جزوه آزمایشگاه شیمی تجزیه ۱ : تیتراسیون محلول های اسید و باز چند ظرفیتی و مخلوط آن ها

آزمایش سوم

 نام آزمایش : تیتراسیون محلول های اسید و باز چند ظرفیتی و مخلوط آن ها

 ابزار و مواد لازم :  نمونه ی شماره ی ۳ حاوی اسید فسفریک ، نمونه ی شماره ی ۱۳ حاوی نمک فسفات ، نمونه ی شماره ی ۲۳ حاوی مخلوطی از نمک های هیدروژن فسفات و دی هیدروژن فسفات ، پی پت ، تعدادی بشر ، مجموعه ی بورت و پایه ، دستگاه متر ، همزن مغناطیسی ، تامپون های ۴ و ۷ برای تنظیم دستگاه  متر ، پیست ، سود و اسید کلریدریک ۰.۱ نرمال ، شناساگر های متیل سرخ و فنل فتالئین و آب مقطر .

هدف : هدف این جلسه آشنایی با تیتراسیون اسید و باز های چند ظرفیتی می باشد و برای این منظور از خانواده ی اسید فسفریک استفاده می شود .

 نتیجه : در انتها سه محلول ذکر شده تیتر شدند و غلظت های ۰.۰۸۹ مولار برای فسفریک اسید ، ۰.۰۹۱ مولار  برای فسفات ، ۰.۰۷۹ مولار برای هیدروژن فسفات و ۰.۰۸۲ مولار برای دی هیدروژن فسفات بدست آمد .

 آزمایشگاه تجزیه (۱)

تئوری

اسید باز های چند ظرفیتی :

همانطور که از نام آنها بر می آید این دسته از اسید ها و باز ها داراری چند ظرفیت و نوبت برای نشان دادن خاصیت مر بوط به خود هستند ، به عبارتی زمانی که یک اسید چند ظرفیتی در حضور یک مقدار برابر از باز یک ظرفیتی قرار گیرد با آن در واکنش خنثی شدن شرکت می نماید و هر مولکول آن یک پروتون از دست می دهد ، چند ظرفیتی بودن اسید به این معنا است که محصول حاصل از واکنش خنثی شدن خود همچنان دارای خاصیت اسیدی می باشد . این مفهوم در مورد باز چند ظرفیتی نیز صادق می باشد . با آغاز بررسی این گونه مواد ، به موادی با خاصیت های جالب نیز بر می خوریم ، این مواد آمفولیت ها می باشند . آمفولیت ها اسید یا باز چند ظرفیتی است که نه همه ی ظرفیت های اولیه (اسیدی یا بازی) خود را دارا می باشد و نه همه ی آنها را مصرف کرده است ، بنابراین حالتی بینابین دارد . آمفولیت ها هم دارای خاصیت اسیدی هستند هم دارای خاصیت بازی ، چون چون می توانند در دو جهت فعالیت کنند و ظرفیت های خود را مصرف یا باز پس بگیرند .

با دانستن این نکات در مورد رفتار اسید و باز های چند ظرفیتی می توانیم حدس بزنیم که نمودار های تیتراسیون آن ها به سبب داشتن چندین نقطه ی هم ارزی پله پله خواهند بود . و در هر پله اسید یا باز چند ظرفیتی یکی از ظرفیت هایش خنثی شده و به حالت اسیدی یا بازی بعدی خود تبدیل می شود ، این کار تا زمانی که تمام ظرفیت های آن تمام نشود ادامه می یابد . نکته ی بدیهی و مهم در این مورد ضعیف تر شدن مرحله به مرحله اسید یا باز می باشد و رفته رفته دادن یا گرفتن پروتون برای گونه سخت تر می شود و  افزایش می یابد .

برای یک تیتراسیون متداول از این نوع ، به طور نظری اسید فسفریک را بررسی می کنیم و نمودار نظری آن را بدست می آوریم و روی آن بحث می کنیم .

می خواهیم محلولی حاوی  مولار اسید فسفریک را با سود ۰.۱ نرمال تیتر کنیم و نمودار تیتراسیون آن را نیز رسم کنیم . برای این منظور نیز هم فقط بر مفاهیم و روابط تکیه داریم :

برای رسم نمودار باید  را به ازای حجم های اضافه شده ی سود تشخیص بدهیم . حال در ابتدا که سودی وارد محیط نشده است یعنی محلولی داریم از اسید فسفریک ، که این اسید خود اسیدی تقریباً ضعیف می باشد و با توجه با  های آن می توان از پروتون حاصل از ظرفیت های بعدی آن صرفه نظر   کرد . به این ترتیب می توان از رابطه ی موجود برای تعیین  اسید های ضعیف استفاده کرد :