{,}90}}\right)\ =\ 0{,}10\ V}

Net als in het theorievoorbeeld blijkt de exacte concentratie van de reductor en de oxidator niet belangrijk, alleen hun verhouding. De formule is ingevuld voor een titratie-coördinaat van 0,10. De andere waarden voor het equivalentiepunt volgen door voor de titratie-coördinaat 0,50 en 0,99 in te vullen.

Na het equivalentiepunt wordt de potentiaal bepaald door het redox-koppel van cerium.