Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.
//-->.pos {position:absolute; z-index: 0; left: 0px; top: 0px;}Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu ŁódzkiegoWyznaczanie stałej dysocjacji kwasu mlekowego metodą potencjometrycznąćwiczenie nr 12opiekun ćwiczenia: dr K. KubalczykZakres zagadnień obowiązujących do ćwiczenia1. Definicja kwasów i zasad.2. Równowagi kwasowo-zasadowe.3. Rola rozpuszczalnika w procesie dysocjacji.4. Pomiar pH roztworu.5. Budowa i zasada działania elektrod odwracalnych względem jonów wodorowychoraz elektrod odniesienia.Literatura1. Praca zbiorowa pod red. Woźnickiej J. i Piekarskiego H.Ćwiczenia laboratoryjnez chemii fizycznej,Wydawnictwo UŁ, Łódź 2005.2. Libuś W., Libuś Z.,Elektrochemia,PWN, Warszawa 1975.3. Praca zbiorowa pod red. Bielańskiego A.,Chemia fizyczna,PWN, Warszawa 1980.4. Sobczyk L., Kisza A., Gatner K., Koll A.,Eksperymentalna chemia fizyczna,PWN,Warszawa 1982.5. Sobczyk L., Kisza A.,Chemia fizyczna dla przyrodników,PWN, Warszawa 1981.6. Kisza A.,Elektrochemia I,WNT, Warszawa 2000.7. Atkins P. W.,Chemia fizyczna,Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001.8. Minczewski J., Marczenko Z.,Chemia analityczna,t. 3, PWN, Warszawa 1987.Opracowanie ćwiczenia: dr A. PiekarskaCelem ćwiczenia jest wyznaczenie stałej dysocjacji kwasu mlekowego metodąpotencjometrycznąUkład pomiarowyDo pomiaru pH badanego roztworu stosowany jest pehametr typu N 5170E,zaopatrzony w elektrodę kombinowaną typu OSH-10-00 oraz czujnik temperatury.Odczynniki chemiczne i sprzęt laboratoryjny:kwas mlekowy (0,01 mol dm-3), NaOH (0,05 mol dm-3), bufor (Na2HPO4–C6H8O7⋅H2O)o pH = 3,00±0,05,biureta automatyczna, 2 zlewki (100 cm3) i (150 cm3), mieszadło magnetyczne, pipeta(25 cm3), gruszka gumowa, tryskawka z wodą destylowaną.Wykonanie ćwiczenia i przedstawienie wyników pomiarów1. Włączyć pehametr do sieci.2. Zlewkę o pojemności 100 cm3napełnić roztworem buforowym o wartości pH = 3.3. Elektrodę pomiarową wyjąć ze zlewki z wodą destylowaną, osuszyć za pomocąbibuły, a następnie zanurzyć w zlewce z buforem.4. Uruchomić pehametr wyłącznikiem znajdującym się na prawej bocznej ścianceprzyrządu. Ustawić przełącznik zakresu pomiarowego na pomiar pH 0–14.5. Pokrętłemkalibracjaustawić na skali przyrządu wartość pH odpowiadającąwartości pH roztworu buforowego, czyli pH = 3.6. Do zlewki o pojemności 150 cm3odmierzyć dokładnie za pomocą pipety 75 cm3roztworu kwasu mlekowego o stężeniu 0,01 mol dm-3.7. Przenieść elektrodę pomiarową do zlewki z roztworem kwasu mlekowego.Miareczkowanie wstępne8. Wykonać miareczkowanie wstępne badanego roztworu. W tym celu roztwór kwasumlekowego miareczkować roztworem NaOH o stężeniuc= 0,05 mol dm-3, dodająckażdorazowo po 1,0 cm3zasady. Po dokładnym wymieszaniu roztworu odczytaćwartość jego pH na skali pehametru. Miareczkowanie zakończyć, gdy pH roztworuosiągnie wartość 11,5. Na podstawie uzyskanych danych lub wykonanego odręczniewykresu, ocenić zakres pH w pobliżu punktu równoważnikowego.2Miareczkowanie dokładne9. Miareczkowanie kwasu wykonać ponownie w taki sposób, aby uzyskać dużezagęszczenie pomiarów na łukach krzywej miareczkowania oraz w pobliżu punkturównoważnikowego. W tym celu roztwór NaOH należy początkowo dodawać po0,5cm3, a w pobliżu punktu końcowego miareczkowania po 0,1cm3.10. Po zakończeniu ćwiczenia przemywać elektrodę wodą destylowaną aż doosiągnięcia wartości pH = 7, a następnie umieścić ją w zlewce z wodą destylowaną.Tabela wynikówVNaOH[cm3]0,511,5pH∆pH∆V[cm ]3∆pH/∆V[cm-3]Opracowanie i dyskusja wyników pomiarówMetoda graficzna uzyskania stałej dysocjacji kwasu mlekowego(pKa')graf1. Sporządzić wykres zależności pH =f(VNaOH) – krzywa całkowa.2. Wyznaczyć punkt końcowy miareczkowania metodą pierwszej pochodnej, tzn.wykreślić funkcję∆pH/∆V=f(VNaOH) (krzywa różniczkowa). Wykres sporządzićw zakresie 9−16 cm3dodawanej zasady.Otrzymane wartości pochodnych∆pH/∆Vodkłada się w funkcji objętościw środkuodcinkaosiVodpowiadającego dodanej porcji odczynnika.3. Odczytać dokładną wartość objętości zasady NaOH, która odpowiada maksimum nakrzywej różniczkowej. Maksimum krzywej∆pH/∆V=f(V)rzutowane na ośodciętych wyznacza objętość odczynnika (NaOH) odpowiadającą punktowikońcowemu miareczkowania. Obliczyć rzeczywiste stężenie kwasu mlekowegowziętego do miareczkowania (c0 HA).4. Odczytać z wykresu pH =f(VNaOH) wartość pH roztworu kwasu, gdy został onw połowie zmiareczkowany (cHA≅cA−). W tych warunkach równanie Hendersona−Hasselbalcha, w którymp K'aoznacza stałą dysocjacji słabego kwasu,cHA−stężeniekwasuwroztworzepododaniuokreślonejilościzasady,−stężenie sprzężonej z kwasem zasady:cA−3pK'a=pH+lgcHAc−A(1)'przyjmuje postać:pKa=pHa tym samym odczytana przez nas wartość pH jestrówna poszukiwanej wartości(pKa')graf.Obliczanie stałej dysocjacji kwasu mlekowego na podstawie krzywej miareczkowania1. Korzystając ze wzoru Hendersona−Hasselbalcha (1) obliczyć'pKakwasumlekowego dla poszczególnych pomiarów. Do obliczeń należy brać pod uwagęwartości pH z początkowego zakresu miareczkowania (obszar prostoliniowy).'Wyznaczyć wartość średniąpKa.'2. Obliczyć średni błąd kwadratowy średniej wartości pKawg wzoru:SpK'a=i=1∑�½i2nn(n−1)''gdzie:�½i=pKa−pKa,n−liczba pomiarów.''3. Porównać uzyskane dwiema metodami wartościpKakwasu mlekowego (pKa)graf''i (pKa)numz wartością literaturową (pKa)lit. Zinterpretować otrzymane wyniki.4. Do sprawozdania dołączyć wykresy wykonane na papierze milimetrowym.Tabela wyników obliczeńObjętośćdodanegoNaOH[cm3]0,511,5.pHStężeniezasadycA-[mol dm-3] [mol dm-3]StężeniekwasucHA'pKa'pKa�½i�½i2SpK a'Zestawienie wartości stałych kwasowych kwasu mlekowego'(pKa)graf'pKa(pKa')lit4Pomiar pHPomiaru wartości pH (zgodnie z definicjąpH= −lgaH+) dokonuje się poprzezwyznaczenie aktywności jonów wodorowych znajdujących się w roztworze. AktywnośćH3O+można uzyskać na podstawie pomiaru siły elektromotorycznej (SEM) ogniwazbudowanego zelektrody odwracalnej względem jonów wodorowychorazelektrodyodniesienia. Do elektrod odwracalnych względem jonów wodorowych należąnastępujące elektrody: wodorowa (H+/H2,1bar,Pt), antymonowa (H+/Sb2O3,Sb) orazchinhydronowa (H+/Q,QH2/Pt). Potencjał każdej z nich opisuje taka sama zależność:E=E+RTlna+H 3OFWartości potencjałów poszczególnych elektrod różnią się jednak między sobą z powoduróżnych wartości potencjałów standardowychE. Potencjał standardowy elektrodywodorowej jest równy zeru, podczas gdy elektrody antymonowej i chinhydronowejprzybierają określone wartości charakterystyczne dla każdej z nich.Jako elektrody odniesienia zwykle używa się elektrody II rodzaju odwracalnejwzględem anionu. Zazwyczaj są to elektrody kalomelowa (Cl-/Hg2Cl2,Hg) lubchlorosrebrowa (Cl-/AgCl,Ag), których potencjały w danych warunkach ciśnienia i tem-peratury zależą wyłącznie od aktywności jonów chlorkowych obecnych w roztworze.W celu uzyskania stałej wartości potencjału elektrody odniesienia w danych warunkach,niezależnej od stężenia jonów chlorkowych stosuje się elektrody nasycone, w którychstężenie jonów chlorkowych zależy wyłącznie od rozpuszczalności elektrolitu w danejtemperaturze.Siła elektromotoryczna ogniwa zbudowanego z elektrody odwracalnej względemjonów wodorowych i elektrody odniesienia o stałym i znanym potencjale pozwalaobliczyć pH roztworu. Na przykład, znając SEM ogniwa zbudowanego z elektrodywodorowej i nasyconej elektrody kalomelowej można obliczyć pH roztworu z równania:pH=E−0,24440,0591gdzie: 0,2444V−wartość potencjału nasyconej elektrody kalomelowej, 0,0591−wartość ilorazu 2,303RT/Fw temperaturze 298K.5zanotowane.pl doc.pisz.pl pdf.pisz.pl hannaeva.xlx.pl