CATEGORII DOCUMENTE |
Astronomie | Biofizica | Biologie | Botanica | Carti | Chimie | Copii |
Educatie civica | Fabule ghicitori | Fizica | Gramatica | Joc | Literatura romana | Logica |
Matematica | Poezii | Psihologie psihiatrie | Sociologie |
Determinarea pH-ului solutiilor
Consideratii teoretice
Caracterul acid sau bazic al unei solutii este dat de concentratia in ioni de hidrogen [H+], si se exprima in numere de tipul 10-p. Deoarece aceasta exprimare este greoaie, s-a introdus notiunea de pH.
pH-ul unei solutii indica concentratia in ioni de hidrogen si se exprima prin logaritmul cu semn schimbat al [H+].
pH = -lg [H+]
Aceasta marime se defineste mai exact prin intermediul "activitatii" ionilor de hidrogen. Activitatea (aH+) este data de produsul dintre factorul de activitate (fH+) si concentratia ionilor de hidrogen [H+] a solutiei: aH+ = fH+ [H+] si pH = -lg aH+ .
Factorul de activitate (fH+) este egal cu 1 pentru solutii ideale. Pentru solutii diluate fH+ 1 si aH+ [H+], activitatile fiind practic egale cu concentratiile, astfel ca ecuatia pH = - lg[H+] este mai frecvent utilizata, desi cealalta este mai corecta.
Analog se poate defini o marime similara pOH, pentru a exprima concentratiile ionilor de hidroxil:
pOH = - lg [HO-]
Stiind ca produsul ionic al apei este:
KH2O = [H+] [HO-] = 10-14
si scriind ecuatia sub forma logaritmica si cu semn schimbat:
- lg KH2O = -lg [H+]-lg[HO-] = 14
se poate scrie:
pH + pOH = 14
pH-ul are valori intre 0 si 14.
Pentru solutii: - neutre: [H+] = [HO-] = 10-7 deci pH = 7;
- acide: [H+] > 10-7 > [HO-] deci pH < 7;
- bazice: [H+] < 10-7 < [HO-] deci pH > 7.
Cunoasterea pH-ului unei solutii si a semnificatiei acestuia, prezinta o importanta deosebita in analiza chimica, in controlul si reglarea proceselor tehnologice, studiul proceselor electrochimice, cercetari biologice, etc.
In cazul solutiilor de acizi tari, total ionizati, [H+] este egala cu concentratia normala a acidului:
[H+] = CN acid
In cazul acizilor slabi valoarea [H+] se afla tinand seama de faptul ca acidul este putin ionizat si ca cea mai mare parte a lui se gaseste sub forma moleculara. In acest caz:
[H+] =
unde Ka este constanta de aciditate a acidului.
In cazul solutiilor de baze tari, total ionizate, [HO-] este egala cu concentratia normala a bazei:
[HO-] = CN baza
In cazul bazelor slabe valoarea [HO-] se afla tinand seama de faptul ca baza este putin ionizata si ca cea mai mare parte a ei se gaseste sub forma moleculara. In acest caz:
[HO-] =
unde Kb este constanta de bazicitate a bazei.
Solutiile tampon sunt amestecuri de substante al caror pH, in mediu apos, este putin sensibil cu dilutia sau la adaugarea de mici cantitati de acizi sau de baze. Ele sunt formate in principiu din:
- acid slab si sarea sa cu o baza tare, de exemplu CH3COOH + CH3COONa;
- baza slaba si sarea sa cu un acid tare, de exemplu NH3 + NH4Cl;
- doua saruri, una cu caracter acid si cealalta cu caracter bazic.
De exemplu in sistemul acid acetic acetat de sodiu in solutie vom avea molecule nedisociate de CH3COOH (electrolit slab) si CH3COO- si Na+, formati in urma disocierii sarii (electrolit tare). Daca in sistem se adauga o mica cantitate de HCl, in urma disocierii acestuia s-ar forma ioni de hidrogen, care ar determina cresterea aciditatii (micsorarea pH-ului). Ionii acetat existenti in sistemul tampon preiau acesti ioni formand molecule de acid acetic:
CH3COO- + H+ CH3COOH
La adaugarea unei mici cantitati de baza, ionii hidroxil (OH-), rezultati din disocierea acesteia, a caror prezenta ar determina cresterea pH-ului, reactioneaza cu moleculele de acid acetic din sistemul tampon, anihilandu-se deci prezenta si efectul acestora:
CH3COOH + OH- CH3COO- + H2O
Concentratia ionilor de hidrogen a unei solutii tampon este
data de relatia:
Concentratia ionilor hidroxil a unei solutii tampon este
data de relatia:
Indicatorii acido-bazici sunt substante organice cu caracter slab acid sau slab bazic ce isi schimba culoarea intr-un anumit domeniu de pH, numit domeniu de viraj, datorita unor modificari structural moleculare. In solutii apoase indicatorul reprezinta un cuplu acid-baza de forma generala:
HIn + H2O H3O+ + In-
Indicator forma acida Indicator forma bazica
Cele doua forme ale indicatorului au culori diferite, in functie de pH, usor de sesizat cu ochiul liber.
Doua solutii au acelasi pH, daca un indicator, adaugat in cantitati egale, produce aceeasi nuanta si intensitate a culorii in ambele solutii. Metoda nu se aplica solutiilor colorate.
Indicatorii universali sunt amestecuri de indicatori, care au intervalul de viraj in diferite domenii ale pH-ului si astfel isi schimba culoarea intr-un domeniu mai larg al pH-ului. Precizia cu care acesti indicatori arata pH-ul nu este mare, totusi se folosesc pentru a capata rapid si cu oarecare exactitate indicatii asupra pH-ului unei solutii.
In urmatorul tabel sunt indicate domeniile de viraj a catorva indicatori folositi in practica:
Indicatorul |
Domeniul de viraj |
Schimbarea culorii |
|
De la: |
La: |
||
Acid picric Albastru de timol Tropeolina 00 Galben de metil Metiloranj Alizarinsulfonat de sodiu Albastru de bromcrezol (sarea de sodiu) Rosu de metil (sarea de sodiu) Albastru de brom timol (sarea de sodiu) Rosu de fenol (sare de sodiu) Rosu de crezol (sare de sodiu) Albastru de timol (sare de sodiu) Fenolftaleina Galben de alizarina RS Tropeolina 0 Acid trinitrobenzoic |
Incolor Rosu Rosu Rosu Rosu Galben Galben Rosu Galben Galben Galben Galben Incolor Galben Galben Incolor |
Galben Galben Galben Galben Galben Violet Albastru Galben Albastru Rosu Rosu Albastru Rosu Violet Portocaliu-brun Rosu-portocaliu |
Metodele colorimetrice de determinare a pH-ului se bazeaza pe utilizarea indicatorilor si a unor etaloane (solutii tampon cu pH-ul cunoscut) sau a unor hartii indicatoare de pH.
Metoda determinarii pH-ului cu hartii indicatoare este o metoda simpla si rapida dar mai putin precisa. Determinarea colorimetrica a pH-ului prin metoda cu solutii tampon se foloseste in scopul determinarii mai precise a pH-ului unei solutii.
Aparatura si substante necesare
Solutii tampon de pH cunoscut (etaloane), solutii cu pH-ul necunoscut, dar cuprins in domeiul de pH pentru care avem solutiile etalon, indicatori de pH pentru acelasi domeniu, hartie indicatoare de pH, stativ cu eprubete, pipeta de 2 ml.
Mod de lucru
a) Determinarea pH-ului prin metoda colorimetrica cu solutii tampon. La inceput se efectueaza o incercare preliminara pentru a stabili ordinul de marime al pH-ului si indicatorul folosit. Indicatorul se alege in asa fel incat sa nu ia o culoare extrema pentru solutia de cercetat, ci aceasta sa fie cuprinsa in domeniul de viraj al indicatorului. In acest caz culoarea indicatorului are o sensibilitate maxima pentru modificari mici ale valorii pH-ului.
In lucrarea de fata se va lucra in domeniul de pH cuprins intre 6,2 si 7,2 si ca urmare se va folosi ca indicator, o solutie de albastru de brom timol.
Se iau probe de cate 2 ml din solutiile etalon si din solutiile de cercetat si se pun in cate o eprubeta, in care apoi se aduga cate 2-3 picaturi de indicator. Solutiile se vor colora diferit in functie de valoarea pH-ului din fiecare eprubeta. In continuare se iau eprubetele cu solutiile de cercetat si se compara culoarea acestora cu aceea a solutiilor etalon. pH-ul solutiilor de cercetat va fi egal cu pH-ul etalonului care are aceeasi culoare.
b) Determinarea pH-ului prin metoda colorimetrica cu hartie indicatoare de pH Se ia o bucata de hartie indicatoare de pH, se umecteaza cu solutia de cercetat si culoarea obtinuta se compara cu scala colorimetrica de pe capacul cutiei. Valoarea pH-ului solutiei de cercetat este egala cu valoarea inscrisa in dreptul culorii ce corespunde hartiei umectate.
Prelucrarea datelor experimentale
Rezultatele determinarilor se vor trece intr-un tabel de forma:
Solutia de cercetat |
pH-ul prin metoda colorimetrica: |
|
cu solutii etalon |
cu hartie indicatoare |
|
Solutia A | ||
Solutia B |
Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare |
Vizualizari: 9033
Importanta:
Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved