pH mõõtmine, hüdrolüüs, elektrolüütide lahused (2)

Töö ülesanne
pH mõõtmine, hüdrolüüs,elektrolüütide lahused
Töövahendid
Koonilised kolvid (250 ml), mõõtkolvid (100 ml), bürett, pipett (10 ml), keeduklaas (50 ml), pH-meeter, katseklaaside komplekt, klaaspulk .
Kasutatud ained
Reaktiivid- 0,05...0,1M HCl kontroll-lahus, täpse kontsentratsiooniga NaOH standardlahus , ligikaudu 0,01M NH3⋅H2O lahus, 2M soolhappe, etaanhappe (äädikhappe) ja ammoniaagi vesilahused , küllastatud KCl lahus, SbCl3 lahus, kontsentreeritud sool- või lämmastikhape.
Indikaatorid - universaalindikaatorpaber, fenoolftaleiin (ff), metüülpunane (mp).
Tahked soolad Al2(SO4)3, NaCl, Na2CO3, Na2SO3 NH4Cl , CH3COONa , CH3COONH4 ning tsingigraanulid.
1. Tugevate ja nõrkade elektrolüütide keemiline aktiivsus.
Ühte katseklaasi valada 2-3 ml 2M soolhapet, teise samapalju 2M etaanhapet . Kumbagi katseklaasi viia ühesugused tsingitükid. Mõlemad katseklaasid asetada kuuma vette.
Energilisemalt mõjub tsingile HCl, sest on tugev hape , etaanhape on nõrk hape. HCl dissotsieerub täielikult H+ + Cl- .
2. Tasakaal nõrga happe ja nõrga aluse lahuses.

Katseklaasi valada 4-5 ml vett ja lisada sellele 3-4 tilka 2M etaanhapet ja 1-2 tilka metüülpunast. Lahus jagada kaheks. Ühele osale lisada väike kogus tahket naatriumetanaati, loksutada ja võrrelda lahuste värvusi mõlemas katseklaasis. Algselt lahus roosa , CH3COONa lisamisel muutus värvus punaseks. Tasakaal nihkus vasakule, vesinikioonide kontsentratsioon vähenes.
CH3COOH+ CH3COONa → CH3COONa+H2↑

Katseklaasi valada 4-5 ml vett ja lisada sellele 3-4 tilka 2M ammoniaagi vesilahust ja 2-3 tilka fenoolftaleiini. Lahus jagada kaheks. Ühele osale lisada väike kogus tahket ammooniumkloriidi, loksutada ja võrrelda lahuste värvusi mõlemas katseklaasis. Anda seletus lähtudes dissotsiatsiooni tasakaalust.
Algselt lahus lillakas -roosa, NH4Cl lisamisel värvus muutus hele roosaks. Tasakaal nihkus vasakule, hüdroksiidioonide kontsentratsioon vähenes. Nihutamaks tasakaalu dissotsieerumata molekulide suunas on vaja lisada nõrgale happele tugevat alust ja tugevale happele nõrka alust.
CH3COOH↔CH3COO-+H+
Kh=
NH4 OH↔ NH4 ++OH-
Ka=
3. Soolhappe kontroll-lahuse täpse kontsentratsiooni määramine tiitrimisega .
Pipeteerida destilleeritud veega loputatud 250 ml koonilisse kolbi 10 ml õppejõult saadud HCl kontroll-lahust(nr.3) ja lisada 2-3 tilka fenoolftaleiini lahust.
Bürett täita täpse kontsentratsiooniga (0,1001M) NaOH lahusega ja tiitrida ühe tilga täpsusega kuni roosa värvus jääb viimase tilga lisamisel püsima.

Tiitrimine 5,8 ml (NaOH)

Tiirimine 5,9 ml (NaOH)

Tiitrimine 5,8 ml (NaOH)
Keskmine 5,83 ml.
V(NaOH)*Cm(NaOH)=V(HCl)*Cm(HCl)
4. pH mõõtmine ja arvutused.
Teha HCl kontroll-lahusest 10x lahjendus.
Selleks pipeteerida 10 ml seda lahust 100 ml mõõtkolbi, täita kolb kriipsuni destilleeritud veega, sulgeda korgiga ja loksutada intensiivselt. Mõõta pH.
pH näit 2,40
aH+ = γ+ · [H+] ; aH+ =10-2,40 = 3,98*10-3 mol/l, järelikult γ+ = 3,98*10-3 /0,0562=0,0708
Cm (HCl)= 0,0584/10= 0,00584 mol/l
I=(0,00584*12+0,00584*12)= 0,00584
γH+= 0,924
aH+ =0,924*0,00584= 0,00540
pH= 2,27
Arvutatud pH=2,27, mõõdetud pH=2,40
Lahustunud soola mõju happelahuse pH-le
Pipeteerida 10 ml katse esimeses osas valmistatud lahjendatud HCl lahust 100 ml mõõtkolbi, lisada mõõtsilindriga 10 ml küllastatud KCl lahust ning täita kolb kriipsuni destilleeritud veega. Mõõta lahuse pH.
pH=3,68
Kontsentratsiooni leidmine pH järgi
Mõõta tundmatu kontsentratsiooniga NH3⋅H2O lahuse pH.
pH=10,13
5. Soolade hüdrolüüs
1. Teha katsed : Al2(SO4)3, NaCl, Na2CO3, Na2SO3, CH3COONH4 . Võtta väike kogus soola ja lahustada see destilleeritud veega pooleni täidetud katseklaasis.
Jagada uuritav lahus kahte katseklaasi. Ühte lisada 2-3 tilka indikaatorit ff, teise 1-2 tilka mp. Hinnata lahuse pH.
Al2(SO4)3→ 2Al3++3SO4
NaCl→Na++Cl-
Na2CO3→2Na++CO3-
Na2SO3→2Na++SO32-
CH3COONH4→CH3COO++NH3-
Na2CO3- tugev alus ja nõrk hape
β=0,046
[H+]=2,19*10-12
pH=11,7
Na2SO3-tugev alus, nõrk hape
β=2,77*10-6
[H+]=3,61*10-8
pH=7,44
CH3COONH4 –nõrk alus, nõrk hape
β=
β=
β= -
1,0055β=
β=0,0055
[H+]=1*10-7
pH=7
Kõige enam on hüdrolüüsunud Na2CO3 .
2. Hinnata Al2(SO4)3 ja Na2CO3 lahuste pH ka universaalse indikaatorpaberiga. Indikaatorpaberiga Al2(SO4)3 pH= 6 ning Na2CO3 pH= 10
3.Valada kuiva katseklaasi mõned tilgad SbCl3 lahust ning lisada vett sademe tekkeni. Lisada tõmbekapi all pipetiga katseklaasi tilkhaaval kontsentreeritud soolhapet sademe kadumiseni.
2SbCl3+3H2O→2Sb(OH)3↓+3Cl2
Sb(OH)3↓+HCl→Sb(OH)2Cl +H2O
Sade kaob, sest Sb(OH)3↓ ja soolhappe reageerimisel tekib lahustuv kompleksühend
4. 1-2 ml Al2(SO4)3 lahusele lisada sama palju Na2CO3 lahust. Soojendada .
Na2CO3+H2O→NaOH+H2O+CO2↑
Al2(SO4)3+NaOH→Al(OH)3↓+Na2SO4
Lahuses on Al(OH)3 sade ja eraldub CO2
5. Katseklaasi valada 4-5 ml vett, lisada veidi tahket NH4Cl ja 1-2 tilka mp-d. Milline on lahuse pH? Lahus jagada kaheks, üks katseklaas jätta võrdluseks, teist kuumutada keemiseni.
Lahuse pH on happeline (oranž värus, pH=4,2-6,3). Keemiseni kuumutades muutub värvus punaseks, jahutades taas oranžiks.Temperatuuri tõstmisel hüdrolüüsi ulatus suureneb. Hüdrolüüs on endotermiline protsess.
Sool
Fenoolftaleiin
ff
Metüülpunane
mp
pH hinnang
Kas hüdrolüüsub
jah/ei
Al2(SO4)3
värvitu
punane
pH