ქიმიის ექსპერიმენტის ჩვეულებრივი ტიპი, სახელწოდებით ტიტრირება, განსაზღვრავს ხსნარში გახსნილი ნივთიერების კონცენტრაციას. მჟავა-ტუტოვანი ტიტრაციები, რომელშიც მჟავა და ფუძე ანეიტრალებს ერთმანეთს, ყველაზე გავრცელებული სახეობაა. წერტილს, რომელზეც ანტალიაში განლაგებულია მჟავა ან ფუძე (გაანალიზებული ხსნარი), ექვივალენტურობის წერტილს უწოდებენ; ანალიზში მჟავას ან ფუძეზე დამოკიდებულებით, ზოგიერთ ტიტრაციას ექნება ექვივალენტურობის მეორე წერტილიც. ხსნარის pH– ის გამოთვლა შეგიძლიათ ექვივალენტურობის მეორე წერტილზე მარტივად.
დაადგინეთ, მჟავა ან ფუძე იყო ანალიზში, რომელი მჟავა ან ფუძე იყო და რა რაოდენობით იყო იგი. თუ ამ კითხვაზე მუშაობთ საშინაო დავალების შესასრულებლად, ინფორმაცია მოგეცემათ. თუ, მეორეს მხრივ, ლაბორატორიაში ახლახანს გაუკეთეთ ტიტრირება, ტიტრაციას შესრულებისას თქვენ შეაგროვებთ ინფორმაციას.
გახსოვდეთ, რომ დიპროტიკური მჟავები ან ფუძეები (მჟავები / ფუძეები, რომლებსაც შეუძლიათ გაითვალისწინონ ან მიიღონ ერთზე მეტი წყალბადის იონი) ისეთი ტიპისაა, რომელსაც ექნება ექვივალენტურობის მეორე წერტილები. გავიხსენოთ ისიც, რომ Ka1 არის წონასწორობის მუდმივა (პროდუქტების თანაფარდობა რეაქტორებთან) პირველი პროტონის შემოწირულობისთვის, ხოლო Ka2 არის წონასწორობის მუდმივა მეორე პროტონისთვის. Ka2 მოძებნეთ თქვენი მჟავა ან ფუძე მითითებულ ტექსტში ან ონლაინ ცხრილში (იხილეთ რესურსები).
განსაზღვრეთ კონიუგირებული მჟავის ან ბაზის რაოდენობა თქვენს ანალიზში. ეს ექვივალენტური იქნება მჟავას ან ფუძის თანხის თავდაპირველად. გამრავლებული ორიგინალი ანალიზის კონცენტრაცია მისი მოცულობით. მაგალითად, ჩათვალეთ, რომ თქვენ დაიწყეთ 40 მლ 1 მოლური ოქსალინის მჟავით. კონცენტრაცია მილილიტრებში გადააქციეთ 1000-ზე გაყოფით, შემდეგ კი ამ მოცულობის გამრავლება მისი კონცენტრაციით. ეს მოგცემთ ოქსალინის მჟავის მოლების რაოდენობას, რომელიც თავდაპირველად არსებობს: (40/1000) x 1 = 0,04. არსებობს 0,04 მოლი ოქსალინის მჟავა.
აიღეთ ტიტრანტის მოცულობა (ქიმიური ნივთიერება, რომელიც თქვენ დაამატეთ ტიტრირების დროს) მჟავას ან ფუძის ანალიტის გასანეიტრალებლად და დაამატეთ იგი თავდაპირველად არსებული ანალიზის მოცულობაში. ეს მოგცემთ თქვენს საბოლოო მოცულობას. მაგალითად, ჩათვალეთ, რომ მეორე ეკვივალენტობის მისაღწევად, 1 მლარ ოქსალინის მჟავას 40 მლ 1 მოლარული NaOH დაემატა. გაანგარიშება იქნება 80 მლ ტიტრანტი + 40 მლ ანალიტი = 120 მლ საბოლოო მოცულობა.
დაყავით მჟავას ან ბაზის მოლების რიცხვი, რომელიც თავდაპირველად თქვენს ანალიზშია, საბოლოო მოცულობის მიხედვით. ეს მოგცემთ კონიუგატ მჟავას ან ფუძის საბოლოო კონცენტრაციას. მაგალითად, 120 მლ იყო საბოლოო მოცულობა და 0,04 მოლი თავდაპირველად იყო. გადააკეთეთ მლ ლიტრებად და დაყოთ მოლების რაოდენობა ლიტრების რაოდენობაზე: 120/1000 = 0,12 ლიტრი; 0,04 მოლი / 0,12 ლიტრი = 0,333 მოლი ლიტრზე.
განსაზღვრეთ კონიუგირებული ფუძის Kb (ან Ka, თუ ეს არის კონიუგირებული მჟავა). გახსოვდეთ, რომ კონიუგირებული ფუძე არის სახეობა, რომელიც წარმოიქმნება ყველა პროტონის მჟავასგან ამოღებისას, ხოლო კონიუგირებული მჟავა არის სახეობა, რომელიც წარმოიქმნება, როდესაც პროტონს ფუძეს გადასცემთ. შესაბამისად, ექვივალენტურობის მე -2 წერტილში, დიპროტიკური მჟავა (მაგალითად, ოქსიალური მჟავა) მთლიანად დეპროტონირებული იქნება და მისი Kb უდრის 1 x 10 ^ -14 / მეორე Ka- ს ოქსილის მჟავას. ფუძისთვის, Ka ექვივალენტურობის მეორე წერტილში Ka ტოლი იქნება 1 x 10 ^ -14 / მეორე Kb დიპროტიკური ფუძისთვის. მაგალითად, ოქსალინის მჟავა იყო ანალიზატორი. მისი Ka არის 5,4 x 10 ^ -5. 1 x 10 ^ -14 გაყო 5.4 x 10 ^ -5: (1 x 10 ^ -14) / (5.4 x 10 ^ -5) = 1.852 x 10 ^ -10. ეს არის Kb ოქსალინის მჟავის მთლიანად დეპროტონიზირებული ფორმის, ოქსალატის იონისთვის.
წონასწორობის მუდმივი განტოლების ჩამოყალიბება შემდეგი ფორმით: Kb = ([OH -] [კონიუგირებული მჟავა]) / [კონიუგირებული ფუძე]. კვადრატული ფრჩხილები წარმოადგენს კონცენტრაციას.
შეცვალეთ x ^ 2 ზევით ორი ტერმინი განტოლებაში და ამოხსენით x- სთვის როგორც ნაჩვენებია: Kb = x ^ 2 / [კონიუგირებული ფუძე]. მაგალითად, ნატრიუმის ოქსალატის კონცენტრაცია იყო 0,333 მოლი / ლ, ხოლო მისი Kb იყო 1,852 x 10 ^ -10. როდესაც ეს მნიშვნელობები ჩართულია, ის იძლევა შემდეგ გაანგარიშებას: 1.852 x 10 ^ -10 = x ^ 2 / 0.333. განტოლების ორივე მხარე გავამრავლოთ 0.333-ზე: 0.333 x (1.852 x 10 ^ -10) = x ^ 2; 6.167 x 10 ^ -11 = x ^ 2. აიღეთ ორივე მხარის კვადრატული ფესვი x- ს გადასაჭრელად: (6.167 x 10 ^ -11) ^ 1/2 = x. ეს იძლევა შემდეგს: x = 7,85 x 10 ^ -6. ეს არის ჰიდროქსიდის იონების კონცენტრაცია ხსნარში.
ჰიდროქსიდის იონის ან წყალბადის იონის კონცენტრაციიდან გარდაქმნა pH– ზე. თუ თქვენ გაქვთ წყალბადის იონის კონცენტრაცია, თქვენ მიიღებთ უარყოფით ჟურნალს, რომ გადააკეთოთ pH. თუ თქვენ გაქვთ ჰიდროქსიდის იონის კონცენტრაცია, მიიღეთ უარყოფითი ჟურნალი და გამოაკელით თქვენი პასუხი 14-ს, რომ იპოვოთ pH. მაგალითად, ნაპოვნი კონცენტრაცია იყო 7.85 x 10 ^ -6 მოლი ლიტრ ჰიდროქსიდის იონებზე: log 7,85 x 10 ^ -6 = -5,105, შესაბამისად, -log 7,85 x 10 ^ -6 = 5,105.
გამოაკელი შენი პასუხი 14-დან. მაგალითად, 14 - 5.105 = 8.90. PH ექვივალენტურობის მეორე წერტილში არის 8,90.
რაც დაგჭირდებათ
- ფანქარი
- ქაღალდი
- კალკულატორი
Რჩევები
ამ გაანგარიშებით არ იქნა გათვალისწინებული წყლის აუტოიზაცია, რაც შეიძლება გახდეს სუსტი ფუძეების ან მჟავების ძალიან განზავებული ხსნარების ფაქტორი. ამის მიუხედავად, ეს კარგი შეფასებაა ამ მიზნებისათვის და როგორი პასუხი გაეცით ამ პრობლემისთვის.