ריכוזי חומצה ובסיס
At the end of this lab, students should know...
מהן חומצות ובסיסים של ארניוס?
חומצת ארניוס היא חומצה המתנתקת ומייצרת יוני מימן כאשר היא מומסת במים, ואילו בסיס ארניוס מייצר יוני הידרוקסיד כאשר הוא מומס במים.
מהו pH, וכיצד הוא מחושב?
pH הוא מדד למידת החומציות או הבסיסיות של תמיסה. הוא מחושב כבסיס העץ השלילי 10 של ריכוז יוני המימן או ההידרוניום בתמיסה.
כיצד נקבע חוזק החומצה והבסיס?
חוזק...
מקור: סמאא קורים באוניברסיטת ג'ונס הופקינס, MD, ארה"ב
- הכנת ריאגנטים<לחצן class="expand">הרחב
כאן, אנו מראים את הכנת המעבדה עבור 10 סטודנטים העובדים בזוגות, עם קצת עודף. נא להתאים את הכמויות לפי הצורך.
-
הכן 25 מ"ל של 50% w/w תמיסת NaOH. שוקלים 25 גרם של כדורי NaOH ומוסיפים אותם לצלוחית ארלנמאייר 125 מ"ל.
-
מדדו 25 מ"ל מים שעברו דה-יוניזציה והוסיפו אותם לצלוחית.
-
מוסיפים מוט ערבוב מגנטי ומערבבים את התמיסה על צלחת ערבוב עד שהתמיסה נראית הומוגנית. לאחר הערבוב, מכסים את פתח הבקבוק בסרט פרפין. הערה: התמיסה מייצרת חום, לכן יש לאפשר לה להתקרר לפני הטיפול.
-
לאחר הקירור, השתמש במשפך אבקה כדי לשפוך את התמיסה לתוך בקבוק פוליאתילן שכותרתו '50% w/w NaOH'. אחסנו את התמיסה בארון אחסון קורוזיבי עד שיהיה בה צורך.
-
להכין 25 מ"ל של 0.5 M חומצה זרחתית. השתמש פיפטה נפחית 1-מ"ל כדי למדוד 0.85 מ"ל של מלאי 14.8 M חומצה זרחתית ולהוסיף אותו בקבוק נפח 25 מ"ל.
-
מלאו את הבקבוק במים שעברו דה-יוניזציה עד לסימון הנפח. מוסיפים חטיף ערבוב מגנטי ומערבבים את התמיסה עד לקבלת מרקם הומוגני.
-
השתמש במשפך אבקה כדי להעביר את התמיסה לבקבוק פוליאתילן שכותרתו '0.5 M H3PO4'. אחסנו את התמיסה בארון אחסון קורוזיבי עד שיהיה בה צורך.
-
להכין 5 מ"ל של 1% phenolphthalein. השתמש פיפטה נפח להעביר 2.5 מ"ל אתנול לתוך בקבוק Erlenmeyer.
-
לשקול 0.05 גרם של phenolphthalein ולהוסיף אותו אתנול. שטפו את סירת השקילה באתנול כדי להעביר שאריות פנולפטלין.
-
מוסיפים חטיף ערבוב ומערבבים את התמיסה עד שהפנולפטלין מתמוסס והתמיסה נראית הומוגנית.
-
הוסיפו עוד 2.5 מ"ל מים שעברו דה-יוניזציה לבקבוק וערבבו. לאחר שהפתרון מעורבב היטב, העבירו אותו לבקבוק טפטפת מסומן.
-
הכינו פתלאט מימן יבש (KHP). שוקלים כ-20 גרם של מלאי KHP לתוך מיכל זכוכית עם מכסה.
-
הכניסו את מיכל הזכוכית החשוף לתנור בטמפרטורה של 125°F כדי לייבש את ה-KHP למשך הלילה.
-
כאשר ה-KHP יבש, יש לאבטח את המכסה ולכוון אותו לפי האיזון לקירור.
-
ודא שיש מרית נקייה ויבשה, כמה סירות שקילה, וכוס של 150 מ"ל עם הכיתוב 'עודף'.
-
- הכנת מעבדה<לחצן class="expand">הרחב
-
הגדר את כלי הזכוכית והציוד הבאים בכל תחנת מעבדה (אנו מציעים לתלמידים לעבוד בזוגות): <טבלה align="center" height="224" style="border-collapse: collapse; font-size: 17px; line-height: 24px;"> 1 בורט זכוכית 50 מ"ל 1 בורט פלסטיק 60 מ"ל עם מערכת 2 שסתומים 3 250-mL צלוחיות Erlenmeyer 1 10-mL צילינדר מדורג 1 50-mL צילינדר מדורג 1 100-mL beaker 1 250-mL beaker 1 400-mL beaker 1 מוט ערבוב זכוכית 1 מעמד טבעת 1 מהדק בינוני בעל 2 שיניים 1 מהדק Burette 1 1-mL פיפטה 15 1-mL פיפטה טיפים 1 500-mL בקבוק פוליאתילן עם פקק 1 מונה שחרור 1 pH חיישן בדיקה 1 ערבוב 1 מוט ערבוב 1 מערכת איסוף נתונים 1 כונן הבזק
-
View the full transcript and gain access to JoVE Lab Manual videos
Q1: 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.
Q2: 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.
Q3: 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.
Q4: 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.
Q5: 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.
Q6: 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.
Q7: 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.