تیتراسیون PH متری اسید و باز قوی
برچسب ها:شیمی آب, آزمایش|نظربدهید

هدف: تیتراسیون PH متری NaOH و HCl و رسم منحنی تیراسیون

تئوری:

مقدمه :
ا لکتروشیمی چیست؟ الکتروشیمی مبحثی در شیمی است که درمورد تبدیل انرژی شیمیایی به الکتریکی و بالعکس بحث می کند.
در سلول های گالوانی، انرژی شیمیایی به الکتریکی تبدیل می شود.
در سلول های الکترولیز انرژی الکتریکی به شیمیایی تبدیل می شود.
سلول شیمیایی : هر سلول شیمیایی در واقع یک واکنش اکسایشی - کاهشی است.
هر واکنش اکسایشی -کاهشی شامل دو نیم واکنش است.
هر نیم واکنش یک الکترود می باشد.
نیم واکنش اکسایش، آند ونیم واکنش کاهش،کاتد نام دارد.
مثال در مورد یک سلول الکتروشیمیایی :
یک ظرف شامل محلول سولفات مس که در آن تیغه مسی قرار دارد.
Cu2+ + 2e →Cu
یک ظرف شامل محلول سولفات روی که در آن تیغه ای از روی قرار دارد.
Zn → Zn2+ + 2e
اگر ظرف ها را با پل نمکی به هم و دو تیغه را نیز بهم وصل کنیم ،
جریان برق تولید می شود.
Cu2+ + Zn → Zn2+ + Cu

پتانسیل سنجی potentiometric
اندازه گیری اختلاف پتانسیل ما بین دو الکترود شناساگر و الکترود مرجع .
الکترود شناساگریا اندیکاتور: پتانسیل آن وابسته به غلظت گونه در تماس با آن است. الکترود مرجع، الکترودی که پتانسیل دقیقاً معینی دارد.

انواع الکترودهای مرجع : الکترود استاندارد هیدروژن - کالومل و نقره - نقره کلرید
الکترود استاندارد هیدروژن SHE
2H+ +2e H2
Pt,H2(P=1atm) H+(1M)
E=0.059 log a H+
الکترود کالومل :
Hg Hg2Cl2(sat,d),KCl(XM)
واکنش آن؛
Hg2Cl2 +2e 2Hg +2Cl- E0=0.268
پتانسیل آن برحسب غلظت
اگر محلول کلرید پتاسیم اشباع باشد، SCE و پتانسیل آن 241/0 ولت
الکترود نقره - نقره کلرید :
Ag │AgCl (s) , Cl- (X M)
AgCl + e Ag + Cl- ْ

انواع الکترودهای شناساگر : الکترودهای فلزی ، الکترودهای غشایی
انواع الکترودهای فلزی:
الکترودهای مرتبه یک (کاتیون ها( Ag │Ag+ (X M)
الکترودهای مرتبه دو (آنیون ها( Ag │KCl, AgCl
الکترودهای مرتبه سه (اکسایشی – کاهشی(
 Pt │Fe3+ (X M)
انواع الکترودهای غشائی :
1- الکترود شیشه PH ،
2-یون گزین (سایر کاتیونها(،
3- مایع غشائی
4- جامد و رسوبی
5-حساس به گاز

انواع روش های اندازه گیری پتانسیومتری:
1- روش مستقیم : الف)- منحنی کالیبراسیون ب)- افزایش محلول استاندارد
2- روش غیر مستقیم: الف(تیتراسیون های پتانسیومتری ب)- تیتراسیون های دیفرانسیلی
تیتراسیون های PH- سنجی
 در این نوع تیتراسیون حجم معینی از محلول مجهول(اسید یا باز) در بشر میn ریزیم.
 در داخل محلول الکترود ترکیبی PH را قرار می دهیم.n
 از بورت بهn محلول بشر قطره قطره محلول استاندارد(باز یا اسید) اضافه می کنیم به ازاء هر افزایش محلول استاندارد، PH را می خوانیم.
 از روی نمودار PH بر حسب حجم محلولn استاندارد، نقطه هم ارزی تعیین می کنیم..
الکترود شیشه ای ترکیبی شامل:
الکترودهای شیشه ای، الکترودهای مرجع داخلی و خارجی است.
Ag │AgCl (s) │Cl-(aq) ││H+(aq) H+(aq) , Cl-(aq) │ Ag (aq) │AgCl (s) │Ag
الکترود مرجع داخلی الکترود مرجع خارجی
E = L – 0591/0 PH

نکات اولیه در PH سنجی:
باید طبق دستورالعمل شرکت سازنده الکترود را نگهداری کرد.
قبل از استفاده کردن از الکترود از سالم و پر بودن از محلول الکترولیت اطمینان حاصل کرد.
دستگاه PH متر را بر اساس دستورالعمل های شرکت سازنده،
با محلول های بافر با PH دقیقاً معلوم درجه بند ی(کالیبره) نمود.
خطاها در اندازه گیری PH :
خطای قلیایی در 9
خطا در محلول های خنثی، تعادل دیر برقرار می شود.
انواع تیتراسیون های PH سنجی:
اسید قوی - باز قوی؛ مثل اسید کلرید ریک با سود و یا بالعکس
اسید ضعیف - باز قوی؛ مثل اسید استیک با سود و یا بالعکس
باز ضعیف - اسید قوی؛ مثل آمونیاک با اسید کلرید ریک
اسید ضعیف - باز ضعیف؛ مثل آمونیاک با اسید استیک
روش های تعیین نقطه هم ارزی در تیتراسیون های PH متری و پتانسیل سنجی:
الف)- رسم نمودار PH یا ( E اختلاف پتانسیل) بر حسب حجم تیترا نت
ب)- رسم نمودار بر حسب حجم تیترانت (V)
ج)- رسم نمودار بر حسب حجم تیترانت(V)
د)-روش Gran
با توجه به شکل نمودار ،انتخاب روش صحییح تعیین نقطه هم ارزی
روش های تعیین نقطه هم ارزی در نمودارهای PH(E) بر حسب V :
1-روش نصف کردن
2-روش رسم بهتدین دایره
3- روش رسم متوازی الاضلاع
با توجه به شکل نمودار PH یاE )اختلاف پتانسیل) برحسب V باید یکی از روش های فوق را انتخاب نمود.
نمودار تیتراسیون PH سنجی سیستم های مختلف اسید و باز :



محاسبه Ka یک اسید با کمک تیتراسیون PH سنجی :
HA H+ + A-


در هر نقطه از تیتراسیون PH را داریم. از روی نمودار می توانیم [A-] و [HA] راحساب کنیم.
شرح آزمایش :
در محیط آزمایشگاهی اکثر اوقات از کالومل استفاده می کنند ، مگر در مواردی که محلول به کلر حساسیت نشان می دهد ازسولفات جیوه استفاده می شود.
الکترود شناساگر : شیشه و الکترود مرجع : کالومل است .
• تیترات باید باز قوی باشد.
• به ازای تعداد پروتون باید یک جهش داشته باشیم.

مواد لازم: اسید قوی (مجهول) ، سود 0.1 مولار ، آب مقطر

وسایل لازم: مگنت ، بشر ، بالن ژوژه ، پیپت حبابدار ، کالومل ، بورت ، دستگاه PH متر

روش آزمایش:

کالیبراسیون PH متر:

برای کالیبراسیون PHمتر ابتدا باید دمای محلول بافر را به دستگاه بدهیم زیرا PH با تغییر دما تغییر می کند چون غلظت با دما تغییر می کند. سپس دو بافر با PH4 و 9 را در 2 بشر می سازیم و الکترود دستگاه را در بافر 4 قرار داده و با دکمه ی Standard ،  PH را بر روی 4 تنظیم می کنیم و سپس با بافر PH 9 هم این کار را انجام می دهیم . و بعد از انجام کالیبراسیون الکترود را با آب مقطر شسته و درون آب مقطر نگه داری می کنیم و تا آخر آزمایش دستگاه را خاموش نمی کنیم. (در این جا ما از بافر 7 استفاده کردیم)

 

ابتدا اسید  HClمجهول را داخل ارلن 100سی سی میریزیم و بوسیله آب مقطر به حجم می رسانیم . سپس بوسیله پیپت حبابدار 10 سی سی از اسید مجهول را برمی داریم . داخل بشر میریزیم و مگنت را در بشر می اندازیم.50 الی 100 سی سی هم آب مقطر داخل بشر می ریزیم.بشرراروی دستگاه قرار می دهیم. در قسمت پایینی پایه کالومل را وصل کرده و سر آنرا داخل بشر قرار میدهیم.(آند و کاتد ادغام شده اند،کالیبره شده)
دستگاه را روشن می کنیم تا مگنت شروع به چرخش کند .(باید دقت کنیم که مگنت با سرکالومل برخورد نکند)
دستگاه PH متررا روشن می کنیم . قبل از شروع تیتراسیون PH را می خوانیم.برای انجام تیتراسیون ابتدا یک بورت تمیز که با آب مقطرآبکشی شده و داخل آن سود ریختیم را بوسیله پایه دربالای بشرقرار می دهیم بطوریکه زمانیکه شیر بورت را باز می کنیم ، قطرات سود داخل بشر بریزد.
تیتراسیون را شروع می کنیم ، از یک تا بیست سی سی را یک سی سی یک سی سی طی می کنیم و بعد از20 سی سی را بصورت نیم سی سی طی می کنیم.برای اینکه بتوانیم جهش هارا رویت کنیم . فقط یک جهش داریم .
PH های بدست آمده را یادداشت می کنیم.نمودار را رسم می کنیم .

جدول داده ها:

 

جدول میزان حجم مصرفی نسبت به PH

V

PH

V

PH

V

PH

V

PH

1

0.59

21

0.84

41

6.8

62

12.53

2

0.6

22

0.85

42

11

62.5

12.54

3

0.65

23

0.86

43

11.78

63

12.55

4

0.67

24

0.87

44

12

63.5

12.56

5

0.68

25

0.88

45

12.14

64

12.57

6

0.69

26

0.89

46

12.23

64.5

12.58

7

0.7

27

0.9

47

12.3

65

12.59

8

0.71

28

0.91

48

12.35

65.5

12.6

9

0.72

29

0.92

49

12.36

66

12.61

10

0.73

30

0.93

50

12.38

66.5

12.62

11

0.74

31

0.94

51

12.39

67

12.63

12

0.75

32

0.95

52

12.4

68

12.64

13

0.76

33

0.96

53

12.41

69

12.65

14

0.77

34

0.97

54

12.42

70

12.68

15

0.78

35

0.98

55

12.43

71

12.73

16

0.79

36

0.99

56

12.44

72

12.83

17

0.8

37

1

57

12.45

73

12.87

18

0.81

38

1.3

58

12.46

74

13.02

19

0.82

39

1.8

59

12.47

 

20

0.83

40

2.5

60

12.48

 

 

محاسبات:

نقطه اکی والان:  

حجم NaOH مصرفی:          ml

موارد خطا :

زمانی که مقادیر یک میلی لیتر محلول درون بورت را در بشر اضافه می کنیم باید کمی صبر نمود تا محلول درون بشر کمی هم زده شود و عدد نمایشگر PH ثابت شود سپس آن را یاد داشت می نماییم.

نتیجه گیری:

هر چه اسید وباز قوی تر باشند جهش در نقطه اکی والان زیادتر می شود و هر چه رو به ضعیف تر  می رود جهش آن کمتر می شود بطوری که شاید تشخیص آن به سختی انجام شود.

 

منابع و مآخذ:

شیمی تجزیه محلول های آبی ، نوشته پیر موله و ژاكلین مورله ترجمه دكتر علیرضا پیشوایی ، استادیار دانشكده فنی تهران

کتاب هندز بوک       Modern Analytic Chemistry      فصل 11   الکتروشیمی

آشنایی با پدیده ضربه قوچ - دوشنبه یازدهم بهمن 1389
دستورالعمل فشارسنجی و رسم خطوط هم فشار - دوشنبه یازدهم بهمن 1389
دستگاه هاي فيلتر شني تحت فشار - دوشنبه یازدهم بهمن 1389
کنتور آب - دوشنبه یازدهم بهمن 1389
انواع تصفیه فاضلاب - دوشنبه یازدهم بهمن 1389
انواع سیستم لوله کشی - دوشنبه یازدهم بهمن 1389
خوردگی در لوله ها - دوشنبه یازدهم بهمن 1389
تصفیه آب به روش مغناطیسی - دوشنبه یازدهم بهمن 1389
نگاهي به وضعيت منابع آب در ايران و جهان - دوشنبه یازدهم بهمن 1389
خوردگی چیست؟ - دوشنبه یازدهم بهمن 1389
شهرهاي زيستي - دوشنبه یازدهم بهمن 1389
قانون نظام مهندسی و كنترل ساختمان - دوشنبه یازدهم بهمن 1389
بررسی ایمن سازی در سدهای قوسی - دوشنبه یازدهم بهمن 1389
صرفه جویی در مصرف آب - دوشنبه یازدهم بهمن 1389
مقاوم سازی لرزه ای تاسیسات آب شهری - دوشنبه یازدهم بهمن 1389
سيستم هاي مهندسي تصفيه آب و فاضلاب شهری - دوشنبه یازدهم بهمن 1389
زهکشی چيست و چگونه؟ - یکشنبه دهم بهمن 1389
سپتیک تانک - یکشنبه دهم بهمن 1389
دستورالعمل حوادث و اتفاقات شبکه آبرسانی - یکشنبه دهم بهمن 1389
ﻫﻮادﻫﻲ‬ - یکشنبه دهم بهمن 1389
آب و فاضلاب و تصفیه - شنبه نهم بهمن 1389
فيلتر کربن - شنبه نهم بهمن 1389
ﻫﺎﻟﻮﻣﺘﺎﻧﻬﺎ - شنبه نهم بهمن 1389
دستورالعمل پیمایش شبکه توزیع آب - شنبه نهم بهمن 1389
همه چیز درباره نیترات / استانداردهای جهانی آب آشامیدنی چیست - جمعه هشتم بهمن 1389
واحدهای مختلف تصفیه خانه فاضلاب شهری - جمعه هشتم بهمن 1389
احتمال بازگشت بلوم جلبکي به درياي خزر - جمعه هشتم بهمن 1389
آيا درياچه اروميه به سرنوشت آرال دچار مي‌شود؟ - جمعه هشتم بهمن 1389
تجهيزات اصلي بکار رفته در سيستم RO - جمعه هشتم بهمن 1389
راهنمای اندازه گیری و پایش سمیت در سیستم فاضلاب شهری - جمعه هشتم بهمن 1389
چرخه نیتروژن (سیکل ازت) - جمعه هشتم بهمن 1389
SDI و کاربرد های آن - پنجشنبه هفتم بهمن 1389
آلاینده های آب و روشهای حذف آنها - پنجشنبه هفتم بهمن 1389
دستگاه هاي مولد ازن ژنراتور - پنجشنبه هفتم بهمن 1389
کمبود آب و تصفیه غیر کافی فاضلاب - پنجشنبه هفتم بهمن 1389
راهنمای کنترل آزمایشگاهی و چرخه اطلاعات در راهبری تصفیه خانه های فاضلاب شهری - پنجشنبه هفتم بهمن 1389
دفع پسماند از طريق گاز پلاسما - پنجشنبه هفتم بهمن 1389
مقايسه بين ClO2 و روش UV/H2O2 و براي ضدعفوني آب آشاميدني - چهارشنبه ششم بهمن 1389
دستگاه هاي UV - چهارشنبه ششم بهمن 1389
راهنمای بازرسی از شبکه های جمع آوری فاضلاب شهری - چهارشنبه ششم بهمن 1389
تصفیه‌ی آب جهت حذف رنگ - چهارشنبه ششم بهمن 1389
ارزيابي تاثير نوع ماده منعقد کننده بر شاخص هاي بهره برداري در فرآيند فيلتراسيون مستقيم - سه شنبه پنجم بهمن 1389
مقايسه بركه اختياري اوليه و بي هوازي اوليه - سه شنبه پنجم بهمن 1389
فاكتورهاي شيميايي موثر بر روي عملكرد بركه ها - سه شنبه پنجم بهمن 1389
فاكتورهاي فيزيكي موثر بر روي عملكرد بركه ها - سه شنبه پنجم بهمن 1389
فاكتورهاي موثر در تصفيه در بركه هاي تثبيت - سه شنبه پنجم بهمن 1389
انواع بركه هاي تثبيت (2) - سه شنبه پنجم بهمن 1389
انواع بركه هاي تثبيت (1) - سه شنبه پنجم بهمن 1389
مقايسه مزايا و معايب فرايندهاي مختلف تصفيه فاضلاب - سه شنبه پنجم بهمن 1389
معايب بركه هاي تثبيت - سه شنبه پنجم بهمن 1389
گندزدایی آب و فاضلاب - یکشنبه دوازدهم دی 1389
راکتور های تصفیه فاضلاب ( SBR, UASB,…. ) - یکشنبه دوازدهم دی 1389
کاربرد رآکتورهای بیولوژیکی غشایی (Membrane bio reactor) در تصفیه فاضلاب - شنبه یازدهم دی 1389
اهمیت آبیاری در زراعت افتابگردان - شنبه یازدهم دی 1389
مهندسی آب به کمک محیط زیست می آید - شنبه یازدهم دی 1389
آب و پساب (فاضلاب) - شنبه یازدهم دی 1389
دستورالعمل استانداردسازی تولید لایه های اطلاعاتی صنعت آبفا منطبق با سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS - شنبه یازدهم دی 1389
آلودگي آب,(water pollution) - جمعه دهم دی 1389
تاریخچه زهکشی - جمعه دهم دی 1389
فاضلاب های اکسیژن خواه - جمعه دهم دی 1389
تأثير مفاهيم متافيزيكي محيط بر روي تركيب مولكولي آب - جمعه دهم دی 1389

ارسال توسط:امیرحسین ستوده بیدختی|موضوع:کارگاه,آزمایشات و وسایل آزمایشگاه

آلاینده های آب وروشهای اندازه گیری کیفیت آب
سپتیک تانک
کمپوست
عوامل مولد طعم وبو در آب آشامیدنی
شاخص های مدفوعی آلودگی آب
جنبه های میکروبی حائز اهمیت آب آشامیدنی
دستگاه سختی گیر
میکروبیولوژی محیط آب
سرعت لازم در فاضلاب ها
سیستم های بهسازی محیط