Transcript Ογκομέτρηση
ορισμοί Ογκομέτρηση είναι η διαδικασία ποσοτικού προσδιορισμού μιας ουσίας με μέτρηση του όγκου διαλύματος γνωστής συγκέντρωσης μιας άλλης ουσίας( πρότυπο διάλυμα) που χρειάζεται για να αντιδράσει πλήρως με την πρώτη ουσία. Έστω πχ. Η αντίδραση οξύ + βάση → αλάτι + νερό HCl + NaOH → NaCl + H2O Αν έχουμε Vοξ L οξέος άγνωστης συγκέντρωσης Cοξ, τα οποία για να αντιδράσουν πλήρως χρειάζονται Vβ L βάσης γνωστής συγκέντρωσης Cβ, τότε από την στοιχειομετρία της αντίδρασης ισχύει: nοξ= nβ ⇨ Cοξ . Vοξ = Cβ . Vβ⇨ C C V V Ορισμών συνέχεια πρότυπο ονομάζεται το διάλυμα γνωστής συγκέντρωσης. Το πρότυπο διάλυμα πρέπει να είναι ισχυρός ηλεκτρολύτης. αλκαλιμετρία έχουμε όταν ογκομετρείται οξύ άγνωστης C με πρότυπο διάλυμα βάσης. οξυμετρία έχουμε όταν ογκομετρείται βάση άγνωστης C με πρότυπο διάλυμα οξέος. ισοδύναμο σημείο είναι το σημείο όπου έχει αντιδράσει πλήρως (στοιχειομετρικά) η ουσία άγνωστης C με το πρότυπο διάλυμα. τελικό σημείο είναι το σημείο όπου παρατηρείται χρωματική αλλαγή του ογκομετρούμενου διαλύματος, οπότε σταματάμε την προσθήκη πρότυπου διαλύματος. καμπύλη ογκομέτρησης είναι η γραφική παράσταση μεταβολής του pH του ογκομετρούμενου διαλύματος σε συνάρτηση με τα mL του πρότυπου διαλύματος που προστίθενται pH 1. Ογκομέτρηση ισχυρού οξέος με πρότυπο διάλυμα βάσης HCl + NaOH NaCl + H2O • ογκομετρούνται 25mL HCl C M • πρότυπο διάλυμα NaOH 1M • είναι αλκαλιμετρία • το pH στο Ι.Σ. είναι 7 • ιδανικός δείκτης είναι αυτός που έχει pKa= 7 ( περιοχή αλλαγής 6-8) •κατάλληλος δείκτης είναι όποιος αλλάζει χρώμα στην περιοχή 2-10 Ισοδύναμο σημείο V NaOH (mL) • πριν το Ι.Σ. nHCl>nNaOH ,στο διάλυμα υπάρχουν HCl και NaCl ⇨ pH<7 • ακριβώς στo Ι.Σ. nHCl=nNaOH ,στο διάλυμα υπάρχει μόνο NaCl ⇨pH=7 • μετά το Ι.Σ. nHCl< nNaOH, στο διάλυμα υπάρχουν NaOH και NaCl ⇨pH>7 υπολογισμοί; pH 2. Οξυμετρία ή αλκαλιμετρία; NaOH + HCl NaCl + H2O • ποιο είναι το Ι.Σ.; • ποιο είναι το pH στο Ι.Σ.; • ποιος είναι ο ιδανικός δείκτης; • ποιοι είναι κατάλληλοι δείκτες; ισοδύναμο σημείο VHCl (mL) • ποιες ουσίες υπάρχουν στο διάλυμα πριν το Ι.Σ; • ποιες ουσίες υπάρχουν στο διάλυμα ακριβώς στο Ι.Σ; • ποιες ουσίες υπάρχουν στο διάλυμα μετά το Ι.Σ; υπολογισμοί ; Μια παρατήρηση Κατά την ογκομέτρηση ισχυρού οξέος με ισχυρή βάση και αντίστροφα, το pH στο ισοδύναμο σημείο είναι 7. 3. Ογκομέτρηση ασθενούς οξέος HA + NaOH pH VNaOH (mL) Ισοδύναμο σημείο NaA + H2O • ογκομετρούνται 25mL HA C M • πρότυπο διάλυμα NaOH 1M • είναι αλκαλιμετρία • ποιο είναι το Ι.Σ.; • ποιο είναι το pH στο Ι.Σ.; • ποιος είναι ο ιδανικός δείκτης; • ποιοι άλλοι δείκτες είναι κατάλληλοι; • πριν το Ι.Σ. nHΑ>nNaOH ,στο διάλυμα υπάρχουν HΑ και NaΑ , το διάλυμα είναι ρυθμιστικό και το pH<7 • ακριβώς στo Ι.Σ. nHΑ=nNaOH ,στο διάλυμα υπάρχει μόνο NaΑ ⇨pH>7 • μετά το Ι.Σ. nHΑ< nNaOH, στο διάλυμα υπάρχουν NaOH και NaΑ ⇨pH> pHΙ.Σ.>7 Ένα χαρακτηριστικό σημείο της καμπύλης ογκομέτρησης ασθενούς οξέος Έστω ότι ογκομετρούμε διάλυμα ασθενούς οξέος ΗΑ με πρότυπο διάλυμα NaOH Cβ. pH Το Ι.Σ. αυτής της ογκομέτρησης είναι τα 25 mL. Α Στο Ι.Σ. nHA=nΝαΟΗ⇨nHA= 0.025 . Cβ mol Ι.Σ. V NaOH(mL) Στο μέσο της ογκομέτρησης, όταν δηλαδή έχουν προστεθεί 12,5mL NaOH, έχουν αντιδράσει τα μισά mol HA. HA + NaOH Το διάλυμα περιέχει ΗΑ/ NaA αρχ. 0,025 Cβ 0,0125 Cβ και είναι ρυθμιστικό με nHA=nΝαΑ ⇨ CHA=CNaA τελ. 0,0125 Cβ 0 pH pKa log C . C . pH pKa NaA + H2O 0,0125 Cβ παρατηρήσεις αλκαλιμετρία ισχυρού οξέος αλκαλιμετρία ασθενούς οξέος κατά την ογκομέτρηση ασθενούς οξέος με ισχυρή βάση το pH στο Ι.Σ. είναι >7, ενώ κατά την ογκομέτρηση ισχυρού οξέος με ισχυρή βάση το pH στο Ι.Σ. είναι =7 η καμπύλη ογκομέτρησης στην περίπτωση ασθενούς οξέος είναι λιγότερο απότομη πριν το Ι.Σ- το κατακόρυφο τμήμα έχει μικρότερο εύρος. 4. Τι ογκομετρείται; Ασθενές ή ισχυρό οξύ; Ασθενής ή ισχυρή βάση; pOH=pKb NH3 + HCl NH4Cl + NH4 + H2O Μέσον ογκομέτρησης . NH4Cl + NH4 + Cl -- + NH3 + H3O Και σε αυτή την περίπτωση στην μέση της ογκομέτρησης σχηματίζεται ρυθμιστικό NH3/NH4Cl με C (NH3) =C (NH4Cl) , για το οποίο ισχύει: pOH=pKb ανακεφαλαίωση Οξυμετρία ασθενούς βάσης αλκαλιμετρία ασθενούς οξέος Οξυμετρία ισχυρής βάσης αλκαλιμετρία ισχυρού οξέος