Εξουδετέρωση με φαινολοφθαλεΐνη - Μέτρηση Ph με Multilog

Γουρζής Στάθης – Φυσικός Συνεργάτης ΕΚΦΕ Λευκάδος 2008 – 2012Εργαστήριο Φυσικών ΕπιστημώνΜεγανησίου Λευκάδος

Φαινολοφθαλεΐνη είναι η εμπειρική ονομασία της οργανικής χημικής ένωσης 3,3-δι(4-υδροξυφαινυλο)-2-βενζοφουραν-1(3Η)-όνη.

Έχει μοριακό τύπο C20H14O4 και περιεκτικότητα % w/w 75,5 % C, 4,43 % H και 20,1 % Ο.

Αποδίδεται συντομογραφικά ως phph.

Η φαινολοφθαλεΐνη ανακαλύφθηκε το 1871 από τον Γερμανό χημικό Άντολφ φον Μπέγιερ (Adolf von Baeyer) και δεν υπάρχει ως φυσικό προϊόν.

… από την Βικιπαίδεια

Η βασική χρήση της φαινολοφθαλεΐνης είναι ως δείκτη ενεργής οξύτητας (pH) διαλυμάτων και ιδιαιτέρως στις ογκομετρήσεις των ασθενών οξέων. Η μεταβολή του χρώματός της είναι σαφής και η επίδραση της θερμοκρασίας όχι ουσιώδης.

Η φαινολοφθαλεΐνη λοιπόν εμφανίζεται με τέσσερις μορφές ανάλογα με το pH του διαλύματος στο οποίο βρίσκεται :

pH < 0 0 − 8,2 8,2 − 12,0 > 12,0

Διάλυμα ισχυρά όξινοόξινο ή σχεδόν

ουδέτεροαλκαλικό ισχυρά

αλκαλικό

Χρώμα δείκτη

Κόκκινο -πορτοκαλί άχρωμο

σκούρο ρόδινο-κόκκινο

άχρωμο

Εικόνα

Η φαινολοφθαλεΐνη έχει pK = 9,7, οπότε θα αλλάζει χρώμα σε τιμές pH από 8,7 έως 10,7. Στην πράξη η περιοχή pH είναι περίπου από 8,3 έως 10,5. Τέτοια pH δημιουργούνται όταν εξουδετερώνονται ασθενή οξέα πχ. CH3COOH από ισχυρές βάσεις πχ. NaOH :

NaOH + CH3COOH CH3COONa + H2O

οπότε το διάλυμα που προκύπτει μετά την πλήρη αντίδραση του οξέος με τη βάση, περιέχει μόνο άλας το οποίο διίσταται πλήρως :

CH3COONa CH3COO— + Na+

και του οποίου το ανιόν δρα ως βάση δημιουργώντας ανιόντα ΟΗ— :

CH3COO— + H2O CH3COOH + OH— και δίνοντας στο διάλυμα pH > 7.

Στο εργαστήριό μας, θα χρησιμοποιήσουμε το δείκτη φαινολοφθαλεΐνη …

… με τον αισθητήρα του Ph …

… και το MultiLogPro, για να παρατηρήσουμε και να μετρήσουμε το Ph ενός υδατικού διαλύματος …

… και τον αισθητήρα της θερμοκρασίας …

Επίσης θα χρησιμοποιήσουμε οξικό οξύ, ( CH3COOH ) και υδροξείδιο του νατρίου, ( NaOH ) …

CH3COOH

Συνδέουμε τον αισθητήρα της θερμοκρασίας… … και τον αισθητήρα του Ph …

Ανοίγουμε το πρόγραμμα MultiLab…

… και αφού τοποθετήσουμε τον αισθητήρα σε νερό βρύσης …

… παίρνουμε δοκιμαστικές μετρήσεις …

Θ = 17,7ο C Ph = 7,4

Από το μενού «Καταγραφέας»,επιλέγουμε «Πίνακας Ελέγχου»…

Στο μενού «Αισθητήρες»,βλέπουμε την σύνδεση των αισθητήρων …

… της θερμοκρασίας

… και του Ph

… στο μενού «Ρυθμός δειγματοληψίας», επιλέγουμε «10 / sec» …

… και στο μενού «Χρόνος καταγραφής», επιλέγουμε «Συνεχής» …

Προσθέτουμε τώρα μερικές σταγόνες από τον δείκτη της φαινολοφθαλεΐνης…

… και ξεκινάμε να παίρνουμε μετρήσεις …

Θ = 17,3ο C Ph = 7

Προσθέτουμε τώρα λίγο οξικό οξύ, ( CH3COOH ) …

Το Ph πέφτει απότομα …

Θ = 17,3ο C Ph = 3,2

… τώρα προσθέτουμε υδροξείδιο του νατρίου, ( NaOH ) …

Το υδροξείδιο του νατρίου, ( NaOH ), διακρίνεται σε κόκκους …

Θ = 17,3ο C Ph = 3,7

… και το Ph αρχίζει να ανεβαίνει …

Διαλύουμε σιγά-σιγά το NaOH …

… και παρατηρούμε την αύξηση του Ph …

Θ = 17,3ο C Ph =4,3

Διαλύουμε τώρα πιο έντονα το NaOH …

… το Ph αυξάνεται ραγδαία …

Θ = 17,3ο C Ph =11,4

Έχουμε διαλύσει όλο το NaOH …

… το Ph σταθεροποιείται στο 12 …

Θ = 17,3ο C Ph =12,0

Η φαινολοφθαλεΐνης λοιπόν εμφανίζεται με τέσσερις μορφές ανάλογα με το pH του διαλύματος στο οποίο βρίσκεται :                                                                                                                                                                                          

… τέλος πειράματος …