Lahuse kontsentratsiooni maaramine (0)

Töö ülesanne ja eesmärk      Antud töös määratakse happe lahuse kontsentratsioon tiitrimise teel.  Sissejuhatus Lahuste   kontsentratsiooni   määramiseks   sobib  mahtanalüüsi  meetod,   mida   nimetatakse   ka tiitrimeetriliseks  või  volumeetriliseks analüüsiks.  Meetod seisneb mingi lahustunud ainega täielikult reageeriva aine lahuse mahu ehk ruumala mõõtmises. Kasutatud t    öövahendid     Koonilised kolvid (250 ml), mõõtkolb (100 ml), lehtrid, bürett, pipetid (10 ja 20 ml). Kasutatud ained Kontsentreeritud   HCl   lahus,   täpse   kontsentratsiooniga   NaOH   lahus  ning  indikaator fenoolftaleiin (ff). Kasutatud uurimis- ja analüüsimeetodid  Arvutada, kui palju on vaja võtta kontsentreeritud soolhapet ja vett, et valmistada 100 mL etteantud   protsendilisusega,   mille   määrab   õppejõud,  HCl   lahust.   Mõõta  koonilisse   kolbi arvutatud kogus destilleeritud vett ja lisada tõmbe all väikese mõõtesilindriga vajalik kogus kontsentreeritud soolhapet.  Teha enda valmistatud soolhappelahusest viiekordne lahjendus. Selleks   pipeteerida   100   ml  mõõtkolbi   20   ml  lahust,   lisada   destilleeritud   vett  määratud kriipsuni. Pipeteerida koonilisse kolbi 10 ml 5x lahjendusega HCl lahust ja lisada kuni 3 tilka fenoolftaleiinilahust. Järgnevalt tilgutada büretist aluse (NaOH) lahust happesse (HCl), kuni esialgselt värvitu lahuse värvus muutub aluse lisamisel roosaks. Lugeda büretilt NaOH lahuse nivoo asukoht 0,05 ml  täpsusega. Saadud lugem annab happe neutraliseerimiseks kulunud aluse ruumala milliliitrites.  Katseandmed Valmistatava lahuse massiprotsent  2,2 %  Valmistatava lahuse molaarsus  mol/l ehk M Valmistatava lahuse tihedus  1,0093 g/cm3 Konts, soolhappe tihedus  1,179 g/cm3  Konts, soolhappe massiprotsent  36,0 %  Vaja on võtta konts, hapet  5,23 ml 


Vaja on võtta vett   94,8 ml  HCl mass lahuses  2,22 g C M NaOH = 0,1004 mol/¿l (M) Tiitrimise teel saadud happe neutraliseerimiseks kulunud aluse ruumala milliliitrites: I katse  11,31ml  II katse  11,30 ml III katse  11,29 ml Teoreetiline osa Koostada reaktsioonivõrrand. HCl+NaOH → NaCl+H 2 O Arvutan VHCl ja V H 20 V HCl : maine= V lahus∗tihedus∗C % 100 = 2,22∗100 36,0 = 6,16 g V HCl= m tihedus = 6,16 g 1,179 g /cm3 = 5,23ml V H 20 :(100∗1,0003)−5,23 ml=94,8 ml Katsetulemustest võtta aritmeetiline keskmine. 11,31ml+11,30ml +11,29ml 3 = 11,30ml Arvutada  tiitrimiseks   kulunud  NaOH lahuse  vähemalt   3 kokkulangeva   tulemuse  järgi   5x lahjendusega   HCl   lahuse   molaarsed   kontsentratsioonid.  Asendades   leitud   katsetulemuste aritmeetiline keskmine leian koheselt saadud tulemuste keskmise. Vastavalt HCl ja NaOH moolsuhtele 1 : 1 saab soolhappe otsitava kontsentratsiooni leida järgmiselt:  VNaOH –11,30 ml (NaOH lahuse maht ml (loetakse büretilt)) C M NaOH  – 0,1004 mol/l  (NaOH lahuse täpne kontsentratsioon)  V HCl – 10 ml  (HCl lahuse täpne maht ml (pipeti maht)) 


n HCl=nNaOH C M HCl = V NaOH ¿ C M NaOH V HCl = 11,30 ml∗0,1004 mol/l 10 ml = 0,113 mol/l Arvestades   viiekordset   lahjendust   arvutada   valmistatud   algse   soolhappelahuse   molaarne kontsentratsioon. 0,113 mol/l∗5=0,565 mol /l Leian teoreetilise CM HCl Vesinikkloriidi mass lahuses:  2,22 g T eoreetiline: 2,22 g 36 , 0∗0,1 = 0,616 Arvutada katse suhteline viga. E s= |saadud CM HCl − teoreetiline C M HCl | teoreetiline C M HCl ∗ 100 %= |0, 565−0,61 6| 0,616 ∗ 100 %=8,28 % Kokkuvõte või järeldused  Vastavalt töö eesmärgile leiti  HCl lahuse  5x lahjenduse  kontsentratsioon, mille keskmiseks oli 0,565. Teoreetiline  kontsentratsioon  arvutuste kohaselt oli 0,616. Järelikult  on saadud tulemus arvestuslik, sest viga jääb alla 10%, täpsemalt 8,28%.


Küsimuste vastused ning ülesanded 1. Mida nimetatakse mõõtelahuseks ja milleks seda kasutatakse? Millise täpsusega antakse mõõtelahuse kontsentratsioon?  Mõõtelahuseks nimetatakse viimast, teadaoleva kontsentratsiooniga lahust. 2. Mis on tiitrimine?  Tiitrimine ehk mahtanalüüs on meetod ainete/ioonide/elementide sisalduse määramiseks, mis põhineb analüüdi (tiitritav aine) reaktsioonil ainega, mille kontsentratsioon on täpselt teada. 3. Milline töövahend on bürett? Kuidas ja milleks seda kasutati? Millise täpsusega tuleb võtta lugem büretilt?  Bürett   on   silindrikujuline  gradueeritud   klaastorust  vahend  ja   selle   alumises   osas   olevast kraanist   või   näpitsast,   millega   on   võimalik   viia   uuritavasse   proovi   täpse   ruumalaga vedelikukogust.   Kasutatakse   näiteks   tiitrimisel   (aine   sisalduse   määramine).   Lugem   tuleb võtta täpsusega 0,05 cm3. 4. Milline töövahend on pipett? Kuidas ja milleks seda kasutati?  Pipett on klaasist vahend vedelike imemiseks ja väljastamiseks, kartmata saastumist. 5.   Kuidas   arvutati   uuritava   lahuse   kontsentratsioon   tiitrimistulemuste   põhjal?   Kirjutada reaktsioonivõrrand,   arvutusvalemid   ja   selgitada,   kuidas   on   saadud   vastavad   andmed arvutamiseks. Kirjutati   reaktsioonivõrrand:          HCl+NaOH → NaCl+H2 O.   Kasutati   valemit C M HCl = V NaOH ¿ C M NaOH V HCl .  Leiti kolm tulemust, erinevus võis olla maksimaalselt 0,15, arvutati nende tulemuste keskmine ning kasutati antud valemit. 6. Selgitada stöhhiomeetrilise punkti mõistet. Kuidas seda leida happe ja aluse tiitrimisel?  Stöhhiomeetriapunkt ehk ekvivalentpunkt on seisund, kus lahuses ei ole enam analüüsitavat ainet   ja   ei   ole   veel   mõõtelahuses   olevat   reageerivat   ainet.   Sellist   seisundit   on   võimalik määrata   indikaatoritega,   mis  reageerivad   ekvivalentpunkti   seisundile   (antud   töös   pH muutustele) ja muudavad oma värvi.


7. Mis on indikaatorid? Millist indikaatorit kasutati antud töös ja milline on selle värvus erinevates keskkondades? Mis on indikaatori pöördeala?  Indikaatorid   on   aineid,   mis   muudavad   värvust   lahusele   happe   või   aluse   lisamisel. Indikaatoreid kasutatakse happelise ja aluselise keskkonna määramiseks.  Antud töös kasutatakse  indikaatorina fenoolftaleiini, mis on happelises keskkonnas värvitu, kuid aluselises lahuses punane. Indikaatori pöördealaks nimetatakse pH väärtuste vahemikku, kus indikaator muudab oma värvi.  8.   Mis   värvuse   omandavad   indikaatorid   fenoolftaleiin   ja   metüülpunane   happelises   ja aluselises keskkonnas?  Fenoolftaleiin  on   happelises   keskkonnas   värvitu,   kuid   aluselises   lahuses   punane,   ja metüülpunane, mis on happelises keskkonnas punane, kuid aluselises lahuses kollane. 9. Mida väljendab lahuse molaarne kontsentratsioon?  Seda mitu mooli ainet on ühes ruumalaühikus lahuses. 10. Arvutada KOH lahuse kontsentratsioon, kui 20 mL selle lahuse neutraliseerimiseks kulus 50   mL   0,05   M   HCl   lahust,   Kui   palju   kuluks   sellise   lahuse   neutraliseerimiseks   0,05   M väävelhappelahust? Kirjutada vastavad reaktsioonivõrrandid, [0,125 M; 25 mL]