Równowaga w roztworach elektrolitów.

Doświadczenie 1.

Badanie pH roztworów za pomocą wskaźników i uniwersalnych papierków wskaźnikowych.

Sprzęt i odczynniki:

-probówki

-wskaźniki:

-fenoloftaleina

-oranż metylowy

-czerwień metylowa

-błękit bromotymolowy

a)

Otrzymałem roztwór do zbadania jego pH. Roztwór rozlałem do 5 probówek. Do 4 probówek dodałem wskaźników, do 5-tej probówki wrzuciłem papierek uniwersalny. Na podstawie zabarwienia wskaźników mogłem w przybliżeniu określić pH roztworu.

b)

Próbkę roztworu z błękitem bromotymolowym porównałem ze wzorcem. Dla otrzymanego zabarwienia odpowiadała wartość pH wzorca równa 7,05

Doświadczenie 2.

Porównanie pH mocnego i słabego kwasu o tym samym stężeniu.

Sprzęt i odczynniki:

-zlewki

-pehametr

-kwas octowy 0,1 molowy

-kwas solny 0,1 molowy

Za pomocą pehametru zbadałem pH kwasu solnego, a następnie octowego. Otrzymałem następujące wyniki pomiarów:

Jak widać oba te kwasy, pomimo że mają takie same stężenia, to ich pH jest różne. Jest to spowodowane tym, iż kwas solny, jest mocnym kwasem, jest prawie całkowicie zdysocjowany i jego pH policzone ze wzoru jest przybliżone do rzeczywistego pH, liczonego dla takiego stężenia. Kwas octowy jest słabym kwasem, dysocjuje częściowo, dostarcza więc do roztworu mniej kationów wodorowych niż kwas solny o tym samym stężeniu, więc jego pH jest wyższe.

Licząc pH słabego kwasu, uwzględniamy we wzorze jego stałą dysocjacji.

Doświadczenie 3

Porównanie właściwości buforowych wody destylowanej i wodociągowej.

Sprzęt i odczynniki:

-zlewki

-bagietki

0,01M HCl

0,01M NaOH

Celem doświadczenia jest porównanie właściwości buforowych wody wodociągowej i destylowanej.

Do dwóch zlewek odmierzyłem po 200cm3 wody destylowanej, a do następnych dwóch po 200cm3 wody wodociągowej.

Zmierzyłem pH za pomocą pehametru we wszystkich zlewkach. Następnie do jednej zlewki z wodą destylowaną i do jednej z wodą wodociągową dodałem po 5cm3 0,01 molowego HCl, a do dwóch pozostałych zlewek po 5cm3 0,01 molowej NaOH.

Wymieszałem roztwory bagietką i zmierzyłem pH. Wyniki zestawiłem w tabeli:

b=Dn/DpH

1dm3    – 0,1 mol

0,005dm3 - x mol

x=0,0005 mola

do badania użyliśmy po 0,2 dm3 wody, a wiec na 1dm3 buforu przypada Dn=5x moli dodanego kwasu lub zasady

Dn=0,0025 mola

b1=0,0025/1,97=0,001269

b2=0,0025/2,06=0,0012135

b3=0,0025/1,33=0,0018796

b4=0,0025/0,09=0,0277777

Zauważamy że woda wodociągowa ma większą pojemność buforową niż woda destylowana. Jest to spowodowane tym że woda wodociągowa zawiera bufor węglanowy w postaci układu HCO3- i H2CO3. Dodanie jonów H+ powoduje że zachodzi reakcja

HCO3- + H+          H2CO3

A dodanie jonów OH- powoduje że zachodzi reakcja

H2CO3  +   OH-      HCO3-  +  H2O

Woda destylowana nie zawiera tych związków dlatego też dodatek niewielkiej ilości kwasu lub zasady zmienia pH w większym stopniu niż w przypadku wody wodociągowej.

Doświadczenie 4

Badanie wpływu składu roztworu buforowego na jego pojemność buforową.

Sprzęt i odczynniki:

-zlewki

-cylindry miernicze

-pipety z podziałką

-bagietka szklana

-0,1M kwas octowy

-0,1 kwas roztwór octanu sodowego

Celem doświadczenia jest zbadanie wpływu składu roztworu buforowego na jego pojemność buforową.

W 6 zlewkach przygotowałem roztwory buforowe z 0,1M kwasu octowego i 0,1M roztworu octanu sodowego. Roztwory dokładnie wymieszałem i zmierzyłem pH za pomocą pehametru. Następnie do każdej zlewki dodałem po 5cm3 0,1 molowego HCl i po wymieszaniu ponownie zmierzyłem pH. Wyniki zestawiłem w tabeli.