neutralizacja kwasów kamiński.doc

1.     Cel ćwiczenia.

Celem naszego ćwiczenia było zapoznanie się z analizą jakościową oraz miareczkową, a także z zasadami ich przeprowadzania. W ćwiczeniu za pomocą tych dwóch metod analitycznych mieliśmy za zadanie wykryć rodzaj badanego przez nas kwasu oraz określić jego stężenie.

2.  Przebieg ćwiczenia.

Pierwszym etapem naszego ćwiczenia było określenie odczynu zadanych roztworów za pomocą papierków wskaźnikowych. Zabarwienie zanurzonych w roztworach papierków indykatorowych pozwoliło na stwierdzenie, że pH ich jest bliskie 1(mocne kwasy).

Znając pH badanych roztworów mogliśmy przystąpić do analizy jakościowej. Do czterech probówek wlaliśmy po 1 ml oznaczanego roztworu. Do pierwszej dodaliśmy kilka kropel BaCl2, do drugiej AgNO3. Próby takie przeprowadziliśmy dla każdego z trzech roztworów kwasów. Pozwoliły one stwierdzić, że:

·         Roztwór jest roztworem kwasu solnego HCl, ponieważ po dodaniu 

                AgNO3 wytrąca się biały osad AgCl. Reakcja przebiega według równania:

             AgNO3     +     HCl    =    AgCli   +    HNO3

Po zidentyfikowaniu wszystkich roztworów mogliśmy przystąpić do analizy miareczkowej. 10 ml badanego roztworu wlaliśmy do kolby stożkowej o pojemności 250 ml, a następnie dolaliśmy 50 ml wody i trzy krople oranżu metylowego. Biuretę automatyczną napełniliśmy 0,1 M roztworem NaOH. Miareczkowaliśmy aż do zmiany barwy roztworu z czerwonej na żółtą. Próbę wykonaliśmy trzy razy dla danego roztworu.

W trakcie badania należy cały czas mieszać badany roztwór, a jego dokładność zależy od dokładności uchwycenia punktu końcowego (zmiany barwy). Podczas miareczkowania zużyliśmy następujące ilości zasady:

·         7,6   ml

·         7,5 ml

·         7,4   ml

              3. Charakterystyka kwasów wykorzystanych w ćwiczeniu.

  Kwas chlorowodorowy (HCl) - kwas solny. Bezbarwna, dymiąca na powietrzu ciecz. Roztwór handlowy zawiera 38% chlorowodoru. Reaguje z większością metali nieszlachetnych wydzielając wodór np:
6HCl + 2Al ==> 2AlCl3 + 3H2
     Kwas solny można otrzymać przez:
a) spalanie wodoru w chlorze i rozpuszczenie powstałego chlorowodoru:
H2 + Cl2 ==> 2HCl
b) Działanie kwasem siarkowym na chlorek sodu (reakcja dwuetapowa):
H2SO4 + NaCl ==> NaHSO4 + HCl
NaHSO4 + NaCl =(temp.)=> Na2SO4 + HCl
Następnie otrzymany chlorowodór rozpuszcza się w wodzie.
     Kwas solny ma olbrzymie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu chemicznego. Np. w produkcji barwników, tworzyw sztucznych, włókien. Używa się go w garbarstwie i metalurgii. Wchodzi w skład soku żołądkowego. Oprócz tego jest ważnym odczynnikiem laboratoryjnym, ale jego zdobycie może nastręczyć Ci trudności.

4. Obliczenia

Do obliczenia stężenia HCl należy wykorzystać stechiometryczny zapis reakcji zobojętniania

AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3

Vśr. NaOH = (10+9,8)/2 = 9,9 - objętość zasady użytej do miareczkowaniu kwasu [cm3]

Vx – objętość pobranej do badania próbki [cm3]

Cx – stężenia molowe oznaczonego kwasu [mol/dm3]

CNaOH – stężenie molowe zasady sodowej [mol/dm3]

CNaOH = 0,1 mol/dm3

Vx = 10 cm3

n = 1( zgodnie z reakcją HCl+NaOH ®NaCl+H2O)

Z reakcji wynika, że do zobojętnienia 1 mola HCl należy użyć 1 mol NaO

Cx = nVNaOHCNaOH/Vx

Cx = 1 * 9,9 * 0,1 / 10 = 0,099 mol/dm3

Stężenie molowe badanego roztworu wynosiło 0,099 mol/dm3.

5.     Obliczenia wg instrukcji do ćwiczenia.

M (Ca(OH)2) = 40g/mol + 2*(16g/mol + 1g/mol) = 74g/mol

·         neutralizacja 5m3 kwasu solnego:

Ca(OH)2            +        2HCl       =     CaCl2      +      2H2O

1mol                          15,38dm3

xmol                         5*103dm3

x = 5*103dm3 * 1mol/ 15,38dm3= 325,1 mol = 325,1 * 74 g = 24,057kg

·         neutralizacja  2m3 kwasu fosforowego o stężeniu 6M:

3Ca(OH)2           +        2H3PO4     =  Ca3(PO4)2       +      6H2O

   3mol                              0,33dm3

    xmol                                          2*103dm3

x = 2*103dm3 * 3mol/0,33dm3 = 18181,81mol = 18181,81*74g = 1345,454kg

6.     Wnioski.

.

·         Ćwiczenie obrazuje nam jak w łatwy i skuteczny sposób można zneutralizować i wykryć niebezpieczne  kwasy przy użyciu dostępnych substancji chemicznych

·         W dzisiejszych czasach, przy dużym prawdopodobieństwie wystąpienia wypadków drogowych czy też awarii w zakładach produkcyjnych, powodujących zagrożenia niebezpiecznymi substancjami podczas akcji ratowniczo-gaśniczych, istotna jest znajomość metod wykrywania substancji, które mogą stanowić zagrożenie a także  sposobów i zasad ich neutralizacji.

·         Na podstawie przeprowadzonego ćwiczenia stwierdzamy, iż do neutralizacji 10 ml kwasu solnego należy użyć 9,9 ml zasady sodowej.

·         Ćwiczenie pozwoliło nam zapoznać się z metodami analitycznymi służącymi do wykrywania rodzaju substancji oraz do określania jej stężenia.

·         Przy dużym stężeniu oranżu metylowego otrzymane wyniki będą zawyżone, należy ostrożnie dawkować odczynnik w celu uzyskania jak najdokładniejszych wyników