Pomiar pH za pomocą wskaźników

Wykonanie ćwiczenia:

1. Do 5 probówek odmierzamy po około 5cm³ badanego roztworu, następnie

dodajemy po 2 krople roztworów wskaźnikowych: fenoloftaleiny, oranżu metylowego, czerwieni metylowej i błękitu bromotymolowego i określamy wartość pH badanego roztworu. W ostatniej próbce mierzymy pH za pomocą papierka lakmusowego.

2. Próbkę z błękitem bromotymolowym porównujemy ze skalą wzorców i określamy dokładnie pH roztworu.

Badając próbę papierkiem wyszło mi pH = 6, a porównując czwartą probówkę ze skalą wzorców - pH = 6,2, więc ostatecznie moja próba miała odczyn słabo kwaśny o pH = 6,2.

Porównanie pH mocnego i słabego kwasu o tym samym stężeniu.

Wykonanie ćwiczenia:

Mierzymy pH roztworu kwasu octowego i solnego o takim samym stężeniu, równym 0,1mol/dm³.

pH CH₃COOH = 3

pH HCl = 1

Wnioski:

HCl jest mocnym elektrolitem, czyli jego cząsteczki są zdysocjowane całkowicie. Stężenie takiego kwasu jest prawie równe wartości pH. Natomiast kwas octowy jest słabym elektrolitem i dysocjuje tylko częściowo. Jego wartość pH przewyższa wartość stężenia. Dla słabych kwasów wartość pH zależy od stałej dysocjacji.

Właściwości buforowe wody wodociągowej w porównaniu z wodą destylowaną

Wykonanie ćwiczenia:

Przygotowujemy 4 zlewki. Do dwóch zlewek wlewamy po 200cm³ wody destylowanej, a do pozostałych po 200cm³ wody wodociągowej. Mierzymy pH wody we wszystkich zlewkach, a następnie do jednej zlewki z wodą destylowaną i jednej z wodociągową dodajemy po 5 cm³ roztworu HCl o stężeniu 0,01 mol/dm³, a do pozostałych po 5 cm³ roztworu NaOH o takim samym stężeniu i po wymieszaniu mierzymy pH roztworów we wszystkich zlewkach.

Woda	pH wody	pH wody z NaOH	pH wody z HCl	ΔpH		Δβ [⋅10^-4]
Woda destylowana	5,2	7,6	3,8	2,4	-1,4	0,21	0,36
Woda wodociągowa	6,5	7,0	6,4	0,5	0,1	1	5

Obliczenia:

Obliczam Δn:

1000cm³ 0,01mol

5cm³ X

X = 0,00005 mola

Obliczam pojemność buforową.

β = Δn /ΔpH

β₁ = 0,00005/2,4 = 0,000021

β₂ = 0,00005/1,4 = 0,000036

β₃ = 0,00005/0,5­ = 0,0001

β₄ = 0,00005/0,1 = 0,0005

Wnioski:

Po dodaniu do wody destylowanej kwasu (lub zasady) zauważyliśmy znaczący spadek (wzrost) pH roztworu, co przy dodawaniu tych związków do wody destylowanej nie miało miejsca. Świadczy to o obecności w wodzie wodociągowej różnych soli, które neutralizują działalność kwasu lub zasady.

Badanie wpływu składu roztworu buforowego na jego pojemność buforową

Do sporządzenia roztworów buforowych wykorzystujemy roztwór kwasu octowy o stężeniu 0,1mol/dm³ i roztwór octanu sodowego o tym samym stężeniu. Roztwory przygotowujemy według tabelki. Po dokładnym wymieszaniu roztworów mierzymy pH, następnie do każdego roztworu dodajemy po 5 cm³ kwasu solnego o stężeniu 0,1mol/dm³ i ponownie mierzymy pH.

Ck/Cs	Objętość CH3COOH [cm^3]	Objętość CH3COONa [cm^3]	pH	pH po dodaniu HCl	Δn HCl	ΔpH	β [mol/m^3]
0,25 0,5 1 2 3 4	8,0 13,3 20,0 26,7 30,0 32,0	32,0 26,7 20,0 13,3 10,0 8,0	5,26 4,89 4,58 4,29 4,07 3,97	4,75 4,52 4,23 3,81 3,56 3,29	0,0125 0,0125 0,0125 0,0125 0,0125 0,0125	0,51 0,37 0,35 0,48 0,51 0,68	0,02451 0,03378 0,03571 0,02604 0,02451 0,01838

Obliczenia:

Obliczam Δn.

1000cm³ 0,1mol

5cm³ X

X = 0,0005

Δn = 0,0005 * 25 = 0,0125

Obliczam pojemność buforową.

β = Δn /ΔpH

β₁ = 0,0125/0,51 = 0,02451 mol/dm³

β₂ = 0,0125/0,37 = 0,03378 mol/dm³

β₃ = 0,0125/0,35 = 0,03571 mol/dm³

β₄ = 0,0125/0,48 = 0,02604 mol/dm³

β₅ = 0,0125/0,51 = 0,02451 mol/dm³

β₆ = 0,0125/0,68 = 0,01838 mol/dm³

Wnioski:

Z naszego doświadczenia wynika, że bufor ma największą pojemność gdy zmieszamy po równo kwas octowy i roztwór octanu sodowego (w stosunku 1:1)

Badanie wpływu sumarycznego stężenia składników buforu na jego pojemność buforową

Wykonanie ćwiczenia:

Do sporządzenia roztworów buforowych wykorzystujemy roztwór kwasu octowy o stężeniu 0,1mol/dm³ i roztwór octanu sodowego o tym samym stężeniu. Roztwory przygotowujemy według tabelki. Po dokładnym wymieszaniu roztworów mierzymy pH, następnie do każdego roztworu dodajemy po 5 cm³ kwasu solnego o stężeniu 0,1mol/dm³ i ponownie mierzymy pH.

Ck + Cs [mol/dm^3]	Objętość CH3COOH [cm^3]	Objętość CH3COONa [cm^3]	Objętość H2O [cm^3]	pH	pH po dodaniu HCl	Δn HCl	ΔpH	β mol/dm^3
0,025 0,050 0,075 0,100	10 20 30 40	10 20 30 40	60 40 20 0	4,4 4,39 4,4 4,4	3,81 4,14 4,22 4,26	0,00625 0,00625 0,00625 0,00625	0,59 0,25 0,18 0,14	0,0159 0,025 0,03472 0,04464

Obliczenia:

Obliczam Δn.

1000cm³ 0,1mol

5cm³ X

X = 0,0005

Δn = 0,0005 * 12,5 = 0,00625

Obliczam pojemność buforową.

β = Δn /ΔpH

β₁ = 0,00625/0,59 = 0,01059 mol/dm³

β₂ = 0,00625/0,25 = 0,025 mol/dm³

β₃ = 0,00625/0,18 = 0,03472 mol/dm³

β₄ = 0,00625/0,14 = 0,04464 mol/dm³

Wnioski:

Z naszego doświadczenia wynika, że bufor ma największą pojemność, gdy sumaryczne stężenie składników buforu będzie równe 0,1.

---