……………… 21.05.2002

I rok chemii środowiska

Sprawozdanie z wykonania ćwiczenia nr 13 - roztwory buforowe.

1. Badanie stałości pH w mieszaninie buforowej.

Krótki opis ćwiczenia:

W dwóch cylindrach (50 cm³) przyrządzić roztwory o takich samych wartościach pH≥8,4 w jednym cylindrze roztwór buforowy, a w drugim roztwór niezbuforowany.

Roztwór buforowy: do 90 cm³ 0,5 M roztworu NH₄Cl dodajemy 10 kropli roztworu fenoloftoaminy oraz roztwór amoniaku, aż do wyraźnego zabarwienia różowego.

Roztwór niezbuforowany: do 50cm³ wody destylowanej dodajemy 10 kropli roztworu fenoloftaminy oraz roztwór amoniaku, żeby uzyskać takie samo zabarwienie jak w roztworze zbuforowanym.

Do obu cylindrów dodajemy roztwór NaOH aż do uzyskania przez oba roztwory barwy czerwonej.

Aby bufor zmienił barwę należało dodać 11cm³ NaOH i 4 cm³ HCl

Aby roztwór niezbuforowany zmienił zużyto 0,6cm³ NaOH i 0,35 cm³ HCl

Początkowe dodawanie mocnego elektrolitu powoduje zgodne z prawem równowagi zupełne niemal cofnięcie dysocjaci NH₄OH

NH₄OH⇔NH₄⁺ + OH^-

Bufory mają zdolność niwelowania zmian pH przy dodawaniu niewielkich ilości kwasu lub zasady

Po dodaniu NaOH część jonów OH^- zostaje związana w bardzo słabo zdysocjowany NH₄OH

NH₄⁺ + OH^-⇔NH₄OH

W przypadku dodania HCl reakcja przebiega wg równania

NH₄OH + H⁺ ⇒ NH₄⁺ + H₂O

2. Buforowe działanie niektórych soli.

1. HCl + 4 krople fioletu metylowego + CH₃COONa

- zmiana barwy z niebieskiej na fioletową CH₃COO^- + H⁺ ⇔ CH₃COOH

2. HCl + 4 krople fioletu metylowego + NaCl

- brak zmiany barwy

3. HCl + 4 krople fioletu metylowego + CH₃COONH₄

- zmiana z niebieskiego na jasny fioletowy

CH₃COO^- + NH₄⁺ + H⁺ + Cl^- ⇔ NH₄⁺ + Cl^- + CH₃COOH

3. Efekt wspólnego jonu.

Dodanie oranżu metylowego do 10 cm³ 1M CH₃COOH spowodowało zmianę barwy na malinową (pH=2)

Po dodaniu CH₃COONa zabarwienie zmieniło się na pomarańczowe (pH 7-9). Wspólny jon powoduje cofnięcie dysocjacji kwasu, a co za tym idzie zmniejszenie stężenia jonów H⁺, zwiększanie cząstek niezdysocjowanych kwasu i wzrost wartości pH.

CH₃COOH ⇔ CH₃COO^- + H⁺

CH₃COONa ⇔ CH₃COO^- + Na⁺

4. Własności buforujące wody wodociągowej.

Do dwóch zlewek dolać ok. 200 cm³ wody destylowanej, do następnych dwóch dolać tyle samo wody wodociągowej.

Do wszystkich zlewek dodać po 10 kropli wskaźnika uniwersalnego. Określić pH wody wodociągowej i destylowanej porównując zabarwienie próbek ze skalą wzorów.

Skala barw wskaźnika uniwersalnego

pH 4- jasny pomarańczowy

5- żółty

6- jasny żółty

7- jasny zielony

8- ciemny zielony

woda wodociągowa pH=8

woda destylowana pH=7

Jednąz próbek wody destylowanej i wodociągowej zbadać 2 kroplami 0,1 M r-ru HCl a dwie pozostałe dwiema kroplami 0,1 M r-ru NaOH

woda destylowana +HCl pH=6

woda destylowana +NaOH pH=8

woda wodociągowa + HCl

woda wodociągowa + NaOH dla obu próbek pH nie zmienia się

Za właściwości buforujące wody wodociągowej odpowiedzialne są wodorowęglan magnezu i wapna ( Mg(HCO₃)₂ Ca(HCO₃) )

Oznaczanie zawartości wodorowęglanu sodu w mieszaninie z chlorkiem sodu.

stężenie mianowanego HCl	0,5 mol/dm3	0,5 mol/dm3	0,5 mol/dm3
masa naczyńka wagowego z próbką	7,927	7,323	10,802
masa naczyńka wagowego	6,843	6,375	9,786
masa próbki	1,084	0,948	1,016
liczba moli HCl zużytych w miareczkowaniu	v=0,018 n=0,009	v=0,0208 n=0,0104	v=0,016 n=0,008
liczba gramów NaHCO3 w próbce	m=0,328	m=0,379	m=0,291
procentowa zawartość NaHCO3	30,25%	39,97%	28,64%

NaHCO₃ + HCl ⇔ NaCl +H₂CO₃

1. przed wprowadzeniem HCl

NaHCO₃ ⇔ Na⁺ + HCO₃^-

HCO₃^- + H₃O⁺ + CO₃^2-

2. wprowadzając HCl przesuwa się równowaga reakcji opisanej w punkcie a) w lewo, ale pozostaje kwas węglowy dysocjujący dwustopniowo.

(punkt równoważnikowy - barwa pomarańczowa dla wszystkich prób)

---