نکته ها و مفاهیم درسهایی از شیمی پایه
درباره وبلاگ


ارائه ی درسها وسئوالات امتحانات داخلی ونهایی و کنکور دانشگاههاو ازمایشهای جالب و مطالب مختلف دیگر

مدیر وبلاگ : عبداله جهانتاب
مطالب اخیر
سه شنبه 2 تیر 1394 :: نویسنده : عبداله جهانتاب


تیتراسیون اسید وباز


  1. مقدمه :

گاهی پیش می آید که غلظت اسید یا بازی را که در اختیار داریم، نمی دانیم و مسلماً کار کردن با اسید ها و باز ها خطرات خود را دارد پس دانستن غلظت اسید مورد نظر ما ضروری است. یکی از راه هایی که می توانیم با استفاده از آن، غلظت اسید/باز خود را پیدا کنیم، استفاده از تیتراسیون است. امروزه این فرایند به صورت اتوماتیک (خودکار) و با استفاده از دستگاه انجام می شود اما در این آزمایش، نحوه ی انجام تیتراسیون به روش سنتی مورد بررسی قرار گرفته است.

  1. 1 تعریف ها :

تیتراسیون اسید و باز[1] یعنی شناسایی غلظت یک   با استفاده از  با غلظت مشخص. به عنوان مثال اگر اسیدی با غلظت نامعلوم و بازی با غلظت معلوم داشته باشیم، می توانیم با استفاده از غلظت باز، غلظت اسید را نیز به دست آوریم.

واکنش خنثی شدن[2] واکنشی است که در آن یک اسید با یک باز واکنش می دهد و اثر یکدیگر را خنثی می کنند.

اکیوالان[3] معیاری برای اندازه گیری بار الکتریکی در شیمی و بیولوژی است. یک اکیوالان مقداری از ماده است که به تعداد یک عدد آواگادرو از بار الکتریکی آزاد می کند یا با آن واکنش می دهد.

  1. 2 هدف :

شناختن غلظت نامعین از یک اسید یا باز با استفاده از باز یا اسیدی با غلظت معین، هدف این آزمایش است.

  1. وسایل مورد نیاز :
  • بورت
  • پیپت
  • ارلن مایر
  • بالن ژوژه
  • شناساگر اسید و باز (pH متر یا شناساگر های مایع)
  • مقدار مورد نیاز از ماده با غلظت معین[4] و ماده با غلظت نامعین[5]
  1. روش انجام آزمایش :

از قبل از شروع آزمایش، باید تمامی وسایل مورد نیاز را (از جمله بورت و پیپت) به صورت کامل شست و شو داد و سپس خشک کرد تا از عدم وجود هرگونه ناخالصی و ماده ی اضافی در حین کار مطمئن شویم.

همچنین باید شناساگری با دامنه pH بالا را برای این کار انتخاب کنیم. از آن جایی که pH متر های دیجیتالی در روش سنتی جایی ندارند، باید شناساگری انتخاب کرد که بتواند مقادیر مختلف pH را با تغییر رنگ خود مشخص کند. در آزمایشی که ما انجام دادیم، از فنول فتالئین به عنوان معرف (شناساگر) استفاده شد.

انتخاب شناساگر بستگی به قدرت اسید یا باز مورد استفاده ی ما دارد. با استفاده از سه مورد زیر، می توان محدوده ی pH نهایی را حدس زد و بر همان اساس از شناساگر مناسب استفاده کرد:

  • اسید قوی و باز قوی با یکدیگر واکنش می دهند و تا مرز خنثی شدن (pH=7) پیش می روند.
  • اسید قوی با یک باز ضعیف واکنش می دهد و حاصل آن محلولی با خاصیت اسیدی (pH<7) خواهد بود.
  • باز قوی با یک اسید ضعیف واکنش می دهد و حاصل آن محلولی با خاصیت بازی (pH>7) خواهد بود.

سه شناساگر معروف و تغییرات رنگ آن ها در جدول زیر آورده شده اند:

نام شناساگر رنگ در محدوده ی اسیدی رنگ در محدوده ی بازی محدوده ی pH
متیل اورانژ قرمز زرد 5-3
لیتموس قرمز آبی 8-5
فنول فتالئین بی رنگ بنفش 10-8

پس از انتخاب شناساگر (در این آزمایش از فنول فتالئین استفاده شد)، باید ماده ی مجهول را در یک بالن ژوژه به حجم برسانیم و سپس آن را به ارلن منتقل کنیم. در این آزمایش ماده ی مجهول ما سدیم هیدروکسید (NaOH) بود. ابتدا حجم نامشخصی از سدیم هیدروکسید را در بالن ریختیم و سپس ذره ذره با آن آب دیونیزه اضافه کردیم تا به حجم 100 سی سی برسد. بعد از این کار، 20 سی سی از سدیم هیدروکسید به حجم رسانده شده را در ارلن ریختیم.

در همین حین، ماده ی معلوم نیز باید آماده شود. در این آزمایش ماده ی معلوم ما هیدروکلریک اسید (HCl) با مشخصات زیر بود (این مشخصات بر روی شیشه ی حاوی هیدروکلریک اسید نوشته شده اند):

M= 36/2 gr.mol-1 , a= 37% , d= 1/19 kg.mL-1

که M، جرم مولی و a درصد خلوص و همچنین d، چگالی اسید می باشند.

به طور کلی ما به 1000 سی سی هیدروکلریک 02/0 مولار نیاز داشتیم. برای پیدا کردن حجم مورد نظر از HCl اولیه از راه زیر محاسبات انجام شد:
\displaystyle {{\operatorname{N}}_{1}}{{V}_{1}}={{N}_{2}}{{V}_{2}},{{N}_{1}}=\frac{{10ad}}{{Eq}}

که در اینجا N برابر با نرمالیته ی محلول و Eq، اکیوالان است (Eq را برابر با M/n در نظر می گیریم که M جرم مولی و n برابر با تعداد بار الکتریکی می باشد). بنابراین نرمالیته ی محلول اصلی برابر است با:

\displaystyle {{\operatorname{N}}_{1}}=\frac{{10ad}}{{Eq}}=\frac{{10\times 37\times 1.19}}{{\frac{{36.2}}{1}}}=12.16
حالا با داشتن N1، V2 و N2 می توانیم V1 را به دست آوریم:
\displaystyle {{\operatorname{N}}_{1}}{{V}_{1}}={{N}_{2}}{{V}_{2}}\to 12.16\times {{V}_{1}}=0.02\times 1000\Rightarrow {{V}_{1}}=1.64cc
حالا که حجم اولیه از HCl را داریم، آن را درون یک بالن یک لیتری میریزیم و سپس تا رسیدن به حجم 1000 سی سی به آن آب دیونیزه اضافه   می کنیم. به این ترتیب اسید معلوم را نیز به حجم رسانده ایم.

پس از آماده سازی و به حجم رساندن هر دو ماده ی معلوم و مجهول، ابتدا از بسته بودن شیر بورت مطمئن شده و سپس ماده ی معلوم (HCl) را در بورت میریزیم و عدد آن را می خوانیم.

دو قطره از فنول فتالئین (شناساگر) را در ارلن حاوی ماده ی مجهول (سدیم هیدروکسید) میریزیم و        می بینیم که محتوی ظرف تغییر رنگ می دهد (در آزمایش ما بنفش شد).

با یک دست ارلن را نگه می داریم و با دست دیگر شیر بورت را آهسته باز می کنیم تا اسید قطره قطره به ارلن اضافه شود. در همین حین ارلن را نیز دورانی تکان می دهیم تا قطرات اسید به خوبی با باز واکنش دهند. پس از هر چند قطره هم شیر را می بندیم و ارلن را تکان می دهیم تا از حد مجاز جلو تر نرویم.

این کار را تا جایی ادامه می دهیم که رنگ محلول درون ارلن عوض شود و در این مورد از بنفش به بی رنگ تغییر کند. در این جا تیتراسیون را متوقف می کنیم.

حالا عدد روی بورت را می خوانیم و عدد قبلی را از آن کم می کنیم. در آزمایش ما با سه بار تکرار، به اعداد 7، 5/6 و 6 رسیدیم که نشان می دهد به صورت میانگین، 5/6 میلی لیتر از هیدروکلریک اسید 02/0 مولار کافی بوده است.

حالا که حجم اسید مصرف شده را یافتیم، می توانیم غلطت باز نامشخص را نیز با استفاده از رابطه ی زیر بیابیم:

\displaystyle \overbrace{{{{N}_{1}}{{V}_{1}}}}^{{Acid}}=\underbrace{{{{N}_{2}}{{V}_{2}}}}_{{Base}}\Rightarrow 0.02\times 6.5={{N}_{2}}\times 20

\displaystyle \Rightarrow {{N}_{2}}=0.0065

به این ترتیب غلظت نرمال ما به دست آمد.






نوع مطلب :
برچسب ها : شیمی 4،
لینک های مرتبط :
یکشنبه 12 شهریور 1396 06:41 ق.ظ
Hey! This is kind of off topic but I need some advice from
an established blog. Is it tough to set up your own blog?
I'm not very techincal but I can figure things out pretty fast.
I'm thinking about creating my own but I'm not sure where to begin. Do you have any points or suggestions?

Thanks
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


 
 
 
ساخت وبلاگ در میهن بلاگ

شبکه اجتماعی فارسی کلوب | اخبار کامپیوتر، فناوری اطلاعات و سلامتی مجله علم و فن | ساخت وبلاگ صوتی صدالاگ | سوال و جواب و پاسخ | رسانه فروردین، تبلیغات اینترنتی، رپرتاژ، بنر، سئو