by Από 2 φιάλες ενός πλήρως εξοπλισμένου εργαστηρίου χάθηκαν οι ετικέτες. Ο χημικός θυμάται τα κάτωθι :
Η μία φιάλη περιέχει 2 (άγνωστα) ΑΣΘΕΝΗ Μονοπρωτικά οξέα, σε ίσες συγκεντρώσεις [ C] έκαστο και με σταθερές Κ1=10^-4 , Κ2=4·10^-4 (25°C)
Η άλλη φιάλη περιέχει ένα άλλο ( άγνωστο) ΑΣΘΕΝΕΣ Μονοπρωτικό οξύ, σε συγκέντρωση [2C] (25°)
O χημικός διαπιστώνει ότι τα διαλύματα των 2 φιαλών έχουν το ίδιο PH. Tι άλλο πρέπει να κάνει για να εξακριβώσει το περιεχόμενο κάθε φιάλης? ( ΔΕΚΤΕΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ) Κw=10 ^-14 (25°C)
Ωραία άσκηση Παναγιώτη.
Προτείνω ότι ο χημικός θα παρασκευάσει δύο διαλύματα.
Στο πρώτο Δ1, αναμειγνύει ίσους όγκους από την πρώτη φιάλη Α και διαλύματος NaOH συγκέντρωσης c.
Στο δεύτερο Δ2, αναμειγνύει ίσους όγκους από τη δεύτερη φιάλη Β και διαλύματος NaOH συγκέντρωσης c.
Μετρά το pH των δύο διαλυμάτων.
Όποιο έχει pH περίπου 3,6 προήλθε από τη φιάλη που περιείχε μόνο ένα ασθενές οξύ.
Το pH του άλλου διαλύματος θα είναι περίπου 3,7 .
Καλησπέρα συνάδελφε. Ευχαριστώ για το ενδιαφέρον, Εναλλακτικά θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε στερεό ΝαΟΗ (υποθέτοντας ότι δεν αλλάζει ο όγκος) με δείκτη Φαινολ/νη. Εξουδετέρωση τυχαίων όγκων από κάθε φιάλη και μέτρηση του PH των διαλυμάτων των αλάτων. Για να είμαι όμως ειλικρινής δεν κατάλαβα πως προέκυψαν οι τιμές PH που αναφέρεις.
Δύσκολα γίνεται διάκριση με εξουδετέρωση ακόμη και με πεχάμετρο ακρίβειας λόγω σφάλματος αφού μετά την εκουδετέρωση το ΔpH είναι περίπου 0,1 με μεγαλύτερο το pH των ΝaA και NaB
Καλησπέρα Παναγιώτη
Επεξηγώ τα παραπάνω στον σύνδεσμο εδώ.
Θα συμφωνήσω βέβαια με τον συνάδελφο Αγγελή Γιώργο ότι το εργαστήριο
θα πρέπει να έχει ένα πεχάμετρο πολύ υψηλής ακρίβειας για να μπορεί
να γίνει διάκριση διαλυμάτων που το pH τους διαφέρει κατά 0,1 περίπου.
Τουλάχιστον … για να είναι εφικτά τα όσα αναφέρω.
ή εδώ
Καλησπέρα Θρασύβουλε. Πολύ ενδιαφέρουσα λύση, που οδηγεί στην εύρεση των PH των 2 Ρ.Δ. που προκύπτουν. Μια άλλη προσέγγιση είναι η εξής: Σε κάθε διάλυμα(τυχαίοι όγκοι) προσθέτουμε σε πολύ-πολύ μικρές ποσότητες κάθε φορά, στερεό ΝαΟΗ. Με φαινολ/νη πετυχαίνουμε τη πλήρη εξουδετέρωση. Έτσι θα έχουμε ένα διάλυμα με ΝαΑ και ΝαΒ με συγκεντρώσεις C και C, και ένα διάλυμα ΝαΓ με συγκέντρωση 2C. Τιμές PH δεν μπορούμε να βρούμε, διότι δεν γνωρίζουμε την C, αλλά μπορούμε να συγκρίνουμε τις δύο [ΟΗ-]. Μεγαλύτερη [ΟΗ-] θα έχει το διάλυμα που προέκυψε από τα δύο οξέα, δηλαδή μεγαλύτερο PH. Φυσικά η διαφορά είναι πολύ μικρή, πιθανόν εκτός ορίων διακριτικής ικανότητας ενός κοινού πεχαμέτρου. Αν όμως βάλουμε Κ2=9.10^-4, η διαφορά (σχετικώς) αυξάνει. Μπορούμε να κάνουμε την εξουδετέρωση και με πρότυπο διάλυμα ΝαΟΗ, τυχαίας συγκέντρωσης, αλλά σε ίσους τώρα όγκους των δύο διαλυμάτων των οξέων. Σε κάθε όμως περίπτωση, πρόκειται για μία θεωρητική άσκηση και όχι για μία εργαστηριακή εφαρμογή. Με άλλα λόγια αναζητάμε λύση στο χαρτί , με κάποια ίσως εργαστηριακή ανοχή.
Ογκομέτρηση των δύο διαλυμάτων θα έδινε καμπύλη με 2 κατακόρυφα τμήματα στην περίπτωση του μίγματος οξέων, ίσως
οριακά διακριτών λόγω της μικρής διαφοράς διαφοράς των Κa τους.
Καλησπέρα Άγγελε. Εξαιρετικά ενδιαφέρουσα η επισήμανση για την ογκομέτρηση του μίγματος των 2 ασθενών οξέων. Μήπως όμως έχεις τον χρόνο να γίνεις πιο αναλυτικός? Σε κάθε περίπτωση, ευχαριστώ για το ενδιαφέρον.
Καλησπέρα Παναγιώτη. Σκέφτηκα ότι η καμπύλη ογκομέτρησης του διαλύματος με το μίγμα οξέων θα είναι παρόμοια με την καμπύλη διπρωτικού ασθενούς οξεός, δηλαδή θα εμφανίζει 2 “οριζόντια” και 2 “κάθετα” τμήματα. Με προβληματίζει όμως το ότι τα δύο οξέα έχουν Κa που δεν διαφέρουν τόσο πολύ και ίσως το ένα ισοδύναμο σημείο δεν θα είναι τόσο ορατό.