Protokół z ćwiczenia 1.
Hydroliza soli i pH roztworów.
Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska Budownictwo-Magisterskie |
Piotr Antecki |
Data wykonania ćwiczenia: 25-11-2002 |
Grupa I |
Prowadzący: dr J.Grotecka |
godz. 9:45 |
Przebieg Doświadczenia :
Pierwsza częśc doświadczenia polegała na rożcięczaniu HCl w zakresie stężeń od 0.1 do 0.000001 mola. Zrobiono to w nastepujący sposób :
do kolbki miarowej o pojemności 100 ml przenosimy pipetą 10 ml 0,1M HCl i
uzupełniamy wodą destylowaną do kreski, po zakorkowaniu dokładnie mieszamy otrzymujemy w ten sposób roztwór 0,01M HCl
z w ten sposób przygotowanego roztworu pipetą z odpowiednim oznaczeniem
odmierzamy 10 ml, przenosimy do odpowiedniej kolbki i uzupełniamy wodą
destylowaną, po dokładnym wymieszaniu otrzymujemy kwas 0,001M,
postępując analogicznie otrzymujemu pozostałe stężenia od 0.0001 do 0.000001 M.
Następnie po ok. 45 ml każdego z otrzymanych roztworów przenosimy do naczyniek polietylenowych aby zmierzyć pH za pomocą pH-metru .
Przygotowane w naczyńkach polietylenowych roztwory soli Na3PO4, CH3COONa, NH4Cl, NiCl2, NaCl, NaHCO3 badamy za pomocą pH-metru ich pH .
WYNIKI POMIARÓW
Badając pH kwasu solnego o różnych stężeniach otrzymaliśmy następujące wyniki:
KWASY
Nazwa związku |
Wzór |
Stężenie |
Otrzymane pH |
Wzorcowe pH |
Chlorowodór |
HCl |
0.1 M |
0.72 |
1 |
Chlorowodór |
HCl |
0.01 M |
1.72 |
2 |
Chlorowodór |
HCl |
0.001 M |
2.91 |
3 |
Chlorowodór |
HCl |
0.0001 M |
4.02 |
4 |
Chlorowodór |
HCl |
0.00001 M |
5.15 |
5 |
Chlorowodór |
HCl |
0.000001 M |
5.48 |
6 |
Wzorcowe pH rotworów o danych stężeniach obliczamy według wzoru
Badając pH kwasów:solnego,octowego i szczawiowego o stężeniu 0,1M otrzymaliśmy następujące wyniki:
Nazwa zwiazku |
Wzór |
Stężenie |
Wartość pH |
chlorowodór |
HCl |
0.1 M |
0.72 |
kwas szczawiowy |
C2H2O4 |
0.1 M |
1.26 |
kwas octowy |
CH3COOH |
0.1 M |
2.75 |
Badając pH rozpuszczonych soli otrzymaliśmy następujące wyniki:
Nazwa zwiazku |
Wzór |
Stężenie |
Wartość pH |
Chlorek sodu |
NaCl |
0.1 M |
5.45 |
Chlorek amonu |
NH4Cl |
0.1 M |
5.37 |
Octan sodu |
CH3COONa |
0.1 M |
7.34 |
Fosforan sodu |
Na3PO4 |
0.1 M |
12.08 |
Chlorek niklu |
NiCl2 |
0.1 M |
6.14 |
Wodorowęglan sodu |
NaHCO3 |
0.1 M |
8.78 |
|
REAKCJE ZACHODZĄCE W DOŚWIADCZENIU:
Podczas hydrolizy różnych soli zaszły reakcje tłumaczące ich zasadowy, kwaśny, lub też obojętny charakter :
hydroliza NaCl
Chlorek sodu nie ulega hydrolizie,bo pochodzi od mocnej zasady (Na+) i mocnego kwas (Cl-). Jego odczyn powinien więc być obojętny,a pH =7.Nam wyszło 5,451
hydrolizy NH4Cl:
NH4Cl → NH4+ +Cl-
H2O <=> OH- + H+
↓↑
NH3 +H2O
Z reakcji hydrolizy wynika,że chlorek amonu ma odczyn kwaśny, więc mniejszy od 7.Nasz wynik (5,37) to potwierdza.
hydroliza CH3COONa:
CH3COONa → Na+ +CH3COO-
H2O <=> OH- + H+
↓↑
CH3COOH
Z reakcji hydrolizy wynika,że octan sodu ma odczyn zasadowy.Nasz wynik (7,34) to potwierdza..
hydroliza Na3PO4 :
Na3PO4 → 3Na+ +PO43-
H2O <=> OH- + H+ pierwszy stopień hydrolizy
↓↑
HPO42-
+
H2O <=> OH- + H+
↓↑ drugi stopień hydrolizy
H2PO4-
+
H2O <=> OH- + H+
↓↑ trzeci stopień hydrolizy
H3PO4
Z reakcji hydrolizy wynika,że fosforan sodu ma odczyn zasadowy,więc większy od 7.Nasz wynik (12,08) potwierdza ten fakt.Fosforan sodu ma odczyn silnie zasadowy.
hydrolizy NiCl2:
NiCl2 → Ni2+ +2Cl-
2 H2O <=> 2 OH- + 2 H+
↓↑
Ni(OH) 2
Z reakcji hydrolizy wynika,że chlorek niklu ma odczyn kwaśny. Nasz wynik (6,14) to potwierdza.
hydrolizy NaHCO3:
NaHCO3→ Na+ + HCO3-
HCO3- → Na+ + CO32-
+ pierwszy stopień hydrolizy
H2O <=> OH- + H+
↓↑
HCO3-
+
H2O <=> OH- + H+ drugi stopień hydrolizy drugi stopień hydrolizy
↓↑
H2CO3
Lub
HCO3- + H2O
H2CO3 + OH-
Z reakcji hydrolizy wynika,że wodorowęglan sodu ma odczyn zasadowy.Nasz wynik (8.78) to potwierdza.
WNIOSKI:
Wykonane ćwiczenie polegało na badaniu pH róznych roztworów . Z wykonanych doświadczen wynika że pH kwasów jest zawsze mniejsze od 7 . Prawdziwa jest także zależność, że im silniejszy kwas tym pH badanego roztworu jest niższe. Z otrzymanych wyników badań pH HCl wynika że im większe stężenie molowe kwasu tym pH jego jest mniejsze a więc odczyn jest bardziej kwaśny .
W doświadczeniu badalismy również pH różnych soli . Z otrzymanych wyników wnioskujemy, że sole mogą mieć odczyn zasadowy(pH większe od 7) lub odczyn kwaśny (pH mniejsze od 7 ). Jeżeli sól pochodzi od mocnej zasady i słabego kwasu jak np. badane przez nas sole Na3PO4 NaHCO3 ,CH3COONa gdzie pH roztworu jest większe od 7. Sól taka ma odczyn zasadowy. Jeżeli sól pochodzi od słabej zasady i mocnego kwasu jak np.badane przez nas sole NH4Cl NiCl2, to ma ona odczyn kwaśny ; pH takiego roztworu jest mniejsze od 7.Wynika to z reakcji hydrolizy. Jeżeli bowiem aniony zdysjocjowanej soli reagują z kationami H+ pochodzącymi z wody to powstaje nadmiar kationów w soli, a odczyn roztworu jest kwaśny, jeżeli natomiast kationy soli reagują z OH-, to jest nadmiar anionów soli i roztwór jest zasadowy
Może też się zdarzyć, że sól pochodzi od mocnej zasady i mocnego kwasu. Przykładem takim może być NaCl. W naszym doświadczeniu pH wyszło 5.45. Wynik ten jest jednak błędny. Wynik powinien być równy 7, gdyż sól ta nie hydrolizuje i jest to roztwór obojętny. Błąd ten jest zapewne wynikiem niedokładności w dokonaniu doświadczenia. Roztwór mógł być zbyt słabo zamieszany, lub pH-metr był niedostatecznie opłukany po mierzeniu pH jakiegoś kwasu , dotyczy to również pomiarów pH HCl . Jeżeli natomiast sól pochodzi od słabej zasady i słabego kwasu,to odczyn jest słabo zasadowy lub słabo kwasny(w zależności od mocy powstających elektrolitów) albo obojętny..