4.6 Redokstitrering: bestemmelse av HClO i svømmebasseng

Intro 2008-utgaven:
Vannet i svømmebasseng blir desinfisert for å drepe bakterier i vannet. Vanligvis brukes en løsning av klorforbindelsen NaClO(s). I vann danner natriumhypokloritt HClO(aq) hvis ikke pH er for høy (se side 74 i grunnboken). For å bestemme konsentrasjonen av HClO, hypoklorsyrling, kan vi titrere en vannprøve fra bassenget med en standardløsning av jern(II). Da skjer denne redoksreaksjonen (ligningen er balansert):

 

  +I                               +II            −I                           +III
HClO(aq) + H3O+(aq) + 2Fe2+(aq) →Cl(aq) + 2H2O(l) + 2Fe3+(aq)
 
Vi bruker redoksindikatoren DPD 1 i titreringen. Den er rosa med HClO og fargeløs med klorid. Titrerløsningen er derfor rosa når vi begynner og blir gradvis avfarget. Når fargen er borte, er vi ved ekvivalenspunktet.
 
Intro 2013-utgaven:
Vannet i svømmebasseng blir desinfisert for å drepe bakterier i vannet. Vanligvis brukes en løsning av klorforbindelsen NaClO(s), natriumhypokloritt.

         + vann
NaClO(s) → Na+(aq) + ClO(aq)

I vann dannes HClO(aq) hvis ikke pH er for høy: ClO(aq) + H2O(l) ⇌ HClO(aq) + OH(aq)

For å bestemme konsentrasjonen av HClO, hypoklorsyrling, kan vi titrere en vannprøve fra bassenget med en standardløsning av jern(II). Da skjer denne redoksreaksjonen (ligningen er balansert):

  +I                               +II            −I                           +III
HClO(aq) + H3O+(aq) + 2Fe2+(aq) →Cl(aq) + 2H2O(l) + 2Fe3+(aq)

Vi bruker en redoksindikator som kalles DPD1 i titreringen. Den er rosa med HClO og fargeløs med klorid. Titrerløsningen er derfor rosa når vi begynner og blir gradvis avfarget. Når fargen er borte, er vi ved ekvivalenspunktet.

 
Problemstilling
Hva er konsentrasjonen av HClO i vannprøven fra svømmebassenget? Ligger vannprøven din innenfor det anbefalte området for klor i et svømmebasseng?
 
UTSTYR
Fellesutstyr

 

  • 0,003 M standard jern(II)løsning*
  • DPD 1-tabletter
  • buffer med pH = 4*
  • klorert svømmebassengvann*

 

 
Utstyr for gruppen

 

  • graderte plastsprøyter, 1 mL
  • plastbeger med lokk, 30 mL
  • jern(II)løsningen i dramsglass
  • målesylinder, 25 mL
  • kniv eller saks

 

 
* Oppskriftene står på sidene 195 og 196 / 196–200.
 
 
Fremgangsmåte og observasjoner
1) Mål opp 25 mL vannprøve i en målesylinder og overfør den til plastbegeret.
2) Tilsett 1 mL buffer og 1 tablett av indikatoren DPD 1. Sett på lokket.
3) Lag et lite hull i lokket slik at hullet akkurat passer til å tre en gradert 1 mL plastsprøyteigjennom slik at den står.
4) Fyll plastsprøyten med 1,0 mL jern(II)løsning. Stikk sprøyten gjennom hullet i lokket slik at spissen står nede i løsningen.
6) Titrer ved å klemme inn stempelet gradvis. Rist forsiktig på begeret mens du titrerer. Hvis det går med mer enn 1 mL, må du fylle sprøyten på ny. Noter titrervolumet.
7) Foreta en parallelltitrering.
 
Resultater og spørsmål
a) Beregn stoffmengde jern(II) som er brukt ved titreringen.
b) Hva er molforholdet mellom stoffmengde Fe2+ og HClO? Hva blir stoffmengde hypoklorsyrling i den titrerte vannprøven?
c) Beregn konsentrasjonen av HClO i milligram per liter av svømmebassengvannet.
 
Anvendelser og sammenhenger
d) I forskrifter for svømmebasseng er det anbefalt en konsentrasjon på 3–5 mg/L «fritt klor», Cl2. Regn ut hva konsentrasjon av HClO som du fant, svarer til i fritt klor (Cl2) når vi har denne likevekten:
            Cl2(aq) + H2O(l) ⇌ HClO(aq) + Cl(aq) + H+(aq)