Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 65.
Kolorymetria jest metodą stosowaną w analizie chemicznej. Dzięki niej można określić stężenie barwnego roztworu badanej substancji. Metoda ta wykorzystuje zjawisko pochłaniania przez barwny roztwór promieniowania elektromagnetycznego o określonej długości fali z zakresu światła widzialnego. Im większe jest stężenie badanej substancji w roztworze, w tym większym stopniu roztwór ten pochłania promieniowanie, a więc osłabia natężenie promieniowania przepuszczanego przez roztwór. Osłabienie to można zmierzyć, a jego miarą jest wielkość zwana absorbancją. Jeżeli serię pomiarów absorbancji roztworów badanej substancji w danym rozpuszczalniku przeprowadza się w tych samych warunkach, umieszczając próbki roztworów w identycznych naczynkach, wartości absorbancji zależą tylko od stężenia tych roztworów.
Jednym z zastosowań metody kolorymetrycznej jest oznaczanie stężenia jonów żelaza(III), które z jonami tiocyjanianowymi SCN– tworzą jony kompleksowe [Fe(SCN)]2+. Jony te obecne w roztworze wodnym nadają mu intensywne krwistoczerwone zabarwienie, umożliwiające wykrycie nawet śladowych ilości żelaza.
W celu wyznaczenia zawartości żelaza w postaci jonów żelaza(III) w badanym roztworze przeprowadzono opisane poniżej doświadczenie.
Wykonano pomiar absorbancji A trzech wodnych roztworów o znanym stężeniu jonów [Fe(SCN)]2+, umieszczając je w identycznych naczynkach. Wyniki pomiarów zestawiono w tabeli.
| Stężenie jonów [Fe(SCN)]2+, mol · dm–3 | Absorbancja A |
| 0,25·10–4 | 0,24 |
| 0,65·10–4 | 0,62 |
| 1,05·10–4 | 1,01 |
Próbkę 10,00 cm3 badanego roztworu umieszczono w kolbie miarowej o pojemności 50,00 cm3 i do kolby dodano w nadmiarze bezbarwny wodny roztwór tiocyjanianu potasu KSCN tak, aby powstał kompleks [Fe(SCN)]2+. Zawartość kolby dopełniono do kreski wodą destylowaną i dokładnie wymieszano. Następnie pobrano z niej próbkę i zmierzono jej absorbancję w takich samych warunkach, w jakich wykonano wcześniejszy pomiar absorbancji roztworów o znanym stężeniu. Zmierzona absorbancja A próbki badanego roztworu wyniosła 0,44.
A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010, s. 963.
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji powstawania jonów [Fe(SCN)]2+ w wyniku dodania roztworu tiocyjanianu potasu do roztworu badanego.
Rozwiązanie
Fe3+ + SCN−→ [Fe(SCN)]2+
Wskazówki
Wszystkie dane potrzebne do poprawnego napisania równania reakcji znajdują się w informacji do zadań: wiemy, że jony żelaza(III) reagują z jonami SCN–, tworząc jony kompleksowe o wzorze [Fe(SCN)]2+ . Wzór jonu żelaza(III) – Fe3+ – jest nam dobrze znany, powinniśmy także wiedzieć, co oznacza jonowa skrócona forma zapisu równania reakcji. Mając wzory substratów i produktu reakcji, zapisujemy jej równanie w wymaganej formie, pamiętając o dobraniu współczynników stechiometrycznych.
