Vandens pH nustatymas

Laboratorinis darbas Nr.2 Vandens pH nustatymas Darbo tikslas 1. Susipažinti su pH nustatymo būdais. 2. Nustatyti tirpalų pH. Teorinė dalis Vanduo – svarbi terpė, kurioje vyksta organinių medžiagų apykaita. Be vandens nevyksta svarbiausi gyvųjų organizmų biologiniai procesai. Kenskmingų medžiagų, pramonės poveikis vandeniui: • Mažina pH, nes didėja sulfatų, nitratų kiekis atmosferoje; • Didėja Ca, Hg, Si jonų kiekis požeminiame ir paviršiniame vandenyje; • Didėja sunkiųjų metalų koncentracija. Išmatavus vandens elektros laidį nustatyta, kad šis silpnas elektrolitas šiek tiek disocijuoja į H+ ir OH- jonus: H2O→H++OH-. Vandens disocijacijos konstanta apskaičiuojama pagal formulę: 1,8·10-16. Tirpalai, kuriuose ‌‌│H+│ ir │OH-│ jonų koncentracijos yra lygios 10-7 mol/l, vadinami neutraliais. Vandens jonų koncentracijos sandauga – tai vandenilio ir hidroksilo jonų koncentracijų sandauga, kuri yra pastovus dydis – 10-14. Vandenilio ir hidroksilo jonų koncentracijos apskaičiuojamos pagal formules: │H+│=; . Vandenilio jonų koncentracija reiškiama vandenilio rodikliu, kuris žymimas simboliu pH ir yra lygus vandenilio jonų koncentracijos neigiamo ženklo dešimtainiam logaritmui: pH=-lg│H+│. Todėl tarp vandenilio ir hidroksilo rodiklių yra tokia priklausomybė: pH+pOH=14. 25°C temperatūroje tirpalas neutralus, kai pH=7, rūgštus, kai pH7. Neutralaus tirpalo pH prilauso nuo temperatūros: 0°C neutralus pH=7.5, o 60°C – pH=6,5. Buferiniai tirpalai – tai tirpalai, turintys pastovų pH, nekintantį tirpalus skiedžiant vandeniu ar pridedant nedaug stiprių rūgščių ar šarmų. Buferiniai tirpalai gaunami sumaišius silpnų rūgščių ir jų druskų tirpalus arba silpnų bazių ir jų druskų tirpalus, pvz.: Na2CO3 ir NaHCO3, ar NH4OH ir NH4Cl. pH nustatomas vizualiniu, kolorimetriniu ir potenciometriniu metodais. Apytiksliai, bet greitai pH galima nustatyti vizualiniu – kolorimetriniu metodu naudojant specialius reagentus – indikatorius. Indikatoriai – organinės medžiagos, kurių spalva kinta tam tikrame pH intervale. Indikatoriaus spalvos perėjimo pH intervalu vadinamas kiekvienam indikatoriui būdingas intervalas tarp 2 pH reikšmių, kuriame laipsniškai pakinta indikatoriaus spalva. Indikatoriaus spalva keičiasi todėl, kad padidėjus tirpale H+ ar OH- jonų, pasislenka jo disociacijos pusiausvyra. Indikatoriai disocijuoja kaip silpnos rūgštys arba bazės, o jų molekulės ir jonai skirtingos spalvos. Maži indikatorių kiekiai vartojami tirpalo pH nustatyti bei atliekant neutralizacijos reakcijas. Vandeninių tirpalų spalvai nustatyti naudojami rūgštiniai ir baziniai indikatoriai (fenoftaleinas, metiloranžas, metilo raudė). Skirtingais indikatoriais galima nustatyti vandens pH reikšmę skirtingame pH reikšmių intervale, pvz.: su universaliuoju indikatoriumi galima nustatyti pH intervale 1-10 pH, o su bromtimolio mėlynuoju – nuo 6,0 iki 7,6 pH. Reagentai, indai, prietaisai 1. 25ml, 50ml, 100ml ir 1000ml matavimo kobos. 2. 0,1 N druskos rūgšties (HCl) tirpalas ruošiamas iš fiksanalio. 3. 0,1 N natrio šarmo (NaOH) tirpalas ruošiamas iš fiksanalio. 4. Metilo raudės 0,1 % spiritinis tirpalas. 5. Metiloranžo 0,1 % spiritinis tirpalas. 6. Fenoftaleino 0,1 % spiritinis tirpalas. 7. 1ml stiklinės pipetės. 8. 10ml mėgintuvėliai. 9. Stiklinės lazdelės. 10. pH-metras. Darbo eiga 1. Indikatorių spalvos priklausomybė nuo tirpalo pH tyrimas Į 3 mėgintuvėlius įpilame po 5ml 0,1 N HCl tirpalo, o į kitus 3 po 5ml 0,1 N NaOH tirpalo. Po to į 2 mėgintuvėlius (vieną su šarmo, kitą su rūgšties tirpalu) įpilame po lašą metiloranžo, į kitus 2 – metilo raudės, į kitus 2 – fenoftaleino, į kitus 2 – šarmo indikatoriaus. Susidariusios spalvos surašomos į 1 lentelę. 2. Vandens pH nustatymas kolorimetriniu metodu Mėgintuvėliai 2-3 kartus praplaunami tiriamuoju vandeniu(distiliuotu ir paprastu). Į mėgintuvėlius įpilama 10ml tiriamojo vandens(distiliuoto ir iš krano), pipete įlašinama 0,5ml skirtingo indikatoriaus į kiekvieną mėgintuvėlį ir sumaišoma. Tą pati darome ir su duotu tirpalu. Palyginame gautas spalvas su nustatytomis pagal 1 lentelę indikatoriaus spalvomis. 1. Vandens pH nustatymas potenciometriniu metodu Palyginimui išmatuojame tirpalų pH su pH-metru potenciometriniu metodu. Bandymo rezultatai 1. Indikatorių spalvos priklausomybė nuo tirpalo pH (1 lentelė) 1 lentelė. Indikatorių spalvos Eilės Nr. Indikatoriaus pavadinimas Spalvos perėjimo pH intervalas Indikatoriaus spalva Rūgštinė forma (HCl) Perėjimo intervalas Šarminė forma (NaOH) 1. Metiloranžas 3,1-4,4 Rožinė-raudona Oranžinė Oranžinė 2. Metilo raudė 4,4-6,2 Rožinė-violetinė Oranžinė Geltona 3. Fenoftaleinas 8,2-10,0 Bespalvė Violetinė Šviesiai violetinė 2. Į tiriamo vandens mėgintuvėlius įlašintų indikatorių gautos spalvos (2 lentelė) 2 lentelė. Indikatorių spalvos Eilės Nr. Indikatoriaus pavadinimas Stebėta spalva – distiliuoto vandens Stebėta spalva – paprasto vandens Stebėta spalva - tirpalo 1. Metiloranžas Oranžinė Oranžinė Oranžinė 2. Metilo raudė Šviesiai raudona Geltona Geltona 3. Fenoftaleinas Bespalvė Bespalvė Šviesiai violetinė Pagal 1 ir 2 lentelių duomenis galima spręsti, kad tiriamas vanduo (distiliuotas ir paprastas) yra šarminis, o tirpalas irgi šarminis. 3. pH-metru nustatytas tiriamojo distiliuoto vandens pH, kai aplinkos temperatūra 20°C, yra 7,08, paprasto vandens pH yra 7,26, tirpalo pH yra 12,80. Tirpalas yra šarminis. Išvados 1. Laboratorinio darbo metu susipažinome su pH nustatymo būdais: kolorimetriniu ir potenciometriniu. 2. Nustatėme 3 duotų indikatorių (metiloranžo, metilo raudės, fenoftaleino) spalvas rūgštiniame (HCl) ir šarminiame (NaOH) tirpaluose. 3. Kolorimetriniu ir potenciometriniu metodais nustatėme tyrimui duoto vandens (distiliuoto ir parasto) ir tirpalo pH. 4. Pagal kolorimetrinės analizės duomenis, vanduo (distiliuoto ir parasto) – šarminis, o potenciometrinės analizės metodas tiksliai nustatė distiliuoto vandens pH prie 20°C aplinkos temperatūros yra 7,08, paprasto vandens 7,26, o tirpalo 12,80. Iš to galima spręsti, kad tirpalas yra stipriai šarminis.

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!