ZAPOZNANIE SIĘ Z METODĄ OKREŚLANIA PRZYBLIŻONEJ, A NASTĘPNIE DOKŁADNEJ, WARTOŚCI pH ROZTWORU ZA POMOCĄ WSKAŹNIKÓW KWASOWO ZASADOWYCH I UNIWESALNYCH PAPIERKÓW WSKAŹNIKOWYCH.

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

dodajemy po 2 krople roztworów wskaźnikowych i odczytujemy wartość pH badanego roztworu.

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

Wskaźnik	pH	Kolor roztworu
Fenoloftaleina	8,0	Bezbarwny
Oranż metylowy	4,4	Żółty
Czerwień metylowa	6,2	Żółty
Błękit bromotymolowy	7,6	niebieski

W ostatniej próbówce pH roztworu wnosiło 8,0.

PORÓWNANIE pH MOCNEGO I SŁABEGO KWASU O TYM SAMYM STĘŻENIU.

Za pomocą pehametru zmierzyliśmy wartość pH kwasu octowego i solnego o takim samym stężeniu, równym 0,1mol/dm³.

• pH HCl = 1

• pH CH₃COOH = 2,8

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.

MIESZANINY WYSTĘPUJĄCE W PRZYRODZIE.

WŁAŚCIWOŚCI BUFOROWE WODY WODOCIĄGOWEJ W PORÓWNANIU Z WODĄ DESTYLOWANĄ.

Do dwóch par zlewek wlewamy:

• wodę destylowaną

• wodę wodociągową

Następnie mierzymy pH w zlewkach. Po dokonaniu pomiarów do zlewek dolewamy HCl i NaOH o stężeniu 0,01mol/dm³. Mieszamy roztwory w zlewkach za pomocą bagietki i dokonujemy pomiaru pH.

Woda	pH wody	pH wody z NaOH	pH wody z HCl	ΔpH		Δβ		Δn
Woda destylowana	5,6	8,0	3,4	2,4	-2,2	0,0002	0,0002	0,0005
Woda wodociągowa	6,9	7,1	6,8	0,2	-0,1	0,0025	0,005	0,0005

Obliczam pojemność buforową.

β = Δn /ΔpH

β₁ = ^0,0005/_2,4 = 0,00020

β₂ = ^0,0005/_2,2 =0,00022

β₃ = ^0,0005/_0,2­ = 0,0025

β₄ = ^0,0005/_0,1 = 0,005

Obliczam Δn.

1000cm³ 0,1mol

5cm³ X

X = 0,0005

Zaobserwowaliśmy, że woda wodociągowa zachowuje się jak bufor po dodaniu NaOH lub HCl. Jej pH nieco się zmienia, świadczy to o istnieniu w wodzie soli które neutralizują działanie kwasów i zasad.

BADANIE WPŁYWU SKŁADU ROZTWORU BUFOROWEGO NA JEGO POJEMNOŚĆ BUFOROWĄ.

Do sporządzenia roztworów wykorzystujemy kwas octowy i octan sodowy o stężeniu 0,1mol/dm³.Po dokładnym wymieszaniu roztworów mierzymy pH, następnie dodajemy po 5cm³ 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 5 cm^3 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	4,92 4,63 4,37 4,07 3,86 3,76	4,64 4,42 4,14 3,78 3,48 3,23	0,0125 0,0125 0,0125 0,0125 0,0125 0,0125	0,28 0,21 0,23 0,29 0,38 0,53	0,04464 0,05952 0,05434 0,04310 0,03289 0,02358

Maksymalna pojemność buforu jest wtedy gdy objętość CH₃COOH wynosi 13,3cm³, a objętość CH₃COONa wynosi 26,7cm³.

a) Obliczam Δn.

1000cm³ 0,1mol

5cm³ X

X = 0,0005

Δn = 0,0005 * 25 = 0,0125

b) Obliczam pojemność buforową.

β = Δn /ΔpH

β₁ = ^0,0125/_0,28 = 0,04464 mol/dm³

β₂ = ^0,0125/_0,21 = 0,05952 mol/dm³

β₃ = ^0,0125/_0,23 = 0,05434 mol/dm³

β₄ = ^0,0125/_0,29 = 0,04310 mol/dm³

β₅ = ^0,0125/_0,38 = 0,03289 mol/dm³

β₆ = ^0,0125/_0,53 = 0,02358 mol/dm³

3. ΔpH obliczam ze wzoru

ΔpH = pH - pH _HCl

BADANIE WPŁYWU SUMARYCZNEGO STĘŻENIA SKŁADNIKÓW BUFORU NA JEGO POJEMNOŚĆ BUFOROWĄ.

Roztwory buforowe o różnym sumarycznym stężeniu kwasu i soli sporządza się z roztworu kwasu octowego o stężeniu 0,1mol/dm³ i stężeniu soli 0,1mol/dm³.Uzyskuje się różne stężenia poprzez odpowiednie rozcieńczenie wodą destylowaną. Po przygotowaniu roztworów należy je dokładnie wymieszać i zmierzyć pH. Następnie należy dodać do każdego roztworu po 5cm³ roztworu kwasu solnego o stężeniu 0,1mol/dm³ i ponownie zmierzyć pH.

Ck + Cs [mol/dm^3]	Objętość CH3COOH [cm^3]	Objętość CH3COONa [cm^3]	Objętość H2O [cm^3]	pH	pH po dodaniu 5 cm^3 HCl	Δn HCl	ΔpH	β [mol/m^3]
0,025 0,050 0,075 0,100	10 20 30 40	10 20 30 40	60 40 20 0	4,30 4,32 4,31 4,32	3,98 4,01 4,28 4,33	0,0125 0,0125 0,0125 0,0125	0,32 0,31 0,03 0,01	0,03906 0,04032 0,41666 1,25000

a) Obliczam Δn.

1000cm³ 0,1mol

5cm³ X

X = 0,0005

Δn = 0,0005 * 25 = 0,0125 mola

b) Obliczam pojemność buforową.

β = Δn /ΔpH

β₁ = ^0,0125/_0,32 = 0,03906

β₂ = ^0,0125/_0,31 = 0,04032

β₃ = ^0,0125/_0,03 = 0,41666

β₄ = ^0,0125/_0,01 = 1,25000

4. ΔpH obliczam ze wzoru

ΔpH = pH - pH _HCl

---