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:

mNaOH = 0x01 graphic

Zawartość Na2CO3 w próbie wynosi:

0x01 graphic

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

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

CHCl - stężenie kwasu solnego [mol/dm3],

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

0x01 graphic
- masa molowa Na2CO3 (106[g/mol])

Obliczenia:

CHCl = 0,1112mol/dm3

MNaOH = 40 g/mol

0x01 graphic
= 106 g/mol

a = 15,9 cm3

b = 3,5 cm3

Zawartość NaOH wynosi:

mNaOH = 0x01 graphic

Zawartość Na2CO3 wynosi:

0x01 graphic

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.