در تیتراسیون اسید و باز، اطلاعات مهمی که باید به دست آید، نقطه هم ارزی است. اگر تعداد معینی مول اسید در ارلن تیتراسیون وجود داشته باشد، نقطه هم ارزی زمانی حاصل می شود که همان تعداد مول باز از بورت اضافه شود. سپس مولاریته باز را می توان محاسبه کرد زیرا تعداد مول های باز اضافه شده با تعداد مول های اسید در ارلن مایر برابر است و حجم باز اضافه شده نیز مشخص است. به طور مشابه، اگر تعداد مول های اسید در فلاسک تیتراسیون ناشناخته باشد، اگر مولاریته باز و حجم باز اضافه شده مشخص باشد، می توان آن را برای نقطه هم ارزی محاسبه کرد.
اغلب pH محلول در نقطه هم ارزی به طور چشمگیری تغییر می کند. یک نشانگر اسید-باز با تغییر رنگ در محدوده pH معین کار می کند. اگر شاخصی انتخاب شود که نزدیک به نقطه هم ارزی تغییر رنگ می دهد، تغییر چشمگیری در رنگ نشانگر در نقطه هم ارزی نیز ایجاد می شود زیرا pH به سرعت تغییر می کند.
در تیتراسیون اسید و باز پتانسیومتری، نشانگر لازم نیست. یک PH متر برای اندازه گیری pH استفاده می شود، زیرا باز در افزایش های کوچک (به نام aliquots) به محلول اسید اضافه می شود. سپس نموداری با pH در امتداد محور عمودی و حجم باز در امتداد محور افقی ایجاد می‌شود. از این نمودار می توان نقطه هم ارزی را تعیین کرد و مولاریته باز را محاسبه کرد.
اهداف
1. انجام تیتراسیون پتانسیومتری محلول اسیدی با مولاریته شناخته شده.
2. رسم نمودار حجم باز اضافه شده در برابر pH و تعیین نقطه هم ارزی.
3. محاسبه مولاریته محلول باز.
نکات ایمنی
1. در طول آزمایش تیتراسیون اسید و باز همیشه از عینک محافظ، رپوش و دستکش نیتریلی استفاده کنید.
2. محلول HCl خورنده است. اگر بر روی پوست دست ریخت، باید آن را با محلول بی کربنات سدیم خنثی کنید، سپس با آب فراوان بشویید. در هر صورت، بلافاصله به کارشناس خود اطلاع دهید.
3. محلول NaOH سوزاننده است. اگر روی پوست دست ریخت، ناحیه آسیب دیده را با آب فراوان بشویید.
مواد و تجهیزات
PH متر با بافرهای استاندارد pH 4.0، pH 7.0 و pH 10.0
بورت شیر تفلون
گیره فیشر و پایه حلقه
همزن مغناطیسی (هات پلیت استیرر) با مگنت مغناطیسی کوچک
بشر 250 میلی لیتری
ارلن مایر 250 میلی لیتری
محلول HCl با مولاریته شناخته شده
محلول NaOH با مولاریته ناشناخته
روش انجام آزمایش تیتراسیون اسید و باز به روش pH متری
1. حدود 100 میلی لیتر HCl با مولاریته مشخص را در یک بشر تمیز و خشک تهیه کنید. این بشر باید دارای برچسب باشد.
2. بورت خود را با آب مقطر بشویید. سپس مقدار کمی از محلول اسید هیدروکلریک 0.l5 مولار را برای شستشوی بورت استفاده کنید. (حدود 10 میلی لیتر از محلول اسید هیدروکلریک را داخل بورت بریزید. بگذارید مقداری از آن از نوک آن عبور کند. بقیه محلول HCl را از بالای بورت بیرون بریزید و در حین ریختن آن را بچرخانید.) محلول آبکشی باید دور ریخته شود. داخل سینک این روش شستشو را دو بار دیگر تکرار کنید. محلول HCl را تا نقطه ای بالاتر از علامت گذاری پر کنید و سپس با احتیاط محلول HCl را در ظرف زباله خارج کنید تا ته محلول روی خط 0.00 بورت قرار گیرد.
3. حدود 100 میلی لیتر محلول NaOH را در یک ارلن تمیز و خشک دیگر تهیه کنید. 50 میلی لیتر از آن را با استفاده از قیف شیشه ای داخل بورت بریزید.
4. PH متر را استاندارد کنید (به دستورالعمل های خاص pH متری که استفاده می کنید مراجعه کنید)
5. یک ارلن 250 میلی لیتری بردارید به آن 0.15 مولار اسید هیدروکلریک (20 میلی لیتر) بریزید.
6. یک مگنت را با احتیاط داخل ارلن حاوی محلول HCl بیندازید. ارلن را روی همزن مغناطیسی قرار دهید. و بورت حاوی محلول NaOH و الکترود pH را همانطور که در نمودار نشان داده شده است قرار دهید. موتور همزن را با دقت روشن کنید و مطمئن شوید که میله همزن به الکترود برخورد نمی کند. سرعت هم زدن را طبق دستور معلم خود تنظیم کنید.
7. PH محلول را قبل از افزودن NaOH اندازه گیری و ثبت کنید.
8. 1.0 میلی لیتر محلول NaOH را با احتیاط از بورت اضافه کنید. هنگامی که PH ثابت شد، آن را ثبت کنید. 1.0 میلی لیتر دیگر NaOH اضافه کنید و PH را ثبت کنید. افزودن NaOH را با افزایش 1.0 میلی لیتری ادامه دهید تا زمانی که PH بالاتر از 12 بدست آورید.
9. الکترود pH را از محلول خارج کنید، آن را با آب مقطر بشویید.
محاسبات آزمایش تیتراسیون اسید و باز به روش pH متری
1. نموداری از pH در مقابل میلی لیتر NaOH اضافه شده تهیه کنید. pH باید در محور عمودی و حجم سود سوزآور باید در محور افقی باشد. نمودار باید به اندازه ای باشد که 1 میلی لیتر با 1 مربع در نمودار نشان داده شود و مقیاس pH تا حد امکان پخش شود.
2. باید منطقه ای در نمودار شما وجود داشته باشد که شیب آن بسیار تند باشد. نقطه میانی این منطقه را تعیین کنید. این نقطه هم ارزی است. میلی لیتر NaOH اضافه شده را در نقطه هم ارزی که از نمودار مشخص شده است، ثبت کنید.
3. از رابطه:
MAVA = MBVB
برای تعیین مولاریته باز استفاده کنید.
