Ćwiczenie nr 2

„Badanie odczynu i

twardości wody”

Badanie odczynu

„Miareczkowanie pH metodą potencjometryczną”

Zadanie:

Zadanie polega na wykorzystaniu zależności potencjału elektrody pomiarowej (jonoselektywnej) od stężenia jonów wodorowych w badanym roztworze. Wielkość tego potencjału można określić na drodze pomiarów siły elektromotorycznej (SEM) ogniwa składającej się z elektrody odniesienia o stałym potencjale i elektrody wskaźnikowej (pomiarowej), której potencjał zależy od stężenia jonów wodorowych.

Kolejność działania:

1. Przed przystąpieniem do pomiaru należy skalibrować elektrody i aparat. Do tego celu używa się roztworów buforowych o znanym pH.

2. Pomiar odczynu badanej próbki roztworu polega na zanurzeniu w wypełnionej badaną próbką zlewce elektrod i odczytaniu wielkości pH na skali pehamteru.

Odpowiedz: pH badanej przeze mnie próbki, czyli próbki nr 7 wynosiło 5,2.

Badanie twardości wody

„Miareczkowanie roztworem wersenianu sodowego”

Zadanie:

Metoda wersenianowa polega na tym, że czerń eriochromowa stosowana jako wskaźnik przy pH=10 (tylko i wyłącznie 10) wchodzi w połączenie z jonami Ca²⁺ i Mg²⁺, powodując fioletowe zabarwienie roztworu. Jednak związki wapnia i magnezu z czernią eriochromową są mniej trwałe niż z wersenianem i w trakcie miareczkowania kationy wapnia i magnezu przechodzą w połączenie kompleksowe z wersenianem. W końcowym punkcie miareczkowania czerń zostaje uwolniona, co powoduje zmianę zabarwienia roztworu z fioletowego na niebieski. Twardość ogólną obliczamy według następującego wzoru:

$$\mathbf{T}_{\mathbf{\text{wo}}}\mathbf{= \ }\frac{\mathbf{a\ \bullet 0,7 \bullet 1000}}{\mathbf{V}}$$

gdzie:

T_wo → twardość ogólna (◦tward.)

a → objętość zużytego do miareczkowania wersenianu dwusodowego (cm³)

0,7 → przelicznik ( 1cm³ roztworu wersenianu dwusodowego równy jest 0,1 ◦tward. )

V → objętość próbki wziętej do oznaczenia (cm³)

Kolejność działania:

1. Odmierzamy 100 ml roztworu (w menzurce) i patrząc na pH naszej próbki, wykonujemy następujące czynności:

- pH > 5,5 → nie dodajemy zasady sodowej do roztworu

- 3 < pH ≤ 5,5 → dodajemy 5ml zasady sodowej na każde 100ml roztworu

- pH ≤ 3 → dodajemy 10ml zasady sodowej na każde 100ml roztworu.

1. Po dodaniu zasady sodowej (bądź nie) w odpowiedniej proporcji w zależności od pH roztworu, dodajemy 5ml roztworu buforowego oraz szczyptę czerni eriochromowej.

2. Nasz roztwór poprzez dodanie czerni eriochromowej, zabarwią się na charakterystyczny kolor, tzn. na fioletowo.

3. Następnie do kolby stożkowej z roztworem dodajemy krople wersenianu dwusodowego, mieszając przy tym kolbą, aby nieustannie zachodziła reakcja, a nasz odczyt był jak najbardziej dokładny. Obserwujemy kolor roztworu oraz jego zmianę. W momencie gdy roztwór uzyska odpowiednią barwę (w tym wypadku niebieską) zamykamy zawór z wersenianem dwusodowym.

4. Odczytujemy końcowy wynik w biurecie z wersenianem.

5. Liczymy różnicę wyników odczytu z biurety przed i po wykonaniu doświadczenia.

6. Wykonujemy doświadczenie trzykrotnie i zapisujemy wyniki.

Numer wykonywanej próby	Początkowa ilość wersenianu w biurecie	Końcowa ilość wersenianu w biurecie	a – objętość zużytego do miareczkowania wersenianu
I	30,4	37,4	7
II	42,2	49,2	7
III	36,8	39,9	7,1

$$a = \frac{7 + 7 + 7,1}{3} = 7,033$$

V= 100ml (próbka) + 5ml(zasady sodowej, gdyż pH próbki równało się 5,2) + 5ml (roztworu buforowego) = 110ml

$$T = \frac{a \bullet 0,7 \bullet 1000}{V}$$

$$T = \frac{7,033\text{cm}^{3}\ \bullet 0,7 \bullet 1000}{110\text{cm}^{3}} \approx 44,755$$

Odpowiedz: Twardość badanej przeze mnie próbki nr 7 wynosi 44,755. Według niemieckiej skali twardości, jest to woda bardzo twarda.