Oznaczanie NaOH i Na₂CO₃ metodą Wardera

Metoda Wardera polega na miareczkowaniu mieszaniny Na₂CO₃ i NaOH wobec dwóch wskaźników - fenoloftaleiny i oranżu metylowego. W metodzie wykorzystuje się fakt, że zmiany barwy stosowanych wskaźników występują przy różnych wartościach pH. Początkowo odmiareczkowuje się mieszaninę Na₂CO₃ i NaOH mianowanym roztworem kwasu solnego wobec fenoloftaleiny do całkowitego odbarwienia roztworu. Odmiareczkowuje się przy tym całą ilość NaOH i połowę Na₂CO₃. Węglan sodu w czasie reakcji przechodzi w wodorowęglan (pH≈8). Podczas pierwszego etapu miareczkowania zachodzą następujące reakcje:

NaOH + HCl → NaCl + H₂O |

| fenoloftaleina

Na₂CO₃ + HCl → NaHCO₃ + NaCl |

W punkcie równoważnikowym pierwszego etapu reakcji pH roztworu osiąga wartość 8,3. Przy tej wartości pH następuje całkowite odbarwienie fenoloftaleiny. Do odbarwionego roztworu dodaje się drugi wskaźnik - oranż metylowy i miareczkuje kwasem do pierwszej zmiany barwy wskaźnika (pH≈4). Podczas drugiego etapu miareczkowania zachodzi następująca reakcja:

NaHCO₃ + HCl → NaCl + CO₂ + H₂O oranż metylowy.

W drugim punkcie równoważnikowym roztwór jest nasycony CO₂ i pH takiego roztworu wynosi około 4,0.

Wykonanie oznaczenia:

Odmierzamy 20 cm³ przygotowanego do analizy roztworu, dodajemy 2-3 krople fenoloftaleiny i powoli miareczkujemy roztworem HCl o stężeniu 0,1mol/dm³ do odbarwienia roztworu. Odczytujemy z biurety objętość kwasu solnego, która zeszła na miareczkowanie wobec fenoloftaleiny (a cm³). Następnie dodajemy 2-3 krople oranżu metylowego i w dalszym ciągu miareczkujemy kwasem solnym do pierwszej zmiany barwy (z żółtej na cebulkową). Objętość HCl zużytego na miareczkowanie wobec oranżu wynosi (b cm³).

Zawartość NaOH (w gramach) w próbie wynosi:

m_NaOH =

Zawartość Na₂CO₃ w próbie wynosi:

a - objętość HCl zużyta na miareczkowanie wobec fenoloftaleiny [cm³]

b - objętość HCl zużyta na miareczkowanie wobec oranżu [cm³],

C_HCl - stężenie kwasu solnego [mol/dm³],

M_NaOH - masa molowa NaOH (40[g/mol]),

- masa molowa Na₂CO₃ (106[g/mol])

Obliczenia:

C_HCl = 0,1112mol/dm³

M_NaOH = 40 g/mol

= 106 g/mol

a = 15,9 cm³

b = 3,5 cm³

Zawartość NaOH wynosi:

m_NaOH =

Zawartość Na₂CO₃ wynosi:

Wnioski:

Na miareczkowanie próby wobec fenoloftaleiny zeszło nam 15,9 cm³, natomiast na miareczkowanie wobec oranżu metylowego 3,5 cm³ mianowanego roztworu HCl. Z powyższego doświadczenia wynika, że w otrzymanej przez nas próbie do badania było 0,055g zasady sodowej i 0,0413g węglanu sodu.