4_Pehametria_i_roztowry_buforowe.pdf

PEHAMETRIA

I ROZTWORY BUFOROWE

1. Sporz ą dzanie i oznaczanie pH buforu octanowego

Zasada:

Pehametria jest analiz ą instrumentaln ą , słu Ŝą c ą do potencjometrycznego bezpo-

ś redniego pomiaru wska ź nika st ęŜ enia jonów H + , czyli pH. Warto ść pH jest

równa ujemnemu logarytmowi dziesi ę tnemu ze st ęŜ enia jonów wodorowych

(dla rozcie ń czonych roztworów) lub z aktywno ś ci jonów wodorowych (dla bar-

dziej st ęŜ onych roztworów):

pH = – log [H + ] pH = - log a H

gdzie:

a H – aktywno ść jonów wodorowych.

Aparaty słu Ŝą ce do pomiaru warto ś ci pH, czyli pehametry maj ą skal ę od 0 do

14, obecnie z odczytem cyfrowym. Jak wynika z definicji pH, jego warto ść

równa jest 0 wówczas, gdy st ęŜ enie jonów H + wynosi 1 mol/l. Natomiast przy

takim samym st ęŜ eniu, ale jonów OH - , warto ść pH wynosi 14. W pehametrze

zestawiono ogniwo ze szklanej elektrody membranowej (czułej na st ęŜ enie jo-

nów H + ) i z elektrody odniesienia, które zanurza si ę w analizowanym roztwo-

rze. Jako elektrody odniesienia obecnie najcz ęś ciej u Ŝ ywa si ę elektrody chloro-

srebrowej w tzw. elektrodzie kombinowanej, któr ą stanowi jedna rurka zako ń -

czona ba ń k ą szklan ą , zawieraj ą ca obie elektrody konieczne do pomiaru pH.

Przed wła ś ciwym pomiarem wykonuje si ę tzw. nastawienie, zwane równie Ŝ ju-

stowaniem pehametru. W tym celu, po wypłukaniu elektrody wod ą destylowan ą

i osuszeniu przez delikatne dotykanie kawałkiem bibuły, elektrod ę kombinowa-

n ą zanurza si ę w roztworze wzorcowym o znanym pH (warto ść pH roztworu

wzorcowego ma by ć bliska spodziewanej warto ś ci mierzonej) i po wł ą czeniu

przyrz ą du na pomiar doprowadza si ę odpowiednimi przyciskami do wskazania

takiej wła ś nie warto ś ci. Po nastawieniu pehametru, elektrod ę kombinowan ą po

przemyciu i osuszeniu wkłada si ę do analizowanego roztworu i odczytuje war-

to ść pH. Przy pomiarze pH wa Ŝ na jest temperatura analizowanego roztworu. Do

wykonania prawidłowego pomiaru nale Ŝ y skompensowa ć wpływ temperatury.

Bufory octanowe o ró Ŝ nych warto ś ciach pH:

0,2 M CH 3 COOH

(ml)

0,2 M CH 3 COONa

(ml)

obliczone

oznaczone

Wykonanie:

Sporz ą dzi ć 20 ml buforu octanowego wskazanego przez asystenta. Znaj ą c st ę -

Ŝ enia poszczególnych składników u Ŝ ytych do sporz ą dzenia buforu, nale Ŝ y

obliczy ć oczekiwan ą teoretyczn ą warto ść pH sporz ą dzanego buforu.

Zmiesza ć odpowiednie obj ę to ś ci 0,2 M roztworu kwasu octowego CH 3 COOH

z 0,2 M roztworem octanu sodowego CH 3 COONa, zgodnie z danymi zawar-

tymi w tabeli. Przygotowa ć pehametr do pomiaru. Zmierzy ć pH wody wodo-

ci ą gowej. Elektrod ę przemy ć wod ą destylowan ą , osuszy ć bibuł ą . Przygoto-

wa ć pehametr do pomiaru. Zmierzy ć pH sporz ą dzonego buforu na pehame-

trze.

Sporz ą dzony roztwór buforu octanowego zachowa ć do nast ę pnego ć wiczenia.

2. Sporz ą dzanie i oznaczanie pH buforu w ę glanowego

Zasada:

Zasada post ę powania jest taka sama, jak ą przedstawiono przy buforze octano-

wym. W tabeli podano obj ę to ś ci obu składników buforu, które nale Ŝ y poł ą czy ć

w celu otrzymania roztworu o wskazanym pH.

Bufory w ę glanowe o ró Ŝ nych warto ś ciach pH:

0,2 M Na 2 CO 3

(ml)

0,2 M NaHCO 3

(ml)

obliczone

oznaczone

Wykonanie:

Sporz ą dzi ć 20 ml buforu w ę glanowego wskazanego przez asystenta. Znaj ą c

st ęŜ enia poszczególnych składników roztworu buforowego, obliczy ć oczeki-

wan ą warto ść pH sporz ą dzonego buforu.

Zmiesza ć wła ś ciwe obj ę to ś ci 0,2 M roztworu w ę glanu sodu Na 2 CO 3 z 0,2 M

roztworem wodorow ę glanu sodu NaHCO 3 , zgodnie z danymi zamieszczony-

mi w tabeli.

Przygotowa ć pehametr do pomiaru.

Zmierzy ć pH sporz ą dzonego buforu na pehametrze.

Sporz ą dzony roztwór buforu w ę glanowego pozostawi ć do nast ę pnego ć wi-

czenia.

3. Wpływ rozcie ń czania na pH roztworu buforowego

Zasada:

Rozcie ń czanie roztworów buforowych zasadniczo nie wpływa na ich warto ś ci

pH, poniewa Ŝ zachowany jest stosunek st ęŜ e ń składników ka Ŝ dego buforu.

Zmienia jednak sił ę jonow ą oraz pojemno ść buforow ą . Zmiana aktywno ś ci po-

szczególnych jonów w roztworze wpływa na pH, szczególnie w przypadku bu-

forów opartych na solach kwasów wieloprotonowych, np. w buforze fosfora-

nowym.

Wykonanie:

Odmierzy ć do 2 zlewek po 10 ml ka Ŝ dego ze sporz ą dzonych buforów: octa-

nowego i w ę glanowego.

Ka Ŝ dy bufor rozcie ń czy ć dwukrotnie wod ą destylowan ą do 20 ml.

Przygotowa ć pehametr do pomiaru.

Zmierzy ć pH rozcie ń czonych buforów i porówna ć z warto ś ci ą pH przed roz-

cie ń czeniem oraz z wynikami obliczonymi teoretycznie. Rozcie ń czone bufo-

ry zachowa ć do nast ę pnego ć wiczenia.

4. Okre ś lanie pojemno ś ci buforowej

Zasada:

) jest wielko ś ci ą charakteryzuj ą c ą zdolno ść buforowa-

nia przez dany roztwór, czyli przeciwstawiania si ę zmianom pH po dodaniu do

roztworu mocnego kwasu lub zasady. Miar ą pojemno ś ci buforowej jest stosu-

nek liczby dodanych moli jonów H + lub OH - do zmiany pH w przeliczeniu na 1

litr roztworu buforowego:

(

mol

)

gdzie:

dC – st ęŜ enie dodanego mocnego kwasu lub mocnej zasady (mol/l), które spo-

wodowało zmian ę pH roztworu buforowego;

pH – zmiana warto ś ci pH roztworu buforowego.

Pojemno ść buforowa przyjmuje tym wi ę ksz ą warto ść , im wi ę ksze jest st ęŜ enie

buforu, natomiast maleje wraz z rozcie ń czaniem buforu. Bufory o tym samym

st ęŜ eniu maj ą najwi ę ksz ą pojemno ść wówczas, gdy stosunek ich składników,

sprz ęŜ onej pary kwas-zasada, jest równy jedno ś ci.

Wykonanie:

Rozcie ń czony bufor octanowy podzieli ć na dwie cz ęś ci po 10 ml, po czym do

jednej cz ęś ci doda ć 1 ml 0,1 M roztworu NaOH, a do drugiej 1 ml 0,1 M roz-

tworu HCl.

Do 10 ml nierozcie ń czonego buforu octanowego doda ć 1 ml 0,1 M roztworu

NaOH lub 1 ml 0,1 M roztworu HCl, według wskaza ń asystenta.

Przygotowa ć pehametr do pomiaru.

Zmierzy ć pH buforów (a) i (b) na pehametrze.

Rozcie ń czony bufor w ę glanowy podzieli ć na dwie cz ęś ci po 10 ml, po czym

do jednej cz ęś ci doda ć 1 ml 0,1 M roztworu NaOH, a do drugiej 1 ml 0,1 M

roztworu HCl.

Do 10 ml nierozcie ń czonego buforu w ę glanowego doda ć 1 ml 0,1 M roztworu

NaOH lub 1 ml 0,1 M roztworu HCl, według wskaza ń asystenta.

Przygotowa ć pehametr do pomiaru.

Zmierzy ć pH buforów (c) i (d) na pehametrze.

Okre ś li ć pojemno ś ci buforowe (wszystkich buforów) na podstawie otrzyma-

nych wyników do ś wiadczalnych.

· Obliczy ć teoretyczn ą zmian ę pH po dodaniu do buforów o znanym st ęŜ eniu

po 1 ml 0,1 M NaOH lub 0,1 M HCl i obliczy ć teoretyczne pojemno ś ci bufo-

rowe analizowanych roztworów buforowych.

Pojemno ść buforowa (

ODCZYNNIKI

0,2 M CH 3 COOH, 0,2 M CH 3 COONa, 0,2 M Na 2 CO 3, 0,2 M NaHCO 3 , 0,1 M

NaOH, 0,1 M HCl.

NOTATKI

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: