På samma sätt ges ph för en lösning av en svag bas och dess salt av:



Relevanta dokument
KEMA02 Oorganisk kemi grundkurs F4

Kapitel 15. Syra-basjämvikter

Bestämning av en saltsyralösnings koncentration genom titrimetrisk analys

Bestämning av en saltsyralösnings koncentration genom titrimetrisk analys

KEMA02 Föreläsningsant. F2 February 18, 2011

Titrera. Pär Leijonhufvud

Syra-basjämvikter. (Kap )

Sura och basiska ämnen Syror och baser. Kap 5:1-5:3, (kap 9)

Syror och baser. H 2 O + HCl H 3 O + + Cl H + Vatten är en amfolyt + OH NH 3 + H 2 O NH 4. Kemiföreläsning

Vilken av följande partiklar är det starkaste reduktionsmedlet? b) Båda syralösningarna har samma ph vid ekvivalenspunkten.

Titrering av en stark syra med en stark bas

Citronsyra i sura frukter

Övningsuppgifter Syror och baser

EXPERIMENTELLT PROV

Kapitel 4. Reaktioner i vattenlösningar

Hemlaboration 4 A (Norrköping)

Syror, baser och ph-värde. Niklas Dahrén

KEMA02 Oorganisk kemi grundkurs F3

Bestämning av hastighetskonstant för reaktionen mellan väteperoxid och jodidjon

Mer om syra- basjämvikter

Kemisk jämvikt. Kap 3

JÄMVIKT i LÖSNING A: Kap 12 Föreläsning 3(3)

JÄMVIKT i LÖSNING A: Kap 12 Föreläsning 2(2)

Syror, baser och jonföreningar

Beräkningar av ph för enprotoniga syror och baser

Kapitel 14. Syror och baser

KEMI 5. KURSBEDÖMNING: Kursprov: 8 uppgifter varav eleven löser max. 7 Tre av åtta uppgifter är från SE max. poäng: 42 gräns för godkänd: 12

SYROR OCH BASER Atkins & Jones kap

Räkneuppgifter. Lösningsberedning. 1. Vilka joner finns i vattenlösning av. a) KMnO 4 (s) b) NaHCO 3 (s) c) Na 2 C 2 O 4 (s) d) (NH 4 ) 2 SO 4 (s)

Kapitel 4. Egenskaper. Reaktioner. Stökiometri. Reaktioner i vattenlösningar. Vattenlösningar. Ett polärt lösningsmedel löser polära molekyler och

Tentamen för KEMA02 lördag 14 april 2012, 08-13

Globalt experiment för KEMINS ÅR. Planetens ph

GRUNDARBETEN I KEMI I

EDTA-titrering för bestämning av hårdheten hos vatten

Kapitel 14. HA HA K a HO A H A. Syror och baser. Arrhenius: Syror producerar H 3 O + -joner i lösningar, baser producerar OH -joner.

Syror och baser. Syror kan ge otäcka frätskador och kan även lösa upp metaller. Därför har flaskor med syra ofta varningssymbolen "varning frätande".

KEMA02 Föreläsningsant. F1 February 17, 2011

Övningar Stökiometri och Gaslagen

Schema Kemins grunder 15hp (KZ2007), VT2015 Institutionen för Material- och Miljökemi

SYROR OCH BASER Atkins & Jones kap

Kemisk jämvikt. Kap 3

Kemisk jämvikt. Kap 3

KEM A02 HT2012 Allmän- och oorganisk kemi REPETITION

Lösningar kan vara sura, neutrala eller basiska Gemensamt för sura och basiska ämnen är att de är frätande.

Schema Kemi för geovetare 15hp (KZ2003), VT 2013 Institutionen för Material och Miljökemi

Att göra i ordning en byrett för titrering

Här växer människor och kunskap

Syror är en grupp av ämnen med en gemensam egenskap de är sura.

EXPERIMENTELLT PROV

Bestämning av fluoridhalt i tandkräm

F1 F d un t amen l a s KEMA00

Arbete A3 Bestämning av syrakoefficienten för metylrött

REPETITIONSKURS I KEMI LÖSNINGAR TILL ÖVNINGSUPPGIFTER

Grundläggande kemi I 10 hp

Laboration Enzymer. Labföreläsning. Introduktion, enzymer. Kinetik. Första ordningens kinetik. Michaelis-Menten-kinetik

Allmän Kemi 2 (NKEA04 m.fl.)

5.1 Den korresponderande basen till en syra är den partikel du får då en proton har avgivits. a) Br - b) HCO 3. c) H 2 PO 4.

KURSPROGRAM Inledande kemi (5)

KURSPROGRAM Inledande kemi (5)

Tentamen i Allmän kemi NKEA02, 9KE211, 9KE , kl

Joner Syror och baser 2 Salter. Kemi direkt sid

aa + bb cc + dd gäller Q = a c d

1. a) Förklara, genom användning av något lämpligt kemiskt argument, varför H 2 SeO 4 är en starkare syra än H 2 SeO 3.

O O EtOAc. anilin bensoesyraanhydrid N-fenylbensamid bensoesyra

För godkänt resultat krävs 20 p och för väl godkänt krävs 30 p. Max poäng är 40 p

1. Ett grundämne har atomnummer 82. En av dess isotoper har masstalet 206.

Lösning till dugga för Grundläggande kemi Duggauppgifter enligt lottning; nr X, Y och Z.

Göran Stenman. Syror och Baser. Göran Stenman, Ursviksskolan 6-9, Ursviken

Kapitel Kapitel 12. Repetition inför delförhör 2. Kemisk kinetik. 2BrNO 2NO + Br 2

Bestämning av hastighetskonstant och aktiveringsenergi för reaktionen mellan väteperoxid och jodidjon i sur lösning Jodklockan

Kapitel Repetition inför delförhör 2

Labbrapport 1 Kemilaboration ämnens uppbyggnad, egenskaper och reaktioner. Naturkunskap B Hösten 2007 Av Tommy Jansson

Prov i kemi kurs A. Atomens byggnad och periodiska systemet 2(7) Namn:... Hjälpmedel: räknedosa + tabellsamling

Laboration 1: Kalorimetrisk bestämning av neutralisationsentalpi

Tentamen i Kemi för miljö- och hälsoskyddsområdet: Allmän kemi och jämviktslära

TESTA DINA KUNSKAPER I KEMI

Sida 1 av 14

Modern analytik för skoländamål

Tentamen i Syra/bas och Energi, 6hp

Hjälpmedel: Valfri räknare. Periodiskt system är bifogat. Enkelt lexikon från modersmål till svenska

Repetitionsuppgifter. gymnasiekemi

Rättningstiden är i normalfall 15 arbetsdagar, annars är det detta datum som gäller:

KEMA02 Oorganisk kemi grundkurs F2

UTTAGNING TILL KEMIOLYMPIADEN 2001

1 Tror du reaktionen nedan är momentan eller ej? Motivera. 1p S 2 O H + S(s) + SO 2 (g) + H 2 O(l)

LABORATIONER GRUNDLÄGGANDE KEMI FÖR

Syror och baser. Arbetshäfte. Namn: Klass: 9A

4. Kemisk jämvikt när motsatta reaktioner balanserar varandra

Syror, baser och ph-värde. Niklas Dahrén

Skrivning i termodynamik och jämvikt, KOO081, KOO041,

BIMA12/13 ht 2012, Introduktionslab. 1. Teoretisk introduktion till laborativt arbete

Topp 5 anledningar till varför du ska byta till Automatiserad Titrering

Introduktion till Word och Excel

Huvudansökan, kandidatprogrammet i kemi Urvalsprov kl

KEMIOLYMPIADEN 2017, OMGÅNG 2, ANVISNINGAR TILL LÄRAREN

Repetition kemi och instuderings/övningsfrågor

TEKNISK INFORMATION ALUMINIUM. Sanodal Gold 4N

KURSPROGRAM 2013: GRUNDLÄGGANDE KEMI FÖR K och B (9 högskolepoäng)

KEMIOLYMPIADEN 2009 Uttagning

Fysikalisk kemi KEM040. Clausius-Clapeyronekvationen Bestämning av ångtryck och ångbildningsentalpi för en ren vätska (Lab2)

Transkript:

Kemiska beräkningar HT 2008 - Laboration 2 Syrabastitrering Syftet med den här laborationen är att ge laboranten insikt i användandet av phmeter vid ph-titreringar, samt förstå hur titrerkurvor för starka, svaga respektive flerprotoniga system ser ut. Introduktion Om man studerar hur ph förändras i en vattenlösning då t.ex. en syra titreras med en bas får man information om hur neutralisationen fortlöper. En sådan ph-titrering är en enkel och direkt metod att bestämma dissociationskonstanten hos syror, K a, och baser, K b. På samma sätt kan man bestämma de olika dissociationskonstanterna för en flerprotonig syra. Syra- och baskonstanterna ges av jämviktsekvationerna för protolyssystemet. Om man studerar det hypotetiska systemet: + HA H + A [1] så kan det beskrivas av jämviktsekvationen: K a + [ H ][ A ] = [2] [ HA] Förhållandet skrivs ofta i logaritmisk form, där ph är -log[h + ] och pk a är -log K a. ph för en lösning av en svag syra och dess salt kan då skrivas: ph { HA} [ HA] { } [ ] pk a log pk a log [3] A A = På samma sätt ges ph för en lösning av en svag bas och dess salt av: { A } [ A ] ph = pk { } b log pk b log [4] HA [ HA] Ur ekvation 3 ser man att i den punkt på titrerkurvan där koncentrationerna av syran, [HA] och dess salt [A - ] är lika stora, så är ph = pk a eftersom log (1)=0. Koncentrationen av substansen som titreras är lika med koncentrationen av dess salt vid v=v e /2, och den punkten kallas ibland halvtitrerpunkten. När man tar upp en titerkurva mäter man ph efter varje tillsats av stark syra eller bas till protolytlösningen och plottar sedan ph som funktion av volym tillsatt syra eller bas. Titerkurvans utseende speglar lösningens innehåll av svaga protolyter. Ett snabbt sätt att uppskatta en syras pk a är att ta upp kurvan av hur ph förändras vid tillsatser av bas fram till dess att syran neutraliserats. Läs av ph vid halvtiterpunkten ur titrerkurvan och man får ett ungefärligt värde på pk a. I den här laborationen ska du ta upp titrerkurvor för ett antal syror och baser samt för Lab 2 - SyraBas.doc 1 (7) 2008-11-04

några flerprotoniga syror med hjälp av en ph-meter och kombinationselektrod. Ur titrerdata ska du bestämma protolytsystemens pk a. De ungefärliga pk a -värdena fastställer du ur halvtitrerpunkterna, d.v.s. ph vid v tillsatt =v ekv /2. En mer noggrann bestämning av pk a ska göras med hjälp av ekvation 3: plotta ph som funktion av log([ha]/[a - ]) för titrerpunkterna innan och mellan områdena runt ekvivalenspunkterna, d.v.s. den del av titrerkurvan där ph ändrar sig långsamt. pk a kan man då enkelt läsa ut ur diagrammet som ph där linjen korsar x=0, se nedan. 6 5 4 y = -1,0047x + 4,475 3 2 1 0-1,00-0,50 0,00 0,50 1,00 log([ha]/[a - ]) Om man tittar på ekvation 3, som beskriver den räta linjen i diagrammet ovan, så ser man att x=0 då log([ha]/[a - ]) = 0 vilket innebär att [HA]/[A - ] = 1. Det överensstämmer med haltförhållandet syra/bas vid halvtitrerpunkten, som det beskrevs ovan. Utförande Koppla ihop och kalibrera ph-metern med kalibreringsbuffertarna. Instrumentet ska idag endast kalibrera vid två punkter, ph=7 och ph=4. Du kommer att göra ett antal titreringar under laborationens gång. I uppgiften ingår att ta upp titrerkurvorna för ett antal en- respektive flerprotoniga syror och en enprotonig svag bas. Ur titrerkurvorna ska pk a för respektive syras olika protolyssteg bestämmas. Enprotoniga protolyssystem Gör följande titreringar: 40 ml 0,1 M saltsyra titreras med 0,1 M natriumhydroxid, ett exempel på titrering av stark syra med stark bas. 40 ml 0,1 M ättiksyra titreras med 0,1 M natriumhydroxid, ett exempel på titrering av svag syra med stark bas. Lab 2 - SyraBas.doc 2 (7) 2008-11-04

40 ml 0,1 M ammoniak titreras med 0,1 M saltsyra, ett exempel på titrering av en svag bas med en stark syra. Notera att i det senare fallet titrerar man från andra hållet, d.v.s. från basiskt till surt. Pipettera med vollpipett 40,0 ml av respektive provlösning till en 250 ml e-kolv. Ställ kolven på magnetomröraren och starta titreringen. Gör en tabell där du skriver upp ph som funktion av tillsatt volym titrator. Gör inledningsvis tillsatserna av titrator i portioner om 1-2 ml, för att minska dem till 0,5 ml resp 0,1 ml allt eftersom ni närmar er ekvivalenspunkten. Öka tillsatsstorleken på motsvarande sätt då ni avlägsnar er från ekvivalenspunkten. Avbryt titreringen efter det att ni nått till ungefär ph 12-12,5 i titrering 1 och 2, respektive vid ph 1-2 i titrering 3. Notera omgivnings-temperaturen då experimentet genomfördes. Flerprotoniga protolyssystem Notera på samma sätt ph-förändringarna då man titrerar flerprotoniga syror: 40 ml 0,033 M fosforsyra titreras med 0,100 M natriumhydroxid i portioner om 0,5 ml. 40 ml 0,050 M svavelsyra titreras med 0,100 M natriumhydroxid. I det första fallet kommer man att observera tre ekvivalenspunkter. Hur reagerar svavelsyra och varför? Jämför de erhållna titrerkurvorna. På vilket sätt och varför skiljer sig dessa kurvor åt? Behandling av resultat Avsätt i diagram för var och en av titreringarna ph mot volymen tillsatt titrator, och markera ph vid ekvivalenspunkten. Kommentera! Bestäm pk a genom att för ett tilldelat system plotta ph som funktion av log([ha]/[a - ]) för titrervärdena fram till en punkt innan ekvivalenspunkten. pk a erhålls ur räta linjen för punkterna enligt ekvationen pk a = ph + log([ha]/[a - ]). Redovisa reaktionsformlerna för dissociationsjämvikterna för de olika protolytsystemen. Jämför slutligen de erhållna pk a -värdena med referensvärden i Lange, CRC Handbook eller annat lämpligt tabellverk. Litteratur S Zumdahl, Chemical Principles (3rd ed), kapitel 7-8 S Zumdahl, Chemical Principles (4th ed), kapitel 14-15 Börtin-Stomberg, Stökiometri och jämviktslära, kapitel 13 Skoog, West, Holler; Fundamentals of Analytical Chemistry, 6th ed; Saunders College Publishing Lab 2 - SyraBas.doc 3 (7) 2008-11-04

Protokoll Syrabastitrering Råvärden, enprotoniga protolyssystem 40 ml 0,1 M saltsyra 0,1 M NaOH 40 ml 0,1 M ättiksyra 0,1 M NaOH 40 ml 0,1 M ammoniak 0,1 M HCl ph V NaOH ph V NaOH ph V HCl Lab 2 - SyraBas.doc 4 (7) 2008-11-04

Råvärden, flerprotoniga protolyssystem 40 ml 0,033 M forforsyra 0,100 M NaOH 40 ml 0,050 M svavelsyra 0,100 M NaOH ph V NaOH ph V NaOH Lab 2 - SyraBas.doc 5 (7) 2008-11-04

Behandling av resultat 1. Avsätt ph mot volymen tillsatt titrator för de fem titreringarna ovan i varsitt diagram. Markera ph vid ekvivalenspunkten. Bestäm pk a för respektive syras olika protolyssteg. Diagrammen kan göras i Excel eller på mm-papper. Glöm ej att kommentera. 2. Redovisa reaktionsformlerna för dissociationsjämvikterna för de olika protolyssystemen. 3. Bestämning av pk a värde för ättiksyra. Fyll i tabellen enligt: Antal mol tillsatt OH - fås genom c NaOH x V NaOH ph ger [H + ] enligt [H + ] = 10 -ph Antal mol H + kan nu räknas ut: c H+ x V tot Nu kan man räkna ut hur många mol A - som finns i lösningen blir: n (A - ) = n (NaOH) + n (H + ) Koncentrationen A - kan nu beräknas: c (A - ) = n (A - ) / V tot Antal mol HA i lösningen kan nu beräknas: n (HA) = n (HA, start) n (NaOH) n (H + ) Räkna nu ut koncentrationen som för A -. Varför räknar man så? För varje tillsats av NaOH gäller: HA + OH - H 2 O + A - Dvs det bildas lika många mol A - som man tillsatt mol NaOH. Därefter ställer jämvikt in sig för: Reaktion HA H + + A - Start från reakt. med OH - från reakt. med OH - Jämvikt från ph pk a erhålls nu från räta linjens ekvation: pk a = ph + log ([HA]/[A - ]), se instruktioner i laborationshandledningen. I tabellverk hittar man referensvärden för pk a -värdena. Jämför resultaten från laborationen med dessa värden. Lab 2 - SyraBas.doc 6 (7) 2008-11-04

V(NaOH) V(tot) n(naoh) ph [H + ] n(h + ) n(a - ) [A - ] n(ha) [HA] [HA]/[A - ] log[ha]/[a - ] liter liter mol M mol mol M mol M Lab 2 - SyraBas.doc 7 (7) 2008-11-04