سنجش حجمی اسید – باز
سنجش حجمی اسید – باز
می دانید هنگامی که محلول آبی اسید با محلول آبی باز مخلوط شود یکدیگر را خنثی می کنند. اما این پرسش مطرح می شود که برای خنثی شدن حجم معینی از یک اسید با غلظت معین به چه حجم باز با غلظت معین نیاز است؟ جواب این سوال را می توان با سنجش حجمی اسید – باز به دست آورد.
در آزمایش سنجش حجمی هدف این است که غلظت مولی محلولی از یک اسید یا باز را تعیین کنیم. ابتدا حجم معینی از محلول مورد نظر را در یک ارلن یا بشر ریخته و چند قطره شناساگر (مثلاً فنول فتالین) به آن اضافه می کنیم. به این محلول که غلظت مولی آن نامعلوم بوده و قرار است غلظت مولی آن را تعیین کنیم محلول مجهول می گویند. سپس محلول دیگری را که غلظت آن قبلا به طور دقیق اندازه گیری شده در بورت می ریزیم. به این محلول، محلول استاندار می گویند. ارلن را زیر بورت قرار داده و شیر بورت را به آرامی باز می کنیم تا محلول استاندارد قطره قطره بر محلول مجهول بریزد. این کار را تا زمانی ادامه می دهیم که رنگ محلول مجهول ارغوانی شده و این رنگ در محلول باقی بماند و با تکان دادن از بین نرود. در این لحظه شیر بورت را می بندیم چون به نقطه ی پایانی سنجش حجمی رسیده ایم یعنی اسید و باز اثر یکدیگر را کاملاً خنثی کرده اند.
|
|
نقطه ی پایانی: نقطه ی پایانی یک سنجش حجمی، حجمی از محلول استاندارد است که برای خنثی شدن کامل محلول مجهول مصرف می شود و شخص آزمایش کننده متوجه تغییر رنگ شناساگر می شود.
حجم مصرفی محلول استاندارد را از روی بورت خوانده و سپس به کمک رابطه ای که در خنثی شدن اسید و باز در مطالب قبل گفته شد غلظت مولی محلول مجهول را به دست می آوریم.
M1V1N1= M2V2N2
محلول استاندارد محلول مجهول
هنگامی که اسید و باز یکدیگر را خنثی کرده اند بدین معنی است که اسید و باز به نسبت استوکیومتری مناسب با یکدیگر واکنش داده اند و بین آن ها رابطه ی بالا برقرار است.
نقطه ی هم ارزی: نقطه ای است که در آن اسید و باز به نسبت استوکیومتری مناسب با هم واکنش دهند و بین آن ها رابطه ی M1V1N1 = M2V2N2 برقرار شود.
نکته: در فرمول گفته شده از لحاظ تئوری V2 در واقع باید حجم نقطه ی هم ارزی باشد اما در عمل و در آزمایشگاه حجمی است که از روی بورت خوانده می شود، یعنی حجم نقطه ی پایانی است.
نکته: اگر به محلولی با PH بین حدود 4 تا 10 چند قطره از یک اسید یا باز اضافه کنیم، PH محلول چندین واحد کاهش یا افزایش خواهد یافت (البته اگر خاصیت بافری نداشته باشد)، در نتیجه قسمتی از منحنی تغییرات PH عمودی خواهد شد.
نکته: در یک سنجش حجمی شناساگری مناسب است که ابتدا و انتهای دامنه ی تغییر رنگ آن روی قسمت عمودی منحنی تغییرات PH باشد.
نکته: در نمودارهای سنجش حجمی نقطه ی هم ارزی درست در وسط قمست عمودی منحنی تغییرات PH قرار دارد.
بررسی تغییرات PH در سنجش های حجمی:
چهار حالت مختلف را در سنجش حجمی اسید – باز می توان بررسی کرد:
1- سنجش حجمی اسید قوی توسط باز قوی: اسید قوی محلول مجهول و باز قوی محلول استاندارد است، یک نمک خنثی به دست می آید و PH نقطه ی هم ارزی برابر 7 است. شکل کلی منحنی PH صعودی بوده و شناساگرهای مناسب برای تشخیص نقطه ی پایانی لیتموس و فنول فتالین هستند.
2- سنجش حجمی باز قوی توسط اسید قوی: باز هم یک نمک خنثی به دست می آید و PH نقطه ی هم ارزی برابر 7 بوده و شناساگرهای مناسب لیتموس و فنول فتالین هستند. شکل کلی منحنی تغییرات PH نزولی است.
3- سنجش حجمی باز ضعیف توسط اسید قوی: باز ضعیف محلول مجهول و اسید قوی محلول استاندارد است. یک نمک اسیدی به دست می آید و PH کوچکتر از 7 می شود. شکل کلی منحنی PH نزولی بوده و متیل نارنجی شناساگر مناسب برای تشخیص نقطه ی پایانی است. زیرا دامنه ی تغییر رنگ متیل نارنجی روی PH های کمتر از 7 قرار دارد.
4- سنجش حجمی اسید ضعیف توسط باز قوی: نمک حاصل بازی با PH بزرگتر از 7 است و شناساگر مناسب در این حالت فنول فتالین می باشد زیرا دامنه ی تغییر رنگ آن روی PH های بالاتر از 7 قرار دارد. شکل کلی منحنی PH صعودی است.
سوال: کدام عبارت نادرست است؟
1- در سنجش حجمی محلول مجهول را داخل ارلن می ریزند.
2- هنگامی که یک اسید و یک باز اثر یکدیگر را خنثی می کنند، محلولی با PH=7 به دست می آید.
3- در سنجش حجمی غلظت محلول استاندارد از قبل مشخص است.
4- در سنجش حجمی NaOH توسط محلول استاندارد HCL حرکت منحنی نزولی است.