www.projektsako.cz
CHEMIE Pracovní list č.3 – žákovská verze Téma: Acidobazická titrace
Lektor:
Mgr. Lenka Horutová
Projekt: Reg. číslo:
Student a konkurenceschopnost CZ.1.07/1.1.07/03.0075
Teorie: Základem acidobazických titrací jsou protolytické rovnováhy (dochází u nich k výměně protonů mezi reagujícími částicemi). Podle použitého titračního činidla dělíme tyto titrace na acidimetrické – titračním činidlem je roztok minerální kyseliny (např. HCl, H2SO4) a alkalimetrické – titračním činidlem je roztok alkalického hydroxidu (např. NaOH). U obou typů titrací je základním předpokladem co nejpřesnější určení objemu spotřebovaného titračního činidla v okamžiku dosažení bodu ekvivalence - tzv. konce titrace, kdy látkové množství titračního činidla je ekvivalentní látkovému množství stanovované látky. U acidobazických titrací se k tomuto účelu používají vhodné indikátory, které v bodě ekvivalence mění své zbarvení nebo se určuje pomocí přístrojů – např. čidlem pro měření pH.
Pro výpočet koncentrace stanovované látky je třeba postupovat následovně: 1. Znát přesný průběh reakce mezi stanovovanou látkou a titračním činidlem o známé koncentraci. 2. Z chemické rovnice vyjádřit poměr látkových množství činidla a stanovované látky. 3. Ze známé koncentrace a objemu spotřebovaného titračního činidla vypočítat jeho látkové množství. 4. Ze vzájemného poměru látkových množství činidla a stanovované látky lze vypočítat její látkové množství. 5. Z látkového množství stanovované látky a jejího objemu odměřeného do titrační baňky lze vypočítat např. její koncentrace, hmotnost, procentový obsah látky ve vzorku.
-2-
Otázky: 1. Jakou barvu bude mít fenolftalein, bude-li pH roztoku 9? ………………………………………………………………………….……..……….. 2. Jaká bude koncentrace 100 ml roztoku kyseliny sírové, kterou jsme titrovali hydroxidem draselným o c = 0,1 M. Spotřeba hydroxidu draselného v době ekvivalence byla 80 ml. ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. 3. Vypočítejte pH kyseliny sírové, jejíž koncentraci jste spočítali v předchozí otázce. …………………………………………………………………………………………...
-3-
Praktická část Úkol č. 1: Acidobazická titrace (silná kyselina a silná zásada) Chemikálie: odměrný roztok HCl (c = x M), NaOH (c = 0,1 M), acidobazický indikátor Pomůcky: byreta, titrační baňka (kádinka), odměrný válec, pipeta, filtrační papír, stojan, USB link, čidlo pro měření pH, čidlo pro počítání kapek Postup měření: 1. Do dvou titračních baněk (z důvodu krátkého senzoru pro snímání pH je lepší použít kádinky) odpipetujeme po 10 cm3kyseliny chlorovodíkové a přidáme několik kapek indikátoru. 2. Byretu upevníme na stojan a naplníme odměrným roztokem hydroxidu sodného. 3. Na stojan upevníme čidlo pro počítání kapek, byretu upevníme tak, aby kapky procházely otvorem pro sčítání (obdélníkový tvar) a do jednoho z kulatých otvorů čidla vložíme senzor pro měření pH. 4. Do kádinky začneme po kapkách přidávat odměrný roztok hydroxidu sodného do změny zabarvení indikátoru a do neutrálního pH (při přidávání odměrného činidla mícháme roztok v kádince pomocí tyčinky nebo pohybem s kádinkou). 5. Postup opakujeme, spotřebu odměrného roztoku zapíšeme do tabulky, z grafu zjistíme počet kapek v bodě ekvivalence a rovněž zapíšeme do tabulky. 6. Z hodnot a1 a a2 spočítáme průměrnou spotřebu odměrného roztoku hydroxidu sodného a vypočítejte koncentraci roztoku kyseliny chlorovodíkové (viz. úkoly).
-4-
Obrázek č.1: aparatura pro titraci
Obrázek č.2: senzor na počítání kapek
Zpracování dat: Tabulka č.1: hodnoty úkolu č.1 V NaOH (ml) 1. titrace 2. titrace průměr
počet kapek
Obrázek č.3: průběh titrace
-5-
Graf č.1: změny pH v průběhu titrace
Graf č.2: počet kapek v průběhu titrace
-6-
Chemická rovnice (napište a vyčíslete rovnici reakce): ………………………………………………………………….……..………..
Pozorování: ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. Doplňující úkoly: 1. Z hodnot průměrné spotřeby odměrného roztoku hydroxidu sodného vypočítejte koncentraci roztoku kyseliny chlorovodíkové ………………………………………………………………………….……..……….. 2. Z průměrného počtu kapek a spotřeby odměrného roztoku v bodě ekvivalence vypočítejte objem jedné kapky. ………………………………………………………………………….……..……….. 3. V grafu z programu Datastudio najděte bod ekvivalence a určete hodnotu pH v tomto bodě. ………………………………………………………………………….……..……….. 4. Z hodnoty pH v bodě ekvivalence vypočítejte koncentraci vzniklého roztoku. …………………………………………………………………………………………..
-7-
Úkol č. 2: Acidobazická titrace (slabá kyselina a silná zásada) Chemikálie: odměrný roztok CH3COOH (c = x M), NaOH (c = 0,1 M), acidobazický indikátor Pomůcky: byreta, titrační baňka (kádinka), odměrný válec, pipeta, filtrační papír, stojan, USB link, čidlo pro měření pH, čidlo pro počítání kapek Postup měření: 1. Do dvou titračních baněk (z důvodu krátkého senzoru pro snímání pH je lepší použít kádinky) odpipetujeme po 10 cm3kyseliny octové a přidáme několik kapek indikátoru. 2. Byretu upevníme na stojan a naplníme odměrným roztokem hydroxidu sodného. 3. Na stojan upevníme čidlo pro počítání kapek, byretu upevníme tak, aby kapky procházely otvorem pro sčítání (obdélníkový tvar) a do jednoho z kulatých otvorů čidla vložíme senzor pro měření pH (viz. obr. z úkolu 1). 4. Do kádinky začneme po kapkách přidávat odměrný roztok hydroxidu sodného do změny zabarvení indikátoru a do neutrálního pH (při přidávání odměrného činidla mícháme roztok v kádince pomocí tyčinky nebo pohybem s kádinkou). 5. Postup opakujeme, spotřebu odměrného roztokuzapíšeme do tabulky, z grafu zjistíme počet kapek v bodě ekvivalence a rovněž zapíšeme do tabulky. 6. Z hodnot a1 a a2 spočítáme průměrnou spotřebu odměrného roztoku hydroxidu sodného a vypočítejte koncentraci roztoku kyseliny octové (viz. úkoly). Chemická rovnice (napište a vyčíslete rovnici reakce): ………………………………………………………………………….……..………..
Zpracování dat Tabulka č.2: hodnoty úkolu č.2 V NaOH (ml) 1. titrace 2. titrace průměr
počet kapek
-8-
Graf č.3: titrace kyseliny silnou zásadou
Graf č.4: srovnání grafu titrace silné kyseliny silnou zásadou a grafu titrace slabé kyseliny silnou zásadou
-9-
Pozorování: ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. Doplňující úkoly: 1. Z hodnot průměrné spotřeby odměrného roztoku hydroxidu sodného vypočítejte koncentraci roztoku kyseliny octové. ………………………………………………………………………….……..……….. 2. Srovnejte
grafy
titrace
z úkolu
číslo
1
s grafem
titrace
z úkolu
č.
2.
………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..………..
Závěr: ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..……….. ………………………………………………………………………….……..………..
- 10 -
