Elwira Czerska, 2IM1 aC

POMIAR pH METODĄ POTENCJOMETRYCZNĄ

Cel ćwiczenia:

1. Teoretyczne i praktyczne zapoznanie się z metodą potencjometryczną pomiaru pH.
2. Sporządzenie krzywych miareczkowania mocnego kwasu mocną zasadą i słabego kwasu mocną zasadą.

3. Wyznaczenie punktu równoważnikowego metodą analityczną.
4. Obliczenie wartości pH roztworu w czasie miareczkowania mocnego kwasu mocną zasadą.

Opracowanie wyników:

Na niepewność pomiaru pH miała wpływ przede wszystkim niepewność pomiarowa pehametru, która wynosi:

Na niepewność pomiaru dodanej objętości roztworu NaOH miała wpływ niepewność kalibracji biurety i niepewność
odczytu położenia menisku, przyjmuję więc, że:

T

ABELA

1. W

YNIKI

MIARECZKOWANIA

KWASU

SOLNEGO

PRZY

POMOCY

0.1 M NaOH

V

NaOH

[cm

3

]

pH

0

1,54

5

1,61

10

1,72

15

1,84

20

1,97

25

2,11

30

2,31

35

2,65

36

2,75

37

2,92

37,2

2,96

37,4

3,00

37,6

3,04

37,8

3,09

38,0

3,15

38,2

3,21

38,4

3,29

38,6

3,38

38,8

3,50

39,0

3,75

39,2

4,14

39,4

5,75

39,6

6,98

39,7

7,71

40,0

8,96

40,5

10,93

39,4

5,75

Z Wykresu 2 odczytałam, że punkt równoważnikowy miareczkowania HCl nastąpił po dodaniu 39,4 cm

3

roztworu

NaOH. Z Wykresu 1 odczytałam, że przy tej objętości dodanego NaOH pH roztworu wynosi 5,75.

Podczas miareczkowania kwasu solnego w roztworze zachodziły następujące reakcje:
HCl + NaOH  NaCl + H

2

O

HCl  H

+

+ Cl

-

NaOH  Na

+

+ OH

-

H

2

O  H

+

+ OH

-

Na ich podstawie można wyznaczyć teoretyczną krzywą miareczkowania 0,1 M roztworu HCl roztworem 0,1 M
NaOH.

Dane potrzebne do wyznaczenia teoretycznej krzywej miareczkowania zostały zamieszczone w Tabeli 2.

T

ABELA

2.

nadmiar

V

NaOH

[cm

3

]

V

HCl

[cm

3

]

V

r-ru

[cm

3

]

n

HCl

n

NaOH

n

NaCl

n’

HCl

n’

NaOH

[H

+

]

[OH

-

]

pH

0

40

40

0,004

0

0

0,004

-

0,1

0

1,00

-

5

40

45

0,004 0,0005

0,0005

0,0035

-

0,077778

0

1,11

-

10

40

50

0,004

0,001

0,001

0,003

-

0,06

0

1,22

-

15

40

55

0,004 0,0015

0,0015

0,0025

-

0,045455

0

1,34

-

20

40

60

0,004

0,002

0,002

0,002

-

0,033333

0

1,48

-

25

40

65

0,004 0,0025

0,0025

0,0015

-

0,023077

0

1,64

-

30

40

70

0,004

0,003

0,003

0,001

-

0,014286

0

1,85

-

35

40

75

0,004 0,0035

0,0035

0,0005

-

0,006667

0

2,18

-

36

40

76

0,004 0,0036

0,0036

0,0004

-

0,005263

0

2,28

-

37

40

77

0,004 0,0037

0,0037

0,0003

-

0,003896

0

2,41

-

37,2

40

77,2 0,004 0,00372 0,00372 0,00028

-

0,003627

0

2,44

-

37,4

40

77,4 0,004 0,00374 0,00374 0,00026

-

0,003359

0

2,47

-

37,6

40

77,6 0,004 0,00376 0,00376 0,00024

-

0,003093

0

2,51

-

37,8

40

77,8 0,004 0,00378 0,00378 0,00022

-

0,002828

0

2,55

-

38

40

78

0,004 0,0038

0,0038

0,0002

-

0,002564

0

2,59

-

38,2

40

78,2 0,004 0,00382 0,00382 0,00018

-

0,002302

0

2,64

-

38,4

40

78,4 0,004 0,00384 0,00384 0,00016

-

0,002041

0

2,69

-

38,6

40

78,6 0,004 0,00386 0,00386 0,00014

-

0,001781

0

2,75

-

38,8

40

78,8 0,004 0,00388 0,00388 0,00012

-

0,001523

0

2,82

-

39

40

79

0,004 0,0039

0,0039

1E-04

-

0,001266

0

2,90

-

39,2

40

79,2 0,004 0,00392 0,00392

8E-05

-

0,00101

0

3,00

-

39,4

40

79,4 0,004 0,00394 0,00394

6E-05

-

0,000756

0

3,12

-

39,6

40

79,6 0,004 0,00396 0,00396

4E-05

-

0,000503

0

3,30

-

39,7

40

79,7 0,004 0,00397 0,00397

3E-05

-

0,000376

0

3,42

-

40

40

80

0,004

0,004

0,004

0

0

7,00

7,00

40,5

40

80,5 0,004 0,00405

0,004

-

5E-05

-

0,000621

-

10,79

41

40

81

0,004 0,0041

0,004

-

0,0001

-

0,001235

-

11,09

41,5

40

81,5 0,004 0,00415

0,004

-

0,00015

-

0,00184

-

11,27

42

40

82

0,004 0,0042

0,004

-

0,0002

-

0,002439

-

11,39

42,5

40

82,5 0,004 0,00425

0,004

-

0,00025

-

0,00303

-

11,48

43

40

83

0,004 0,0043

0,004

-

0,0003

-

0,003614

-

11,56

43,5

40

83,5 0,004 0,00435

0,004

-

0,00035

-

0,004192

-

11,62

44

40

84

0,004 0,0044

0,004

-

0,0004

-

0,004762

-

11,68

44,5

40

84,5 0,004 0,00445

0,004

-

0,00045

-

0,005325

-

11,73

45

40

85

0,004 0,0045

0,004

-

0,0005

-

0,005882

-

11,77

45,5

40

85,5 0,004 0,00455

0,004

-

0,00055

-

0,006433

-

11,81

46

40

86

0,004 0,0046

0,004

-

0,0006

-

0,006977

-

11,84

46,5

40

86,5 0,004 0,00465

0,004

-

0,00065

-

0,007514

-

11,88

47

40

87

0,004 0,0047

0,004

-

0,0007

-

0,008046

-

11,91

47,5

40

87,5 0,004 0,00475

0,004

-

0,00075

-

0,008571

-

11,93

48

40

88

0,004 0,0048

0,004

-

0,0008

-

0,009091

-

11,96

48,5

40

88,5 0,004 0,00485

0,004

-

0,00085

-

0,009605

-

11,98

49

40

89

0,004 0,0049

0,004

-

0,0009

-

0,010112

-

12,01

49,5

40

89,5 0,004 0,00495

0,004

-

0,00095

-

0,010615

-

12,03

50

40

90

0,004

0,005

0,004

-

0,001

-

0,011111

-

12,05

55

40

95

0,004 0,0055

0,004

-

0,0015

-

0,015789

-

12,20

60

40

100 0,004

0,006

0,004

-

0,002

-

0,02

-

12,30

65

40

105 0,004 0,0065

0,004

-

0,0025

-

0,02381

-

12,38

70

40

110 0,004

0,007

0,004

-

0,003

-

0,027273

-

12,44

Gdy w roztworze był nadmiar HCl pH obliczyłam ze wzoru:

Gdy w roztworze był nadmiar NaOH pH obliczyłam ze wzoru:

Gdy w roztworze była równowaga kwasowo-zasadowa przyjęłam, że pH w przybliżeniu jest równe pH czystej wody:

Mimo że krzywa miareczkowania otrzymana w doświadczeniu ma podobny przebieg, a w niektórych punktach nawet
pokrywa się z teoretyczną krzywą miareczkowania, to wyznaczona na jej podstawie wartość pH znacząco odbiega od
wartości oczekiwanej. Punkt równoważnikowy powinien nastąpić po dodaniu 40cm

3

roztworu NaOH przy pH równym

7. Błąd może wynikać z niedokładnego odmierzenia roztworów i niedokładnego odczytania zużytej objętości
roztworu NaOH.

9,54

39,2

T

ABELA

3. W

YNIKI

MIARECZKOWANIA

KWASU

SOLNEGO

PRZY

POMOCY

0.1 M NaOH

V

NaOH

[cm

3

]

pH

0

3,19

5

4,08

10

4,42

15

4,64

20

4,84

25

5,05

30

5,30

35

5,72

36

5,85

37

6,01

37,2

6,07

37,4

6,11

37,6

6,18

37,8

6,22

38,0

6,33

38,2

6,37

38,4

6,53

38,6

6,67

38,8

7,02

39,0

7,66

39,2

9,54

40,0

10,93

Z Wykresu 5 odczytałam, że punkt równoważnikowy miareczkowania CH

3

COOH nastąpił po dodaniu 39,2 cm

3

roztworu NaOH. Z Wykresu 4 odczytałam, że przy tej objętości dodanego NaOH pH roztworu wynosi 9,54.