pH

Potencjał wodoru, jest miarą kwasowości lub zasadowości roztworu, jest cechą określającą, czy w roztworze znajduje się nadmiar jonów wodorowych H+ - odczyn kwaśny, czy nadmiar jonów wodorotlenkowych OH- - odczyn zasadowy, czy też są one w równowadze - odczyn obojętny.

Wodne roztwory kwasów wykazują odczyn kwaśny, a wodne roztwory wodorotlenków (zasady) - odczyn zasadowy. Przyjęto, że liczbę jonów wodorowych w roztworze będzie się określać za pomocą tzw. skali pH. Skala pH mieści się w granicach od 0-14.

pH jest to ujemny logarytm z aktywności jonów wodorowych, : pH = - log .

Wykres zależności pH roztworu miareczkowanego od ilości dodanego titranta nosi nazwę krzywej miareczkowania pehametrycznego.

Celem określenia pH roztworu stosuje się tzw. wskaźniki pH czyli substancje, których barwa zmienia się na odpowiedni kolor w zależności od odczynu roztworu. Wskaźnikami są indykator, między innymi oranż metylowy i fenoloftaleina. Przez odpowiednie mieszanie wskaźników pH można otrzymywać wskaźniki uniwersalne, które zależnie od pH roztworu przybierają charakterystyczną barwę.

Rodzaje indykatorów - wskaźniki odczynu:

• lakmus – czerwony w kwasach, niebieski w zasadach,

• błękit bromotymolowy – żółty w kwasach, niebieski w zasadach,

• oranż metylowy – pomarańczowy w roztworze obojętnym, czerwony w kwasach, żółty w zasadach

• fenoloftaleina – bezbarwna w roztworach obojętnych i kwasowych, malinowa w zasadach

Miareczkowanie

Jest to metoda zaliczana do analizy ilościowej i polega na dokładnym oznaczeniu ilości substancji badanej przy pomocy titranta (roztwór mianowany) - substancji o dokładnie znanym stężeniu. Stężenie roztworu mianowanego najczęściej podajemy w jednostkach g/dm³. Miareczkowanie polega na powolnym dozowaniu roztworu mianowanego z biurety.

Wartość pH zmienia się w zależności od typu titranta. Jeżeli kwas miaraczkujemy zasadą to wtedy ma miejsce wzrost wartości pH, natomiast w przypadku miareczkowania zasady kwasem, zależność jest odwrotna, czyli wraz z dodawaniem titranta pH się zmniejsza. Na początku miareczkowania roztwór mianowany dozujemy z biurety dość szybko, ale w miarę zbliżania się do punktu końcowego miareczkowania, trzeba zachować szczególna ostrożność i roztwór mianowany należy dodawać powoli i pojedynczymi kroplami, intensywnie mieszając badaną substancję. Objętość dodawanego titranta określa się z podziałki na biurecie.

Gdy zbliżamy się do punktu neutralizacji, następuje skokowa zmiana wartości pH. Nagła zmiana pH jest widoczna po wprowadzeniu do badanej substancji odpowiedniego indykatora (wskaźnika). Osiągniecie punktu równoważnikowego oznacza koniec miareczkowania. Należy wówczas przestać dodawać roztwór mianowany z biurety.

W przypadku miareczkowania istotna jest zależność: mol jonów wodorotlenowych zasady reaguje zawsze z molem jonów wodorowych kwasu.

Odczynniki, sprzęt laboratoryjny, aparatura

• Roztwór NaOH – 60 ml

• Roztwór HCl- 0,1 mol/dm³

• Zlewka 80 ml

• Biureta 25 ml

• Pehametr

• Mieszadło magnetyczne

Opis wykonywanego ćwiczenia

Otrzymany roztwór w zlewce 80 ml uzupełniono wodą destylowaną do objętości 60 ml. Zlewkę z roztworem umieszczamy na mieszadle magnetycznym, następnie zanurzamy elektrodę i miareczkujemy pehametrycznie dodając roztworu HCl z biurety porcjami po 0,5ml. Po dodaniu porcji roztworu HCl do roztworu badanego każdorazowo roztwór dokładnie wymieszać za pomocą mieszadła magnetycznego. Następnie umieszczamy elektrodę w roztworze i odczytujemy wartości pH.

Opracowanie wyników

Zestawienie wyników w tabeli

Objętość dodanego roztworu miareczkującego V [ml]	pH roztworu	Kolejne przyrosty ΔV [ml]	Przyrosty pH	Pierwsze pochodne ΔpH/ΔV
0	12,58	0
0,5	12,16	0,5	0,42	0,84
0,5	11,79	1,0	0,37	0,74
0,5	11,02	1,5	0,77	1,54
0,5	9,09	2,0	1,93	3,86
0,5	7,11	2,5	1,98	3,96
0,5	4,49	3,0	2,62	5,24
0,5	3,98	3,5	0,51	1,02
0,5	3,77	4,0	0,21	0,42
0,5	3,60	4,5	0,17	0,34
0,5	3,48	5,0	0,12	0,24

Krzywa miareczkowania w układzie pH= f(V) oraz ΔpH/Δv=F(V)

• Z krzywych miareczkowania określamy punkt końcowy miareczkowania i wyznaczamy Podpowiadające temu punktowi

• Podajemy liczbę mg NaOH zawartą w próbce

Obliczenia:

Obliczenia:

WT= 0,0108 gNaOH

Punkt końcowy miareczkowania – 3 cm³

Ph – 4,49

Vk =3 cm³= 0,003 dm³

CmHCl = 0,1 mol/ dm³

mNaOH - 40 g/mol

MNaOH=0,003 dm³×0,1 mol/dm³×40 g/mol=0,12 g

WD=mNaOH= 0,012g NaOH

WT=0,0108NaOH

BB= [ 0,0108 g NaOH- 0,012 NaOH]=0,0012 g NaOH

BW=$\frac{0,OO12\ g}{0,0108\ g}$ ×100%= 11,11 %