nr cwicz. 1	data	Krzysztof Pittner	Wydzial Technologii chemicznej	Semestr II	grupa IPC
			przygotowanie	wykonanie	ocena ostatecz.

Skala pH

Wstęp teoretyczny:

Zgodnie z definicją kwasów i zasad według Bronsteda kwasem jest substancja zdolna do oddania protonów a zasadą substancja do przyłączenia protonu i związane są zależnością:

gdzie HA to kwas a
sprzężona z nim zasad. Reakcja odszczepienia protonu może przebiegać tylko wtedy gdy w środowisku reakcji znajduje się zasada zdolna te proton przyjąć. Dużą rolę w określaniu siły kwasu lub zasady ma rozpuszczalnik. Rozróżniamy 4 typy rozpuszczalników:

- protonoakceptorowe: są to rozpuszczalniki zasadowe, które łatwo przyłączają protony a wiec w ich środowisku kwas będą dobrze dysocjowane

- protonodonorowe: są to rozpuszczalniki o charakterze kwaśnym. W ich środowisku zasady są dobrze dysocjowane

-rozpuszczalniki amfoteryczne np. woda: są to rozpuszczalniki, które mogą zachowywać się jak kwas bądź zasady w zależności od tego z czym reagują.

- rozpuszczalniki aprotonowe: są to rozpuszczalniki nie zdolne do przyłączenia protonu.

Podczas reakcji autoprotolizy wody zachodzi następująca reakcja:

której stechiometryczną równowagę można zapisać jako:

ponieważ wartość
jest stałą i wynosi
=55,5 otrzymuje się:
. Wyrażenia te określa się jako iloczyn jonowy wody, który w warunkach normalnych wynosi
.

Po zlogarytmowaniu wyrażenie otrzymujemy
a wiec pK_w= pH + pOH. Analizując powyższe równania można wyciągnąć wniosek, że w roztworze obojętnym jakim jest woda pH= pOH=7 stąd wniosek, że roztwory o pH<7 mają odczyn kwaśny a o pH>7 zasadowy.

1. Wykonanie ćwiczenia

1. Skala pH

1. Do kolbki miarowej o pojemności 25 cm³ wprowadzić pipetą 2,5 cm³ 1 M roztworu

HCl i dopełnić wodą destylowaną do kreski i po wymieszaniu roztwór wylać do zlewki na 25 cm³. Z tak przygotowanego 0,1 M roztworu HCl pobrać 2,5 cm³ i przenieść roztwór do kolbki miarowej na 25 cm³ i uzupełnić wodą destylowaną do kreski; otrzymujemy roztwór o stężeniu 0,01 M. W ten sam sposób przygotować roztwory o następujących stężeniach 0,001 M; 0,0001 M; 0,00001 M HCl.

Przed przystąpieniem do pomiarów należy pH-metr skalibrować ( do zlewki na 25 cm³ wlać około 20 cm³ roztworu wzorcowego pH; opuścić elektrodę do zlewki i ustawić pH na wartość pH roztworu wzorcowego).

Te same czynności powtórzyć z roztworem 1 M NaOH ( do rozcieńczeń używać tylko wody świeżo destylowanej i schłodzonej do temperatury pokojowej).

2. pH zmiany barwy wskaźników :błękitu tymolowego, oranżu metylowego, fenoloftaleiny i czerwieni metylowej.

Do zlewki o pojemności 50 cm³ wprowadzić 10 cm³ roztworu 0,1 M HCl i 5 kropli odpowiedniego wskaźnika. Następnie mieszając dodawać powoli roztwór 0,1 NaOH początkowo po 2 cm³, później mniejsze porcje jednocześnie mierząc pH roztworu w pobliżu punktu zmiany barwy wskaźnika. Dla usprawnienia wykonania ćwiczenia, przeprowadzić próbę wstępną, dodając wodorotlenek sodu w sposób ciągły kroplami i odczytać objętość wodorotlenku przy której nastąpiła zmiana barwy wskaźnika.

Opracowanie wyników

Cw 1

Stężenie molowe kwasu:HCl	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001
pH	1,6	2,3	3,2	4,3	5,4
Stężenie molowe zasady:NaOH	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001
pH	12,2	11,6	10,6	9,06	7,3
Stężenie molowe kwasu: CH3COOH lub (COOH)2	0,1	0,01	0,001	0,0001	0,00001
pH	2,75	3,42	4,08	4,73	5,5

Ćw 2

Nazwa wskaźnika	Barwa w roztworze kwaśnym	Barwa w roztworze zasadowym	Przedział pH zmiany barwy wskaźnika
Błękit tymolowy	żółty	niebieski	8,3-10
Oranż metylowy	czerwony	żółty	3,3-5,1
Fenoloftaleina	bezbarwna	malinowa	8,4-10,3
Czerwień metylowa	czerwony	żółty	9-9,5

Mieszanina kwasów o różnej mocy zachowują się podobnie jak kwasy wielozasadowy ponieważ jednocześnie w roztworze istnieją substancje na różnym stopniu dysocjowania

Wnioski:

Jak widać na zamieszczonych wykresach stopień rozcieńczenia kwasu lub zasady ma wpływ na wartość pH. Wraz z zmniejszanie się stężenia wartość pH dla kwasów rośnie a dla zasad maleje.

W doświadczeniu 2 określaliśmy przydatność wskaźników. Jak widać każdy wskaźnik odbarwia się w wąskim przedziale pH i tak dla oznaczania roztworu zasadowego najbardziej przydatne są błękit tymolowy, fenoloftalein oraz czerwień metylowa, natomiast do oznaczania roztworów roztworów o charakterze kwaśnym należy użyć oranżu metylowego.

---