Лабораторне робота№1 Дослід 1. Визначте концентрацію водневих іонів (рН) у воді і водних розчинах кислот і лугів за універсальним індикатором.
В фарфорову чашку налити 2 мл досліджуваного розчину і добавити дві каплі універсального індикатора, порівняти одержане забарвлення з забарвленням поміток паперової шкали, на яких визначені відповідні значення рН. Результати визначення записати в таблицю, а потім розрахувати концентрацію водневих іонів, заносячи отримані дані в таблицю. Цей метод не точний і дає приблизні значення з точністю до 0,5.
Розчини |
рН розчину |
Концентрація іонів водню Сн+ |
Вода |
|
|
Кислота |
|
|
Луг |
|
|
Дослід2. Визначте концентрацію водневих іонів (рН) у воді і водних розчинах кислот і лугів рНметром.
Досліджений розчин налийте в стакан і занурте в нього скляний електрод і електролітний мостик, який з’єднує його з каломельним електродом. Клеми електродів під’єднайте до потенціометра і виміряйте рН. Результати запишіть у таблицю.
Розчини |
рН розчину |
Концентрація іонів водню (Сн+) |
|
|
|
Дослід3.Визначення титрованої, активної і резервної кислотності оцтової і соляної кислоти.
а) Визначення титрованої кислотності. Взяти 10мл досліджуваного розчину і відтитрувати 0,1Н розчину лугу в присутності фенолфталеїну. По кількості лугу, який пішов визначити концентрацію кислоти за формулою:
,
V – об’єм кислоти і лугу;w
С – концентрація кислоти і лугу.
Результати записати в таблицю.
б) Визначення активної кислотності. Визначити рН розчину по універсальному індикатору (див. роботу 1). Записати результати в таблицю. За отриманим значенням рН розрахувати концентрацію водневих іонів за формулою [Н+]=10рН.
в)На основі отриманих дослідних даних обчислити резервну кислотність. Отримані дані записати в таблицю.
Досліджуваний розчин |
рН іонів |
Концентрація водню |
Кислотність |
||
титрована |
активна |
резервна |
|||
СН3СООН |
|
|
|
|
|
HCl |
|
|
|
|
|
Дослід4. Приготування активної буферної суміші з рН=5.
а) Розрахувати, в яких об’ємних відношеннях потрібно взяти 0,1Н розчину оцтової кислоти і її натрієвої солі, щоб отримати буферну суміш з рН=5.
Розрахункова формула:
[Н+]=
,
де к – оцтової кислоти дорівнює 1,85 10-5.
б) Приготувати приблизно 100 мл ацетатної буферної суміші з рН=5.
в) Провірити рН приготованої буферної суміші з допомогою універсального індикатора і зберегти буферну суміш для слідуючи робіт.
г) Заповнити таблицю.
рН буферного розчину |
Кількість мл СН3СООН |
Кількість мл СН3СООNа |
рН за універсальним індикатором |
|
|
|
|
Дослід5. Вплив розбавлення на рН буферної суміші.
В дві пробірки взяти по 5 мл приготованої ацетатної буферної суміші, в першу долити 5 мл води(розбавлення в два рази), в другу – 10 мл води (розбавлення в три рази). Визначити рН розчинів в обох пробірках за універсальним індикатором. Записати висновок.
Дослід6. Дія кислот і лугів на буферні розчини.
а) Дія кислот. Взяти3 пробірки – в першу налити 5 мл приготованої буферної суміші , в другу – 5 мл води, в третю – 5 мл лугу. Перевірити рН за універсальним індикатором, результати записати в таблицю. Потім у всі пробірки долити по 0,3 мл (5 – 7 крапель) соляної кислоти 0,1Н, перемішати і знову перевірити рН розчинів. Результати записати в таблицю.
б) Дія лугів. Взяти 3 пробірки – в одну налити 5 мл приготованої буферної суміші, в другу 5 мл води, в третю – 5 мл кислоти. Перевірити рН за універсальним індикатором у всіх пробірках і результати записати в таблицю. Потім у всі пробірки долити по 3 мл лугу 0,1Н. Перемішати і знову перевірити Н розчинів. Результати записати в таблицю.
Розчини |
рН розчинів |
рН після добавки кислоти |
рН після добавки лугу |
Буферна суміш |
|
|
|
Вода |
|
|
|
Луг |
|
|
|
Кислота |
|
|
|
Дослід7.Приготування буферного розчину і розрахунок його рН.
Концентрацію кислоти і солі легко визначити, знаючи їх об’єм і нормальність за формулою:
[Н+]=
.
Для приготування буферної суміші розчини кислоти і солі зазвичай беруть однієї і тієї ж нормальності. Тоді
[Н+]=
,
тобто концентрація іонів водню прямо пропорційна об’єму кислоти і обернено пропорційна об’єму солі.
Приклад. Для приготування ацетатної буферної суміші взято 1 об’єм 0,1. Для приготування ацетатної буферної суміші взято 1 об’єм 0,1 розчину оцтової кислоти і 3 об’єми 0,1Н розчину оцтового натрію. Константа дисоціації оцтової кислоти рівна 1,85 10-5.
[Н+]=
.
Відомо, що рН= - 1g [Н+], звідси
рН= -(1g0,6+1g 10-5)=5,22.
Завдання. Приготуйте 30 мл буферної суміші, яка складається із 10 мл оцтової кислоти і 20 мл оцтовокислого натрію. За формулою розрахуйте її рН, потім визначте рН суміші колориметричним методом. Порівняйте, чи співпадає теоретичний розрахунок з результатом дослідного визначення рН. Суміш збережіть для визначення буферної ємності.
СН3СООН |
СН3СООNа |
рН розрахункове |
рН, визначена колориметричним методом. |
10 мл |
20мл |
|
|
Дослід8.Визначення буферної ємності суміші.
В дві пробірки налити точно по 5 мл приготованої буферної суміші. В кожну колбу добавити по 2 краплі спиртового розчину фенолфталеїну і титрувати 0,1Н розчином лугу до появи слабкорозового забарвлення. Після закінчення титрування рН суміші в колбі буде дорівнювати 9.
За даними титрування розрахуйте буферну ємність суміші.
Приклад. Взято 2 мл буферної суміші з рН=7. На титрування до рН=9 пішло 4 мл 0,1 розчину лугу. Яка буферна суміш?
Розраховуємо кількість грам еквівалентів лугу, які пішли на титрування суміші в колбі:
