1

ĆWICZENIE 3

Analiza miareczkowa

mocnych i słabych elektrolitów

Alkacymetria

jest metodą opartą na reakcji zobojętniania jonów hydroniowych jonami

wodorotlenowymi lub odwrotnie

.

H

3

O

OH

O

H

2

+

+

_

2

Metody alkacymetryczne służą do oznaczania zawartości kwasów miareczkowanych

zasadami – a l k a l i m e t r i a i do oznaczania zawartości zasad przez miareczkowanie

kwasami − a c y d y m e t r i a.

Oprócz oznaczania kwasów i zasad, metodami alkacymetrycznymi można oznaczać

również sole słabych kwasów i mocnych zasad oraz sole słabych zasad i mocnych kwasów. Sole

te w roztworze wodnym ulegają hydrolizie i powstają odpowiednio jony OH¯ lub H

3

O

+

. Dla

określenia punktu równoważnikowego reakcji w alkacymetrii stosuje się wskaźniki (indykatory pH).

W praktyce używane są najczęściej: oranż metylowy, czerwień metylowa, błękit bromotymolowy,

fenoloftaleina

.

Część praktyczna

1. Barwa wskaźników w środowisku kwaśnym i zasadowym

Do sześciu probówek dodaj odczynniki wg tabeli. Zanotuj barwy roztworów i wyciągnij wnioski.

Numer probówki

1

2

3

4

5

6

1 M HCl

1 ml

1 ml

1 ml

1 M NaOH

1

ml

1

ml

1

ml

liczba kropli

oranż

metylowy 2 2

czerwień metylowa

2

2

fenoloftaleina

2 2

barwa

roztworu

2

2. Nastawianie miana roztworu wodorotlenku sodu na mianowany roztwór kwasu

solnego

Do kolby stożkowej odmierzyć dokładnie pipetą miarową 10 ml mianowanego roztworu HCl,

dodać 3 krople oranżu metylowego i miareczkować ~ 0,1M roztworem NaOH do barwy

przejściowej (cebulkowej). Miareczkowanie powtórzyć trzy razy, obliczyć średnią wyników i

zastosować do obliczenia stężenia molowego NaOH wg wzoru:

M

M

X

V

V

NaOH

NaOH

Cl

H

Cl

H

3. Oznaczanie ilości HCl w roztworze

Badaną próbę przenieść ilościowo do kolby miarowej na 100 ml i uzupełnić wodą

destylowaną do kreski. Starannie wymieszać. Przenieść dokładnie 10 ml tego roztworu do kolby

stożkowej, dodać 2 – 3 krople oranżu metylowego i miareczkować mianowanym roztworem NaOH

do zmiany barwy oranżu metylowego na kolor cebulkowy. Miareczkowanie powtórzyć 2 – 3 razy.

Uzyskane wyniki nie powinny różnić się więcej niż o 0,2 ml. Z wyników, które spełniają podany

warunek obliczyć średnią arytmetyczna. Obliczyć ile g HCl znajduje się w badanej próbie.

Przykład obliczeń:

Na zmiareczkowanie 10 ml roztworu HCl zużyto 7,2 ml 0,102 M NaOH (średnia z trzech

miareczkowań). Obliczyć ile g HCl znajduje się w 100 ml roztworu.

a)

Należy obliczyć stężenie molowe roztworu HCl

M

NaOH

M

X

V

V

NaOH

X

Cl

H

Cl

H

0,102 M 7,2ml

10ml

0,073 M

b)

Znając stężenie molowe roztworu obliczamy ile g chlorowodoru HCl znajduje się w 100 ml

badanego roztworu

36,5g HCl

100ml 0,073M

X

100ml 0,073M 36,5g

x

x

1000ml 1M

x

0,266g

1000ml 1M

X

3

4. Oznaczanie ilości kwasu octowego w roztworze

Alkalimetryczne oznaczanie CH

3

COOH za pomocą mianowanego roztworu NaOH jest

przykładem miareczkowania słabego kwasu mocną zasadą

CH

3

COOH

NaOH

CH

3

COONa

O

H

2

+

+

CH

3

COONa, jako produkt reakcji ulega hydrolizie nadając roztworowi odczyn zasadowy w punkcie

równoważnikowym. Jako wskaźnika używamy zatem fenoloftaleiny, która przechodzi w postać

barwną w środowisku alkalicznym (pH powyżej 8,2).

Wykonanie:

Oznaczanie ilościowe CH

3

COOH przeprowadzić w analogiczny sposób jak HCl z tą

różnicą, że jako wskaźnika należy użyć fenoloftaleiny. Miareczkować do pojawienia się trwałej

barwy malinowej. Obliczyć ile g CH

3

COOH znajduje się w 100 ml badanego roztworu.

Zadania rachunkowe

1.

Ile ml stężonego H

2

SO

4

98% (w/w) o gęstości 1,8 g/cm

3

należy odmierzyć, aby sporządzić

5 litrów 1 M roztworu ? Masa molowa H

2

SO

4

= 98 g/mol

2.

Z 250 g 10% roztworu odparowano 50 g wody. Obliczyć stężenie procentowe otrzymanego

roztworu.

3.

Ile milimoli K

2

SO

4

znajduje się w 500 g 17,4% roztworu tej soli?

4.

Stężenie glukozy we krwi wynosi 100 mg/100 ml. Wyrazić to stężenie w milimolach/litr.

5.

Podaj w milimolach /litr stężenie kationu sodowego, jeżeli w 100 ml surowicy krwi znajduje

się 350 mg Na

+

.

6.

Do jakiej objętości należy rozcieńczyć 25 ml 6 M roztworu H

2

SO

4

, aby otrzymać 0,5 M

roztwór?

7.

Obliczyć stężenie molowe roztworu NaOH, jeśli wiadomo, że na zmiareczkowanie 10 ml

0,105 M roztworu HCl zużyto 9,6 ml tej zasady.

8.

Ile trzeba ml 0,1M NaOH na zobojętnienie 10 ml roztworu HCl zawierającego 500 milimoli

chlorowodoru w 1 litrze roztworu?

9.

Do 25 ml 0,2 M roztworu HCl dodano 75 ml 0,5 M roztworu HCl. Obliczyć stężenie molowe

otrzymanego roztworu.

4

10.

Odważkę 286,2 mg Na

2

CO

3

rozpuszczono w wodzie. Otrzymany roztwór zmiareczkowano

wobec oranżu metylowego kwasem solnym, którego zużyto 45 ml. Obliczyć stężenie

molowe roztworu HCl. Masa molowa Na

2

CO

3

= 106 g/mol.

11.

Obliczyć, ile g chlorowodoru znajduje się w 100 ml roztworu wiedząc, że na

zmiareczkowanie 10 ml tego kwasu zużyto 11,2 ml 0,101 M NaOH?

12.

Na zobojętnienie 40 ml roztworu zawierającego w litrze 12 g zasady jednowodorotlenowej

zużyto 48 ml 0,25 M roztworu HCl. Obliczyć masę cząsteczkową zasady.

13.

Ile ml 0,1 M roztworu H

2

SO

4

potrzeba na zobojętnienie 20 milimoli KOH?

14.

Ile ml 0,05 M HCl należy zużyć na miareczkowanie 10 ml 0,4% roztworu (w/v) NaOH?

15.

Jaka jest stężenie molowe roztworu HCl, jeśli na 20 ml tego roztworu zużyto 10 ml 0,4%

roztworu (w/v) NaOH?

16.

Do ilu ml należy rozcieńczyć 100 ml 2M MgSO

4

, aby otrzymać 0,1M roztwór?

17.

Obliczyć, ile ml wody należy dodać do 20% (w/v) roztw. NaOH aby przygotować 2 l 0,5 M

roztworu.

18.

Na zmiareczkowanie 25 ml KOH zużyto 5 ml 0,05 M HCl. Jaka jest stężenie molowe

roztworu KOH?

19. Ile ml gazowego HCl (mierzone w warunkach normalnych) należy zużyć na zobojętnienie

20 ml 0,1 M Mg(OH)

2

?