การหาความเข้มข้นของ formaldehyde ในน้ำ ด้วยวิธีไอโอโดเมตรี เป็นการใช้วิธีการไทเทรตแบบอ้อม ดังนี้

ก่อนที่จะไทเทรตไอโอดีนจะเป็นตัวรีดิวซ์ คือสามารถให้อิเล็กตรอนแก่สารตัวอย่างที่ต้องการหา หรือสารที่เราต้องการไทเทรตด้วยนั่นเอง

การทดลองตอนที่ 1

การทำมาตรฐานโซเดียมไธโอซัลเฟต (Na2S2O3) ด้วยสารละลาย 0.0100 M KIO3  25 mL เติม KI 1 กรัม และปรับให้เป็นกรดด้วยกรดซัลฟิวริก ใช้น้ำแป้งเป็นอินดิเคเตอร์  เมื่อไทเทรตใช้ Na2S2O3 42 mL จึงจะทำปฏิกิริยากันพอดีกับ KIO3

วิธีการคำนวณ

1. ศึกษาปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น

  1. KIO3 แตกตัวเป็น   K+  +  IO3-
  2. KI แตกตัวเป็น K+  +  I-
  3. กรดซัลฟิวริกให้โปรตอนหรือ H+
  4. ปฏิกิริยาจึงเป็น   IO3 - + 5I- + 6H+  -->  3I2  +  3H2O
  5. จะเห็นได้ว่า IO3- 1 โมลให้ I2 3 โมล
  6. ปฏิกิริยาระหว่างไธโอซัลเฟต (S2O32-) กับไอโอดีน (I2) คือ
  7. 2S2O32-  + I2  --> 2S4O62-  +  2I-

2. คำนวณหาความเข้มข้นของโซเดียมไธโอซัลเฟต

จากข้อ 5 ด้านบน ถ้าสารละลาย KIO3 1 โมลทำปฏิกิริยาให้ I2   3   โมล

เพราะฉะนั้น ถ้าสารละลาย KIO3 0.0100 โมลทำปฏิกิริยาให้ I2   3 x 0.0100 = 0.0300   โมล

แสดงว่าในสารละลาย KIO3 1000 mL (มาจาก 0.01 โมล/ลิตร) ทำปฏิกิริยาให้  I2 0.03 โมล

เพราะฉะนั้นในสารละลาย KIO25 mL ทำปฏิกิริยาให้  I2  (0.03 x 25)/1000  =  0.00075 โมล

จากข้อ 7 ด้านบน  2S2O32-  + I2  --> 2S4O62-  +  2I-  ไธโอซัลเฟต 2 โมลทำปฏิกิริยากันพอดีกับไอโอดีน 1 โมล

เพราะฉนั้น เมื่อมี I2 = 0.00075 โมล ก็จะต้องทำปฏิกิริยากับ S2O32-  =  2 x 0.00075  = 0.0015 โมล

จากโจทย์บอกว่าในการไทเทรตใช้ Na2S2O3 42 mL  แสดงว่า S2O32- 0.0015 โมล อยู่ใน 42 mL

คิดความเข้มข้นเป็น mol/L ได้ดังนี้

ถ้าในสารละลาย 42 mL มี S2O32-  0.0015 โมล

ถ้าในสารละลาย 1000 mL มี S2O32-  (0.0015x1000)/42  =  0.0357 โมล

 

สรุป ความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไธโอซัลเฟตเท่ากับ 0.0357 โมลต่อลิตร

 

  การทดลองตอนที่ 2 การทำมาตรฐานสารละลายไอโอดีน

  • วิธีการทดลอง

ปิเปตสารละลายไอโอดีนมา 25 mL ใส่ในขวดรูปชมพู่ เติมน้ำ 50 mL แล้วนำไปไทเทรตกับสารละลายมาตรฐานโซเดียมไธโอซัลเฟต ใช้น้ำแป้งเป็นอินดิเคเตอร์ เมื่อไทเทรตใช้โซเดียมไธโอซัลเฟต 20 mL

การทดลองตอนนี้ เป็นการหาความเข้มข้นที่แน่นอนของสารละลายไอโอดีน โดยใช้สารละลายมาตรฐานโซเดียมไธโอซัลเฟตที่เราได้คำนวณหาความเข้มข้นที่แน่นอนแล้วในการทดลองตอนที่ 1

และจากปฏิกิริยา

2S2O32-  + I2  --> 2S4O62-  +  2I- 

ไธโอซัลเฟต 2 โมลทำปฏิกิริยากันพอดีกับไอโอดีน 1 โมล

วิธีคำนวณดังนี้

  • ไธโอซัลเฟต 2 โมลทำปฏิกิริยากันพอดีกับไอโอดีน 1 โมล
  • (หาจำนวนโมลของไธโอซัลเฟต ใน 20 mL ก่อนว่ามีกี่โมล)
    • ถ้าในสารละลายโซเดียมไธโอซัลเฟต 1000 mL มีไธโอซัลเฟต 0.0357 โมล
    • เพราะฉนั้นในสารละลายโซเดียมไธโอซัลเฟต 20 mL มีไธโอซัลเฟต (0.0357 x 20)/1000 = 0.0007 โมล
  • ไธโอซัลเฟต 2 โมลทำปฏิกิริยากันพอดีกับไอโอดีน 1 โมล
  • เพราะฉนั้น ไธโอซัลเฟต 0.0007 โมลทำปฏิกิริยากันพอดีกับไอโอดีน 0.0007/2  =  0.0004 โมล

แสดงว่า ในสารละลายไอโอดีน 25 mL มี ไอโอดีน  0.0004  โมล

ความเข้มข้นเท่ากับ (0.0004 x1000)/25  = 0.016 โมล/ลิตร

การทดลองตอนที่ 3 การหาความเข้มข้นของ formaldehyde

  • วิธีการทดลอง
  1. ปิเปตสารตัวอย่างฟอร์มัลดีไฮด์ 10 mL ใส่ขวดรูปชมพู่
  2. เติมสารละลายไอโอดีน 25 mL (อย่าลืมว่า สารละลายไอโอดีน 25 mL มี I2  = 0.0004 โมล)
  3. เนื่องจาก ไอโอดีนทำปฏิกิริยาโดยตรงกับฟอร์มัลดีไฮด์ไม่ได้ จึงต้องเติมสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ เพื่อให้เป็นเบส  จะเป็นการเปลี่ยน I2 ให้เป็น IO- ดังสมการ I2  +  2OH-  <==> IO-  +  I-  + H2O จะเห็นว่า I2 1 โมลทำปฏิกิริยาให้ ไฮโปไอโอไดต์ (Hypoiodite) IO- 1 โมล
  4. ดังนั้น I2  0.0004 โมล ก็จะต้องได้ไฮโปไอโอไดต์ 0.0004 โมล
  5. ในขั้นตอนนี้ไฮโปไอโอไดต์ที่เกิดจากปฏิกิริยาจะทำปฏิกิริยากับฟอร์มัลดีไฮด์ในสารตัวอย่าง ดังสมการ HCOH  + IO-  <==>  HCOO-  +  HI จะเห็นว่า ไฮโปไอโดไดต์ 1 โมลทำปฏิกิริยากันพอดีกับฟอร์มัลดีไฮด์ 1 โมล
  6. เมื่อตั้งไว้สักครู่จนแน่ใจแล้วว่าฟอร์มัลดีไฮด์ทั้งหมดในตัวอย่างทำปฏิกิริยากับไฮโปไอโอไดต์แล้ว จึงต้องทำไฮโปไอโอไดต์ที่อาจจะเหลือจากการทำปฏิกิริยากับฟอร์มัลดีไฮด์ให้กลับมาเป็นไอโอดีนอีกครั้ง โดยการเติมกรดลงไป แล้วนำมาไทเทรตกับไธโอซัลเฟต
  7. เมื่อไทเทรตกับไธโอซัลเฟต พบว่าใช้สารละลายมาตรฐานโซเดียมไธโอซัลเฟตไป 15 mL

วิธีคำนวณ

  • ไธโอซัลเฟตเข้มข้น 0.0357 M ปริมาตรที่ใช้ 15 mL
  • สารละลายไอโอดีนที่ใช้ 25 mL (จริง ๆ น่าจะมี 0.0004 โมล) แต่เมื่อทำปฏิกิริยากับฟอร์มัลดีไฮด์แล้วเหลือเท่าไหร่

ถ้าในสารละลายไธโอซัลเฟต 1000 mL มีไธโอซัลเฟต  0.0357 โมล

ดังนั้น ในสารละลายไธโอซัลเฟต 15 mL มีไธโอซัลเฟต (0.0357 x 15)/1000  = 0.0005 โมล

ไธโอซัลเฟต 2 โมลทำปฏิกิริยาพอดีกับ  ไอโอดีน 1 โมล

ดังนั้น ไธโอซัลเฟต 0.0005 โมล ทำปฏิกิริยาพอดีกับไอโอดีน (0.0005 x1)/2  = 0.00025 โมล

เพราะฉนั้นในสารละลายไอโอดีน 25 mL หลังจากทำปฏิกิริยากับฟอร์มัลดีไฮด์แล้ว จะเหลือไอโอดีนอยู่ 0.000025 โมล

 

หาความเข้มข้นของฟอร์มัลดีไฮด์

 = จำนวนโมลของไอโอดีนใน 25 mLก่อนทำปฏิกิริยากับฟอร์มัลดีไฮด์ - จำนวนโมลของไอโอดีนใน 25 mLหลังทำปฏิกิริยากับฟอร์มัลดีไฮด์

= 0.0004 - 0.00025

= 0.00015  โมล

ยอ้นกลับไปดูโจทย์เราใช้สารตัวอย่าง 10 mL ดังนั้น

ถ้าในสารตัวอย่าง 10 mL มีฟอร์มัลดีไฮด์ 0.00015 โมล

เพราะฉนั้น ในสารตัวอย่าง 1000 mL มีฟอร์มัลดีไฮด์ (0.00015 x 1000)/10  = 0.015 โมล

 

สรุป ความเข้มข้นของสารตัวอย่างฟอร์มัลดีไฮด์เท่ากับ 0.0150 โมลต่อลิตร

 

 

 

 

 

 

Comment

Comment:

Tweet

#3 By (171.5.251.138|171.5.251.138) on 2015-05-07 10:16

#2 By 5620310313 (202.29.144.4|202.29.144.4) on 2014-11-12 15:55

อยากทราบวิธีคำนวณความเข้มข้นของฟอร์มัลดีไฮด์ที่ต้องการเตรียมจากช่วงความเข้นข้นค่ะ ไม่ทราบว่าเตรียมยังค่ะ 
เช่นต้องการความเข้มข้น 0.04 ไมโครกรัม/ลิตร 
ต้องปิเปตฟอร์มัลดีไฮด์มาเท่าไรค่ะ
ขอบคุณค่ะ

#1 By เด็กน้อย (103.7.57.18|202.28.179.5) on 2012-12-18 11:11