How do you prepare a 50% w/w NaOH solution in the laboratory?

Weigh 25 g of NaOH pellets and add them to a 125-mL Erlenmeyer flask. Measure 25 mL of deionized water and add it to the flask. Mix on a stir plate with a magnetic stir bar until homogeneous. The solution generates heat, so allow it to cool before transferring to a labeled polyethylene bottle for storage in a corrosive storage cabinet.

What is the procedure for diluting stock phosphoric acid to 0.5 M concentration?

Use a 1-mL volumetric pipette to measure 0.85 mL of stock 14.8 M phosphoric acid and add it to a 25-mL volumetric flask. Fill the flask with deionized water to the volume marking. Mix with a magnetic stir bar until homogeneous, then transfer to a labeled polyethylene bottle and store in a corrosive storage cabinet.

How is phenolphthalein indicator solution prepared for titration experiments?

Transfer 2.5 mL of ethanol into an Erlenmeyer flask and add 0.05 g of phenolphthalein. Stir until dissolved, then rinse the weigh boat with ethanol to transfer residual phenolphthalein. Add 2.5 mL of deionized water and mix until homogeneous. Transfer the solution to a labeled dropper bottle for use.

Why is potassium hydrogen phthalate dried before use in acid-base titrations?

Potassium hydrogen phthalate (KHP) is dried overnight in an oven at 125 °F to remove moisture that could affect the accuracy of titration calculations. Dry KHP serves as a reliable primary standard for standardizing base solutions. Once dried, the container is sealed and cooled at room temperature before use.

What glassware and equipment are essential for each student pair in an acid-base titration lab?

Each station requires a 50-mL glass burette, 60-mL plastic burette, three 250-mL Erlenmeyer flasks, graduated cylinders, beakers of various sizes, a glass stirring rod, ring stand with clamps, pipettes, a pH sensor probe, stir plate with magnetic stir bar, and a data acquisition system to record measurements.

How should corrosive reagents like NaOH and phosphoric acid be stored after preparation?

Both NaOH and phosphoric acid solutions must be transferred to labeled polyethylene bottles and stored in a corrosive storage cabinet. Polyethylene containers resist chemical degradation from strong acids and bases, preventing leaks and contamination. Proper labeling ensures safe identification and prevents accidental misuse.

What precautions should be taken when preparing concentrated NaOH solutions?

When dissolving NaOH pellets in water, the reaction is highly exothermic and produces significant heat. Cover the flask with paraffin film during mixing and allow the solution to cool completely before handling or transferring. This prevents burns and ensures safe handling of the caustic reagent.

تركيزات الحمض والقاعدة

المفاهيم تحضير المدرّس بروتوكول الطالب

0 مشاهدات06:35 د

حمض أرهينيوس هو مادة تنتج أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء ، بينما تنتج القاعدة أيونات الهيدروكسيد. تتفاعل أيونات الهيدروجين على الفور مع الماء لتكوين أيونات الهيدرونيوم ، ولكن من أجل البساطة ، سنستمر في التفكير فيها على أنها أيونات هيدروجين. اعتمادا على كمية أيونات الهيدروجين أو أيونات الهيدروكسيد في المحلول ، تعتبر حمضية أو قاعدية.

نقيس كمية الحموضة أو القاعدة باستخدام الأس الهيدروجيني ، والذي يتم حسابه على أنه السجل السلبي لتركيز أيونات الهيدروجين. إذن ، فإن قيم الأس الهيدروجيني أقل من 7 حمضية ، وقيم الأس الهيدروجيني أعلى من 7 أساسية. الرقم الهيدروجيني 7 محايد.

تتم مقارنة الأحماض والقواعد أيضا بناء على قوتها ، والتي تختلف عن درجة الحموضة. ترتبط قوة الحمض بمدى سهولة انفصال أيون الهيدروجين عن الأنيون ، المسمى القاعدة المترافقة. نفس الفكرة تتبع لقاعدة في إشارة إلى أيون الهيدروكسيد وحمضه المترافق. يمكننا تعيين قيمة لتلك القوة باستخدام ثابت تفكك الحمض ، أو K _a.

يتم تعريف K_a باستخدام تركيزات الحمض غير المنفصل وأيونات الهيدروجين المنفصلة والقاعدة المترافقة. قد ترى هذه العلاقة غالبا ممثلة على أنها pK_a، وهي ببساطة السجل السالب ل K_a. كلما كان pK _a أصغر ، كان الحمض أقوى.

بعض الأحماض ، مثل حمض الهيدروكلوريك ، أحادية البروتين ، مما يعني أنها يمكن أن تفصل أيون هيدروجين واحد فقط. يمكن للأحماض البولي بروتيك ، مثل حمض الفوسفوريك ، أن تفصل العديد من أيونات الهيدروجين. كل تفكك له pK الخاص به_a.

لذا ، كيف يمكننا تحديد pK _a؟ تتمثل إحدى الطرق في إجراء معايرة بالتحليل الحجمي الحمضي. يتم إجراء المعايرة بالتحليل الحجمي عن طريق إضافة محلول بتركيز معروف ببطء إلى محلول غير معروف التركيز مع مراقبة التفاعل بينهما. في هذه الحالة ، يتفاعل الحمض مع القاعدة في تفاعل تحييد لتكوين ملح وماء.

إذن، إذا أردنا قياس تركيز أيونات الهيدروجين في حمض، فيمكننا ببساطة المعايرة بقاعدة قوية بتركيز أيونات هيدروكسيد معروف حتى يتم تحييد الحمض. لإجراء المعايرة بالتحليل الحجمي بدقة، يجب توحيد القاعدة — مما يعني أنك تعرف تركيز أيونات الهيدروكسيد بالضبط. هذا ليس دائما مباشرا.

على سبيل المثال ، هيدروكسيد الصوديوم ، الذي ستستخدمه في تجربتك ، استرطابي للغاية ، مما يعني أنه يمتص الماء من الغلاف الجوي. يحدث هذا لهيدروكسيد الصوديوم كمحلول صلب وفي محلول. لذلك ، قد يكون التركيز الحقيقي لمحلول هيدروكسيد الصوديوم أقل مما تتوقع.

لتحديد التركيز الدقيق ل NaOH ، يجب علينا أولا إجراء معايرة بالتحليل الحجمي الحمضي القاعدي. للقيام بذلك ، يجب عليك استخدام القاعدة لمعايرة حمض بتركيز معروف. فثالات هيدروجين البوتاسيوم ، KHP ، هو حمض غير استرطابي ، لذلك يمكننا حساب تركيزه بدقة من كتلته.

يمكننا أن نرى متى تكتمل المعايرة بالتحليل الحجمي — أي أن الحمض معادل — باستخدام مؤشر الأس الهيدروجيني مثل الفينول فثالين. الفينول فثالين محايد وعديم اللون بين حوالي الرقم الهيدروجيني 0 ودرجة الحموضة 8.

مع زيادة الأس الهيدروجيني ، ينفصل أيونات الهيدروجين. هذا الشكل الأنيوني وردي. لذلك ، عندما نبدأ في المعايرة بالتحليل الحجمي ، يكون محلول KHP حمضيا والفينول فثالين عديم اللون. عندما نضيف هيدروكسيد الصوديوم ويتم تحييد أيونات الهيدروجين ، يزداد الرقم الهيدروجيني.

في هذا التفاعل ، يكون المحلول محايدا عندما يتم خلط كميات متساوية من الحمض والقاعدة معا. بعد ذلك ، فإن إضافة المزيد من هيدروكسيد الصوديوم يجعل الرقم الهيدروجيني أساسيا ويتحول المحلول إلى اللون الوردي. يشار إلى هذا باسم نقطة النهاية. إذا عرفنا مولات KHP وحجم هيدروكسيد الصوديوم المستخدم لتحييدها، فيمكننا حساب التركيز الدقيق للقاعدة.

بمجرد أن يكون لدينا قاعدة موحدة ، يمكننا تحديد pK _a للحمض عن طريق معايرة تركيز معروف من الحمض بقاعدتنا المعيارية أثناء مراقبة الأس الهيدروجيني. يسمى مخطط الأس الهيدروجيني مقابل حجم القاعدة المضافة بمنحنى المعايرة بالتحليل الحجمي. عادة ما يتبع المنحنى شكل S أو شكل سيني ، حيث تشير نقطة الانعطاف للجزء الأكثر انحدارا من المنحنى إلى نقطة تكافؤ.

هنا ، مولات أيونات الهيدروكسيد وأيونات الهيدروجين المنفصلة متساوية. مثل pK_a ، سنرى نقطة تكافؤ واحدة لكل أيون هيدروجين منفصل. إذن، يحتوي حمض أحادي البروتيك على نقطة تكافؤ واحدة فقط، وحمض ثلاثي البروتيك له ثلاث نقطات.

عندما نقوم بإجراء المعايرة بالتحليل الحجمي ، سنعرف أننا تجاوزنا نقطة التكافؤ عندما يتحول مؤشر الأس الهيدروجيني بالكاد من عديم اللون إلى اللون الوردي. وهذا ما يسمى نقطة نهاية المعايرة بالتحليل الحجمي. كما هو الحال عندما نقوم بتوحيد القاعدة ، يحدث هذا عندما يحتوي المحلول على فائض ضئيل من أيونات الهيدروكسيد وبالتالي يكون أساسيا قليلا.

تحدث نقطة انعطاف أخرى في التمثيل البياني في منتصف الطريق إلى نقطة التكافؤ. هنا ، تركيزات الأحماض المنفصلة وغير المنفصلة متساوية. وبالتالي ، فإن الرقم الهيدروجيني في هذه المرحلة يساوي pK _a. إذن، إذا أجرينا المعايرة بالتحليل الحجمي وحددنا حجم نقطة التكافؤ، فيمكننا حساب pK_a في صورة الأس الهيدروجيني عند نصف هذا الحجم.

في هذا المختبر ، ستقوم أولا بتوحيد قاعدتك ثم إجراء معايرة بالتحليل الحجمي باستخدام تلك القاعدة القياسية لتحديد اثنين من pK_a من حمض متعدد البروتيك.

At the end of this lab, students should know...

ما هي أحماض وقواعد أرهينيوس؟

حمض أرهينيوس هو حمض ينفصل وينتج أيونات الهيدروجين عند إذابته في الماء ، بينما تنتج قاعدة أرهينيوس أيونات الهيدروكسيد عند إذابتها في الماء.

ما هو الرقم الهيدروجيني وكيف يتم حسابه؟

الأس الهيدروجيني هو مقياس لدرجة حموضة أو قلوية المحلول. يتم حسابه على أنه القاعدة اللوغاريتمية السالبة 10 لتركيز أيونات الهيدروجين أو الهيدرونيوم في المحلول.

تركيزات الحمض والقاعدة

ما هي أحماض وقواعد أرهينيوس؟

ما هو الرقم الهيدروجيني وكيف يتم حسابه؟

Browse More Videos