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

?

20. Oblicz rozpuszczalność PbI

2

i stężenie każdego z jonów tej soli w temperaturze 20

o

C w

roztworze nasyconym. K

so

= 1

.

10

-8

.

21. Rozpuszczalność BaSO

4

wynosi 1,0

.

10

-5

mmol /ml. Oblicz iloczyn rozpuszczalności tej soli.

22. Oblicz, jaka jest rozpuszczalność BaSO

4

wyrażona w mg/ 100 ml roztworu. K

so

= 1

.

10

-10

.

23. Czy strąci się osad, jeżeli zmieszamy 200 ml 0,1 M roztworu Ca(NO

3

)

2

i 300 ml 0,1M K

2

SO

4

?

K

so

= 3

.

10

-5

.