گزارش کار درباره ی تیتراسیون اسید و باز

اگر میخواهید یک گزارش کار خوب درباره ی تیتراسیون اسید و باز داشته باشین به ادامه مطلب مراجعه کنید
منبع کتاب:آمایشگاه شیمی عمومی 1 تالیف حسین اختر محققی   

 آشنایی با روش های تیتراسیون)
مقدمه:
یکی از مهمترین و ساده ترین روش های سنجش غلظت محلول ها و درصد خلوص
مواد شیمیایی که در اکثر آزمایشگاه های صنایع مختلف هم کاربرد وسیعی دارد
استفاده از روش های تیتراسیون (سنجش حجمی ) می باشد که با انتخاب مناسب
مواد آزمایش کننده در آن می توان آزمایش های مختلفی از تیتراسیون را جهت
اندازه گیری غلظت مواد شیمیایی انجام داد که با این وجود اساس کار در همه آنها
به یک صورت می باشد به طوری که تمامی آزمایش های تیتراسیون از سه بخش
اصلی تشکیل شده اند که عبارتند از :
WWW.IRANMEET.COM
[e-mail]
( 56 آزمایشگاه شیمی عمومی ( 1
=========================================================================
)1(- محلول مورد آزمایش(محلول تیتر شونده)
)2(- محلول استاندارد (محلول تیتر کننده)
)3(- ه معرف ای شیمیایی رنگین
)1(- محلول مورد آزمایش ) محلول تیتر شونده( : به محلول مورد
نظری که بخواهیم غلظت و یا درصد خلوص ماده موجود در آن را با استفاده از روش
تیتراسیون مشخص کنیم محلول مورد آزمایش یا محلول تیتر شونده گفته می شود
که ماده موجود در این محلول ها می توا ند به دو صورت کاملا محلول و یا نیمه
محلول (رسوبی در محلول ) وجود داشته باشد که اگر از نوع کاملا محلول بود
تیتراسیون به راحتی انجام می شود ولی اگر از نوع نیمه محلول بود و یعنی بخشی از
ماده در آن رسوب کرده بود باید قسمت خالص مورد نظر از ماده رسوبی که درصد
خلوص ماده رسوبی هم بر اساس آن تعیین می شود در طول عمل تیتراسیون به طور
کامل به صورت محلول در آید تا از این طریق حضور خود را تا پایان گرفتن عمل
تیتراسیون توسط تغییر رنگ معرف های شیمیایی رنگین اعلام کرده و در نتیجه
بتوان آزمایش تیتراسیون را به دقت انجام داد .
)2(- محلول استاندارد ) محلول تیتر کننده( : به محلول هایی که
دارای غلظت و فرمول شیمیایی مشخص و استانداردی بوده و از آنها برای سنجیدن
غلظت و یا درصد خلوص محلول های مورد آزمایش استفاده می شود محلول
استاندارد یا محلول تیتر کننده گفته می شود که برخی از آنها را پس از تهیه می
توان به مدت طولانی نگهداری نمود ولی برخی دیگر را فقط باید در زمان استفاده
تهیه کنیم زیرا که این دسته از محلول ها پس از تهیه شدن به مرور زمان خاصیت
تیتر کنندگی خود را از دست داده و به عبارتی فاسد می شوند و در نتیجه آزمایش
تیتراسیون را به درستی انجام نمی دهند .
)3(- معرف های شیمیایی رنگین : از کلیه موادی که پایان عمل
تیتراسیون را به سرعت با تغییر رنگ خود اعلام می کنند می توان به عنوان معرف
WWW.IRANMEET.COM
[e-mail]
57 ( آزمایشگاه شیمی عمومی ( 1
=========================================================================
) (5/ کمتر از 5 PH) الف)- تورنسل (لیتموس) : این معرف در محیط اسیدی
5 تا 8) بنفش رنگ و نیز در محیط / بین 5 PH) قرمز رنگ و در محیط تقریبا خنثی
بین 8 تا 14 ) آبی رنگ می باشد . PH) قلیایی
) (4/ کمتر از 5 PH) ب)- متیل اورا نژ (هلیانتین) : این معرف در محیط اسیدی
4 تا 8) نارنجی رنگ و نیز در محیط / بین 5 PH) قرمز رنگ و در محیط تقریبا خنثی
بین 8 تا 14 ) زرد رنگ می باشد . PH) قلیایی
) ج)- فنول فتالئین : این معرف در محیط اسیدی و محیط تقریب ا خنثی (به طور
8 تاحدو د 14 ) ارغوانی / بین 3 PH) 8/3 ) بی رنگ ولی در محیط قلیایی PH کل تا
رنگ می باشد و البته باید در نظر داشت که این معرف در محیط قلیایی غلیظ بی
رنگ است .
با وجود اینکه اساس همه آزمایش های تیتراسیون از سه بخش اصلی تشکیل شده
است ولی می توان با ت غییرات کمی که در مراحل کار انجام می دهیم آزمایش های
تیتراسیون را به دو نوع کلی تقسیم بندی کرد که عبارتند از :
)1(- میقتسم تیتراسیون نوع ( 2)- تیتراسیون نوع برگشتی (معکوس)
که می توان از هر یک از این دو نوع روش برای سنجش غلظت محلول ها و درصد
خلوص مواد شیمیایی استفاده کرد که البته کاربرد تیتراسیون نوع مستقیم به دلیل
صرفه جویی در میزان مواد مصرفی و راحتی کار با آن عمومی تر بوده ولی در
شرایطی خاص و از جمله مواردی که سرعت تیتر شوندگی محلول مورد آزمایش به
WWW.IRANMEET.COM
[e-mail]
( 58 آزمایشگاه شیمی عمومی ( 1
=========================================================================
سئوالات مشترک فصل چهارم :
)1(- سه بخش اصلی تشکیل دهنده آزمایش های تیتراسیون را نام برده و در م و رد
هر کدام توضیح دهید ؟
)2(- ییایمیش سه معرف مورد استفاده در تیتراسیون اسید و باز را نام برده و
درباره تغییر رنگ هر کدام از آنها توضیح دهید ؟
( آزمایش شماره ( 7
نام آزمایش : تیتراسیون مستقیم اسید و باز
هدف آزمایش : آشنایی با روش های تیتراسیون اسید و باز
تئوری آزمایش : برای آشنایی با روش تیتراسیون نوع مستقیم یک آزمایش
تیتراسیون سنجش غلظت اسید و باز را در نظر می گیریم که در آن یک محلول
اسیدی با نرمالیته نا معلوم نظیر اسید کلریدریک را به عنوان محلول مورد آزمایش و
یک محلول قلیایی رقیق مناسب با نرمالیته مش خ ص نظیر محلول هیدروکسید
سدیم را که می تواند با محلول اسیدی مورد نظر به طور کامل واکنش دهد را هم به
عنوان محلول استاندارد (محلول تیتر کننده ) داشته باشیم با افزودن چند قطره از
یک معرف شیمیایی رنگین مناسب به محلول مورد آزمایش با توجه به نوع معرف
استفاده شده رنگ محلول عوض خواهد شد که اگر در این حالت معرف استفاده شده
WWW.IRANMEET.COM
[e-mail]
59 ( آزمایشگاه شیمی عمومی ( 1
=========================================================================
ییایلق با افزودن تدریجی محلول استاندارد (بازی) به محلول مورد آزمایش اسیدی
از محلول (OH¯) که در آن (OH¯) + (H+) → H2O با توجه به رابطه شیمیایی
از محلول مورد آزمایش تامین می شود ، محلول قلیایی با محلول (H+) استاندارد و
موجود در (H+) اسیدی واکنش داده و با ادامه عمل تیتراسیون به تدریج از غلظت
محلول به سمت محیط خنثی پ ی ش (PH) محلول مورد آزمایش کاسته شده و درجه
(PH) موجود بسیار کم شد و درجه (H+) می رود و در نهایت زمانی که غلظت
محلول به محدوده محیط خنثی و بعد از آن به محدوده محیط قلیایی رسید با توجه
لازم برای تغییر رنگ آنها ، محلول شروع (PH) به نوع معرف مورد استفاده و درجه
به تغییر رنگ دادن خواهد کرد که در این لحظه باید افزودن محلول استاندارد به
محلول مورد آزمایش را قطع کرده و به عبارتی به عمل تیتراسیون خاتمه داد که
چون در تیتراسیون همواره تعداد اکی والان های مصرف شده محلول استاندارد با
تعداد اکی والان های واکنش داده از محلول مورد آزمایش برابر می باشد پس می
توان با توجه به حجم مصرف شده محلول استاندارد و استفاده از رابط ه
غلظت نرمالیته محلول مورد آزمایش را محاسبه نموده و یا حتی N1×V1=N2×V2
می توان با استفاده از دیگر روابطی که در فصل مربوط به محلول سازی به آنها اشاره
شد مقدار درصد خلوص ماده حل ش ونده موجود در محلول را هم بدست آورد که در
حجم مصرفی محلول استاندارد ، (V نرمالیته محلول استاندارد ، ( 1 (N رابطه فوق ( 1
حجم محلول مورد آزمایش می (V نرمالیته مجهول محلول مورد آزمایش و ( 2 (N2)
باشد .
ه هک یکی از نکاتی که در تیتراسیون باید به آن توجه داشت این است مواره تا جایی
که ممکن است و به نتیجه آزمایش لطمه ای وارد نمی کند باید از معرف هایی
استفاده شود که تشخیص تغییر رنگ در آنها بسیار ساده و سریع می باشد به عنوان
مثال در آزمایش تیتراسیون اسید و باز در مواقعی که می توانیم از هر سه معرف
WWW.IRANMEET.COM
[e-mail]
( 60 آزمایشگاه شیمی عمومی ( 1
=========================================================================
البته نکته ای که در پایان تیتراسیون با آن مواجه می شویم این است که همیشه
مقدار حجم مصرفی محلول استاندارد هنگامی که از معرف فنول فتالئین استفاده
می کنیم در مقایس ه با زمانی که از معرف متیل اور انژ استفاده می کنیم متفاوت است
لازم برای تغییر رنگ این دو معرف PH و دلیلش هم این است که چون درجه
متفاوت است بنابراین میزان حجم مصرفی از محلول استانداردی که برای رسیدن به
به آن نیاز داریم هم متفاوت می باشد . PH هر یک از این دو محدوده
وسایل مورد نیاز : بشر – ارلن – بورت – گیره بورت – پایه فلزی
زاین دروم داوم 0 نرمال (محلول استاندار د ) – / : محلول هیدروکسید سدیم 1
محلول اسید کلریدریک با نرمالیته نا معلوم (محلول مورد آزمایش ) – معرف فنول
فتالئین – معرف متیل اورانژ
شرح کار آزمایش : برای انجام آزمایش مراحل زیر را به ترتیب انجام دهید :
)1(- قبل از انجام آزمایش چند مرتبه با آب نحوه کار با بورت را تمرین کنید و پس
از مسلط شدن بورت را با چند میلی لیتر از محلول استاندارد (محلول هیدروکسید
0 نرما ل) شست و شو داده و توسط گیره بورت آن را بر روی پایه فلزی نصب / سدیم 1
کنید .
)2(- توسط بشر داخل بورت را تا حجمی معین از محلول استاندارد پر کرده و به
منظور خارج کردن هوای داخل نوک بورت و نیز تنظیم کردن حجم محلول درون آن
ابتدا باید یک ظرف را در زیر بورت بگذارید و سپس شیر بورت را کمی باز کرده تا
WWW.IRANMEET.COM
[e-mail]
61 ( آزمایشگاه شیمی عمومی ( 1
=========================================================================
)3(- 25 میلی لیتر از محلول مورد آزمایش(محلول تیتر شوند ه ) را داخل ارلن
ریخته و چند قطره معرف فنول فتالئین به آن اضافه کنید و سپس ارلن ر ا در زیر
بورت گذاشته و به منظور تشخیص سریع تر و راحت تر تغییر رنگ در محلول بهتر
است که یک ورق کاغذ سفید هم در زیر ارلن قرار دهید .
)4(- حالا می توانید عملیات تیتراسیون را شروع کنید که بدین منظور شیر بورت
را کمی باز کرده تا محلول استاندارد به آرامی داخل ار لن بریزد و دائما باید محلول را
هم زده و زمانی که رنگ صورتی کمرنگی که به صورت لحظه ای پدید می آید به
کندی محو می شد باید شیر بورت را کمی ببندید تا حدی که محلول بسیار کمتر و
به صورت قطره قطره از بورت خارج شود و دقیقا در لحظه ای که رنگ صورتی پدید
آمده اصلا محو نشد و ثابت ماند باید شیر بورت را کاملا بسته و به عمل تیتراسیون
خاتمه دهید و با توجه به حجم اولیه محلول استاندارد ، حجم مصرف شده آن را
بدست آورده و یادداشت کنید .
)5(- فتالئین آزمایش را چند بار تکرار کرده و چند بار هم به جای استفاده از فنول
از معرف متیل ا و رانژ استفاده کنید به طوری که در صورت استفاده از متیل اور انژ به
عنوان معرف آزمایش ، با پدید آمدن و ثابت ماندن رنگ نارنجی در محلول باید به
عمل تیتراسیون خاتمه دهید .
)6(- قرار داده تا N1×V1=N2×V نتایج حاصله از هر بار آزمایش را در معادله 2
نرمالیته محلو ل مورد آزمایش ( محلول تیتر شونده ) مشخص شده و سپس همه این
اطلاعات را به همراه پاسخ سئوالات مطرح شده در گزارش کار خود بیاورید .
سئوالات آزمایش :
)1(- در هنگام انجام عمل تیتراسیون مستقیم اسید و باز با افزودن تدریجی محلول
استاندارد قلیایی به محلول مورد آزمایش اسیدی چه اتفاقی می افتد ؟
WWW.IRANMEET.COM
[e-mail]
( 62 آزمایشگاه شیمی عمومی ( 1
=========================================================================
)2(- چرا در آزمایش تیتراسیون اسید و باز در مواقعی که می توانیم از هر سه
معرف تورنسل ، متیل اورانژ و فنول فتالئین استفاده کرد باید سعی شود که از معرف
فنول فتالئین استفاده کنیم ؟
)3(- هک ییاج ات چرا در آزمایش های تیتراسیون ممکن است باید از محلول های
استاندارد رقیق استفاده کرد ؟
4)- چرا مقدار حجم مصرفی محلول استاندارد هنگامی که از معرف فنول فتالئین )
استفاده می کنیم در مقایسه با زمانی که از معرف متیل اور انژ استفاده می کنیم
متفاوت است ؟
( آزمایش شماره ( 8
نام آزمایش : تیتراسیون برگشتی اسید و باز
هدف آزمایش : آشنایی با روش های تیتراسیون اسید و باز
شیامزآ یروئت : همان طور که قبلا گفته شد از تیتراسیون نوع برگشتی
(معکوس) بیشتر در شرایطی خاص و به خصوص زمانی که سرعت تیتر شوندگی
محلول مورد آزمایش کم باشد و یا به عبارت دیگر وقت ی که واکنش میان محلول
استاندارد و محلول مورد آزمایش به کندی صورت می گیرد استفاده می شود که
البته مراحل انجام این نوع روش تفاوت چندانی با روش تیتراسیون نوع مستقیم
ندارد و تنها فرق آن در این است که در نوع برگشتی برخلاف نوع مستقیم ، مقدار
حجم مصرفی محلول استا ندارد را به طور مستقیم بدست نمی آورند بلکه ازطریق
WWW.IRANMEET.COM
[e-mail]
63 ( آزمایشگاه شیمی عمومی ( 1
=========================================================================
وسایل مورد نیاز : بشر – ارلن – بورت – گیره بورت – پایه فلزی
زاین دروم داوم 0 نرمال (محلول استاندارد ) – / : محلول هیدروکسید سدیم 1
0 ن رمال (محلول اضافه شونده استاندار د اصلی ) – محلول / محلول اسید کلریدریک 1
هیدروکسید سدیم با نرمالیته نا معلوم (محلول مورد آزمای ش ) – معرف فنول
فتالئین – معرف متیل اورانژ
شرح کار آزمایش : برای انجام آزمایش مراحل زیر را به ترتیب انجام دهید :
)1(- قبل از انجام آزمایش چند مرتبه با آب نحوه کار با بورت را تمرین کنید و پس
از مسلط شدن بورت را با چن د میلی لیتر از محلول استاندارد (محلول هیدروکسید
WWW.IRANMEET.COM
[e-mail]
( 64 آزمایشگاه شیمی عمومی ( 1
=========================================================================
)2(- توسط بشر داخل بورت را تا حجمی معین از محلول استاندارد پر کرده و به
منظور خارج کردن هوای داخل نوک بورت و نیز تنظیم کردن حجم محلول درون آن
ابتدا باید یک ظرف را در زیر بورت بگذارید و سپس شیر بورت را کمی باز کرده تا
هوای داخل نوک آن خارج شود و بعد از آن هم سطح محلول استاندارد داخل بورت
0 تنظیم کرده و مقدار آن را یادداشت کنید . / را با دقت 05
)3(- 25 میلی لیتر از محلول مورد آزمایش (محلول تیتر شوند ه ) را داخل ارلن
ریخته و چند قطره معرف فنول فتالئین به آن اضافه کنید و سپس 30 م یلی لیتر از
0 نرمال) را هم داخل ارلن ریخته و / محلول اضافه شونده (محلول اسید کلریدریک 1
هم بزنید و در ص ورتی که محلول بی رنگ نشد باز هم 10 میلی لیتر دیگر از محلول
اضافه شونده را داخل ارلن بریزید و این کار را تا زمان بی رنگ شدن کامل محلول
ادامه داده و در نهایت حجم کل محلول اضافه شونده مورد استفاده را یادداشت کنید
و سپس ارلن را در زیر بورت گذاشته و به منظور ت ش خیص سریع تر و راحت تر تغییر
رنگ در محلول بهتر است که یک ورق کاغذ سفید هم در زیر ارلن قرار دهید .
)4(- حالا می توانید عملیات تیتراسیون را شروع کنید که بدین منظور شیر بورت
را کمی باز کرده تا محلول استاندارد به آرامی داخل ارلن بریزد و دائما باید محلول را
هم زده و زمانی که رنگ صورتی کمرنگی که به صورت لحظه ای پدید می آید به
کندی محو می شد باید شیر بورت را کمی ببندید تا حدی که محلول بسیار کمتر و
به صورت قطره قطره از بورت خارج شود و دقیقا در لحظه ای که رنگ صورتی پدید
آمده اصلا محو نشد و ثابت ماند باید شیر بورت ر ا کاملا بسته و به عمل تیتراسیون
خاتمه دهید و با توجه به حجم اولیه محلول استاندارد ، حجم مصرف شده آن را
بدست آورده و یادداشت کنید .
)5(- فتالئین آزمایش را چند بار تکرار کرده و چند بار هم به جای استفاده از فنول
از معرف متیل اور انژ استفاده کنید به طوری که در ص ورت استفاده از متیل اور انژ به
WWW.IRANMEET.COM
[e-mail]
65 ( آزمایشگاه شیمی عمومی ( 1
=========================================================================
)6(- در هر بار آزمایش مقادیر حجم مصرفی محلول استاندارد را از مقدار کل
محلول اضافه شونده کم کرده (چون نرمالیته محلول اض ا فه شونده و محلول
استاندارد به یک اندازه است پس نیازی به استفاده از معادله نیس ت ) و جواب باقی
قرار دهید تا N1×V1=N2×V مانده را به عنوان حجم مصرف ی واقعی در معادله 2
نرمالیته محلول مورد آزمایش مشخص شده و سپس همه این اطلاعات ر ا به همراه
پاسخ سئوالات مطرح شده در گزارش کار خود بیاورید .
سئوالات آزمایش :
)1(- یتشگرب از تیتراسیون نوع (معکوس) بیشتر در چه مواقعی استفاده می شود ؟

)2(- رتیت نیب تفاوت اسیون نوع برگشتی (معکوس) با نوع مستقیم توضیح دهید؟

منبع کتاب:آمایشگاه شیمی عمومی 1 تالیف حسین اختر محققی