Üldine keemia praktikum 2 (0)

Töö ülesanne ja eesmärk Laboratoorse   töö   nr.   2   ülesanne   seisnes   happe   (HCl)   lahuse   valmistamisest,   mille protsendilisus   oli   eelnevalt   õppejõu   poolt   ette   antud.   Sellele   järgnes   soolhappelahuse lahjendus   ning   kasutades   tiitrimisprotsessi,   mille   tulemusena   on   võimalik   saavutada   töö eesmärk ehk, määrata happe lahuse kontsentrasioon tiitrimise kaudu.  Sissejuhatus Mahtanalüüs   –  Lahuste   kontsentratsiooni   määramise   meetod,   kus   uuritava   komponendi kogus lahuses määratakse ekvivalentse hulga reaktiivi lahuse mahu järgi. Mõõtelahus – Mahtanalüüsi raames teadaoleva kontsentratsiooniga lahus Tiitrimine   –  Meetod   ainete   sisalduse   määramiseks   kus   uuritavale   lahusele   lisatakse mõõtelahust. Stöhhiomeetriapunkt–    Ehk   ekvivalentpunkt   on   seisund,   kus   lahuses   ei   ole   enam analüüsitavat ainet ja ei ole veel mõõtelahusses olevat reageerivat ainet Indikaatorid–  Spetsifiiliste   omadustega   aine   (või   segu),   mis   teeb   nähtavaks   uuritava süsteemi teatud keemilise omaduse või selle muutuse (nt. fenoolftaleiin, metüüloranž) Indikaatori pöördeala– pH väärtuste vahemik, kus indikaator muudab oma värvi Kasutatud töövahendid Koonilised kolvid (250mL), mõõtsilinder (250mL), mõõtkolb (100mL), bürett, pipetid (10 ja 20mL).


Kasutatud ained Kontsentreeritud HCl lahus, täpse kontsentratsiooniga NaOH lahus, indikaator fenoolftaleiin (ff) Uurimis- ja analüüsimeetodid ning metoodika Kasutusel   olnud   analüüsimeetodi   puhul   on   tegemist   kvantitatiivse   analüüsiga,   mille eesmärgiks on aine (HCl) kontsentratsiooni määramine lahuses. Laboratoorne töö algas lähteandmete paika panemisest. Õppejõud oli määranud kindla lahuse protsendilisuse,   milleks   antud   juhul   oli   1,8%.   Mis   tähendas   seda,   et   tuli   välja   arvutada koguse,   kui   suure   osa   moodustas   kontsentreeritud   (36%-iline)   soolhape   ning   kui   suure destilleeritud vesi 100mL-is lahuses. Pärast õigete koguste määramist, saadi 100mL 1,8%- ilist HCl lahust. Järgmise etapi käigus tuli teha lahusest viiekordne lahjendus. Seda sai saavutada, kasutades 100mL-ist   mõõtkolbi,   kuhu   tuli   pipeteerida   20mL   lahust   ning   ülejäänud   80mL   täita destilleeritud veega ning seejärel intensiivselt loksutada. Järgnevalt algas tiitrimine. Koonilisse kolbi tuli pipeteerida 10mL viiekordse lahjendusega lahust   ning   lisada   3   tilka   fenoolftaleiinilahust.   Bürett,   mille   puhul   oli   vaja   veenduda,   et väljalaskeava   juures   pole   õhumulle,   tuli   täita   ülemise   kriipsuni   täis   aluselise naatriumhüdroksiidi   (NaOH)   lahust.   Seejärel,   tilgutada   büretis   olevat   alust   soolhappet sisaldavasse koonilisse kolbi, mille käigus toimub reaktsioon HCl + NaOH  NaCl + H2O ning indikaatori toimel muutub esialgselt värvitu lahus roosaks. Protsessi käigus tuli kolvis olevat lahust veidi segada, selleks et värvus kaoks, kuni lahus jõuab stöhhimeetriapunkti, siis on hape neutraliseeritud, mille puhul tuli protsess peatada ja lugeda büretilt NaOH lahuse nivoo asukoht, tulemus annab happe neutraliseerimiseks kulunud aluse ruumala (mL-tes). Protsessi tuli korrata 3 korda ning saadud tulemuste järgi tuli arvutada HCl lahuse molaarsed kontsentratsioonid ja võtta aritmeetiline keskmine. Selle kaudu sai arvutada soolhappelahuse moolarset kontsentratsiooni.




Katseandmed n HCl =  n NaOH Molaarmass HCl =  MHCl = 36,5g/mol Antud valmistatava lahuse kontsentratsioon C% = 1,8% Kontsentreeritud HCl massiprotsent C% = 36,0% Konts. HCl tihedus (36%) = 1,179g/cmg/cm3 Valmistatava lahuse tihedus (1,8%) = 1,0073g/cm3 CM(NaOH) = 0,1004mol/dm3 VNaOH(1) = 9g/cm,52cm3 VNaOH(2) = 9g/cm,61cm3 VNaOH(3) = 9g/cm,55cm3 VHCl= 10cm3 Vlahus = 100cm3 Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs Lähteandmete arvutamine: Lahustunud aine mass lõpplahuses:  m aine =  Vlahus * (1,8%) *  C % 100  = 100mL * 1,0073g/cm 3 * *  1,8 % 100   = 1,81g Lähtaine mass:  m HCl =  m aine * 100% / C% =  1,81
0,36 = 5,03g Lähteaine maht: VHCl =  mHCl ( 36 %)  =  5,03 g 1,179g/cm g /cm3  =  4,27mL


Vee maht:  Vlahus * (1,8%) -  m HCl = 100mL * 1,0073g/cm 3 -5,03g = 9g/cm5,7g = 9g/cm5,7cm3 Valmistatava aine molaarsus:   c M =  n HCl  / Vlahus  Ainehulk:  n HCl =  m aine /  MHCl = 1,81 / 36,5 = 0,050mol c M = 0,050mol / 0,1dm 3 = 0,5mol/L Lähteandmed: Valmistatava lahuse (HCl) massiprotsent:  C% = 1,8% Valmistatava lahuse molaarsus:  CM  = 0,5mol/L Konts. soolhappe tihedus:  = 1,179g/cmg/cm3 Konts. soolhappe massiprotsent: C% = 36,0% Vaja on võtta konts. hapet: 4,27mL Vaja on võtta vett: 9g/cm5,7mL Mõõtetulemuste arvutamine: (Tegemist on viiekordse lahjendusega) 1) (9g/cm,52mL)   CM(HCl) =  9g/cm,52∗0,1004 10  = 0,09g/cm56mol/L 2) (9g/cm,61mL)  CM(HCl) =  9g/cm,61∗0,1004 10  = 0,09g/cm65mol/L 3) (9g/cm,55mL)  CM(HCl) =  9g/cm,55∗0,1004 10  = 0,09g/cm59g/cmmol/L


Aritmeetiline keskmine ja lahjendamata molaarne kontsentratsioon CM(HCl) =  0,09g/cm56+0,09g/cm65+0,09g/cm59g/cm 3  * 5 = 0,09g/cm6 * 5 = 0,48mol/L Katse suhteline viga                                      Es =  0,48 mol/ L−0,5 mol/ L 0,5 mol /L  * 100% = 4%


Kokkuvõte Töö   käigus   sai   valmistatud   nõutud   kontsentratsiooniga   lahus,   büretiga   tiitritud   selle viiekordset   lahjendust   ning   saadud   mõõtmistulemusi   kasutatud   selleks,   et   välja   selgitada soolhappelahuse molaarne kontsentratsioon Katse   viga   oli   vaid   4%,   mille   puhul   võib   pidada   tulemust   arvestatavaks.   Vea   tekke vähendamiseks   peaks   kasutatud   ainekoguseid   täpsemalt   võtma   ning   mõõtmistulemused kontrollima korralikumalt üle, seda eriti büretil oleva skaala puhul.