جزوه آزمایشگاه شیمی تجزیه ۱ : تیتراسیون محلول های اسید و باز ناتوان

جزوه آزمایشگاه شیمی تجزیه ۱ : تیتراسیون محلول های اسید و باز ناتوان

آزمایش چهارم

نام آزمایش : تیتراسیون محلول های اسید و باز ناتوان

ابزار و مواد لازم : نمونه ی شماره ی 3 حاوی نمک آمونیوم ، نمونه ی شماره ی 13 حاوی اسید بوریک ، نمونه ی شماره ی 23 حاوی مخلوطی از بوریک اسید و بوراکس و نمونه ی شماره ی 33 حاوی اکسید جیوه ی ناخالص (0.15 گرم) ، پی پت ، تعدادی بشر ، مجموعه ی بورت و پایه ، پیست ، سود و اسید کلریدریک 0.1 نرمال ، شناساگر های متیل سرخ و فنل فتالئین و آب مقطر .

نتیجه :

نتیجه ی این آزمایشات محاسبه ی غلظت 0.085 مولار با خطای 0.01% برای نمونه ی حاوی آمونیوم ، 0.088 مولار با خطای تقریباً 2% برای نمونه ی حاوی اسید بوریک تنها ، غلظت 0.078 مولار با خطای 2% برای اسید بوریک و 0.068 مولار با خطای 0.06% برای بوراکس در نمونه ی حاوی مخلوط این دو ماده ، محاسبه ی درصد 80.9 برای آهن موجود در نمونه ی چهارم با خطای 3 درصد .

هدف : هدف این جلسه آشنایی با تیتراسیون اسید و باز های ناتوان می باشد که برای این منظور طریقه  تقویت کردن بررسی می شود .

آزمایشگاه تجزیه (1)

تئوری :

اسید و باز های ناتوان :

همانگونه که از نامشان بر می آید این گونه ها دارای خاصیت اسیدی و بازی بسیار ضعیف می باشند . به عبارت دیگر ایجاد پروتون یا یون هیدروکسید توسط این گونه ها به صورت ناچیز انجام می گیرد . آمونیوم نمونه ای از یک اسید بسیار ضعیف یا ناتوان می باشد ، این اسید با  برابر 9.25 ، به طور بسیار ناچیز پروتون آزاد می کند . مشکل این گونه ها در اندازه گیری آنها بیشتر هویدا می شود ، زیرا به طور مثال برای همین آمونیوم نمی توان آلکالیمتری اجرا نمود ، چرا که آلکالیمتری این گونه دارای جهش مناسبی در  نمی باشد ، بدین ترتیب برای اندازه گیری اینچنین نمونه ای باید به طریقی بتوانیم جهش مناسب را در تغییرات  ایجاد کنیم ، یکی از این کارها پایین آوردن  یا همان قوی تر کردن اسید می باشد . پس متوجه می شویم که این امر نتیجه ی علاقه ی ما به اندازه گیری چنین گونه های ضعیفی می باشد . این موضوع برای باز های ناتوان نیز وجود دارد و برای باز هایی با  کمتر از 5 با این پدیده روبرو می شویم . روش هایی برای این امر وجود دارند که آنها را مورد بررسی قرار می دهیم .

تقویت اسید های ناتوان :

این اسید ها به طور ناچیز پروتون در محلول آزاد می کنند ، اگر به طریقی تعادل آزاد سازی پروتون توسط آنها را به سمت آزاد سازی بیشتر جابجا کنیم ، به هدف خود دست یافته ایم . روشهای متداول برای این امر موارد زیر می باشند :

الف ) انتخاب حلالی با خاصیت بازی بیشتر از آب :

می دانیم که فعالیت های اسیدی و بازی هر یک به تنهایی وجود ندارند ، یعنی اسید ها در حضور باز ها می توانند اسید نامیده شوند و یک مایع خالص از اسید سولفوریک اسید نمی باشد . به عبارت دیگر تا بازی در محیط نباشد که پروتون را از اسید دریافت کند ، آن گونه اسید نامیده نمی شود . اهمیت گونه ی مقابل تا حدی است که گاهی اسید های متداول را می توانیم باز بنامیم . اسید ها و باز ها همواره در یک حلال با هم روبرو می شوند و حلال به عنوان واسطه ای در این میان پروتون را انتقال می دهد . یعنی زمانی که ، برای مثال ، در امر تیتراسیون هنوز اسید با باز مورد نظر روبرو نشده است ، حلال نقش باز را اجرا می کند و پروتون را از اسید می گیرد و مشخصات قدرت این گونه ها در تعامل آنها با حلال مشخص می شود .  موجود در مراجع برای اسید ها و باز ها از میزان واکنش این گونه ها با حلال آب برآورد شده است . این  که نشانگر کمی محل تعادل در واکنش تعادلی بین اسید و باز (حلال آب) می باشد ، هم به خود اسید و هم به حلال بستگی دارد . برای یک اسید مشخص می توان با تعویض حلال در ثابت تعادل تغییرات دلخواه را ایجاد کرد . حال به منظور تقویت و جابجایی تعادل به سمت تفکیک اسید (کاهش ) باید گونه ی مقابل اسید را که حلال می باشد بازی قوی انتخاب کنبم ، این امر سبب می شود که حلال جدید با قدرت بیشتر پروتون را از اسید جدا کند و موجب تقویت اسید شود .