Παρασκευή και ιδιότητες ρυθμιστικών διαλυμάτων

Παρασκευή και ιδιότητες ρυθμιστικών διαλυμάτων (Γ΄ Τάξη – Θετικής Κατεύθυνσης)

Παρασκευή και ιδιότητες ρυθμιστικών διαλυμάτων

 

(Γ΄ Τάξη – Θετικής Κατεύθυνσης)

 

ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΟΥΝΤΑΙ:

1. Ογκομετρικοί κύλινδροι των 100mL (ΧΗ.290.4) ή και 1000mL (ΧΗ.290.9)

2. Ογκομετρικές φιάλες των 100mL(ΧΗ.295.4) ή και 1000mL (ΧΗ.295.9)

3. Σιφώνιο μέτρησης των 10mL (ΧΗ.355.6)

ή προχοΐδα των 25mL (ΧΗ.360.2) σε βάση παραλληλόγραμμη (ΓΕ.010.0) με ράβδο 60cm (ΓΕ.030.2) ή 80cm (ΓΕ.030.3), σύνδεσμο απλό (ΓΕ.020.0) και λαβίδα μεταλλική (ΓΕ.040.0)

4. Ποτήρια ζέσης των 250mL (ΧΗ.300.6) και 50mL (ΧΗ.300.3)

5. Γυάλινες ράβδοι ανάδευσης (ΧΗ.170.0)

6. Xωνιά διήθησης (ΧΗ.180.4)

7. Σπάτουλες (ΧΗ.040.0)

8. Πεχάμετρο (ΧΗ.560.0)

9. Ζυγός ηλεκτρονικός (ΓΕ.130.0)

10. Διαλύματα CH3COOH, HCl, NH3, NaOH συγκέντρωσης 2Μ

11. Υδροβολέας πλαστικός (ΧΗ.250.0) με απιονισμένο νερό

12. Αριθμομηχανή, για τις πράξεις

 

ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ:

Πως παρασκευάζουμε τα διαλύματα που θα χρειαστούμε, από τις υπάρχουσες ουσίες στα Εργαστήρια Φυσικών Επιστημών των Ενιαίων Λυκείων;

- Παρασκευή 1000mL διαλύματος CH3COOH, από CH3COOH 100% (υγρό, διάφανο, d=1,05g/mL, διαβρωτικό). Η διαδικασία να γίνει στον απαγωγό αερίων.

◘ Ζυγίζουμε με ποτήρι ζέσης (2mol ή 2x60g=) 120g υγρού CH3COOH 100%.

◘ Μεταγγίζουμε το υγρό σε ογκομετρική φιάλη ή ογκομετρικό κύλινδρο των 1000mL.

◘ Συμπληρώνουμε με απιονισμένο νερό ως τα 1000mL.

- Παρασκευή 1000mL διαλύματος HCl, από διάλυμα HCl 37% w/w (υγρό, διάφανο, d=1,18g/mL, διαβρωτικό). Η διαδικασία να γίνει στον απαγωγό αερίων.

◘ Σε 100g=(100:1,18)mL=84,75mL διαλύματος HCl 37% w/w περιέχονται 37g ή 37:36,46= 1,015mol. Άρα 2mol περιέχονται σε (84,75x2):1,015=167mL.

◘ Σε ογκομετρική φιάλη ή κύλινδρο των 1000mL ρίχνουμε 167mL διαλύματος HCl 37% w/w.

◘ Συμπληρώνουμε με απιονισμένο νερό ως τα 1000mL.

- Παρασκευή 1000mL διαλύματος NH3, από διάλυμα NH3 26% w/w (υγρό, διάφανο, d=0,9g/mL, διαβρωτικό, επικίνδυνο για το περιβάλλον). Η διαδικασία να γίνει στον απαγωγό αερίων με ιδιαίτερη προσοχή για τις αναθυμιάσεις.

◘ Σε 100g=(100:0,9)mL=111,11mL διαλύματος NH3 26% w/w περιέχονται 26g ή 26:17= 1,53mol. Άρα 2mol περιέχονται σε (111,11x2):1,53≈145mL.

◘ Σε ογκομετρική φιάλη ή κύλινδρο των 1000mL ρίχνουμε 145mL διαλύματος NH3 26% w/w.

◘ Συμπληρώνουμε με απιονισμένο νερό ως τα 1000mL.

- Παρασκευή 1000mL διαλύματος NaOH, από NaOH (κρυσταλλικό, λευκό, διαβρωτικό).

◘ Ζυγίζουμε με ποτήρι ζέσης (2mol ή 2x40g=) 80g κρυσταλλικού NaOH.

◘ Μεταγγίζουμε το περιεχόμενο σε ογκομετρική φιάλη ή ογκομετρικό κύλινδρο των 1000mL.

◘ Συμπληρώνουμε με απιονισμένο νερό ως τα 1000mL.

- Αν θέλουμε, αντί για 1000mL, να παρασκευάσουμε 100mL από τα προαναφερόμενα διαλύματα διαιρούμε τις παραπάνω ποσότητες με το 10, αν θέλουμε 200mL με το 5, κ.ο.κ.

- Κατά την παρασκευή των παραπάνω διαλυμάτων είναι ωφέλιμο να χρησιμοποιούμε γάντια προστασίας (ΓΕ.440.0), γυαλιά προστασίας (ΓΕ.420.0), ποδιά προστασίας (ΓΕ.450.0) και προσωπίδες (ΓΕ.430.0).

 

Πειραματική διαδικασία

1. Παρασκευή ρυθμιστικού διαλύματος με pH=4,74.

◘ Σε ογκομετρική φιάλη των 100mL προσθέτουμε 50mL διαλύματος CH3COOH 2Μ (n=C1·V1= 2·0,05=0,1mol) και 25mL διαλύματος NaOH 2Μ (n= C2·V2 =2·0,025=0,05mol).

◘ Αραιώνουμε με απιονισμένο νερό ως τα 100mL και προκύπτει το ρυθμιστικό διάλυμα.

◘ Γίνεται η αντίδραση:

CH3COOH

+

NaOH

CH3COONa

+

Η2Ο

Αρχικά:

0,1mol

 

0,05mol

 

-

 

 

Μεταβολή:

-0,05mol

 

-0,05mol

 

0,05mol

 

 

Τελικά:

0,05mol

 

-

 

0,05mol

 

 

◘ Η συγκέντρωση του CH3COOH στα 100mL είναι Cοξέος =0,05/0,1=0,5M.

◘ Η συγκέντρωση του CH3COONa στα 100mL είναι Cβάσης=0,05/0,1=0,5M.

◘ Από τον τύπο των Henderson-Hasselbach υπολογίζουμε το pH του ρυθμιστικού διαλύματος:

pH=pka+log(Cβάσης/Cοξέος)=4,74+log(0,5/0,5)=4,74.

◘ Μετράμε το pH με το πεχάμετρο και συγκρίνουμε με την τιμή που βρήκαμε.

2. Παρασκευή ρυθμιστικού διαλύματος με pH=9,26.

◘ Σε ογκομετρική φιάλη των 100mL προσθέτουμε 50mL διαλύματος NH3 2Μ (n=C1·V1=2·0,05 =0,1mol) και 25mL διαλύματος HCl 2Μ (n= C2·V2 =2·0,025=0,05mol).

◘ Αραιώνουμε με απιονισμένο νερό ως τα 100mL και προκύπτει το ρυθμιστικό διάλυμα.

◘ Όταν αναμιγνύονται γίνεται η αντίδραση:

NH3

+

HCl

NH4Cl

Αρχικά:

0,1mol

 

0,05mol

 

-

Μεταβολή:

-0,05mol

 

-0,05mol

 

0,05mol

Τελικά:

0,05mol

 

-

 

0,05mol

◘ Η συγκέντρωση της NH3 στα 100mL είναι Cβάσης=0,05/0,1=0,5M.

◘ Η συγκέντρωση του NH4Cl στα 100mL είναι Cοξέος =0,05/0,1=0,5M.

◘ Από τον τύπο των Henderson-Hasselbach υπολογίζουμε το pH του ρυθμιστικού διαλύματος:

pΟH=pkb+log(Cοξέος/Cβάσης)=4,74+log(0,5/0,5)=4,74 και pH=14-pOH=14-4,74=9,26

◘ Μετράμε το pH με το πεχάμετρο και συγκρίνουμε με την τιμή που βρήκαμε.

3. Μεταβολή του pH των ρυθμιστικών διαλυμάτων.

◘ Παίρνουμε 25mL από το 1ο ρυθμιστικό διάλυμα και προσθέτουμε 1mL διαλύματος HCl 2Μ.

Μετράμε το pH και παρατηρούμε μια μικρή μείωση στην τιμή σε σχέση με το ρυθμιστικό.

◘ Μετράμε το pH από 25mL απιονισμένο νερό, που βάλαμε σε ένα δοχείο ζέσεως. Στη συνέχεια προσθέτουμε, όπως προηγουμένως, 1mL διαλύματος HCl 2Μ στο νερό και υπολογίζουμε τη μεταβολή του pH, που τώρα είναι σημαντική.

◘ Κάνουμε σύγκριση στις μεταβολές που προκαλούνται στο pH του ρυθμιστικού διαλύματος και του απιονισμένου νερού από την ίδια ποσότητα οξέος.

◘ Παίρνουμε 25mL από το 1ο ρυθμιστικό διάλυμα και προσθέτουμε με προχοΐδα διάλυμα HCl 2Μ μέχρι να μειωθεί η τιμή του pH κατά μία μονάδα. Υπολογίζουμε τα mol του διαλύματος HCl που χρειάστηκαν γι’ αυτό και κάνουμε αναγωγή σε 1L ρυθμιστικού διαλύματος. Η ποσότητα αυτή των mol καθορίζει τη ρυθμιστική ικανότητα του διαλύματος.

◘ Μπορούμε να επαναλάβουμε τη διαδικασία και με το άλλο ρυθμιστικό, καθώς και αντί για διάλυμα HCl να χρησιμοποιήσουμε διάλυμα NaOH.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ

Ξεπλένουμε το ηλεκτρόδιο του πεχαμέτρου, πριν από κάθε μέτρηση, με απιονισμένο νερό.

 


Ε.Κ.Φ.Ε. Καρδίτσας Σερ. Μπίτσιος τηλ. 2441 079 170 - 1 fax: 2441 079 172 e-mail: Αυτή η διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου προστατεύεται από τους αυτοματισμούς αποστολέων ανεπιθύμητων μηνυμάτων. Χρειάζεται να ενεργοποιήσετε τη JavaScript για να μπορέσετε να τη δείτε. website: http://ekfe.kar.sch.gr

Το υλικό της σελίδας σε αρχεία για αποθήκευση: 1. Οδηγός ΕΚΦΕ (doc) 2. Εικόνες

~~~~ Μετρητής Επισκέψεων ~~~~
Σήμερα119
Χθές231
Αυτή την εβδομάδα790
Αυτό το μήνα4462
Συνολικά230672

5
Online Επισκέπτες

Πέμπτη, 19 Οκτώβριος 2017