ΕΚΦΕ Β’ ΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ ΑΤΤΙΚΗΣ Επιµέλεια: Φρίντα Εγγλεζάκη (Χηµικός) Γιώργος Κατσιγιάννης (Υπεύθυνος ΕΚΦΕ)

1

ΣΤΟΧΟΙ Στο τέλος της εργαστηριακής άσκησης οι µαθητές θα πρέπει να µπορούν: • Να εκτελούν µια ογκοµετρική ανάλυση και να προσδιορίζουν το πέρας αυτής µε τη

βοήθεια των δεικτών.

• Να υπολογίζουν την περιεκτικότητα του ξυδιού σε οξικό οξύ.

• Να υπολογίζουν την συγκέντρωση άγνωστου διαλύµατος µε τη µέθοδο της

ογκοµέτρησης.

• Να αναγνωρίζουν τη δυνατότητα ποιοτικού ελέγχου εµπορικών προϊόντων στο

εργαστήριο.

ΘΕΩΡΗΤΙΚΕΣ ΕΠΙΣΗΜΑΝΣΕΙΣ • Ογκοµέτρηση: Είναι η διαδικασία ποσοτικού προσδιορισµού µιας ουσίας µε

µέτρηση του όγκου διαλύµατος γνωστής και σταθερής συγκέντρωσης (πρότυπο διάλυµα) που χρειάζεται για την πλήρη αντίδραση µε την ουσία.

• Ισοδύναµο σηµείο εξουδετέρωσης: Είναι το σηµείο της ογκοµέτρησης, όπου έχει αντιδράσει πλήρως η ουσία στοιχειοµετρικά, µε ορισµένη ποσότητα του πρότυπου διαλύµατος.

• Τελικό σηµείο εξουδετέρωσης: Είναι το σηµείο της ογκοµέτρησης στο οποίο παρατηρείται χρωµατική αλλαγή του ογκοµετρούµενου διαλύµατος.

• Επιλογή του κατάλληλου δείκτη: Θα πρέπει ο δείκτης να αλλάζει χρώµα σε pH που βρίσκεται πλησιέστερα στο ισοδύναµο σηµείο.

• Στοιχειοµετρικοί υπολογισµοί: Στην αντίδραση εξουδετέρωσης τα mol του οξέος να είναι ισοδύναµα µε τα mol της βάσης (όπως προκύπτει από τους συντελεστές της αντίδρασης).

• Εκφράσεις περιεκτικότητας διαλυµάτων: Περιεκτικότητα στα εκατό κατά βάρος % w/w. Περιεκτικότητα στα εκατό κατά όγκο %w/v. Περιεκτικότητα στα εκατό όγκου σε όγκο %v/v. Συγκεντρώσεις Molarity (M). Αραιώσεις - Αναµίξεις.

• Το οξικό οξύ (CH3COOH), κύριο συστατικό του ξυδιού, είναι ένα ασθενές οξύ και

µπορεί να προσδιοριστεί ποσοτικά από την αντίδραση αυτού µε πρότυπο διάλυµα καυστικού νατρίου (NaOH 0,1M). Η στοιχειοµετρική αντίδραση είναι:

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

Καθώς προστίθεται προοδευτικά το καυστικό νάτριο αλλάζει η τιµή του pH του

διαλύµατος του οξικού οξέος το οποίο ξεκινά από σχετικά µικρές τιµές (3-4 περίπου) ανάλογα µε τη συγκέντρωση του οξέος.. Με την προσθήκη της βάσης

2

αυτό αυξάνει βαθµιαία, καθώς αρχικά δηµιουργείται ρυθµιστικό διάλυµα CH3COOH και CH3COO-. Στην πλήρη εξουδετέρωση (ισοδύναµο σηµείο) το pH προσδιορίζεται µόνο από το ιόν CH3COO- και αναµένεται να είναι περίπου 8,0 µε 8,5. Αµέσως µετά γίνεται απότοµη µεταβολή του pH από την περίσσεια της βάσης. Για τον προσδιορισµό του ισοδύναµου σηµείου επιλέγεται ως κατάλληλος δείκτης η φαινολοφθαλεΐνη η οποία είνα άχρωµη για pH µικρότερο του 8,3 και γίνεται κόκκινη-φούξια σε pH µεγαλύτερο από αυτό. Η γενική πορεία περιλαµβάνει τη λήψη ορισµένης ποσότητας ξυδιού, αραίωση αυτού µε απιονισµένο νερό ώστε η συγκέντρωση του οξέος να είναι στα όρια του 0,001Μ, προσθήκη φαινολοφθαλεΐνης και τιτλοδότηση µε πρότυπο διάλυµα NaOH.. από τον όγκο του διαλύµατος υπολογίζουµε τα mol αυτού και από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης τα mol του CH3COOH.

ΟΡΓΑΝΑ ΑΝΤΙ∆ΡΑΣΤΗΡΙΑ Ορθοστάτης µε προχοΐδα Πρότυπο διάλυµα ΝαΟΗ 0,1Μ Κωνικές φιάλες δύο των 250mL Ξύδι του εµπορίου Σιφώνι πλήρωσης 10mL Φαινολοφθαλεΐνη (δείκτης) Ογκοµετρικός κύλινδρος 100mL Απιονισµένο νερό

Πειραµατική διαδικασία

• Γεµίζουµε την προχοΐδα µε το πρότυπο διάλυµα του υδροξειδίου του νατρίου ΝαΟΗ (µέχρι την ένδειξη µηδέν).

Η ένδειξη προσδιορίζεται από το κάτω µέρος της κυρτής επιφάνειας του υγρού

• Με τη βοήθεια του σιφωνιού ή του ογκοµετρικού κυλίνδρου, µετράµε 5mL από το

ξύδι του εµπορίου και το ρίχνουµε στην µία κωνική φιάλη των 250mL. • Αραιώνουµε µε απεσταγµένο νερό µέχρι την γραµµή των 250mL. • Με τη βοήθεια του ογκοµετρικού κυλίνδρου, παίρνουµε 50mL από το νέο

αραιωµένο διάλυµα και το ρίχνουµε στην άλλη κωνική φιάλη των 250mL. • Προσθέτουµε τρεις έως τέσσερις σταγόνες φαινολοφθαλεΐνη και αρχίζουµε την

ογκοµέτρηση. • Η προσθήκη του πρότυπου διαλύµατος γίνεται σταγόνα-σταγόνα και µε τη συνεχή

ανάδευση, περιστροφικά, της κωνικής φιάλης. • Η ογκοµέτρηση ολοκληρώνεται όταν µονιµοποιηθεί η αλλαγή του χρώµατος του

διαλύµατος στην κωνική φιάλη. • Επαναλαµβάνουµε ακόµα δύο φορές και υπολογίζουµε το µέσο όρο του όγκου του

υδροξειδίου του νατρίου που χρησιµοποιήθηκε για τις τρεις ογκοµετρήσεις.

3

ΠΡΟΣ∆ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΞΥ∆ΙΟΥ ΣΕ ΟΞΙΚΟ ΟΞΥ ΜΕ ΟΓΚΟΜΕΤΡΗΣΗ

Ονοµατεπώνυµο: .............................................. Φύλλο εργασίας Τµήµα: ................. Ηµεροµηνία: ....................

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ Αριθµός ογκοµέτρησης

Ογκος (ml) ΝαΟΗ Mol NaOH (n = CV)

Mol CH3COOH

1η 2η 3η Μέσος όρος Από τα mol του οξικού οξέος υπολογίζουµε τη µάζα του: n=m/Mr m=n. Mr m = n. 60 % w/v = m.(100/5 * 5)

Άρα η περιεκτικότητα του ξυδιού σε οξικό οξύ είναι: ……………….. %w/v

ΘΕΩΡΗΤΙΚΕΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

1. Ποιό είναι το βασικό κριτήριο µε το οποίο επελέγη η φαινολοφθαλεΐνη; ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 2. Όταν η ογκοµέτρηση βρίσκεται στο ισοδύναµο σηµείο, το pH του διαλύµατος

είναι ίσο, µεγαλύτερο ή µικρότερο του 7 και γιατί; …………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………. 3. Γιατί κατά την ογκοµέτρηση προτιµάµε αραιό πρότυπο διάλυµα; …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………….

___________________________________________________________________ ΕΚΦΕ B’ Aνατολικής Αττικής

4