I Wprowadzenie. Ogólne informacje
Alkacymetria to metoda służąca do oznaczenia stężeń kwasów przez miareczkowanie zasadą oraz oznaczenia stężeń zasad przez miareczkowanie kwasem. Jest na szeroką skalę stosowana, gdyż jest prosta w wykonaniu.
Jest to metoda zaliczana do analizy ilościowej i polega na dokładnym oznaczeniu ilości substancji badanej przy pomocy titranta (roztwór mianowany)- substancji o dokładnie znanym stężeniu. Stężenie roztworu mianowanego najczęściej podajemy w jednostkach g/dm3.
Proces w którym oznaczamy stężenie badanej substancji i polegający na powolnym dozowaniu roztworu mianowanego z biurety nazywamy miareczkowaniem. W przypadku miareczkowania alkacymetrycznego mamy do czynienia z reakcją:
kwas + zasada = sól + woda
Za przykład może posłużyć reakcja:
HCl + NaOH → NaCl + H20
Jak widzimy jest to reakcja zobojętniania.
Wartość pH zmienia się w zależności od typu titranta. Jeżeli kwas miaraczkujemy zasadą to wtedy ma miejsce wzrost wartości pH, natomiast w przypadku miareczkowania zasady kwasem, zależność jest odwrotna, czyli wraz z dodawaniem titranta pH się zmniejsza. Na początku miareczkowania roztwór mianowany dozujemy z biurety dość szybko, ale w miarę zbliżania się do punktu końcowego miareczkowania, musimy zachować szczególna ostrożność i roztwór mianowany dodawać powoli i pojedynczymi kroplami, intensywnie mieszając badana substancję. Objętość dodawanego titranta określamy z podziałki na biurecie.
Gdy zbliżamy się do punktu neutralizacji następuje skokowa zmiana wartości pH. Nagła zmiana pH jest widoczna po wprowadzeniu do badanej substancji odpowiedniego indykatora (wskaźnika). Osiągniecie punktu równoważnikowego oznacza koniec miareczkowania. Należy wówczas przestać dodawać roztwór mianowany z biurety.
W przypadku miareczkowania istotna jest zależność: mol jonów wodorotlenowych zasady reaguje zawsze z molem jonów wodorowych kwasu.
Natomiast w reakcji: Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O
Mol jonów wodorotlenku wapnia reaguje z dwoma molami kwasu solnego. Wpływ na taki stan rzeczy ma ilość grup wodorotlenowych.
II Wykonanie doświadczenia
- Cel: Analiza ilościowa HCl i NaOH.
2. Sprzęt wykorzystany w doświadczeniu:
- pipeta (10ml);
- 2 biurety;
- statyw;
- 6 erlenmeyerek (kolby stożkowe) na 250ml;
3. Odczynniki:
- 0,1 M roztwór HCl;
- 0,1 M roztwór NaOH;
- roztwór oranżu metylowego (wskaźnik);
4. Sposób wykonania doświadczenia:
a) analiza ilościowa HCl przy użyciu 0,1 M roztworu NaOH;
Odmierzono przy pomocy pipety 10cm3 badanej substancji, następnie przelano do kolby stożkowej na 250ml i rozcieńczono wodą destylowaną do objętości około 100cm3. Po dodaniu około 3 kropel wskaźnika (oranż metylowy) rozpoczęto miareczkowanie 0,1 M roztworem HCl, aż do zmiany barwy z żółtej na czerwona.
Czynność powtórzono dla 2 pozostałych próbek.
b. analiza ilościowa NaOH przy użyciu 0,1 M roztworu HCl;
Procedura postępowania była identyczna jak w przypadku oznaczania HCl, z wyjątkiem rodzaju dodawanego titranta. Roztworem mianowanym był w tym przypadku 0,1 M roztwór HCl.
Zachodzi przy tym reakcja:
NaOH + HCl + NaCl + H20
H+ + OH- = H2O
4.Otrzymane wyniki:
a) Ilość dodanego 0,1 M roztworu NaOH:
1 .6.7 cm3
2. 6.3 cm3
3. 6.4 cm3
Średnia objętość = 6,47cm3
b) Ilość dodanego 0,1 M roztworu HCl:
1.15 cm3
2.14 cm3
3. 16 cm3
Średnia objętość = 15cm3
5. Analiza wyników:
a) Obliczono ilość moli NaOH użytego do miareczkowania kwasu:
0,1moli. - 1000cm3
x - 6,47cm3
x = 0,000647mola
Obliczono stężenie badanego roztworu HCl:
10 cm3 - 0,000647 mola
1000 cm3 - x
x = 0,0647 mola Cm = 0, 0647 mol/dm3
b) Obliczono ilość moli HCl zużytego do miareczkowania NaOH
0,1moli. - 1000cm3
x - 15cm3
x = 0,0015 mHCl = 0,055g
Obliczono stężenie badanego roztworu NaOH:
10 cm3 - 0,0015 mola
1000 cm3 - x
x = 0, 15mola Cm = 0,15mol/dm3
6. Podsumowanie
Przy pomocy tej metody można bardzo szybko i czytelnie określić stężenie badanej substancji, dlatego ma szerokie zastosowanie w analizie ilościowej.
