6.ALKACYMETRYCZNE OZNACZENIE KWASU SOLNEGO

6.1. MIARECZKOWANIE MOCNEGO KWASU MOCNA ZASADĄ

Mocne kwasy i mocne zasady są w roztworze całkowicie zdysocjowanie. Podczas miareczkowania zachodzi reakcja zobojętniania, która polega na łączeniu się jonów wodorowych i wodorotlenowych na niezdysocjowane cząsteczki wody. Kationy zasady i aniony kwasu nie biorą udziału w reakcji i pozostają w roztworze niezmienione. Nie ulegają one też hydrolizie i dlatego roztwór w punkcie równoważnikowym (PR) ma odczyn obojętny pH=7. Przykładem miareczkowania mocnego kwasu mocną zasadą może być miareczkowanie kwasu solnego o stężeniu 0,1 mol/dm³ roztworem wodorotlenku sodowego o stężeniu 0,1 mol/dm³.

Początkowe pH miareczkowanego kwasu wynosi 1, ponieważ stężenie jonów wodorowych jest równe stężeniu kwasu, czyli 0,1= 10^-1 mol/dm³.

W miarę dodawania NaOH stężenie jonów H⁺ maleje na skutek łączenia się ich z jonami OH^- na cząsteczki wody. Tym samym rośnie wartość pH. Wzrost wartości pH jest początkowo bardzo powolny, następnie zmienia się już szybciej. Po osiągnięciu pH = 4 do PR, co w tym przypadku jest równoznaczne z rzeczywistym zobojętnieniem, brakuje jeszcze tylko 0, 1% objętości (ok. 0,01 cm³) roztworu wodorotlenku sodowego. Dodanie tak małej ilości NaOH wywołuje zmianę wartości pH z 4 na 7, czyli o 3 jednostki pH. Jeżeli jednak do roztworu o pH 4 dodać kroplę ( 1 kropla zajmuje objętość ok. 0,02 - 0,04 cm³) to nie tylko nastąpi całkowite zobojętnienie kwasu, lecz w roztworze pojawi się nadmiar roztworu NaOH. PH roztworu wzrośnie wtedy do 10. Jedna kropla wodorotlenku sodowego zmienia, więc pH roztworu o 6 jednostek - od 4 do 10 (zmniejsza, więc stężenie jonów wodorowych milion razy). Ta gwałtowna zmiana wartości pH w pobliżu punktu równoważnikowego (odpowiadająca dodaniu 99,1% oraz 100,1% teoretycznej ilości roztworu miareczkującego) nazywa się skokiem miareczkowania. Wielkość tego skoku zależy od stężenia substancji reagujących.

Zmiany pH zachodzące podczas miareczkowania można przedstawić graficznie. Otrzymany wykres nosi nazwę krzywej miareczkowania. Na podstawie krzywych miareczkowania można wyciągnąć wnioski dotyczące zastosowania właściwego wskaźnika pH.

6.2. MIARECZKOWA ANALIZA STRĄCENIOWA

Analiza miareczkowa strąceniowa polega na wydzielaniu oznaczonej substancji w postaci trudno rozpuszczalnego osadu, przy użyciu mianowanego roztworu odpowiedniej drugiej substancji.

Ilość oznaczanego składnika oblicza się na podstawie objętości zużytego roztworu mianowanego. Aby stwierdzić koniec miareczkowania, tj. moment, gdy miareczkowany roztwór praktycznie nie zawiera już oznaczanego składnika, obserwuje się czy dodana kropla odczynnika wytraca jeszcze nowa porcję osadu lub też stosuje się odpowiedni wskaźnik, właściwy dla danego oznaczenia.

Warunkiem przeprowadzenia miareczkowania strąceniowego oznaczanego jonu jest powstanie trudno rozpuszczalnego związku oznaczanego składnika z dodawanym z biurety odczynnikiem oraz możliwość wyznaczania PK(punktu końcowego) miareczkowania, odpowiadającego PR reakcji.

Najważniejszą metodą miareczkowania strąceniowego jest argentometria, obejmująca metody oznaczania oparte na reakcjach tworzenia trudno rozpuszczalnych soli srebrowych.

Punkt końcowy miareczkowania strąceniowego można wyznaczyć za pomocą wskaźników wizualnych lub też metodami elektrometrycznymi np.: potencjometrycznie, konduktometrycznie. Wskaźniki PK miareczkowania strąceniowego SA to w większości substancje dające z nadmiarem odczynnika strącającego barwny osad. Takim wskaźnikiem jest np.: chromian potasowy, stosowany w metodzie miareczkowania jonów chlorkowych roztworem azotanu srebra metoda Mohra.

6.3. WYKONANIE ĆWICZENIA

6.3.1. Alkacymetryczne oznaczenie kwasu solnego

Wykonanie oznaczenia:

Otrzymaną w kolbie miarowej o pojemności 250cm⁵ próbkę kwasu solnego rozcieńczyć wodą destylowaną do kreski. Następnie pobrać do kolby stożkowej o pojemności 250 cm³ pipetą 25 cm³ roztworu, dodać 2-3 krople fenoloftaleiny i rozcieńczyć wodą destylowaną do ok. 100cm³. Miareczkować roztworem wodorotlenku sodowego o stężeniu 0,1 mol/dm³ do zmiany barwy na kolor malinowy, który wskazuje na punkt końcowy miareczkowania. Wykonać, co najmniej trzy oznaczenia, a z otrzymanych wyników obliczyć wartość średnią.

Masę kwasu solnego w otrzymanej próbce obliczyć według. wzoru:

X = V⋅c⋅0,03646⋅10

gdzie:

X - zawartość kwasu solnego w otrzymanej próbce [g]

V - średnia objętość roztworu wodorotlenku sodowego zużytego do miareczkowania [cm³]

c - stężenie roztworu wodorotlenku sodowego; c = 0,1 mol/dm³

0,03646 - ilość gramów HCl przypadająca na 1 cm³ roztworu NaOH o stężeniu 0,1 mol/dm³,

10 - współmierność kolby i pipety

6.3.2. Oznaczanie chlorków metodą Mohra

Wykonanie oznaczenia:

Otrzymaną w kolbie miarowej o pojemności 250 cm³ próbkę zawierającą jony chlorkowe rozcieńczyć wodą destylowaną do kreski. Następnie pobrać do kolby stożkowej o pojemności 250 cm³, pipetą 25 cm³ roztworu i rozcieńczyć wodą destylowaną do objętości ok. 100 cm³. Dodać 1 cm³ wskaźnika (5% roztwór chromianu(VI) potasu) i miareczkować mianowanym roztworem azotanu(V) srebra do trwałej zmiany barwy zawiesiny na kolor ceglastoczerwony.

Zawartość chlorków w otrzymanej próbce obliczyć wg. wzoru:

X = V⋅c⋅0,035457⋅10

gdzie:

X - zawartość chlorków w otrzymanej próbce [g]

V - średnia objętość zużytego do miareczkowania roztworu azotanu(V)         srebra,

c - stężenie roztworu azotanu(V) srebra; c = 0,1 mol/dm³

0,035457 - ilość gramów Cl⁻ przypadająca na 1 cm³ roztworu AgNO₃o stężeniu 0,1 mol/dm³,

10 - współmierność kolby i pipety

---