Chemia, 2 rok studiów |
Julita Przeździecka Adrian Marzec |
Kielce 08.01.2010 |
Nr. 20 |
Jonity |
Ocena:
|
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie zdolności wymiennej kationitu w stosunku do jonów sodu.
Etapy wykonania ćwiczenia:
Regeneracja kolumny:
Przed rozpoczęciem oznaczania zdolności wymiennej jonitu należy kolumnę zregenerować, tzn. otrzymać jonit w formie wodorowej. Regeneracja polega na powolnym przepuszczaniu przez kolumnę kw. solnego:
kolumnę przemyć 100 cm3 r-r HCl rozcieńczonego w stosunku 1:4, szybkość przepływu - 8 cm3/min (160 - 170 kropli/min)
następnie przepuścić 150 cm3 wody destylowanej i ponownie 100 cm3 r-r HCl rozcieńczonego w stosunku 1:9 (szybkość przepływu: 8 cm3/min)
kolumnę następnie przemywać wodą destylowaną aż do całkowitego usunięcia niezwiązanego kwasu. Kwasowość wycieku badać papierkiem wskaźnikowym
Oznaczanie zdolności wymiennej kationitu:
przez kolumnę jonitową przepuścić 150 cm3 1M r-r NaCl tak, by szybkość przepływu wynosiła 2,5 cm3/min (70 kropli/min). Jony Na+ wypierają z grup czynnych jony H+, które przechodzą do wycieku. Ponieważ pierwsze partie wycieku zawierają jeszcze czystą, wypartą z kolumny wodę, należy badać odczyn wycieku. Właściwy etap ćwiczenia rozpoczyna się w chwili, gdy z kolumny zacznie wyciekać kwas
po przepuszczeniu przez kolumnę 150 cm3 r-r NaCl, przepuścić wodę destylowaną, a eluat zbierać w zlewce o poj. 400 cm3 do momentu, aż wyciek będzie miał odczyn obojętny
do oznaczenia stężenia kwasu w eluacie stosujemy metodę miareczkowania potencjometrycznego. W tym celu zlewkę z wyciekiem, który otrzymaliśmy umieścić na podstawie mieszadła magnetycznego, zanurzyć w roztworze elektrodę kombinowaną oraz mieszalnik. Miareczkować 2M NaOH, wprowadzając do eluatu po 1 cm3 związku do chwili, gdy pH cieczy w zlewce przekroczy wartość 10 jednostek.
Opracowywanie wyników:
Sporządzamy dwa wykresy krzywej miareczkowania:
Wykres 1
,
gdzie:
V- objętość dodanej zasady
Wykres 2
,
gdzie:
- zmiana pH spowodowana dodaniem V objętości.
Wyniki pomiarów zestawiamy w tabeli 1 i tabeli 2.
Z wykresu 2 określamy punkt końcowy miareczkowania.
Punkt końcowy w miareczkowaniu (PK) jest równy 72,0
.
Znając stężenie zasady wyznaczamy całkowitą ilość gramorównoważników kwasu w eluacie. Zdolność wymienną jonitu obliczamy ze wzoru:
,
gdzie:
ilość gramorównoważników kwasu w wycieku
q- masa jonitu w kolumnie (q=50g)
Reakcja zachodząca pomiędzy
:
W reakcji zachodzącej pomiędzy NaOH i HCl zauważamy, że jeden gramorównoważnik kwasu jest równy co do wartości jednemu molowi kwasu.
Wynika z tego że liczba moli zasady jest równy liczbie moli kwasu.
Aby wyliczyć liczbę moli zasady korzystamy z wzoru:
,
gdzie:
C- stężenie zasady (w naszym ćwiczeniu 2,000M)
V- objętość zużytej zasady do zobojętnienia kwasu ( w naszym ćwiczeniu 0,072
)
= a - jest to liczba moli zasady która się równa co do wartości całkowitej liczbie gramorównoważników kwasu w eluacie. Z tego wynika że:
Zdolność wymienną należy wyrazić w odpowiednich jednostkach, więc:
,
zatem:
Rachunek błędów:
Błąd popełniony przy odczytywaniu objętości z biurety wynosi:
0,1 cm3.
Błąd popełniony przy odczycie pH wynosi:
0,01.
Błąd popełniony przy odczycie punktu końcowego miareczkowania
Błąd:
Wnioski:
W doświadczeniu badaliśmy zdolność wymiennej kationu w stosunku do jonów sodu. Według naszych obliczeń wynosi ona
. Wynik ten jest obarczony błędem wynikającym z niepoprawnego odczytania przez nas objętości biurety, odczycie pH oraz odczycie punktu końcowego miareczkowania. Według naszych wyliczeń wynosi on 0,13%.
Informacje pozyskane z instrukcji
Informacje pozyskane z instrukcji
3