نام و نام خانوادگی: محمد مهدی محمودی وند                                  تاریخ:26/08/1392

عنوان آزمایش: سنجش حجمی (تیتراسیون)

هدف آزمایش: بدست آوردن نرمالیته ی باز مجهول و اسید مجهول

مواد و ابزار لازم:اسید کلریدریک، سدیم کربنات، بورت، گیره، فنل فتالئین، ارلن، سرکه، ذغال، قیف، کاغذ صافی، بشر

تئوری آزمایش:

تیتراسیون اسید-باز (Acid–base titration)‏ بهمعنی تعیین میزان غلظت یک اسید یا باز از راه خنثی سازی آن باکمک یک باز یا اسید دیگر با غلظت معلوم است. این روش به بررسی کمّی غلظت یک محلولاسید یا باز ناشناخته کمک می‌کند. در این روش باید از واکنش خنثی سازی میان اسیدها و بازها و دانش آنکه چگونه این مواد با ترکیب معلوم، با هم واکنش می‌دهند بهره برد.

همچنین تیتراسیون اسید-باز در پیدا کردن درصد خلوص مواد شیمیایی کاربرد دارند.

ابزارها

ابزارهای کلیدی در این فرایند عبارتند از:

بورت: صفحه  زمینه  سفید (کاشی سفید) که در آن تغییر رنگ محلول نمایان باشد.

پیپت: شناساگرpH محلول (مادهٔ شاخص بسته به محلول‌های گوناگون تفاوت می‌کند)

ارلن یا یک ظرف مخروطی دیگر

ماده تیتر کننده (Titrant یا titrator)‏ (یک محلول استاندارد با غلظت معلوم، برای نمونه محلول آبیسدیم کربنات)

ماده تیتر شونده (titrand)‏ (محلولی با غلظت نامعلوم)

تیتراسیون اسیدهای ضعیف

pH یک محلول اسید ضعیف که در حال تیتر شدن با یک باز قوی است، در طول فرایند مرتب تغییر می‌کند. این تغییرها را می‌توان در چند گام دسته بندی کرد:

pH نخستین

pH پیش از نقطه تعادل

pH در نقطه تعادل

pH پس از نقطه تعادل

۱. pH نخستین در یک اسید ضعیف محلول در آب را می‌توان با کمک رابطه زیر برآورد کرد:

که در آن Ka ثابت جداسازی و F غلظت اسید است.

۲. pH پیش از رسیدن به نقطه تعادل به مقدار اسید ضعیف باقی‌مانده و مقدار باز مزدوج ایجاد شده بستگی دارد. pH را می‌توان به کمک رابطه زیر بدست آورد (نگاه کنید به معادله Henderson-Hasselbalch):

که در آن:

• pKa قرینه لگاریتم ثابت جداسازی اسیدی برای اسید ضعیف است.
• nOH- added تعداد مول‌های باز قوی افزوده شده‌است.
• nHA initial تعداد مول‌های اسید ضعیف در آغاز است.

هرگاه باشد، نسبت به سمت یک می‌رود و لگاریتم به صفر نزدیک می‌شود درنتیجه pKa و pH برابر خواهند بود.

۳. در نقطه تعادلاسید ضعیف مصرف می‌شود و به باز مزدوج ضعیف خود تبدیل می‌شود. در این هنگام pH بیشاز ۷ خواهد بود و به کمک معادله‌ای برگرفته از رابطه‌های زیر، می‌توان آن را بدست آورد:

1. pH + pOH = ۱۴
2. KaKb = ۱۰−۱۴
3. CaVa = CbVb در هنگام تعادل

با توجه به سه رابطه بالا خواهیم داشت:

که در آن:

• Ca غلظت اسید و Cb غلظت باز است.
• Kw ثابت جداسازی برای آب و Ka برای اسید است.

توجه داشته باشید که هنگامی که یک اسید، بازی را خنثی می‌کند، pH ممکن است برابر با ۷ باشد یا نباشد (pH = ۷). مقدار pH به قدرت اسید و باز بستگی دارد.

۴. پس از نقطه تعادل، محلول دارای دو باز خواهد بود؛ باز مزدوج اسید و باز قوی تیتر کننده. چون باز تیتر کننده قوی تر از باز مزدوج است، پس باز تیتر کننده تعیین کننده pH محلول نیز خواهد بود. با توجه به این مطلب pH از رابطه زیر بدست خواهد آمد:

رابطه تکی:یک تک رابطه دقیق ترکه توصیف کننده تیتراسیون یک اسید ضعیف با کمک قلیای قوی از آعاز تا پایان باشد، در دسترس است:

φ شاخص کامل شدن تیتراسیون است. یعنی اگر مقدار آن کمتر از یک باشد، تیتراسیون قبل از نقطه اکی‌والان قرار دارد و اگر بزرگتر از یک باشد مربوط به بعد از نفطه اکی‌والان می‌باشد. هنگامیکه φ مقداری برابر یک داشته باشد تیتراسیون در نقطه اکی‌والان قرار دارد.

• Ca, Cb = به ترتیب غلظت اسید و باز
• Va, Vb = به ترتیب حجم اسید و باز
• αA- = کسری از اسید ضعیف که یونیزه شده‌است.
• Ka = ثابت جداسازی اسیدی
• [H+] و [OH-] = به ترتیب غلظت یون های H+ و OH-

روش کار:

آزمایش اول: ابتدا 50 سی سی سود NaCl را درون بورت می ریزیم و هواگیری می کنیم. سپس آن را به گیره وصل می کنیم. حال درون یک ارلن حدود 10 سی سی اسید کلریدریک می ریزیم و به آن چند قطره فنل فتالئین اضافه می کنیم. حال شروع می کنیم به تیتر کردن و بورت را کمی باز می کنیم به طوری که قطره قطره سود از بورت خارج شود و ارلن را زیر بورت می چرخانیم. هر قطره ای که درون ارلن می ریزد، به مدت چند صدم ثانیه در همان جایی که سود می افتد، رنگ آن به صورت صورتی رنگ در می آید، تا جایی که مدت زمان دیدن رنگ بیشتر شود و به جایی می رسد که رنگ محلول پوست پیازی می شود و اگر یک قطره دیگر به آن سود اضافه کنیم، رنگ صورتی به صورت ثابت باقی می ماند. حال بورت را می بندیم و مقدار سود استفاده شده را حساب می کنیم که حدود 5/7 سی سی است. حال با استفاده از ارقام بدست آمده، نرمالیته ی یود را حساب می کنیم.

آزمایش دوم: ابتدا باید سرکه سفید درست کنیم. برای تهیه سرکه سفید این گونه عمل می کنیم: حدود 50 سی سی سرکه معمولی را درون یک بشر می ریزیم و به آن حدود یک اسقاتول ذغال اضافه می کنیم و با هم مخلوط می کنیم. حال آن را به کمک کاغذ صافی صاف می کنیم و محلولی بی رنگ بدست می آوریم. حال حدود 5 سی سی از این سرکه را درون یک ارلن می ریزیم و به آن 15 سی سی آب اضافه می کنیم. سپس چند قطره فنل فتالئین هم درون آن می ریزیم و زیر بورت قرار می دهیم و شروع می کنیم به تیتر کردن. پس از تیتر کردن می بینیم که حدود 8/40 سی سی از این سود مصرف شده تا این اسید خنثی شود و به جایی برسد که اگر یک قطره دیگر به آن اضافه کنیم، اسید صورتی رنگ می شود.

N₁.V₁=V₂                N₁×7/5=10CC               N₁=10×7/5=75سود                 آزمایش اول

 N₁.V₁= N₂.V₂              N₁×7/5=0/1×10               N₁=1÷7/5=0/13 N

آزمایش

N₁.V₁= N₂.V₂             0/13×40/8=N₂×20             N₂=5/304÷20            N₂=0/26N

نتیجه گیری: نتیجه می گیریم که نرمالیته ی باز حدودا 13/0 نرمال و نرمالیته ی اسید حدودا 26/0 نرمالیته است.

مواردخطا: 1- خطای دید 2- تمیز نبودن وسایل 3- فاسد بودن مواد  4- درست تیتر نکردن 5-اشتباه در محاسبات

منابع: سایت fa.wikipedia.org

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: