logo chemia maturalna

Miareczkowanie kwas zasada część 2

SPIS TREŚCI

W poprzedniej części poznaliśmy teoretyczne podstawy miareczkowania. Wiemy już, że dzieli się ono na różne typy i każde z nich może pojawić się w postaci maturalnych zadań dotyczące stechiometrii. Miareczkowanie kwas-zasada może natomiast pojawić się w ramach obliczeń z pH.

1. Miareczkowanie mocnego kwasu przez mocną zasadę

Załóżmy, że w kolbie mamy 25 ml kwasu HCl o stężeniu 0,1 mol • dmー3, do którego dodajemy stopniowo NaOH również o stężeniu 0,1 mol • dmー3. Poprzez odpowiednie obliczenia uzasadnimy sobie kształt krzywej pH, która została pokazana w poprzedniej części.

Zaczynamy od początkowego pH. Skoro w kolbie znajdował się na początku tylko HCl o stężeniu 0,1 mol • dmー3, to wyliczamy, że :

pH = – log (0,1) = 1

Po dodaniu NaOH zaczyna zachodzić reakcja zgodnie z równaniem :

HCl + NaOH ⟶ NaCl + H2O

Stechiometria HCl do NaOH wynosi 1 : 1 , zatem bardzo latwo obliczyć, że punkt równoważnikowy (pH = 7), osiągniemy po dodaniu takiej samej ilości moli NaOH.

nHCl = 0,1 • 0,025 = 0,0025 mol ⇒ nNaOH = 0,0025 mol

Skoro stężenie NaOH wynosi także 0,1 mol • dmー3, to objętość NaOH, które musimy dolać, aby osiągnąć punkt równoważnikowy wynosi w takim razie 25 ml. Dodanie mniejszej objętości będzie oznaczało, że HCl jest w nadmiarze, a dodanie > 25 ml oznacza, że w roztworze został nadmiar NaOH.

2. Obliczenia przed osiągnięciem punktu równoważnikowego

Załóżmy, że chcemy obliczyć pH roztworu po dodaniu :

➤ VNaOH = 5 , 10 , 15 oraz 20 ml

Jest to zwykłe zadanie stechiometryczne, więc pierwsze co trzeba zrobić to obliczyć liczbę moli dodanego NaOH. Za każdym razem zatem będziemy wyliczać to jako :

nNaOH = 0,1 • VNaOH

Dla każdego ,,pomiaru” obliczenia będą wyglądać identycznie. Zobaczmy to na przykładzie dodanego NaOH w ilości 5 ml. Wtedy :

nNaOH = 0,1 • 0,005 = 0,0005 mola

Układamy tabelkę do stechiometrii :

HClNaOHNaClH2O
Liczba moli
na początku
0,00250,000500
Liczba moli
na końcu
0,0025 − 0,0005 = 0,00200,00050,0005
Tabela stechiometrii podczas reakcji mocny kwas + mocna zasada

W takim razie po reakcji zostało ΔnHCl = 0,002 mola kwasu solnego, a całkowita objętość roztworu wynosi V = 0,025 + 0,005 = 0,03 dm3 . Wyliczamy zatem stężenie HCl po reakcji (w nowej objętości) jak równe 0,002 : 0,03 = 0,067 mol • dmー3 . HCl dysocjuje całkowicie :

HCl ⟶ H+ + OH

Czyli pH = − log (0,067) = 1,17

Obliczenia dla V = 10 , 15 oraz 20 ml NaOH są identyczne i zostały zestawione w tabeli :

VNaOHnNaOHΔnHCl[H+]pH
5 ml0,00050,0025 − 0,0005 = 0,002\displaystyle [H^{+}] = \frac{0,002}{0,025 + 0,005} = 0,0671,17
10 ml0,0010,0025 − 0,001 = 0,0015\displaystyle [H^{+}] = \frac{0,0015}{0,025 + 0,01} = 0,0431,37
15 ml0,00150,0025 − 0,0015 = 0,001\displaystyle [H^{+}] = \frac{0,001}{0,025 + 0,015} = 0,0251,6
20 ml0,0020,0025 − 0,002= 0,0005\displaystyle [H^{+}] = \frac{0,0005}{0,025 + 0,02} = 0,0111,95
Tabela podsumowująca jak liczyć krok po kroku.

To co na razie obliczyliśmy możemy na razie podsumować w formie wykresu pH roztworu w zależności od dodanego NaOH. Przedstawiono już także pH = 7, które uzyskamy po dodaniu stechiometrycznej ilości NaOH. Zauważ bardzo duży skok pH : podczas 20 ml mamy jeszcze pH = 2 , a już po dodaniu zaledwie pięciu mililitrów mamy wzrost aż do pH = 7. Jest to tak zwany skok miareczkowania.

Wykres pH w zależności od objętości dodanego NaOH – sami konstruujemy ten wykres!

3. A gdy już dodamy za dużo NaOH…

Wszystko jest dokładnie tak samo, dalej konstruujemy tabelkę stechiometryczną, a jedyne co się zmienia, to że po reakcji zostaje nam nadmiar NaOH, a nie HCl. Policzymy zatem co się stanie po dodaniu (łącznie) :

➤ VNaOH = 30 , 40 , 50 ml

VNaOHnNaOHΔnNaOH[OH]pH
30 ml0,0030,003 − 0,0025 = 0,0005\displaystyle [OH^{-}] = \frac{0,0005}{0,025 + 0,03} = 0,06711,96
35 ml0,00350,0035 − 0,0025 = 0,001\displaystyle [OH^{-}] = \frac{0,001}{0,025 + 0,035} = 0,016712,22
40 ml0,0040,004 − 0,0025 =0,0015\displaystyle [OH^{-}] = \frac{0,0015}{0,025 + 0,04} = 0,02312,36
50 ml0,0050,005 − 0,0025 = 0,0025\displaystyle [OH^{-}] = \frac{0,0025}{0,025 + 0,05} = 0,03312,52
Tabela podsumowująca jak liczyć krok po kroku.

Teraz możemy już dokończyć rysowanie naszego wykresu!

Miareczkowanie kwas-zasada.
Share on facebook
Share on twitter
Share on whatsapp
Share on email
SPIS TREŚCI
pinezka
Dodaj komentarz

Witryna wykorzystuje Akismet, aby ograniczyć spam. Dowiedz się więcej jak przetwarzane są dane komentarzy.

Mogą Cię zainteresować:

Koszyk

0
image/svg+xml

Brak produktów w koszyku.

Continue Shopping

Ta strona używa plików cookie, aby zapewnić Ci najlepsze doświadczenia.