Question

Punktem równoważnikowym miareczkowania określa się moment, w którym analit przereagował ilościowo z dodanym z biurety titrantem. Roztwór wodorotlenku baru o objętości równej 50 cm3 miareczkowano 0,35-molowym roztworem kwasu solnego wobec błękitu bromotymolowego jako wskaźnika. Punkt równoważnikowy osiągnięto w momencie wykorzystania dokładnie 40 cm3 roztworu titranta.


1. Ustal wartość pH miareczkowanego roztworu wodorotlenku baru. Wynik obliczeń podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.
2. Jaka była wartość pH miareczkowanego roztworu w momencie zobojętnienia połowy początkowej liczby jonów wodorotlenkowych, pochodzących z dysocjacji elektrolitycznej zasady barowej? Wynik podaj z dokładnością do dwóch cyfr znaczących.
3. W zakresie pH 6,2 - 7,6 roztwory zawierające błękit bromotymolowy mają kolor zielony. Określi czy punkcie równoważnikowym miareczkowany roztwór przyjął podane zabarwienie? Odpowiedź uzasadnij jednym zdaniem.

Answer 1

Odpowiedź:

Wyjaśnienie:

Dane:

V zasady = 50cm³ =  0,05dm³

C kwasu = 0,35mol/dm³

V zużytego kwasu = 40cm³ = 0,04dm³

Rozwiązanie

Punkt równoważnikowy miareczkowania (PR), to punkt, w którym podczas dodano teoretyczną ilość odczynnika miareczkującego, wynikającą ze stechiometrii reakcji.

Zazwyczaj niemożliwe jest wyznaczenie punktu równoważności (PR) podczas wykonywania analizy, dlatego przy pomocy wskaźników wyznacza się punktu końcowy (PK) miareczkowania.

Punkt 1

Ba(OH)₂  + 2HCl  =  BaCl₂  + 2H₂O

1 mol         2 mole

• Obliczmy ile moli HCl przereagowało do PR:

Cm = n/V

n = Cm*V

n = 0,35 * 0,04

n = 0,014 mola HCl

• Obliczmy ile moli Ba(OH)₂ wzięło udział w reakcji:

Na podstawie reakcji:

1 mol Ba(OH)₂...............2 mole HCl

x moli Ba(OH)₂..............0,014 mola HCl

    x = 0,007 mola Ba(OH)₂

• Obliczmy stężenie molowe Ba(OH)₂:

Cm = n/V

Cm = 0,007/0,05

Cm = 0,14mol/dm³

• Obliczmy pOH i  pH:

Ba(OH)₂ to mocny elektrolit, czyli Cm = [OH⁻]

[OH⁻] = 2*Cm= 2* 0,14mol/dm³ = 0,28mol/dm³

pOH = -log[OH⁻] = -log(0,28)

pOH = 0,55

pH = 14 - pOH

pH = 14 - 0,55

pH = 13,45 ≅ 13,5

Punkt 2

Z rozwiązania punktu 1 wiemy, że całkowicie przereagowało 0,014 mola kwasu.

Obliczmy ile moli Ba(OH)₂ przereagowało do momentu, gdy połowa jego ilości została zobojętniona przez kwas, czyli również połowa ilości kwasu weszła w reakcję - 0,014 : 2 = 0,007 mola HCl.

• Na podstawie reakcji:

1 mol Ba(OH)₂....................2 mole HCl

x moli Ba(OH)₂...................0,007 mola HCl

      x = 0,0035 mola Ba(OH)₂

• Obliczmy jaka była objętość roztworu w tym momencie miareczkowania:

Jaką objętość kwasu wprowadzono do roztworu analitu:

Cm = n/V

V = n/Cm

V = 0,007/0,35

V = 0,02dm³ = 20cm³ HCl

V = Vzasady + Vkwasu

V = 50cm³ + 20cm³ = 70cm³ = 0,07dm³

• Obliczmy stężenie molowe wodorotlenku w momencie, gdy połowa przereagowała:

Cm = n/V

Cm = 0,0035/0,07

Cm = 0,05mol/dm³

• Obliczmy pOH i pH:

Ba(OH)₂ to mocny elektrolit, czyli Cm = [OH⁻]

[OH⁻] = 2*Cm= 2* 0,05mol/dm³ = 0,1mol/dm³

pOH = -log[OH⁻] = -log(10⁻¹) = 1

pH = 14 - 1

pH = 13

Punkt 3

"Wskaźnik dobieramy tak, aby jego zakres wskaźnikowy obejmował punkt równoważnikowy miareczkowania lub, aby punkt ten leżał możliwie blisko tego zakresu".- cytat

Błękit bromotymolowy.

• Poniżej pH 6 wskaźnik barwi się na kolor żółty.

• W przedziale pH 6 - 7,6 przyjmuje barwę zieloną- jest to zakres zmiany barwy.  

• Powyżej pH 7,6  przybiera barwę niebieską.

Punkt równoważnikowy odpowiada wartości pH równej 7, jeśli miareczkuje się:

• roztwór mocnej zasady roztworem mocnego kwasu,

• roztwór mocnego kwasu roztworem mocnej zasady.

Ba(OH)₂ to mocna zasada.

HCl  to mocny kwas.

W zakresie pH 6,2 - 7,6 miareczkowany roztwór przyjmie barwę zieloną.