Εύρεση του pH διαλυμάτων

Εύρεση του pH διαλυμάτων στη Χημεία Α? ΓΕΛ

 

Εύρεση του pH διαλυμάτων με χρήση δεικτών, πεχαμετρικού χαρτιού, πεχάμετρου και του αισθητήρα pH του MultiLog

(Α΄ Τάξης)

 

ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΟΥΝΤΑΙ:

1. Δοκιμαστικοί σωλήνες (ΧΗ.280.6) και στήριγμα δοκιμαστικών σωλήνων (ΧΗ.080.0)

2. Ποτήρια ζέσης των 100mL (ΧΗ.300.4) και 50mL (ΧΗ.300.3)

3. Πεχάμετρο (ΧΗ.560.0)

4. Πεχαμετρικό χαρτί (ΧΗ.550.0)

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

6. Διαλύματα με pH 3, 5 και 11

7. Δείκτες ηλιανθίνη (ΟΥ.730) και φαινολοφθαλεΐνη (ΟΥ.790)

8. Σόδα (αναψυκτικό) και υγρό καθαρισμού τζαμιών (άχρωμο ? διάφανο, με αμμωνία)

9. MultiLog (Data Logger) ? Συγχρονική διάταξη φορητή, κεντρική μονάδα (ΛΑ.610.0)

10. Αισθητήρας pH (ΛΑ.800.0), ηλεκτρόδιο και καλώδιο αισθητήρα (sensor cable)

11. Η/Υ με εγκατεστημένο το λογισμικό DB-Lab 3.2, για επεξεργασία των μετρήσεών μας.

 

ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ:

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

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

? Ζυγίζουμε με ποτήρι ζέσης (0,2mol ή 0,2x60g=) 12g υγρού CH3COOH 100%.

? Μεταγγίζουμε το υγρό σε ογκομετρική φιάλη ή ογκομετρικό κύλινδρο των 100mL.

? Συμπληρώνουμε με απιονισμένο νερό ως τα 100mL.

Παρασκευή 100mL διαλ. NaOH, από NaOH (κρυσταλλικό, λευκό, διαβρωτικό).

? Ζυγίζουμε με ποτήρι ζέσης (0,2mol ή 0,2x40g=) 8g κρυσταλλικού NaOH.

? Μεταγγίζουμε το περιεχόμενο σε ογκομετρική φιάλη ή ογκομετρικό κύλινδρο των 100mL.

? Συμπληρώνουμε με απιονισμένο νερό ως τα 100mL.

Παρασκευή ρυθμιστικού διαλύματος με pH=4,74?5.

? 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 ==0,5M.

? Η συγκέντρωση του CH3COONa στα 100mL είναι Cβάσης==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?5.

Παρασκευή 100mL διαλύματος HCl 0,1Μ, από διάλυμα HCl 37% w/w (υγρό, διάφανο, d=1,18g/mL, διαβρωτικό). Η διαδικασία να γίνει στον απαγωγό αερίων.

? Σε 100g διαλύματος HCl 37% w/w περιέχονται 37g ή 37:36,46=1,015mol. Άρα 0,01mol περιέχονται σε (100x0,01):1,015=0,985g?1g.

? Ζυγίζουμε με ποτήρι ζέσης 1g διαλύματος HCl 37% w/w.

? Μεταγγίζουμε το υγρό σε ογκομετρική φιάλη ή ογκομετρικό κύλινδρο των 100mL.

? Συμπληρώνουμε με απιονισμένο νερό ως τα 100mL.

Παρασκευή όξινου διαλύματος με pH=3.

? Σε ογκομετρική φιάλη των 100mL ρίχνουμε 1mL διαλύματος HCl 0,1Μ.

? Αραιώνουμε με απιονισμένο νερό ως τα 100mL.

? Το νέο διάλυμα είναι 0,001Μ, δηλ. pH=3.

Παρασκευή 100mL διαλύματος NaOH 0,1Μ, από NaOH (κρυσταλλικό, λευκό, διαβρωτικό).

? Ζυγίζουμε με ύαλο ωρολογιού (0,01mol ή 0,01x40g=) 0,4g κρυσταλλικού NaOH.

? Μεταγγίζουμε το περιεχόμενο σε ογκομετρική φιάλη ή ογκομετρικό κύλινδρο των 100mL.

? Συμπληρώνουμε με απιονισμένο νερό ως τα 100mL.

Παρασκευή όξινου διαλύματος με pH=11.

? Σε ογκομετρική φιάλη των 100mL ρίχνουμε 1mL διαλύματος NaOH 0,1Μ

? Αραιώνουμε με απιονισμένο νερό ως τα 100mL.

? Το νέο διάλυμα είναι 0,001Μ, δηλ. pΟH=3 ή pH=11.

  • Αν θέλουμε, αντί για 100mL από τα προαναφερόμενα διαλύματα, να παρασκευάσουμε 200mL πολλαπλασιάζουμε τις παραπάνω ποσότητες με το 2, αν θέλουμε 500mL με το 5, κ.ο.κ.
  • Κατά την παρασκευή των παραπάνω διαλυμάτων είναι ωφέλιμο να χρησιμοποιούμε γάντια προστασίας (ΓΕ.440.0), προσωπίδες (ΓΕ.430.0), γυαλιά προστασίας (ΓΕ.420.0) και ποδιά προστασίας (ΓΕ.450.0).
  • P Πριν την εκτέλεση της πειραματικής διαδικασίας που ακολουθεί θα πρέπει να βεβαιωθούμε ότι οι δοκιμαστικοί σωλήνες που θα χρησιμοποιήσουμε είναι καθαροί και στεγνοί, απαλλαγμένοι από ίχνη διάφορων ουσιών από προηγούμενη χρήση τους.

 

Πειραματική διαδικασία

1. Σε τρεις δοκιμαστικούς σωλήνες ή ποτήρια ζέσεως των 50mL βάζουμε έως 5mL από τα διαλύματα με pH=3, pH=5 και pH=11, που παρασκευάσαμε.

  • Στο 1ο, με pH=3, προσθέτουμε 2-3 σταγόνες ηλιανθίνης και παίρνει κόκκινο χρώμα.
  • Στο 2ο, με pH=5, προσθέτουμε 2-3 σταγόνες ηλιανθίνης και παίρνει κίτρινο χρώμα.
  • Στο 3ο, με pH=11, προσθέτουμε 2-3 σταγόνες φαινολοφθαλεΐνης και παίρνει κόκκινο χρώμα.

Μετράμε τις τιμές του pH με πεχαμετρικό χαρτί, με το πεχάμετρο και με το MultiLog.

2. Σε δύο δοκιμαστικούς σωλήνες (ή ποτήρια ζέσεως των 50mL) βάζουμε έως 5mL σόδα (αναψυκτικό) στον καθένα και σε άλλους δύο άχρωμο υγρό καθαρισμού τζαμιών με αμμωνία.

  • Προσθέτουμε στο 1ο με τη σόδα 2-3 σταγόνες φαινολοφθαλεΐνη και μένει άχρωμο, στο 2ο με τη σόδα 2-3 σταγόνες ηλιανθίνη και χρωματίζεται κίτρινο.

Βρίσκουμε έτσι την περιοχή που κυμαίνεται το pH της σόδας (8,3>pH>4,5).

Συγκρίνουμε το χρώμα του 2ου διαλύματος με αυτό του 2ου διαλύματος της παραγράφου 1 (pH=5).

Κάνουμε τη μέτρηση του pH με πεχαμετρικό χαρτί, με πεχάμετρο και με το MultiLog.

  • Προσθέτουμε στο 1ο με το άχρωμο υγρό καθαρισμού τζαμιών 2-3 σταγόνες φαινολοφθαλεΐνη και χρωματίζεται κόκκινο, στο 2ο με το άχρωμο υγρό καθαρισμού τζαμιών 2-3 σταγόνες ηλιανθίνη και χρωματίζεται κίτρινο.

Βρίσκουμε έτσι την περιοχή που κυμαίνεται το pH του άχρωμου υγρού καθαρισμού τζαμιών με αμμωνία (pH>10).

Συγκρίνουμε το χρώμα του 1ου διαλύματος με αυτό του 3ου διαλύματος της παραγράφου 1 (pH=11).

Κάνουμε τη μέτρηση του pH με πεχαμετρικό χαρτί, με πεχάμετρο και με το MultiLog.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ

Η διαδικασία μέτρησης του pH με πεχαμετρικό χαρτί είναι η εξής:

  • Βυθίζουμε το χαρτί, από το χρωματιστό άκρο του, στο διάλυμα για μερικά δευτερόλεπτα (ή στάζουμε μερικές σταγόνες από το διάλυμα, με υάλινη ράβδο, στο πεχαμετρικό χαρτί).
  • Συγκρίνουμε τα χρώματα του χαρτιού (ή το χρώμα) με αυτά που υπάρχουν στο κάλυμμα της συσκευασίας των πεχαμετρικών χαρτιών, που αντιστοιχούν σε τιμές pH.
  • Οι τιμές που παίρνουμε είναι προσεγγιστικές, αλλά ακριβέστερες σε σχέση με τον υπολογισμό του pH με τους δείκτες.

Η διαδικασία μέτρησης του pH με το πεχάμετρο είναι η εξής:

  • Καθαρίζουμε το ηλεκτρόδιο του πεχαμέτρου με απιονισμένο νερό και σκουπίζουμε απαλά.
  • Ρυθμίζουμε το πεχάμετρο στην περιοχή που μας ενδιαφέρει να μετρήσουμε, συγκρίνοντας με το πρότυπο διάλυμα (με pH 4, 7 ή 10).
  • Συνδέουμε το ηλεκτρόδιο με τη συσκευή του πεχαμέτρου.
  • Βυθίζουμε το ηλεκτρόδιο του πεχαμέτρου στο διάλυμα.
  • Διαβάζουμε την ένδειξη του οργάνου.

ΠΡΟΣΟΧΗ: Πριν από κάθε χρήση του πεχάμετρου καθαρίζουμε το ηλεκτρόδιο με απιονισμένο νερό.

Η διαδικασία μέτρησης του pH με το MultiLog είναι η εξής:

  • Συνδέουμε τον αισθητήρα του pH με το ηλεκτρόδιο και με το MultiLog στην υποδοχή Ι/Ο-1.
  • Βυθίζουμε το ηλεκτρόδιο στο διάλυμα.
  • Συνδέουμε το MultιLog στον Η/Υ και ανοίγουμε το πρόγραμμα DB-Lab 3.2.
  • Ανοίγουμε το MultiLog από το πλήκτρο ΟΝ.
  • Από το λογισμικό DB-Lab 3.2 επιλέγουμε «Καταγραφέας», «Πίνακας Ελέγχου».
  • Στο παράθυρο του «Πίνακα Ελέγχου», που ανοίγει επιλέγουμε Είσοδος 1 " pH, Σημεία " 50, Ρυθμός " 10/sec.
  • Τέλος στο παράθυρο του «Πίνακα Ελέγχου», που είναι ανοικτό επιλέγουμε «Λήψη Δεδομένων» και εμφανίζεται η γραφική παράσταση που μας δείχνει την τιμή του pH του διαλύματος.
  • Ενδεικτικά παρακάτω στην 1η γραφική παράσταση βλέπουμε την μέτρηση pH του ΜultiLog σε διάλυμα άχρωμου υγρού καθαρισμού τζαμιών (Azax) και στη 2η σε σόδα (Tuborg).


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 ~~~~
Σήμερα153
Χθές343
Αυτή την εβδομάδα1315
Αυτό το μήνα2380
Συνολικά521211

6
Online Επισκέπτες

Σάββατο, 16 Οκτώβριος 2021