ריכוזי חומצה ובסיס

מקור: סמאא קורים באוניברסיטת ג'ונס הופקינס, MD, ארה"ב

1. הכנת ~0.1 M NaOHהרחב

   בחלק הראשון של המעבדה, תשתמש בתמיסת 50% w/w של NaOH כדי להכין 500 מ"ל של ~0.1 M. 50% w/w NaOH מעיד על יחס המשקל שלו. לדוגמה, אם המדריך הכין 150 מ"ל של תמיסת NaOH 50% w/w, אז 150 גרם של NaOH מומס ב 150 גרם מים, והמשקל הכולל של התמיסה הוא 300 גרם.

   • כדי להתחיל, לבשו את ציוד המגן האישי המתאים, כולל כפפות, משקפי התזה כימיים ומעיל מעבדה.
   • חשב את המולריות של 50% w/w NaOH, שהיא M₁ בנוסחת הדילול. הערה: הצפיפות של 50% w/w NaOH היא 1.53 גרם/מ"ל, והמסה המולרית של NaOH היא 39.998 גרם/שומה.

     טבלה 1. הכנה של 0.1 M NaOH מ 50% w / w NaOH

     צפיפות של 50% w / w פתרון מלאי	1.53 g/mL
     מסה מולריתNaOH	39.998 g/mol
     מסה של NaOH בתמיסת מלאי של 50% w/w (מ"ג)
     מסה כוללת של 50% עם פתרון מלאי w / w
     נפח של 50% עם פתרון מלאי (מ"ל)
     שומות של NaOH בתמיסת 50% w/w (mol)
     מולאריות של 50% עם פתרון מלאי w / w (M1)
     נפח של 50% עם פתרון w/w הדרוש (V1)

     לחץ כאן להורדת טבלה 1
   • השתמש בנוסחת הדילול כדי לקבוע את הנפח של 50% w/w NaOH הדרוש להכנת 500 מ"ל של ~0.1 M NaOH.
   • תייגו את בקבוק הפוליאתילן 500 מ"ל כ-'~0.1 M NaOH'.
   • התאם את עוצמת הקול על פיפטה של 1 מ"ל לערך המחושב והשתמש בה כדי להעביר את 50% w/w NaOH לבקבוק הפוליאתילן.
   • השתמש בגליל מדורג של 100 מ"ל כדי למדוד את כמות המים ולשפוך אותם לבקבוק המכיל את NaOH. מכסים את הבקבוק והופכים אותו מספר פעמים כדי לערבב את התמיסה. הערה: תצטרך 500 מ"ל פחות נפח מחושב של NaOH.
2. סטנדרטיזציה של 0.1 M NaOHExpand

   לאחר שהכנתם 0.1 M NaOH, קבעו את הריכוז המדויק שלו, או תקננו אותו, באמצעות שיטת הטיטרציה חומצה-בסיס. בטכניקה זו, בסיס כמו NaOH מתווסף לאט לחומצה כמו אשלגן מימן פתלאט (KHP). התגובה הכימית המתרחשת בבקבוק היא תגובת נטרול. בתגובת נטרול זו, שומה אחת של בסיס מנטרלת שומה אחת של חומצה, וכתוצאה מכך מלח ומים. תגובה זו מבוצעת בנוכחות פנולפטלין אינדיקטור, שהוא חסר צבע בתחילת התגובה כאשר ה- pH חומצי. המחוון הופך ורוד ברגע מספיק NaOH מתווסף לבקבוק כדי להפוך את ה- pH בסיסי.

   • תייגו את שלוש צלוחיות ארלנמאייר כ-'A', 'B' ו-'C'.
   • לשקול 0.5 – 0.7 גרם של KHP עבור כל אחת מהצלוחיות ולרשום את המסה עבור כל אחד. הערה: נסו למדוד את אותה מסה של KHP עבור כל שלוש הצלוחיות.

     טבלה 2. סטנדרטיזציה של NaOH

     מסה מולריתKHP = 204.23 גרם/מול	Flask A	Flask B	Flask C
     מסת KHP (גרם)
     נפחראשוני NaOH(mL)
     נפחסופי NaOH (מ"ל)
     נפחNaOH (מ"ל)
     שומות של KHP
     שומות של NaOH
     מולאריות של NaOH
     טוחנות ממוצעות
     סטיית תקן

     לחץ כאן להורדת טבלה 2
   • הוסיפו 50 מ"ל מים נטולי יונים, והשתמשו במוט ערבוב זכוכית כדי לערבב את התמיסות עד שהן נראות הומוגניות.
   • הוסף 2-3 טיפות של פנולפתלין לכל אחת משלוש הצלוחיות.
   • הגדר את מנגנון הטיטרציה. חברו את מהדק הבורטה למעמד הטבעת, והדקו אליו היטב את בורט הזכוכית בנפח 50 מ"ל. ודא שהשסתום של הבורט סגור.
   • תייגו של 400 מ"ל כ'פסולת' והניחו אותה מתחת לבורטה. שוטפים את הבורטה על ידי מזיגה של כ-5 מ"ל של 0.1 M NaOH לתוך הבורטה. פתח את שסתום הבורט כדי לאפשר ל- NaOH לזרום לתוך הכד.
   • סגרו את השסתום ומלאו את הבורט במעט יותר מ-50 מ"ל NaOH. שחררו את כל בועות האוויר הקיימות בקצה הבורטה על ידי פתיחה וסגירה של שסתום הבורט. הקלט את עוצמת הקול ההתחלתית של NaOH.
   • מניחים בקבוק A מתחת לקצה הבורט, ומדרגים את התמיסה באמצעות נפחים של 1 מ"ל של NaOH. מערבלים את הפתרון לאחר כל תוספת. המשך להוסיף 1 מ"ל נפחים לבקבוק עד שהצבע הוורוד יימשך. זה נחשב לנקודת הקצה. רשום את עוצמת הקול של 0.1 M NaOH שנוסף כדי להשיג את נקודת הקצה.
   • חזור על הטיטרציה עבור צלוחיות B ו- C. נתונים אלה ישמשו לחישוב הריכוז בפועל של NaOH.
3. Titration of phosphoric acidExpand

   בניסוי זה נקבע שניים מתוך שלושת ערכי ה-pKa עבור החומצה הטריפרוטית, חומצה זרחתית, באמצעות טיטרציה של בסיס חומצה. בתגובת נטרול זו, חומצה זרחתית מגיבה עם NaOH ליצירת מים והמלח, נתרן פוספט.

   • חבר את מונה הטיפות למעמד הטבעת, מתחת למהדק הבורטה. אבטחו את בורט הפלסטיק כך שהקצה שלו יהיה ממש מעל דלפק הטיפה.
   • חבר את מונה הטיפה למערכת איסוף הנתונים, וודא ששני השסתומים של בורט הפלסטיק נמצאים שניהם במצב סגור.
   • הניחו את מיכל הפסולת מתחת לבורטה ושפכו כמה מ"ל של 0.1 M NaOH לתוך הבורט. פתח את שני השסתומים כדי לנקז את ה- NaOH לתוך מכולת הפסולת. לאחר מכן סגור את השסתומים.
   • מלאו את בורט הפלסטיק ב-25 מ"ל של 0.1 M NaOH. סננו כ-5 מ"ל לתוך כד הפסולת – מספיק כדי ש-NaOH ימלא את קצה הבורטה. ודא שאין בועות אוויר, ולאחר מכן סגור את השסתומים.
   • כיול מונה השחרור. החליפו את הפסולת שמתחת לבורט בגליל מדורג של 10 מ"ל. לאחר מכן, פתח את השסתום התחתון על הבורטה, תוך שמירה על השסתום העליון סגור. הפעל את מערכת איסוף הנתונים והגדר אותה ל'מצב ספירת טיפות'.
   • פתח לאט את השסתום העליון כדי לשחרר טיפות לאט מאוד, רצוי בטיפה אחת כל 2 שניות. אפשר לטיפות להתרוקן מהבורט עד שיש 9-10 מ"ל של 0.1 M NaOH בגליל המדורג.
   • סגור את השסתום התחתון והשאר את השסתום העליון כפי שהוא. קרא את נפח NaOH בגליל המדורג למקום העשרוני הראשון והזן ערך זה במערכת רכישת הנתונים. רשום את הערך עבור 'drops/mL'. לאחר מכן, השליכו את ה-NaOH בגליל המדורג לתוך כד הפסולת המימית.
   • כייל את חיישן ה- pH לפני תחילת הטיטרציה. חבר את חיישן ה- pH למערכת איסוף הנתונים ולאחר מכן בחר 'כיול'. שטפו את הנורה של חיישן ה-pH במים שעברו דה-יוניזציה לפני הכנסתה למאגר pH 7. השאר את החיישן שקוע עד שהמתח יתייצב, ולאחר מכן קבל את המדידה.
   • שטפו את הנורה במים נטולי יונים, והכניסו אותה למאגר pH 10. אפשרו למתח להתייצב, ולאחר מכן קבלו את המדידה.
   • שטפו שוב את הנורה של חיישן ה-pH והחליקו אותה דרך החריץ המיועד במונה הטיפה.
   • למדוד 40 מ"ל של מים deionized לתוך נקייה 100 מ"ל, ולאחר מכן, להעביר 1 מ"ל של חומצה זרחתית לתוך של מים.
   • הניחו את הכד על צלחת הערבוב מתחת למונה הטיפה. החלק בזהירות את חיישן ה- pH לתוך הכד.
   • הוסיפו חטיף ערבוב לכד והפכו את הגדרת הערבוב לגבוהה. התחל לאסוף נתונים במכשיר הרכישה. לאחר מכן, פתח את השסתום התחתון על הבורט. הערה: שיעור הירידה צריך להיות בערך טיפה אחת כל 2 שניות. לאחר שחרור הטיפה הראשונה, בדוק אם הנתונים נרשמים.
   • המשך את הטיטרציה עד שמד ה- pH יקרא pH 12. לאחר מכן, להפסיק לרכוש נתונים ולסגור את השסתום על burette. שמור את הנתונים שלך בכונן הבזק.
   • כדי לנקות את סביבת העבודה שלך, בדוק את רמת החומציות של כל פתרונות הפסולת באמצעות נייר pH. נטרלו את כל הפסולת המימית החומצית עם סודה לשתייה ואת כל הפסולת הבסיסית עם חומצת לימון. הוסיפו לתמיסה כמות מספקת של סודה לשתייה או חומצת לימון עד שהיא מפסיקה לבעבע.
   • שטפו את כל התמיסות המנוטרלות במורד הכיור בכמויות גדולות של מים.
   • לשטוף את כל כלי הזכוכית.
4. ResultsExpand
   • בחלק הראשון של מעבדה זו, תקננתם תמיסה של NaOH באמצעות KHP כדי לקבוע את ריכוזה בפועל. עכשיו, בואו נראה כמה קרוב הריכוז הסטנדרטי לריכוז 0.1 M שהוכן. לקבוע את מספר השומות של KHP שנוסף לכל בקבוק, ובהרחבה, את השומות של NaOH. ברגע שהפתרון מנוטרל, הכמויות המולריות של KHP ו-NaOH שוות.
   • חשב את המולריות של NaOH בהתבסס על הנפח הכולל של NaOH שנוסף לכל צלוחיות. הריכוז בפועל נמוך מהטוחנות הצפויות של 0.1. הסיבה לכך היא כי NaOH הוא היגרוסקופי, ולכן קשה לשקול אותו במדויק.
   • התווה את התוצאות עבור טיטרציה של חומצה זרחתית (pH לעומת נפח של NaOH). חומצה זרחתית היא חומצה טריפרוטית חלשה, כלומר יש לה פוטנציאל לספק שלושה פרוטונים לכל מולקולה כאשר היא מתנתקת בתמיסות מימיות. לחומצה זרחתית יש שלושה ערכי pKa, אחד כאשר כל פרוטון מנותק.
   • הסתכלו על הנתונים. ישנן שתי עקומות סיגמואידיות, המציינות שתי נקודות שקילות. כל נקודת שקילות מתאימה לקבוע דיסוציאציה, Ka, של חומצה זרחתית. הערה: עצרתם את הניסוי ברגע שה-pH הגיע ל-12, כך שמדדתם רק שניים מתוך שלושת ערכי ה-Ka.
   • התווה את הנגזרת הראשונה של עקומת הטיטרציה. נקודות השקילות מיוצגות על ידי מקסימום העקומה.

     טבלה 3. טיטרציה של חומצה זרחתית

     כרך1 נקודת שקילותst (מ"ל)
     כרך1 נקודת חצי שקילותרחוב (מ"ל)
     כרך2 נקודת שקילותשנייה (מ"ל)
     נפח2נקודת שקילות למחצה (מ"ל)
     1pKa st נמדד
     1pKa רחוב תיאורטי	2.16
     2pKa נמדד
     2nd pKaתיאורטי	7.21
     שומות של NaOH
     שומות של H3PO4
     טוחנת H3PO4

     לחץ כאן להורדת טבלה 3
   • מצא את נקודת השקילות הראשונה על ידי לקיחת הנפח של NaOH המתאים לנקודת השקילות הראשונה וחילוקו ב-2. בנקודת השקילות למחצה, ריכוזי החומצה הבלתי מנותקת ובסיסה המצומד זהים, וה- pH שווה ל- pKa.
   • חפש את ה- pH באמצעי אחסון זה מטבלת הנתונים שלך כדי לקבל ערך מדויק יותר. זה מתאים pKa הראשון, אשר מדווח בספרות כמו 2.16.
   • חזור על פעולה זו כדי למצוא את ה- pKa השני. נקודת השקילות השנייה ממוקמת באמצע הדרך בין נקודת השקילות הראשונה והשנייה, שאמורה לתת pKa של כ-7.2.

כדי להתחיל בניסוי, תצטרך להכין כ- 0.1 נתרן הידרוקסיד מולארי באמצעות תמיסה של 50 אחוז משקל של נתרן הידרוקסיד. אז כמה מתמיסת 50 אחוזי המשקל אתה צריך כדי להכין 500 מיליליטר של 0.1 נתרן הידרוקסיד מולארי? 50 אחוז משקל נתרן הידרוקסיד מעיד על יחס המשקל שלו.

לכן, אם המדריך הכין 150 מיליליטר תמיסה, אז 150 גרם נתרן הידרוקסיד הומס ב -150 גרם מים, והמשקל הכולל הוא 300 גרם. מכיוון שצפיפות תמיסת 50 אחוזי המשקל היא 1.53 גרם למיליליטר, ניתן לחשב את נפח התמיסה, V, במיליליטר. המסה המולרית של נתרן הידרוקסיד היא 39.998 גרם למול.

לכן, אתה יכול לפתור את מספר השומות, X, בתמיסה של 50 אחוז משקל. לאחר מכן, באמצעות שני ערכים אלה, אתה יכול לחשב את המולריות M1. כעת, השתמש בנוסחת הדילול הבאה כדי לפתור את הנפח, V1, של תמיסת נתרן הידרוקסיד במשקל 50 אחוז עם מולריות M1 הדרושה לייצור 500 מיליליטר, V2, של 0.1 נתרן הידרוקסיד מולארי, M2. אתה צריך לדעת את הערך של V1 לפני שתתחיל את הניסוי. כדי להתחיל, יש ללבוש את ציוד המגן האישי המתאים, כולל כפפות, משקפי התזה כימיים ומעיל מעבדה, אותו יש ללבוש בכל עת.

כעת, סמן את בקבוק הפוליאתילן של 500 מיליליטר כ-0.1 נתרן הידרוקסיד מולארי'לאחר מכן, התאם את הנפח על פיפטה של 1 מיליליטר לערך שחישבת. חבר קצה לפיפטה והשתמש בו כדי להעביר את 50 אחוז המשקל נתרן הידרוקסיד לבקבוק הפוליאתילן. כעת, השתמש בצילינדר מדורג של 100 מיליליטר כדי למדוד את כמות המים.

תזדקק ל 500 מיליליטר פחות הנפח המחושב של נתרן הידרוקסיד, כלומר 497.4 מיליליטר. מדוד את נפח המים הזה, ושפך אותו לבקבוק המכיל את הנתרן הידרוקסיד. לאחר הוספת כל המים, מכסים את הבקבוק בחוזקה והופכים אותו מספר פעמים כדי לערבב את התמיסה.

כעת, לאחר שהנתרן הידרוקסיד הוכן נקבע את ריכוזו המדויק, או נתקן אותו, בשיטת טיטרציה של חומצה-בסיס. בטכניקה זו, בסיס כמו נתרן הידרוקסיד מתווסף לאט לחומצה כמו אשלגן מימן פתלאט, או KHP. התגובה הכימית המתרחשת בבקבוק היא תגובת נטרול.

כאן, שומה אחת של בסיס מנטרלת שומה אחת של חומצה, וכתוצאה מכך מלח ומים. תגובה זו נעשית בנוכחות האינדיקטור פנולפתלין, שהוא חסר צבע בהתחלה כאשר ה-pH חומצי אך הופך לוורוד ברגע שאתה מוסיף מספיק נתרן הידרוקסיד לבקבוק כדי להפוך את ה-pH לבסיסי. כדי להתחיל, סמן את שלושת צלוחיות ארלנמאייר כ-A'B'ו-C'Then, שוקלות 0.5 עד 0.7 גרם KHP.

רשמו את המסה ושפכו אותה לבקבוק A.שקלו KHP עבור כל אחת משתי הצלוחיות האחרות, עשו כמיטב יכולתכם למדוד את אותה מסה של KHP כמו בקבוק A.כעת, מדדו 50 מיליליטר מים נטולי יונים, ושפכו אותם לבקבוק A.מערבבים את התמיסה בעזרת מוט ערבוב זכוכית עד שהתערובת נראית הומוגנית. חזור על כך עבור צלוחיות B ו-C.לאחר מכן, קבל את בקבוק טיפת הפנולפתלין 1% מהמדריך שלך, והוסף שתיים עד שלוש טיפות לכל אחת משלוש הצלוחות. כעת, הגדר את מנגנון הטיטרציה על ידי הצמדת מהדק הבורט למעמד הטבעת.

לאחר מכן, מהדקים היטב את בורט הזכוכית בנפח 50 מיליליטר למהדק הבורט. ודא ששסתום הבורט נמצא במצב כבוי, הממוקם בניצב לבורט. לאחר מכן, סמן כוס של 400 מיליליטר כפסולת 'והניח אותה מתחת לבורט.

שוטפים את הבורט על ידי שפיכת כחמישה מיליליטר של 0.1 נתרן הידרוקסיד מולארי לתוך הבורט. פתח את שסתום הבורט כדי לאפשר לכל הנוזל לזרום לתוך הכוס. סגור את השסתום ומלא את הבורט במעט יותר מ -50 מיליליטר נתרן הידרוקסיד.

פתח את השסתום כדי לשחרר בועות אוויר הקיימות בקצה הבורט. לאחר מכן סגור את השסתום ורשום את נפח ההתחלה של נתרן הידרוקסיד. כעת, הניחו בקבוק A מתחת לקצה הבורט, וטרדו את התמיסה באמצעות נפחים של 1 מיליליטר של נתרן הידרוקסיד.

סובבו את התמיסה לאחר כל הוספה. המשיכו להוסיף נפחים של 1 מיליליטר לבקבוק עד שהצבע הוורוד נמשך. זה נחשב לנקודת הקצה.

רשום את הנפח של 0.1 נתרן הידרוקסיד מולארי שנוסף כדי להשיג את נקודת הקצה. כעת, חזור על הטיטרציה עבור צלוחיות B ו-C.תשתמש במידע זה מאוחר יותר כדי לחשב את הריכוז בפועל של נתרן הידרוקסיד. בניסוי זה, נקבע שניים מתוך שלושת ערכי ה-pKa עבור חומצה זרחתית טריפרוטית באמצעות טיטרציה של חומצה-בסיס.

כדי להבין את המונחים הללו, סקור את הרעיונות מאחורי מעבדה זו. התגובה שמתרחשת בניסוי הזה היא שוב תגובת נטרול. כאן, חומצה זרחתית מגיבה עם הנתרן הידרוקסיד ליצירת מים ומלח נתרן פוספט.

כדי להגדיר את הניסוי, חבר את מונה הטיפות למעמד הטבעת כשהבורט clamp מעליו. כעת, אבטח את בורט הפלסטיק כך שקצהו יהיה ממש מעל דלפק הטיפה. חבר את מונה הנפילה למערכת רכישת הנתונים, וודא ששני השסתומים של בורט הפלסטיק נמצאים שניהם במצב סגור.

הניחו את מיכל הפסולת מתחת לבורט ושפכו כמה מיליליטר של 0.1 נתרן הידרוקסיד מולארי לתוך הבורט. לאחר מכן, פתח את שני השסתומים כדי לנקז את הנתרן הידרוקסיד לכוס הפסולת. כעת, סגור שוב את השסתומים ומלא את בורט הפלסטיק ב -25 מיליליטר של נתרן הידרוקסיד 0.1 מולארי.

מסננים כחמישה מיליליטר לכוס הפסולת כך שנתרן הידרוקסיד ימלא את קצה הבורט. ודא שאין בועות אוויר ולאחר מכן סגור את השסתומים. כעת, בואו נכייל את מונה הטיפות.

החלף את כוס הפסולת מתחת לבורט בצילינדר מדורג של 10 מיליליטר. לאחר מכן, פתח את השסתום התחתון על הבורט תוך שמירה על השסתום העליון סגור. הפעל את מערכת רכישת הנתונים וודא שהיא מוגדרת למצב ספירת ירידה.

לאחר מכן, התחל את הכיול. פתח לאט את השסתום העליון כך שהטיפות ישתחררו לאט מאוד, באופן אידיאלי בטיפה אחת כל שתי שניות. נתוני ספירת הטיפות אמורים להתחיל להופיע על המסך.

הניחו לטיפות להתרוקן מהבורט עד שיש 9 עד 10 מיליליטר של 0.1 נתרן הידרוקסיד מולארי בגליל המדורג. כעת, סגור את השסתום התחתון והשאיר את השסתום העליון כפי שהוא. קרא את נפח הנתרן הידרוקסיד בצילינדר המדורג עד למקום העשרוני הראשון, והזן ערך זה במערכת רכישת הנתונים.

רשום את הטיפות לערך מיליליטר המוצג על המסך במחברת המעבדה שלך. לאחר מכן, השליכו את הנתרן הידרוקסיד בגליל המדורג לתוך כוס הפסולת המימית. כעת, בואו נכייל את חיישן ה-pH לפני שנתחיל את הטיטרציה.

חבר את חיישן ה-pH למערכת רכישת הנתונים. לאחר מכן, בחר כיול'התחל את הכיול עם מאגר pH 7. שטפו את הנורה של חיישן ה-pH במים נטולי יונים לפני הכנסתה לבקבוקון המכיל את מאגר ה-pH 7.

השאר את החיישן שקוע עד שהמתח מתייצב. לאחר מכן קבל את המדידה. לאחר מכן, כייל את הגשושית עם מאגר שני.

שטפו את הנורה במים נטולי יונים, והכניסו אותה לבקבוקון המכיל את מאגר ה-pH 10. אפשר למתח להתייצב ואז קבל את המדידה. כעת, שטפו שוב את הנורה של חיישן ה-pH, והחליקו אותה דרך החריץ המיועד במונה הטיפה.

כעת, לאחר שהציוד מוגדר ומכויל, בואו נתחיל בטיטרציה של חומצה זרחתית. ראשית, מדדו 40 מיליליטר מים נטולי יונים ושפכו אותם לכוס נקייה של 100 מיליליטר. לאחר מכן, השג 0.5 חומצה זרחתית מולרית מהמדריך שלך.

כוונן את הפיפטה להגדרה של 1 מיליליטר, חבר קצה פיפטה חדש והעביר 1 מיליליטר של חומצה זרחתית לכוס המים. כעת, הניחו את הכוס על צלחת הערבוב מתחת לדלפק הטיפה. הרם מעט את חיישן ה-pH במידת הצורך.

לאחר מכן, החלק בזהירות את חיישן ה-pH לתוך הכוס. מוסיפים מוט ערבוב לכוס, ומפעילים את הגדרת הערבוב לגבוהה. התחל לאסוף נתונים במכשיר הרכישה.

לאחר מכן, פתח את השסתום התחתון על הבורט. קצב הנפילה צריך להיות בערך טיפה אחת כל שתי שניות. לאחר שחרור הטיפה הראשונה, בדוק שהנתונים מתועדים.

המשך בטיטרציה עד שמד ה-pH קורא pH 12. לאחר מכן, בחר בהגדרת עצור במערכת רכישת הנתונים וסגור את השסתום על הבורט. שמור את הנתונים שלך בכונן הבזק כדי לנתח מאוחר יותר.

עכשיו, בואו ננקה את סביבת העבודה שלנו. בדוק את ה-pH של כל תמיסות הפסולת שלך באמצעות נייר pH. נטרל את כל הפסולת המימית החומצית עם סודה לשתייה ואת כל הפסולת הבסיסית עם חומצת לימון.

הוסיפו לתמיסה מספיק סודה לשתייה או חומצת לימון עד שהיא מפסיקה לבעבע. לאחר מכן, בדוק את ה-pH כדי לוודא שהוא ניטרלי. שטפו את כל התמיסות המנוטרלות בכיור בכמויות גדולות של מים.

לאחר מכן, שטפו את כל כלי הזכוכית. כעת, בואו נסתכל כיצד לנתח את התוצאות שלנו. בחלק הראשון של מעבדה זו, תיקנתם תמיסה של נתרן הידרוקסיד באמצעות KHP כדי לקבוע את ריכוזו בפועל.

כעת, בואו נראה עד כמה הריכוז המתוקנן קרוב לריכוז המולרי של 0.1 שהוכן. רשמנו את מסת ה-KHP שנוספה לכל בקבוק. אז מכאן, אנו יכולים לחשב את מספר השומות של KHP, ובהרחבה, את מספר השומות של נתרן הידרוקסיד מכיוון שהכמויות המולאריות שוות ברגע שהתמיסה מנוטרלת.

אנו יודעים גם את הנפח הכולל של נתרן הידרוקסיד שנוסף לבקבוק, כך שנוכל לחשב את המולריות שלו. אם נעשה זאת עבור כל שלושת ניסויי התקינה, אנו רואים שהריכוז בפועל נמוך מהמולריות הצפויה של 0.1. הסיבה לכך היא שנתרן הידרוקסיד הוא היגרוסקופי, ולכן קשה לשקול אותו במדויק.

כעת, בואו נבחן את התוצאות עבור טיטרציה של חומצה זרחתית. חומצה זרחתית היא חומצה טריפרוטית חלשה, כלומר יש לה פוטנציאל לספק שלושה פרוטונים לכל מולקולה כאשר היא מתפרקת בתמיסות מימיות. לפיכך, יש לו שלושה ערכי pKa, אחד עבור כאשר כל פרוטון מנותק.

כשמסתכלים על הנתונים, ישנן שתי עקומות סיגמואידיות. לפיכך, ישנן שתי נקודות אקוויוולנטיות, שכל אחת מהן תואמת לקבוע דיסוציאציה, Ka, של חומצה זרחתית. הפסקתם את הניסוי ברגע שה-pH הגיע ל-12, אז מדדתם רק שניים מתוך שלושת ערכי ה-Ka של החומצה.

כדי לחשב את נקודות השקילות בצורה מדויקת יותר, שרטט את הנגזרת הראשונה של עקומת הטיטרציה. נקודות השקילות מיוצגות על ידי מקסימום העקומה. כעת, קח את נפח הנתרן הידרוקסיד המתאים לנקודת השקילות הראשונה וחלקו אותו ב-2 כדי למצוא את נקודת השקילות הראשונה.

כאן, ריכוזי החומצה הלא מפורקת והבסיס המצומד שלה זהים, וה-pH שווה ל-pKa. חפש את ה-pH בנפח זה מטבלת הנתונים שלך כדי לקבל ערך מדויק יותר, שמצאנו שהוא 2.7. זה תואם את ה-pKa הראשון, המדווח בספרות כ-2.16.

אתה יכול לראות שהערכים קרובים. חזור על פעולה זו כדי למצוא את ה- pKa השני. נקודת השקילות השנייה ממוקמת באמצע הדרך בין נקודת השקילות הראשונה לשנייה, מה שאמור לתת pKa של 7.21.