酸および塩基濃度

Lab Manual
化学
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Lab Manual 化学
Acid and Base Concentrations
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05:17 min
March 26, 2020

Learning Objectives

アレニウスの酸と塩基とは何ですか?

アレニウス酸は、水に溶解すると解離して水素イオンを生成する酸ですが、アレニウス塩基は水に溶解すると水酸化物イオンを生成します。

pHとは何ですか、そしてそれはどのように計算されますか?

pHは、溶液の酸性度またはアルカリ度の尺度です。これは、溶液中の水素イオンまたはヒドロニウムイオンの濃度の負の対数塩基10として計算されます。

酸と塩基の強度はどのように決定されますか?

酸または塩基の強度は、水中でその共役イオンに解離する能力によって決まります。強酸と強塩基は水中で完全に解離しますが、弱酸と強塩基は解離しません。酸強度は解離定数KAを用いて計算されるが、より一般的に参照されるのは、pKaとして知られるKAの負の対数塩基10である。pKの値が低いほど、酸は強くなります。

滴定とは何ですか、そしてそれは何に使用されますか?

滴定は、溶液の濃度を決定するために使用される手法です。滴定を行うには、標準溶液と呼ばれる既知の濃度の溶液を使用して、未知のものに既知のものをゆっくりと加えることにより、溶液の未知の濃度を決定します。酸塩基滴定では、塩基の標準化された溶液を濃度が不明な酸にゆっくりと加えます(または酸を塩基に添加します)が、未知の溶液が塩と水の形成によって中和され、中性のpHが得られます。

酸-塩基滴定から未知の酸濃度はどのように決定されますか?

未知の濃度の酸に塩基を添加すると、pH指示色素を使用してpHが監視されます。pHが酸性から塩基性に変化すると、pHインジケーターの色が変わります。この点の直前、溶液が中性の場合、水素イオンの濃度は添加された水酸化物イオンの濃度と等しくなります。塩基の濃度がわかっていると、水酸化物イオンの濃度も知られており、酸中の水素イオンの濃度、ひいては酸の濃度を計算するために使用されます。

List of Materials

  • 50mLガラスビュレット
    5
  • 60-mL プラスチックビュレット (2バルブシステム付き
    )
    5
  • 250-mL 三角フラスコ
    15
  • 10-mLメスシリンダー
    5
  • 50-mLメスシリンダー
    5
  • 100mLビーカー
    5
  • 250mLビーカー
    5
  • 400mLビーカー
    5
  • ガラス攪拌棒
    5
  • リングスタンド
    5
  • 中2極クランプ
    5
  • ビュレットクランプ
    5
  • 1mLピペット
    5
  • 1-mLピペットチップ
    75
  • キャップ付き500mLポリエチレンボトル
    5
  • ドロップカウンター
    5
  • pHセンサプローブアタッチメント
    5
  • pH 7.00 calibration buffer
    -1 ラボのサイズによる
  • pH 10.00 calibration buffer
    -1 ラボのサイズによる
  • ハンドヘルドデータ収集デバイス
    5
  • フラッシュドライブ
    5
  • 攪拌機
    5
  • 攪拌棒
    5
  • NaOHペレット
    30 g
  • 14.8 M リン酸
    1 mL
  • フェノールフタレイン
    0.1 g
  • エタノール
    5 mL
  • KHP
    20 g
  • 粉末漏斗
    3
  • 150mLビーカー
    1
  • 125-mL 三角フラスコ
    1
  • 25-mLメスシリンダー
    1
  • パラフィンフィルム
    1 roll
  • 125-mLポリエチレンボトル
    2
  • 1 mL 容量ピペット
    1
  • 25mL メスフラスコ
    1
  • 5mLピペット
    2
  • 25-mL 三角フラスコ
    1
  • へら
    2
  • 100mLビーカー
    1
  • プラスチックピペット/スポイト
    1
  • ドロッパーボトル
    1
  • 蓋付きガラス瓶200ml
    1
  • オーブン
    1
  • ピペッター
    1
  • ボートの重量を量る(少なくとも10)
    -1 ラボのサイズによる
  • バランス(少なくとも1)
    -1 ラボのサイズによる
  • 脱イオン水
    -1 ラボのサイズによる

研究室の準備

出典:米国ジョンズ・ホプキンス大学(米国メリーランド州)のSmaa Koraym

  1. 試薬の準備

    ここでは、10人の学生がペアで作業するための実験室の準備を示していますが、多少の過剰さがあります。必要に応じて数量を調整してください。

    • 25mLの50%w/w NaOH溶液を準備します。25 gのNaOHペレットを秤量し、125 mLの三角フラスコに加えます。
    • 25mLの脱イオン水を測定し、フラスコに加えます。
    • マグネティックスターバーを追加し、攪拌板上で溶液が均一になるまで溶液を混合します。混合後、フラスコの開口部をパラフィンフィルムで覆います。手記: 溶液は熱を発生するため、取り扱う前に冷ましてください。
    • 冷却したら、粉末漏斗を使用して、「50%w / w NaOH」とラベル付けされたポリエチレンボトルに溶液を注ぎます。溶液は、必要になるまで腐食性の保管キャビネットに保管してください。
    • 0.5 Mリン酸を25 mL調製します。1 mL メスピペットを使用して 0.85 mL のストック 14.8 M リン酸を測定し、25 mL メスフラスコに加えます。
    • フラスコを脱イオン水でボリュームマーキングまで満たします。マグネチックスターバーを追加し、溶液が均一になるまで混合します。
    • 粉末漏斗を使用して、溶液を「0.5 MH3PO4」というラベルの付いたポリエチレンボトルに移します。溶液は、必要になるまで腐食性の保管キャビネットに保管してください。
    • 1%フェノールフタレインを5mL調製します。容量ピペットを使用して、2.5 mLのエタノールを三角フラスコに移します。
    • 0.05gのフェノールフタレインを秤量し、エタノールに加えます。計量ボートをエタノールですすぎ、残留フェノールフタレインを移します。
    • 攪拌子を追加し、フェノールフタレインが溶解して溶液が均一になるまで溶液を混合します。
    • フラスコにさらに2.5mLの脱イオン水を加えてかき混ぜます。溶液が十分に混合されたら、ラベル付きのスポイトボトルに移します。
    • 乾燥フタル酸水素カリウム(KHP)を準備します。約20 gのKHPストックを蓋付きのガラス容器に入れます。
    • 蓋をしていないガラス容器を125°Fのオーブンに入れて、KHPを一晩乾燥させます。
    • KHPが乾いたら、蓋をしっかり閉めて、天びんのそばで冷まします。
    • 清潔で乾燥したヘラ、いくつかの計量ボート、および「Excess」とラベル付けされた150mLのビーカーがあることを確認してください。
  2. 研究室の準備
    • 各ラボステーションに以下のガラス器具と機器を設置します(学生はペアで作業することをお勧めします) 個 1個 個 1 個 個 本 個 ) 個
      50 mL ガラスビュレット 1
      60 mL プラスチックビュレット 1 個 2バルブシステム
      250 mL 三角フラスコ
      10 mLメスシリンダー
      50 mLメスシリンダー 1
      100 mL ビーカー
      250 mL ビーカー 1
      1 400 mL ビーカー
      1 ガラス攪拌棒
      1 リングスタンド
      1 中 2 ピン クランプ
      1 ビュレットクランプ
      1mLピペット 1
      1mLピペットチップ 15
      500 mL ポリエチレンボトル 1 個 (キャップ付き
      1 ドロップカウンター
      pHセンサープローブ 1
      1 攪拌機
      1 攪拌棒
      1 データ取得システム
      1 フラッシュドライブ