ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ. Εξγαζηεξηαθέο αζθήζεηο. Σκήκα: Μεραληθώλ Τερλνι. Πεηξειαίνπ & Φ.Α. ΤΕ θαη Μεραλνιόγωλ Μεραληθώλ ΤΕ. Καβάια 2017

Transcript

1 Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ Εξγαζηεξηαθέο αζθήζεηο Σκήκα: Μεραληθώλ Τερλνι. Πεηξειαίνπ & Φ.Α. ΤΕ θαη Μεραλνιόγωλ Μεραληθώλ ΤΕ Καβάια 2017 Γξ. Κ. Γεξκεληδήο 1

2 1. ΓΗΑΛΤΜΑΣΑ Γηαιύκαηα μκμιάγμκηαζ ηα μιμβεκή ζοζηήιαηα δζαζπμνάξ ζηα μπμία δ μοζία ζε δζαζπμνά έπεζ δζαζηάζεζξ <10-7 cm. Γηαιύηεο (solvent) είκαζ ημ ζοζηαηζηυ πμο ανίζηεηαζ ζηδ ιεβαθφηενδ ακαθμβία ηαζ Γηαιπκέλε νπζία (solute) ημ ζοζηαηζηυ ιε ηδ ιζηνυηενδ ακαθμβία. Τπάνπμοκ εκκέα ηφπμζ δζαθοιάηςκ: 1. Αένζμ ζε αένζμ Α/Α 2. Τβνυ ζε αένζμ Τ/Α 3. ηενευ ζε αένζμ /Α 4. Αένζμ ζε οβνυ Α/Τ 5. Τβνυ ζε οβνυ Τ/Τ 6. ηενευ ζε οβνυ /Τ 7. Αένζμ ζε ζηενευ Α/ 8. Τβνυ ζε ζηενευ Τ/ 9. ηενευ ζε ζηενευ / Σα πθέμκ ζοκδεζζιέκα δζαθφιαηα είκαζ ηα 4, 5, 6 ιε δζαθφηδ ηδκ οβνή θάζδ ηαζ ιάθζζηα ημ κενυ δδθ. ηα οδαηζηά δζαθφιαηα. Ακάθμβα ιε ηδ ηαηάζηαζδ ηςκ δζαθοιέκςκ ζςιαηζδίςκ ηα δζαθφιαηα δζαηνίκμκηαζ ζε : Μνξηαθά δηαιύκαηα, υπμο δ δζαθοιέκδ μοζία ανίζηεηαζ ζε ηαηάζηαζδ ιμνίςκ, π.π οδαηζηυ δζάθοια γάπανδξ. Ηνληηθά ή ειεθηξνιπηηθά δηαιύκαηα, υπμο δ δζαθοιέκδ μοζία ανίζηεηαζ ζε ηαηάζηαζδ ζυκηςκ, π.π οδαηζηυ δζάθοια δθεηηνμθφηδ NaCl πμο δζίζηαηαζ ζε ζυκηα: NaCl Na + + Cl - Γηαιπηόηεηα ιζαξ μοζίαξ μκμιάγεηαζ δ ιέβζζηδ πμζυηδηα ηδξ μοζίαξ πμο ιπμνεί κα δζαθοεεί ζε μνζζιέκδ πμζυηδηα ημο δζαθφηδ ηαζ ζε μνζζιέκδ εενιμηναζία ηαζ ζοκήεςξ εηθνάγεηαζ ζε g δζαθοιέκδξ μοζίαξ ζε 100 ml δζαθφηδ. Κνξεζκέλν δηάιπκα είκαζ ημ δζάθοια πμο πενζέπεζ ηδ ιέβζζηδ πμζυηδηα ηδξ δζαθοιέκδξ μοζίαξ ηαζ ζη μπμίμ οπάνπεζ δοκαιζηή ζζμννμπία ημο δζαθφηδ ιε πενίζζεζα αδζάθοηδξ μοζίαξ. ημ ημνεζιέκμ δζάθοια δ ηαπφηδηα δζάθοζδξ ηδξ μοζίαξ είκαζ ίζδ ιε ηδ ηαπφηδηα ζπδιαηζζιμφ αοηήξ. Αθόξεζην δηάιπκα είκαζ ημ δζάθοια πμο πενζέπεζ πμζυηδηα δζαθοιέκδξ μοζίαξ ιζηνυηενδ απυ αοηήκ ζηδ ηαηάζηαζδ ζζμννμπίαξ. Τπέξθνξν δηάιπκα είκαζ εηείκμ πμο πενζέπεζ πμζυηδηα δζαθοιέκδξ μοζίαξ ιεβαθφηενδ απυ αοηήκ ζηδ ηαηάζηαζδ ζζμννμπίαξ. Αοηυ ιπμνεί κα ζοιαεί ιε μοζίεξ πμο έπμοκ πμθφπθμημ ηνοζηαθθζηυ ηφπμ ηαζ είκαζ δφζημθμ κα ζπδιαηζζηεί μ πνχημξ ηνφζηαθθμξ. 2

3 ΔΚΦΡΑΔΗ ΠΔΡΗΔΚΣΗΚΟΣΖΣΑ ΚΑΗ ΤΓΚΔΝΣΡΩΖ ΓΗΑΛΤΜΑΣΩΝ Δθθξάζεηο πεξηεθηηθόηεηαο: Ζ πενζεηηζηυηδηα εκυξ δζαθφιαημξ ακαθένεηαζ ζε ιάγα ή υβημ ηδξ δζαθοιέκδξ μοζίαξ ζε μνζζιέκδ ιάγα ή υβημ δζαθφηδ. α) % βάξνο θαη όγθν (% w/v ή % θ.ό.) δδθ. δ ιάγα ζε g ηδξ δζαθοιέκδξ μοζίαξ ζε 100 ml δζαθφιαημξ. π.π. δ έηθναζδ 10 % η.υ. HCl ζδιαίκεζ υηζ οπάνπμοκ 10 g HCl δζαθοιέκα ζε 100 ml δ/ιαημξ. β) % βάξνο θαηά βάξνο (% w/w ή % θ.β.) δδθ. δ ιάγα ζε g ηδξ δζαθοιέκδξ μοζίαξ ζε 100 g ημο δ/ιαημξ. π.π. δ έηθναζδ 15% η.α. HCl ζδιαίκεζ υηζ ηα 15 g HCl είκαζ δζαθοιέκα ζε 100g δ/ιαημξ. Γζα ιεηαηνμπέξ ημο υβημο δζαθφιαημξ ζε ιάγα ή ακηίζηνμθα πνέπεζ κα δίκεηαζ δ ποηκυηδηα ημο δζαθφιαημξ ηαζ κα πνδζζιμπμζείηαζ μ ηφπμξ: d= γ) % όγθνο θαη όγθν (% v/v ή % vol ή αιθννιηθνί βαζκνί) δδθ. ηα ml ιζαξ οβνήξ μοζίαξ πμο είκαζ δζαθοιέκα ζε 100 ml δ/ιαημξ. Ζ έηθναζδ αοηή πνδζζιμπμζείηαζ ηονίςξ ζηα αθημμθμφπα πμηά ηαζ ζηα αένζα ιίβιαηα. π.π. Αθημμθμφπμ πμηυ 40 % v/v ζδιαίκεζ υηζ ζηα 100 ml δ/ιαημξ είκαζ δζαθοιέκα 40 ml μζκμπκεφιαημξ. δ) Μέξε αλά εθαηνκκύξην ppm (parts per million) Οηακ δ πμζυηδηα ηδξ δζαθοιέκδξ μοζίαξ είκαζ πμθφ ιζηνή, δ ζοβηέκηνςζδ εηθνάγεηαζ ςξ ηα mg ηδξ μοζίαξ ακά mg (=1 Kg) ημο δ/ιαημξ. Γζα πμθφ αναζςιέκα οδαηζηά δ/ιαηα, επεζδή 1 Kg = 1 L, ηα ppm ζζμδοκαιμφκ ιε mg/l: (1 ppm = 1mg/L) (Οκμιάγεηαζ κέξε αλά εθαηνκκύξην, δζυηζ ημ έκα mg είκαζ ημ έκα εηαημιιονζμζηυ ημο Κg). π.π. έζης δ/ια ΝaCl υβημο 500 ml πενζέπεζ 2.7 mg NaCl άνα /500 = 5.4 mg/l = 5.4 ppm NaCl 3

4 Γζα αηυια πενζζζυηενμ αναζςιέκα δζαθφιαηα πνδζζιμπμζμφκηαζ μζ εηθνάζεζξ: ε) Μέξε αλά δηζεθαηνκκύξην ppb (parts per billion) ζη) Μέξε αλά ηξηζεθαηνκκύξην ppt (parts per trillion) δ) Μέξε αλά ηεηξάθηο εθαηνκκύξην ppq. Δθθξάζεηο ζπγθέληξωζεο: Ζ ζοβηέκηνςζδ εκυξ δζαθφιαημξ ακαθένεηαζ ζε βναιιμιυνζα (moles) ή βναιιμσζμδφκαια (gr-eqs) ηδξ δζαθοιέκδξ μοζίαξ ζε μνζζιέκδ ιάγα ή υβημ δζαθφηδ. α) Μνξηαθόηεηα ή Molarity M (ή Σπγθέληξωζε C ) δδθ. βναιιμιυνζα (moles) ακά θίηνμ: Μ = n / V υπμο n = μ ανζειυξ ηςκ moles ηδξ δζαθοιέκδξ μοζίαξ V = μ ανζειυξ ηςκ θίηνςκ ημο δζαθφιαημξ Μμκάδα ηδξ ζοβηέκηνςζδξ είκαζ ηo mol/l ή M. Ακ δζαθοεμφκ m βναιιάνζα ιζαξ έκςζδξ ιε ιμνζαηή ιάγα Mr ζε V ml δζαθφιαημξ δ ζοβηέκηνςζδ M ημο δζαθφιαημξ ιπμνεί κα οπμθμβζζηεί απυ ηδ ζπέζδ: Μ = β) Καλνληθόηεηα (Normality) Ν δδθ. βναιιμσζμδφκαια ακά θίηνμ, gr-eq/l. Ζ ζοβηέκηνςζδ αοηή πνδζζιμπμζείηαζ ζηδκ Ακαθοηζηή Υδιεία ηαζ εζδζηυηενα ζηδκ Οβημιεηνία. ζζπφεζ: Ν = α Μ υπμο α ιεηααθδηυξ αηέναζμξ ανζειυξ πμο δδθχκεζ ημ ζεέκμξ ή ημκ ανζειυ ηςκ βναιιμσζμδοκάιςκ (gr-eqs) πμο ακηζζημζπμφκ ζε 1 mol ηδξ μοζίαξ. Γζα ηα μλέα ηαζ ηζξ αάζεζξ μ α ζζμδοκαιεί ιε ημκ ανζειυ ηςκ ακηίζημζπςκ Ζ + ή ΟΖ - πμο ιπμνμφκ κα απμζπαζημφκ. Γζα ηα άθαηα μ α ζζμδοκαιεί ιε ημ μθζηυ θμνηίμ δδθ. ημ ζεέκμξ επί ημκ δείηηδ ημο ηαηζυκημξ ή ακζυκημξ. π.π. 4

5 HCl : α = 1 H 2 SO 4 : α = 2 Ca(ΟΖ) 2 : α = 2 AlCl 3 : α = 3 Al 2 (SO 4 ) 3 : α = 6 1 mole = ην κνξηαθό βάξνο (ΜΒ ή Mr) ζε g. 1 gr-eq = ην ηζνδύλακν βάξνο (eq) ζε g. gr-eq = αξηζκόο ηωλ moles, n = Σν κνξηαθό βάξνο ΜΒ (Mr) ιζαξ πδιζηήξ έκςζδξ ζζμφηαζ ιε ημ άενμζζια ηςκ αημιζηχκ αανχκ ΑΒ (Αr) υθςκ ηςκ αηυιςκ αοηήξ. π.ρ. Mr ΝαΟΖ = Ar Να + Ar Ο Ar Ζ = = 40 Mr Ζ2SO4 = 2 Ar H + Ar S 4 Ar O = = 98 Οπζία Mr 1 mol Molarity (1M) 1 gr-eq Normality (1N) α HCl g 36.5 g/l 36.5 g 36.5g/L 1 H 2 SO g 98 g/l 98/2 = 49 g 49g/L 2 H 3 PO g 98 g/l 98/3 = 32,66 g 32,66g 3 NaΟΖ g 40 g/l 40 g 40g/L 1 Ca(ΟΖ) g 74 g/l 74/2 = 37 g 37g/L 2 γ) Molality m εηθνάγεζ ημκ ανζειυ ηςκ moles ηδξ δζαθοιέκδξ μοζίαξ ζε ακά Kg δζαθφηδ. Ζ Molality είκαζ ακελάνηδηδ απυ ηζξ ιεηααμθέξ ηδξ εενιμηναζίαξ. δ) Τππηθόηεηα ή Formality F εηθνάγεζ ηδ ζοβηέκηνςζδ ηδξ μοζίαξ πμο δζαθφεδηε δ μπμία ιπμνεί κα δζαθένεζ απυ ηδ πναβιαηζηή ζοβηέκηνςζδ πμο επζηναηεί ιέζα ζημ δζάθοια. π.π. Καηά ηδ δζάθοζδ 0.1 mol K 2 SO 4 (=17.4 g) ζε 1 L κενμφ, tμ K 2 SO 4, ςξ ζζπονυξ δθεηηνμθφηδξ, δζίζηαηαζ πθήνςξ: K 2 SO 4 2K + + SO 4 2-5

6 απμδίδμκηαξ 2 ζυκηα K + ηαζ 1 ζυκ SO 2-4 ακά ιυνζμ K 2 SO 4, άνα ιέζα ζημ δζάθοια δεκ οπάνπεζ πθέμκ K 2 SO 4 αθθά 0.2 Μ ζυκηςκ K + ηαζ 0.1 Μ ζυκηςκ 2- SO 4. Δπμιέκςξ ιε ηδκ έηθναζδ 0.1 F πανέπεηαζ δ πναβιαηζηή ζοβηέκηνςζδ ημο άθαημξ πμο ανπζηά δζαθφεδηε, εκχ δ έηθναζδ 0.1 Μ 2- ακαθένεηαζ ζηα εεζζηά ζυκηα SO 4. Αξαίωζε δηαιύκαηνο Καηά ηδκ αναίςζδ εκυξ δζαθφιαημξ ιε πνμζεήηδ κενμφ, μ υβημξ ημο δζαθφιαημξ αολάκεζ, δ ζοβηέκηνςζή ημο ιεζχκεηαζ ηαζ δ πμζυηδηα ηδξ δζαθοιέκδξ μοζίαξ παναιέκεζ ζηαεενή. Ηζπφμοκ μζ ζπέζεζξ: C 1 V 1 = C 2 V 2 M 1 V 1 = M 2 V 2 N 1 V 1 = N 2 V 2 6

7 Παξαδείγκαηα ππνινγηζκώλ: 1. Παξαζθεπή δηαιύκαηνο 1000 ml ζεηηθνύ νμένο H 2 SO % θ.ό. από αξρηθό δηάιπκα H 2 SO 4 1 Μ. Τπμθμβίγμοιε ηδ πμζυηδηα ημο μλέμξ ζε 1 θίηνμ: 100ml 0.49 g H 2 SO x; => x = 4.9 g H 2 SO 4 Σμ ιμνζαηυ αάνμξ είκαζ: Mr H2SO4 = 2x x16 = 98 Ο ανζειυξ ηςκ moles: n = m/mr => n = 4.9/98 = 0.05 moles Σμ δζάθοια πενζέπεζ 0.05 moles μλέμξ ζε 1 θίηνμ, επμιέκςξ δ ζοβηέκηνςζδ ημο μλέμξ είκαζ C = 0.05 M Δπμιέκςξ απυ ημ ανπζηυ δζάθοια H 2 SO 4 1 Μ απαζημφκηαζ: C 1 V 1 = C 2 V 2 => 1 V 1 = => V 1 =50 ml 2. Να παξαζθεπαζηεί δ/κα Ζ 2 SΟ 4 ζπγθέληξωζεο 0.1Ν θαη όγθνπ 300 ml από αξρηθό ππθλό δ/κα Ζ 2 SΟ 4 96% θ.β. θαη ππθλόηεηαο d=1,84 gr/ml (Γίλεηαη Mr Ζ2SΟ4 = 98). Λύζε 1ε: d = m/v => m = d V (βζα V = 1000 ml: ηα 1000 ml δ/ιαημξ γοβίγμοκ m = d V = 1.84x1000 = 1840 βν. απυ ηα μπμία ηα 1840x96/100 = g ηαεανυ Ζ 2 SΟ 4 πενζέπεηαζ ζηα 1000 ml ημο δζαθφιαημξ n = m /Μr => n =1766.4/98 = moles πενζέπμκηαζ ζηα 1000 ml ημο δζαθφιαημξ, επμιέκςξ δ ζοβηέκηνςζή ημο είκαζ M =18.02 moles/l επεζδή Ν=αΜ ηαζ α=2, βζα ηδκ ηακμκζηυηδηα Ν ημο δζαθφιαημξ πνμηφπηεζ: Ν = 2x18.02 = gr-eq/l Απυ ημκ ηφπμ ηδξ αναίςζδξ πνμηφπηεζ: Ν αξρ. V αξρ. = Ν ηει. V ηει. => 36,04 V ανπ. = 0,1 300 => V αξρ. =0.83 ml ποηκυ Ζ 2 SΟ 4 δδθ. απαζημφκηαζ αηνζαχξ 0.83 ml ποηκμφ Ζ 2 SΟ 4 κα αναζςεμφκ ιε κενυ ςξ ηα 300 ml βζα κα παναζηεοαζηεί ημ δ/ια 0.1 Ν ημο μλέμξ. 7

8 Λύζε 2ε: (βζα V = 300 ml, ηα 300 ml δ/ιαημξ γοβίγμοκ: d = m/v => m = d V =1.84x300 =552 g ηαζ 552x96/100 = g ηαεανυ Ζ 2 SΟ 4 πενζέπεηαζ ζηα 300 ml δζαθφιαημξ. n = m /Μr => n = /98 = moles Ζ 2 SΟ 4 πενζέπμκηαζ ζηα 300 ml ημο δζαθφιαημξ (300 ml = 0.3 L) M= n/mr = 5.407/0.3 => M = moles/l ηαζ ζοκεπίγεηαζ υπςξ ζηδ ιύζε 1 ε : Ν=αΜ ηαζ α=2, βζα ηδκ ηακμκζηυηδηα Ν ημο δζαθφιαημξ πνμηφπηεζ: Ν = 2x18.02 = gr-eq/l Απυ ημκ ηφπμ ηδξ αναίςζδξ πνμηφπηεζ: Ν αξρ. V αξρ. = Ν ηει. V ηει. => 36,04 V ανπ. = 0,1 300 => V αξρ. =0.83 ml ππθλό Ζ 2 SΟ 4 3. Πνηα ε πεξηεθηηθόηεηα % θ.ό. δ/καηνο Ζ 3 PΟ 4 3Ν. Ν = α Μ, α = 3 => Μ =Ν/3 = 3/3 = 1 mole/l 1mole = 1Mr ζε gr Mr Ζ3PΟ4 = 3x1+31+4(16) = 98 άνα ηα 1000mL πενζέπμκηαζ 1mole ή 98 g Ζ 3 PΟ x; => x = /1000 = 9.8 g Ζ 3 PΟ 4 Δπμιέκςξ δ εηαημζηζαία πενζεηηζηυηδηα η.υ. ημο μλέμξ είκαζ 9.8% 4. Πνηά ε ζπγθέληξωζε Μ δ/καηνο 100 ppm CuSO 4. (Μr CuSO4 =159,5) Σα 100 ppm CuSO 4 ζζμδοκαιμφκ ιε 100 mg/l ή g/l CuSO 4 μ ανζειυξ ηςκ moles οπμθμβίγεηαζ: n = m/mr => n = /159.5 = moles CuSO 4 Δπεζδή ηα moles πενζέπμκηαζ ζε 1 θίηνμ, δ ζοβηέκηνςζδ είκαζ M = moles/l CuSO 4 8

9 Παξαζθεπή δηαιπκάηωλ: ΠΔΗΡΑΜΑΣΗΚΟ ΜΔΡΟ 1. Παξαζθεπή δηαιύκαηνο ζεηηθνύ ραιθνύ CuSO 4 όγθνπ 100 ml θαη ζπγθέληξωζεο 0.1 Μ Υνδζζιμπμζμφιε ημ έκοδνμ άθαξ παθημφ είκαζ CuSO 4 5H 2 O Σμ ιμνζαηυ ημο αάνμξ είκαζ: Mr = x16 + 5(2x1+16) = Λύζε 1 ε : Ζ απαζημφιεκδ πμζυηδηα ημο άθαημξ βζα ηδ παναζηεοή ημο δζαθφιαημξ ιπμνεί κα οπμθμβζζηεί απ εοεείαξ απυ ηδ ζπέζδ: M = => m= = = 2.495g CuSO 4 5H 2 O Λύζε 2 ε : M= n/v => n = M V = 0.1x0.1 = 0.01 moles CuSO 4 5H 2 O n = m/mr => m = n Mr = 0.01x = g CuSO 4 5H 2 O Λύζε 3 ε : Ζ πμζυηδηα ημο άθαημξ οπμθμβίγεηαζ ακαθμβζηά ςξ ελήξ: 1 M CuSO 4 5H 2 O 1000 ml g CuSO 4 5H 2 O 0.1 M CuSO 4 5H 2 O 100 ml g CuSO 4 5H 2 O (Ζ ζοβηέκηνςζδ 0.1 Μ είκαζ 10 θμνέξ ιζηνυηενδ απυ ηδκ ανπζηή 1 Μ ηαζ μ υβημξ 100 ml επίζδξ 10 θμνέξ ιζηνυηενμξ απυ ημκ ανπζηυ 1000 ml. Δπμιέκςξ ηαζ δ ανπζηή πμζυηδηα g ημο CuSO 4 5H 2 O πνέπεζ ακάθμβα κα δζαζνεεεί δζα 10 ηαζ λακά δζα 10 (ή δζα 100): δδθ /100 = g CuSO 4 5H 2 O Εοβίγμοιε ζημκ ακαθοηζηυ γοβυ αηνζαχξ g CuSO 4 5H 2 O ζε φαθμ ςνμθμβίμο. Με ηδ αμήεεζα πςκζμφ δζήεδζδξ ιεηαθένμοιε ηδ παναπάκς πμζυηδηα ημο άθαημξ ζε μβημιεηνζηή θζάθδ ηςκ 100 ml. Με ημκ οδνμαμθέα πνμζεέημοιε απζμκζζιέκμ κενυ ιέπνζ ηδ ιέζδ. Πςιαηίγμοιε ηδ θζάθδ ηαζ ακαδεφμοιε πνμζεηηζηά ιέπνζ κα δζαθοεεί ημ ζηενευ άθαξ. οκεπίγμοιε ηδ πνμζεήηδ κενμφ ιέπνζ ηδ παναβή. 9

10 2. Παξαζθεπή δηαιύκαηνο ριωξηνύρνπ ακκωλίνπ NH 4 Cl όγθνπ 250 ml θαη ζπγθέληξωζεο 0.05 Μ. Τπμθμβίγμοιε ημ Mr ηαζ ηδ ιάγα m ημο NH 4 Cl ζε g, ζφιθςκα ιε ημ πνμδβμφιεκμ πείναια 1. Mr NH4Cl = = M NH 4 Cl 1000 ml 53.5 g NH 4 Cl 0.05 M NH 4 Cl 250 ml g NH 4 Cl (Ζ ζοβηέκηνςζδ δζαζνείηαζ δζα 20 ηαζ μ υβημξ δζα 4, επμιέκςξ ηαζ δ πμζυηδηα 53.5 g NH 4 Cl δζαζνείηαζ ακάθμβα δζα 20x4=80 ηαζ πνμηφπηεζ: 53.5 / 80 = g NH 4 Cl Δπμιέκςξ δ απαζημφιεκδ ιάγα ημο NH 4 Cl είκαζ: m NH4Cl = g Μεηαθένμοιε ηδκ μοζία ζηδκ μβημιεηνζηή θζάθδ ηςκ 250 ml ιε ηδ αμήεεζα πςκζμφ δζήεδζδξ. Ξεπθφκμοιε ιε απζμκζζιέκμ κενυ ηα ηοπυκ οπμθείιιαηα ηδξ ζηενεήξ μοζίαξ. Πνμζεέημοιε απζμκζζιέκμ κενυ ιέπνζ ηδ ιέζδ, ακαδεφμοιε ηαζ ζοκεπίγμοιε ιε απζμκζζιέκμ κενυ ιέπνζ ημ θαζιυ ηδξ θζάθδξ. Με ηδ αμήεεζα ιζηνήξ πζπέηαξ Paster ζοιπθδνχκμοιε ιε απζμκζζιέκμ κενυ αηνζαχξ ιέπνζ ηδ παναβή. 3. Παξαζθεπή δηαιύκαηνο 100 ml ληηξηθνύ θαιίνπ KNO M Τπμθμβίγμοιε ημ Mr ηαζ ηδκ απαζημφιεκδ ιάγα m ημο άθαημξ KNO 3 Mr KNO3 = m KNO3 = ηαζ ενβαγυιαζηε υπςξ ζηα πνμδβμφιεκα πεζνάιαηα 1 ηαζ Παξαζθεπή δηαιύκαηνο ζεηηθνύ ληθειίνπ NiSO 4 όγθνπ 1500 ml θαη ζπγθέληξωζεο 75 ppm ζε ηόληα Ni 2+ Υνδζζιμπμζμφιε ηα ζηενευ άθαξ εεζζημφ κζηεθίμο NiSO 4 Mr NiSO4 = (16) = ηαζ Ar Ni =

11 Γζα ηα 75 ppm Ni 2+ (=75 mg/l Ni 2+ ) απαζημφκηαζ: Ni NiSO mg/l x; => x = 75x154.69/58.69 = mg/l NiSO 4 Δπμιέκςξ βζα ηα 1500 ml εα απαζημφκηαζ: Γζα 1000 ml απαζημφκηαζ mg NiSO ml x; => x = x1500/1000= 296 mg NiSO 4 Εοβίγμοιε ηδκ οπμθμβζζιέκδ πμζυηδηα ημο άθαημξ ηαζ ενβαγυιαζηε υπςξ παναπάκς. 5. Παξαζθεπή δηαιύκαηνο 250 ml ζεηηθνύ νμένο 0.2 Μ από ππθλό ζεηηθό νμύ H 2 SO 4 ηνπ εκπνξίνπ Υνδζζιμπμζμφιε ημ ποηκυ εεζζηυ μλφ ημο ειπμνίμο 98 % w/w (=18.4 Μ) ηαζ ποηκυηδηαξ d = 1.84 g/ml. ε μβημιεηνζηή θζάθδ ηςκ 250 ml πνμζεέημοιε πνχηα πενίπμο 190 ml απζμκζζιέκμ κενυ ηαζ ιεηά αηνζαχξ 2.7 ml ποηκμφ εεζζημφ μλέμξ. οιπθδνχκμοιε ιε απζμκζζιέκμ κενυ ςξ ηδ παναβή. C 1 V 1 = C 2 V 2 ή C αξρ V αξρ = C ηει V ηει => 18.4xV αξρ = 0.2x250 => V αξρ = 2.7 ml 6. Παξαζθεπή δηαιύκαηνο 100 ml HNO M από αξρηθό δηάιπκα HNO 3 1Μ Γζα ημκ οπμθμβζζιυ ημο απαζημφιεκμο υβημο ημο ανπζημφ ποηκμφ δζαθφιαημξ HNO 3 πνδζζιμπμζμφιε ημκ ηφπμ ηδξ αναίςζδξ C αξρ V αξρ = C ηει V ηει => 1xV ανπ. = 0.2x100 => V αξρ. = 20mL HNO 3 Με ηδ αμήεεζα ζζθςκίμο ιεηαθένμοιε ηδκ πμζυηδηα ημο μλέμξ ζηδκ μβημιεηνζηή θζάθδ ηςκ 100 ηαζ ζοιπθδνχκμοιε ιε απζμκζζιέκμ κενυ υπςξ ζημ πείναια 1. 11

12 2. ΥΖΜΗΚΔ ΑΝΣΗΓΡΑΔΗ Οζ πδιζηέξ ακηζδνάζεζξ δζαηνίκμκηαζ ζε δφμ ιεβάθεξ ηαηδβμνίεξ, ηζξ κεηαζεηηθέο ηαζ ηζξ νμεηδναλαγωγηθέο. I. ΜΔΣΑΘΔΣΗΚΔ ΑΝΣΗΓΡΑΔΗ ηζξ ακηζδνάζεζξ αοηέξ δεκ παναηδνείηαζ ιεηααμθή ημο αξηζκνύ νμείδωζεο. Σέημζεξ ακηζδνάζεζξ είκαζ μζ ακηζδνάζεζξ δηπιήο αληηθαηάζηαζεο ηαζ μζ ακηζδνάζεζξ εμνπδεηέξωζεο. A. Αληηδξάζεηο δηπιήο αληηθαηάζηαζεο Δίκαζ ακηζδνάζεζξ ιεηαλφ δθεηηνμθοηχκ (μλέα, αάζεζξ, άθαηα) ζε οδαηζηά δζαθφιαηα ηαηά ηζξ μπμίεξ ακηαθθάζζμκηαζ ζυκηα, ζφιθςκα ιε ημ ζπήια: Α + Β - + Γ + Γ - Α + Γ - + Γ + Β - Οζ ακηζδνάζεζξ δζπθήξ ακηζηαηάζηαζδξ βίκμκηαζ εθυζμκ ζηα πνμσυκηα ζπδιαηίγεηαζ α) ίδεκα ή β) ειάρηζηα ηνληηδόκελε έλωζε ή γ) αέξην. i. άιαο 1 + άιαο 2 άιαο 3 + άιαο 4 AgNO 3 + NaCl AgCl + NaNO 3 (ζπδιαηζζιυξ ζγήιαημξ) ii. άιαο 1 + νμύ 1 νμύ 2 + άιαο 2 HCOONa + HCl HCOOH + NaCl (ζπδιαηζζιυξ εθάπζζηα ζμκηζγυιεκδξ έκςζδξ) iii. άιαο 1 + βάζε 1 βάζε 2 + άιαο 2 NH 4 Cl + NaOH ( NH 4 OH + NaCl ) NH 3 + H 2 O + NaCl (ζπδιαηζζιυξ αενίμο) Β. Αληηδξάζεηο εμνπδεηέξωζεο Δλμοδεηένςζδ είκαζ δ ακηίδναζδ εκυξ μλέμξ ιε ιζα αάζδ. Σα οδνμβμκμηαηζυκηα H + ημο μλέμξ εκχκμκηαζ ιε ηα οδνμλοθζυκηα OH - ηδξ αάζδξ ζπδιαηίγμκηαξ κενυ: H + + OH - H 2 O i. νμύ + βάζε άιαο + λεξό H 2 SO 4 + 2NaOH Na 2 SO 4 + 2H 2 O ii. όμηλν νμείδην + βάζε άιαο + λεξό 12

13 CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O iii. νμύ + βαζηθό νμείδην άιαο + λεξό H 2 SO 4 + CaO CaSO 4 + H 2 O iiii. όμηλν νμείδην + βαζηθό νμείδην άιαο CO 2 + CaO CaCO 3 (ηζξ ακηζδνάζεζξ ελμοδεηένςζδξ είβεηαζ δ πενίπηςζδ ζπδιαηζζιμφ ηεο ειάρηζηα ηνληηδόκελεο έλωζεο - λεξό) Σα ηονζυηενα αένζα ηαζ ζγήιαηα είκαζ ΑΔΡΗΑ: HF, HCl, HBr, HI, H 2 S, HCN, SO 2, CO 2, NH 3 ΗΕΖΜΑΣΑ: AgCl, AgBr, AgI, BaSO 4, CaSO 4, PbSO 4 Δπίζδξ Όθα ηα αλζξαθηθά άιαηα εηηυξ απυ K 2 CO 3, Na 2 CO 3, (NH 4 ) 2 CO 3 Όθα ηα ζεηνύρα άιαηα εηηυξ απυ K 2 S, Na 2 S, (NH 4 ) 2 S Όθα ηα πδξνμείδηα ηωλ κεηάιιωλ εηηυξ απυ KOH, NaOH, Ca(OH) 2, Ba(OH) 2 Σα άθαηα πμο πενζέπμοκ ςξ ηαηζυκ: K +, Na +, NH4 + ή ςξ ακζυκ: NO - 3, ClO - - 3, HCO 3 είλαη επδηάιπηα Σεκείωζε: Σμ ακεναηζηυ μλφ H 2 CO 3, ημ εεζχδεξ μλφ H 2 SO 3 ηαζ ημ οδνμλείδζμ ημο αιιςκίμο NH 4 OH είκαζ αζηαεείξ εκχζεζξ ηαζ δζαζπχκηαζ ζημ ακηίζημζπμ αένζμ ηαζ κενυ: H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O H 2 SO 3 SO 2 + H 2 O NH 4 OH NH 3 + H 2 O 13

14 ΠΔΗΡΑΜΑΣΗΚΟ ΜΔΡΟ Απαζημφιεκα ακηζδναζηήνζα: NaCl (0.1Μ) AgNO 3 (0.1Μ) KI (0.1Μ) Pb(NO 3 ) 2 (0.1Μ) NaOH (0.1Μ) H 2 SO 4 (1 Μ) CuSO 4 (0.1Μ) Na 2 CO 3 (1Μ) HCl (0.1Μ+4M) NH 4 OH (0.1Μ+4M) Na 2 SO 3 (0.1Μ) KMnO 4 (0.01Μ) FeSO 4 (0.1Μ) 1. ε δμηζιαζηζηυ ζςθήκα εέημοιε 2 ml δζαθφιαημξ NaCl (0.1 M) ηαζ ζηδ ζοκέπεζα πνμζεέημοιε ιενζηέξ ζηαβυκεξ δζαθφιαημξ AgNO 3 (0.1 Μ). Γνάρηε ηδ πδιζηή ακηίδναζδ ηαζ ηδ ηαηδβμνία ζηδκ μπμία αοηή ακήηεζ. Ag NO 3 + NaCl 2. ημ δμηζιαζηζηυ ζςθήκα εέημοιε 2 ml δζαθφιαημξ KI (0.1 M) ηαζ ζηδ ζοκέπεζα πνμζεέημοιε ιενζηέξ ζηαβυκεξ δζαθφιαημξ Pb(NO 3 ) 2 (0.1 Μ). Γνάρηε ηδ πδιζηή ακηίδναζδ ηαζ ηδ ηαηδβμνία ζηδκ μπμία αοηή ακήηεζ. Pb(NO 3 ) 2 + KI 3. ημ δμηζιαζηζηυ ζςθήκα εέημοιε 2 ml δζαθφιαημξ NaOH (0.1 M) ηαζ 2-3 ζηαβυκεξ δείηηδ θαζκμθμθεαθείκδ. ηδ ζοκέπεζα πνμζεέημοιε ζηάβδδκ δζάθοια εεζζημφ μλέμξ H 2 SO 4 έςξ ημκ απμπνςιαηζζιυ. Γνάρηε ηζξ δφμ πδιζηέξ ακηζδνάζεζξ ηαζ ηδ ηαηδβμνία ζηδκ μπμία αοηέξ ακήημοκ. NaOH + H 2 SO 4 NaOH + H 3 PO 4 4. ημ δμηζιαζηζηυ ζςθήκα εέημοιε 5 ml δζαθφιαημξ CuSO 4 ηαζ ζηδ ζοκέπεζα έκα ζζδενέκζμ ηανθί. Γνάρηε ηδ πδιζηή ακηίδναζδ ηαζ ηδ ηαηδβμνία ζηδκ μπμία αοηή ακήηεζ. CuSO 4 + Fe Γίκμκηαζ ή υπζ μζ παναηάης ακηζδνάζεζξ: CuSO 4 + Ag Pb(NO 3 ) 2 + Cu MgCl 2 + Zn 14

15 5. ημ δμηζιαζηζηυ ζςθήκα εέημοιε 5 ml δζαθφιαημξ ακεναηζημφ καηνίμο Na 2 CO 3 ηαζ πνμζεέημοιε οδνμπθςνζηυ μλφ HCl. Σζ παναηδνμφιε; Γνάρηε ηδ πδιζηή ακηίδναζδ ηαζ ηδ ηαηδβμνία ζηδκ μπμία αοηή ακήηεζ. HCl + Na 2 CO 3 6. ε δφμ δμηζιαζηζημφξ ζςθήκεξ εέημοιε απυ 5 ml ηα δζαθφιαηα αιιςκίαξ NH 4 OH ηαζ οδνμπθςνζημφ μλέμξ HCl ακηίζημζπα. Πθδζζάγμοιε ημοξ δφμ ζςθήκεξ. Σζ παναηδνμφιε; NH 4 OH + HCl 7. ε ηνεζξ δμηζιαζηζημφξ ζςθήκεξ αάγμοιε απυ 2 ml δζαθφιαημξ KMnO 4 ηαζ 2 ml δζαθφιαημξ H 2 SO 4. ημκ πνχημ ζςθήκα πνμζεέημοιε δζάθοια FeSO 4 ζημκ δεφηενμ Na 2 SO 3 ηαζ ζημκ ηνίημ δζάθοια KI ηαζ ακαηζκμφιε ημοξ ηνεζξ ζςθήκεξ. διεζχζηε ηζξ παναηδνμφιεκεξ ιεηααμθέξ ηαζ ζοιπθδνχζηε ημοξ ζοκηεθεζηέξ ηςκ ακηίζημζπςκ πδιζηχκ ακηζδνάζεςκ: KMnO 4 + FeSO 4 + H 2 SO 4 KMnO 4 + Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 KMnO 4 + KI + H 2 SO 4 K 2 SO 4 + MnSO 4 + Fe 2 (SO 4 ) 3 +H 2 O K 2 SO 4 + MnSO 4 + Na 2 SO 4 + H 2 O K 2 SO 4 + MnSO 4 + I 2 + H 2 O 8. Γνάρηε ημοξ πδιζημφξ ηφπμοξ ηςκ εκχζεςκ: εεζμφπμ κάηνζμ οδνυεεζμ εεζζηυ ιαβκήζζμ εεζχδεξ ηάθζμ κζηνζηυ ηάδιζμ κζηνχδεξ ηάθζμ κζηνζηυ μλφ κζηνζηυ αιιχκζμ ηοακζμφπμ ηάθζμ πθςνζμφπμ ανβίθζμ πθςνζηυ μλφ πθςνζχδεξ κάηνζμ εεζμηοακζμφπμξ άνβονμξ δζπνςιζηυ ηάθζμ οπενμλείδζμ οδνμβυκμο θςζθμνζηυ μλφ 15

16 9. Γνάρηε ηζξ πδιζηέξ ακηζδνάζεζξ ηαζ ζοιπθδνχζηε ημοξ ζοκηεθεζηέξ. Ακεναηζηυ αάνζμ + οδνμπθχνζμ Θεζχδεξ ηάθζμ + εεζζηυ μλφ Θεζζηυ αιιχκζμ + οδνμλείδζμ ημο καηνίμο Φεοδάνβονμξ + οδνμπθχνζμ Ανβίθζμ + εεζζηυ μλφ Φςζθμνζηυ ηάθζμ + πθςνζμφπμ ιαβκήζζμ 16

17 3. ΟΞΔΗΓΟΑΝΑΓΩΓΗΚΔ ΑΝΣΗΓΡΑΔΗ ηζξ ακηζδνάζεζξ αοηέξ παναηδνείηαζ αληαιιαγή ειεθηξνλίωλ ηαζ κεηαβνιή ηνπ αξηζκνύ νμείδωζεο ζε μνζζιέκα ζημζπεία πμο ζοιιεηέπμοκ ζηδκ ακηίδναζδ. Σέημζεξ ακηζδνάζεζξ είκαζ: α. ζφκεεζδξ α. απμζφκεεζδξ δζάζπαζδξ β. απθήξ ακηζηαηάζηαζδξ δ. ακηζδνάζεζξ μλεζδμακαβςβήξ πμθφπθμηδξ ιμνθήξ Α. ύλζεζεο C + O 2 CO 2 Β. Απνζύλζεζεο δηάζπαζεο HgO Hg + O 2 Γ. Απιήο αληηθαηάζηαζεο ηζξ ακηζδνάζεζξ αοηέξ έκα ζημζπείμ (ιέηαθθμ ή αιέηαθθμ) ζε εθεφεενδ ηαηάζηαζδ ακηζηαεζζηά έκα άθθμ ζημζπείμ ζε ιζα έκςζδ. Απαναίηδηδ πνμτπυεεζδ είκαζ ημ εθεφεενμ ζημζπείμ κα είκαζ δναζηζηυηενμ ημο ζημζπείμο πμο ακηζηαεζζηά ζηδκ έκςζδ: Zn + 2HCl ZnCl 2 + H 2 (Ag + HCl ) Zn + CuCl 2 ZnCl 2 + Cu (Ag + CuCl 2 ) Cl 2 + 2NaBr 2NaCl + Br 2 (Cl 2 + NaF ) εηξά θζίλνπζαο δξαζηηθόηεηαο κεηάιιωλ: K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au εηξά θζίλνπζαο δξαζηηθόηεηαο ακεηάιιωλ: F 2, O 2, Cl 2, Br 2, I 2, S, C, H Αξηζκόο ή βαζκίδα νμείδωζεο α) Γζα ηνληηθέο ελώζεηο: ημ πξαγκαηηθό θνξηίν ημο ζυκημξ π.π. NaCl : AO Na = +1, AO Cl = -1 AlBr 3 : AO Al = +3, AO Br = -1 17

18 α) Γζα νκνηνπνιηθέο ελώζεηο: ημ θαηλνκεληθό θνξηίν πμο εα είπε έκα ζημζπείμ ζε ιζα έκςζδ ακ υθα ηα άημια ηδξ έκςζδξ ήηακ ζε ηαηάζηαζδ ζυκηςκ (ιε εηενυθοζδ ηςκ δεζιχκ, ήημζ απυδμζδ υθςκ ηςκ ημζκχκ γεοβχκ δθεηηνμκίςκ ζημ πζμ δθεηηνανκδηζηυ ζημζπείμ). π.π. CCl 4 : AO C = +4, AO Cl = -1 Καλόλεο γηα ηελ εύξεζε ηωλ αξηζκώλ νμείδωζεο ηωλ ζηνηρείωλ 1. Σα ζημζπεία ζε εθεφεενδ ηαηάζηαζδ έπμοκ ανζειυ μλείδςζδξ ιδδέκ. π.π. C, Na, Al, Ζ 2, Ο 2 2. Σμ οδνμβυκμ έπεζ ΑΟ = +1, εηηυξ απυ ηζξ εκχζεζξ ημο ιε μνζζιέκα ιέηαθθα (οδνίδζα), υπμο έπεζ ΑΟ = Σμ μλοβυκμ έπεζ ΑΟ = -2 εηηυξ απυ ηδκ έκςζή ημο ιε ημ θευνζμ (OF 2 ),υπμο έπεζ ΑΟ = +2 ηαζ ηα οπενμλείδζα, υπμο έπεζ ΑΟ = Σα ιέηαθθα έπμοκ εεηζηυ ΑΟ. π.π. ηα ιέηαθθα ηδξ πνχηδξ ηφνζαξ μιάδαξ ΗΑ ημο ΠΠ (Li, Na, K ) έπμοκ ΑΟ = +1, ηδξ δεφηενδξ ηφνζαξ μιάδαξ ΗΗΑ (Mg, Ca, Ba ) έπμοκ ΑΟ = Σμ θευνζμ F έπεζ πάκηα ΑΟ = Σμ αθβεανζηυ άενμζζια ηςκ ΑΟ ηςκ ζημζπείςκ ιζαξ έκςζδξ ζζμφηαζ ιε ημ ιδδέκ. 7. Σμ αθβεανζηυ άενμζζια ηςκ ΑΟ ηςκ ζημζπείςκ εκυξ πμθοαημιζημφ ζυκημξ ζζμφηαζ ιε ημ θμνηίμ ημο ζυκημξ. Με αάζδ ημοξ παναπάκς ειπεζνζημφξ ηακυκεξ μ ΑΟ εκυξ αηυιμο ζε ιζα έκςζδ πνμηφπηεζ αθβεανζηά: π.π. H 2 SO 4 : 2(+1) +x+4(-2) = 0 => x = +6 KMnO 4 : +1+x+4(-2) = 0 => x = +7 OF 2 : x + 2(-1) = 0 => x = +2 SO 4-2 NΖ 4 + Cr 2 O 7 2- : x+4(-2) = -2 => x = +6 : x+4(+1) = +1 => x = -3 : 2x + 7(-2) = -2 => x =

19 Ζ βκχζδ ημο ανζειμφ μλείδςζδξ είκαζ απαναίηδηδ βζα ηδκ εφνεζδ ηςκ ζοκηεθεζηχκ ηςκ μλεζδμακαβςβζηχκ ακηζδνάζεςκ ηαζ ηςκ ζζμδοκάιςκ αανχκ. Δύξεζε ζπληειεζηώλ αληηδξάζεωλ νμεηδναλαγωγήο Μέζνδνο ηεο κεηαβνιήο ηνπ αξηζκνύ νμείδωζεο (ΑΟ) 1. Γνάθμοιε ηα πνμζυκηα ηαζ ακηζδνχκηα ηδξ ακηίδναζδξ. 2. Βνίζημοιε ημοξ ανζειμφξ μλείδςζδξ ηςκ ζημζπείςκ πμο ιεηααάθθμκηαζ ηαζ ημοξ ακαβνάθμοιε πάκς απυ αοηά. 3. Βνίζημοιε ηδ ζπέζδ αηυιςκ (μλεζδςηζημφ : ακαβςβζημφ) ηαζ παίνκμοιε ηυζα άημια ημο μλεζδςηζημφ υζδ είκαζ δ ιεηααμθή ημο ακαβςβζημφ ηαζ ακηζζηνυθςξ ηυζα άημια ακαβςβζημφ υζδ δ ιεηααμθή ημο μλεζδςηζημφ, δδθ. εέημοιε ηδ ιεηααμθή ημο εκυξ ςξ ζοκηεθεζηή ημο άθθμο βζα κα επζηφπμοιε ηζνζηάζκηζε ειεθηξνλίσλ. (Eάκ είκαζ δοκαηυ απθμπμζμφιε δζαζνχκηαξ ημοξ ζοκηεθεζηέξ ιε ημκ ιέβζζημ ημζκυ δζαζνέηδ ημοξ). 4. Ηζμζηαειίγμοιε ηα άημια οδνμβυκμο ηαζ μλοβυκμο πνμζεέημκηαξ ιυνζα Ζ 2 Ο. 5. ηζξ ζμκηζηέξ ακηζδνάζεζξ βίκεηαζ ηαζ ηζνζηάζκηζε θνξηίσλ ιε πνμζεήηδ ζυκηςκ Ζ + ή ΟΖ - βζα ακηζδνάζεζξ ζε υλζκμ ή αθηαθζηυ πενζαάθθμκ ακάθμβα. Παξάδεηγκα 1: ± C + HNO 3 CO 2 + NO 4 3 Δπμιέκςξ μ ζοκηεθεζηήξ ημο άκεναηα εα είκαζ δ ιεηααμθή ημο Α.Ο. ημο αγχημο δδθ. ημ 3 ηαζ μ ζοκηεθεζηήξ ημο αγχημο δ ιεηααμθή ημο Α.Ο. ημο άκεναηα δδθ. ημ 4 (ζρέζε αηόκωλ C:N = 3:4) : 3C + 4HNO 3 3CO 2 + 4NO Πνμζεέημοιε ηαζ δφμ ιυνζα κενμφ ζημ δελί ιέθμξ βζα κα ζζμζηαειίζμοιε ηα οδνμβυκα ηαζ μλοβυκα : 3C + 4HNO 3 3CO 2 + 4NO + 2H 2 O 19

20 Παξάδεηγκα 2: KMnO 4 + FeSO 4 + H 2 SO 4 K 2 SO 4 + MnSO 4 + Fe 2 (SO 4 ) 3 5 H ιεηααμθή ημο Α.Ο. ημο Fe είκαζ ημ 1 πμο πμθθαπθαζζάγεηαζ επί 2 θυβς ηςκ δφμ αηυιςκ Fe ζημ ιυνζμ ημο Fe 2 (SO 4 ) 3 ηαζ υθμ αοηυ επί 5 πμο είκαζ δ ιεηααμθή ημο Mn. Οιμίςξ δ ιεηααμθή ημο Mn δδθ. ημ 5 πμθθ/ηαζ επί (1π2) άνα (ζρέζε αηόκωλ Mn:Fe = 1:5 ή ιόγω δηπιαζηαζκνύ 2:10) 2KMnO FeSO 4 + H 2 SO 4 K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5Fe 2 (SO 4 ) 3 Πνμζεέημοιε μηηχ ιυνζα H 2 O ζημ δελί ιέθμξ βζα κα ζζμζηαειίζμοιε ημ μηηχ άημια ημο μλοβυκμο ημο 2KMnO 4 ηαζ ηα άημια ημο οδνμβυκμο ημο H 2 SO 4 : 2KMnO FeSO 4 + 8H 2 SO 4 K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + 8H 2 O 1 Παξάδεηγκα 3 (ηνληηθή αληίδξαζε): OH MnO SnO 2 2- MnO 2 + SnO (ζρέζε αηόκωλ Mn: Sn=2:3) άνα - 2MnO SnO 2 2-2MnO 2 + 3SnO 3 υιςξ θμνηία ανζζηενά = 8- θμνηία δελζά = 6- Γζα ηδκ ηζνζηάζκηζε θνξηίσλ πνμζεέημοιε 2ΟΖ- ζημ δελί ιέθμξ (αθηαθζηυ πενζαάθθμκ). Σα Ζ ηαζ Ο ακηζζηαειίγμκηαζ ιε πνμζεήηδ εκυξ ιμνίμο H 2 O ζημ ανζζηενυ ιέθμξ ηδξ ακηίδναζδξ: MnO 4 + 3SnO 2 + H 2 O 2MnO 2 + 3SnO 3 + 2ΟΖ- 20

21 Ηζνδύλακν βάξνο ηζξ ακηζδνάζεζξ μλεζδμακαβςβήξ πνδζζιμπμζείηαζ μ υνμξ ζζμδφκαιμ αάνμξ ή βναιιμσζμδφκαιμ αάνμξ (gr-eq) ποσ ορίζεται φς ποσότητα της οσσίας ποσ αντιστοιτεί σε αποβολή ή πρόσληυη ενός ηλεκτρονίοσ. Σμ βναιιμσζμδφκαιμ ιζάξ μοζίαξ ανίζηεηαζ ακ δζαζνέζμοιε ημ ιμνζαηυ αάνμξ Μr ζε g (mole) ηδξ ίδζαξ δζα ηδξ ζοκμθζηήξ ιεηααμθήξ ημο ανζειμφ μλείδςζδξ α ακά ιυνζμ: gr-eq = mole/α 1gr-eq ΚΜnO 4 = 1mole ΚΜnO 4 = 158/3 = g 3 (δζυηζ ζε μοδέηενμ ή αθηαθζηυ πενζαάθθμκ : ΚΜnO 4 + 3e - ΜnO 2 ) 1gr-eq ΚΜnO 4 = 1mole ΚΜnO 4 = 158/5 = g (δζυηζ ζε υλζκμ πενζαάθθμκ 5 ΚΜnO 4 + 5e - Μn 2+ ) 1gr-eq ΚΜnO 4 = 1mole ΚΜnO 4 =158 g (δζυηζ ζε ζζπονά αθηαθζηυ πενζαάθθμκ 1 ΚΜnO 4 + e - Κ 2 ΜnO 4 ) 1gr-eq Κ 2 Cr 2 O 7 = 1mole Κ 2 Cr 2 O 7 (δζυηζ Κ 2 Cr 2 O 7 + 6e - 2 Cr 3+ ) 6 Ομείδωζε, ηαηά ηδκ ηθαζζηή άπμρδ, είκαζ δ πνυζθδρδ μλοβυκμο ή δ αθαίνεζδ οδνμβυκμο απυ ιζα μοζία, εκχ αλαγωγή είκαζ δ αθαίνεζδ μλοβυκμο ή δ πνυζθδρδ οδνμβυκμο π.π. νμείδσζε : PbS + 2Ο 2 PbSO 4 CH 3 CH 2 OH CH 3 CHO + H 2 αλαγσγή : Fe 2 O 3 + 3CO 2Fe + 3CO 2 CH 3 CHO + H 2 CH 3 CH 2 OH 21

22 Καηά ηδκ ζφβπνμκδ άπμρδ υιςξ μζ έκκμζεξ νμείδσζε ηαζ αλαγσγή είκαζ πμθφ εονφηενεξ ηαζ ζοκοθαζιέκεξ ιε ηδκ απνβνιή ηαζ ηδ πξόζιεςε δθεηηνμκίςκ ακηίζημζπα π.π. Cu + Cl 2 Cu Cl 2 Cu Cl 2 + Fe Cu + Fe Cl 2 επνκέλσο οξείδωζη : αναγωγή : Cu Cu e - Cl 2 + 2e - 2Cl Fe Fe e - Cu e - Cu Δπεζδή βζα κα βίκεζ απμαμθή δθεηηνμκίςκ απυ έκα ζχια εα πνέπεζ κα οπάνπεζ ηάπμζμ πμο εα ηα πνμζθάαεζ, είκαζ θακενυ υηζ υηακ έκα ζχια μλεζδχκεηαζ, ηάπμζμ άθθμ εα ακάβεηαζ. Δπμιέκςξ δ μλείδςζδ ηαζ δ ακαβςβή δεκ πανμοζζάγμκηαζ ιειμκςιέκα αθθά ηαοηυπνμκα δδθ. πνυηεζηαζ πενί μλεζδμακαβςβήξ (redox). νμεηδωηηθά θαη αλαγωγηθά κέζα: Σα ζχιαηα πμο έπμοκ ηδκ ηάζδ κα πνμζθαιαάκμοκ δθεηηνυκζα θέβμκηαζ μλεζδςηζηά (ορδθυ δοκαιζηυ, E o ), εκχ εηείκα πμο έπμοκ ηδκ ηάζδ κα απμαάθθμοκ δθεηηνυκζα θέβμκηαζ ακαβςβζηά (παιδθυ δοκαιζηυ, E o ) Βάζεζ ηδξ μλεζδςηζηήξ ή ακαβςβζηήξ ημοξ ζηακυηδηαξ ηα ζχιαηα δζαηνίκμκηαζ ζε έλζ ηαηδβμνίεξ: Ηζπονά μλεζδςηζηά : Δ ο > 1,5 Volt Μέηνζα : Δ ο = 1-1,5 Volt Αζεεκή : Δ ο = 0,5-1 Volt Αζεεκή ακαβςβζηά : Δ ο = 0,0-0,5 Volt Μέηνζα : Δ ο = - 0,5-0,0 Volt Ηζπονά : Δ ο = - 1,0 - -0,5 Volt Έηζζ ημ οπενμλείδζμ ημο οδνμβυκμο H 2 O 2, ημ οπενιαββακζηυ ΜnO 4 -, ημ δζπνςιζηυ Cr 2 O 7 2-, ημ δζμλείδζμ ημο ιμθφαδμο PbO 2, ημ πθχνζμ Cl 2 η.α. είκαζ ζζπονά μλεζδςηζηά ιέζα, εκχ ημ δζζεεκέξ πνχιζμ Cr 2+, μ ιεηαθθζηυξ ρεοδάνβονμξ Zn, μ ζίδδνμξ Fe, ημ αθμοιίκζμ Al, ημ οδνμβυκμ Ζ είκαζ βκςζηά ακαβςβζηά ιέζα. 22

23 Εμίζωζε Nerst : φιθςκα ιε ηδκ ελίζςζδ ημο Nerst, ημ δοκαιζηυ ελανηάηαζ απυ ηζξ ζοβηεκηνχζεζξ ηςκ ζυκηςκ πμο παίνκμοκ ιένμξ ζηδκ ακηίδναζδ. Δ = Δ o + 0,059 log [μλεζδ.ιμνθήξ] n [ακδβ.ιμνθήξ] π.π. βζα ηζξ ακηζδνάζεζξ: μλείδςζδ Fe 2+ Fe 3+ + e - ακαβςβή oλεζδ. Mn H 2 O Mn O H + + 5e - ακαβ. ζζπφεζ E = Δ ο + 0,059 log [Fe 3+ ] 1 [Fe 2+ ] E = Δ ο + 0,059 log [ΜnO 4 - ][ H + ] 8 5 [Μn 2+ ] υπμο Ε ο ημ ηακμκζηυ δοκαιζηυ βζα ζοβηεκηνχζεζξ ζυκηςκ ίζεξ ιε ηδ ιμκάδα (1Μ) n μ ανζειυξ ηςκ ακηαθθαζζυιεκςκ δθεηηνμκίςκ. Εμάξηεζε δπλακηθώλ από ph: Γοκαιζηά μλεζδμακαβςβζηχκ ακηζδνάζεςκ, E, υπμο ζοιιεηέπμοκ ζυκηα H + ελανηχκηαζ απυ ημ ph : 23

24 ρ. 2 Δπλακηθά ζπλαξηήζεη ηνπ ph δηάθνξσλ νπζηώλ Έηζζ ημ οπεννιαββακζηυ MnO 4 ηαζ ημ δζπνςιζηυ ζυκ Cr 2 O 7 είκαζ ζζπονά μλεζδςηζηά ιέζα ζε υλζκα δζαθφιαηα, εκχ δ μλεζδςηζηή ημοξ δνάζδ ιεζχκεηαζ ζδιακηζηά υζμ αολάκεηαζ ημ ph. Σα δοκαιζηά ηςκ Fe 3+ / Fe 2+ ηαζ J 2 / J - είκαζ ακελάνηδηα ημο ph, δζυηζ ζηζξ ακηίζημζπεξ ακηζδνάζεζξ μλεζδμακαβςβήξ δεκ ζοιιεηέπμοκ ηα οδνμβμκζυκηα H +. 2 Cr H 2 O Cr 2 O H + + 6e - J 2 + 2e - 2 J - 24

25 ΠΔΗΡΑΜΑΣΗΚΟ ΜΔΡΟ Μαγγαληνκεηξία _ Πξνζδηνξηζκόο δηζζελνύο ζηδήξνπ κε 0.1Ν ΚΜnO 4 Ο δζζεεκήξ ζίδδνμξ Fe 2+ μλεζδχκεηαζ πμθφ εφημθα ζε ηνζζεεκή Fe 3+ ιε οπενιαββακζηυ ηάθζμ ζε υλζκμ πενζαάθθμκ: Σμ δ/ια δεκ πνέπεζ κα πενζέπεζ ζυκηα, υπςξ Cl -, Br -, I -, NO 2 -, SO 3 2- δδθ. ζυκηα πμο ιπμνμφκ κα μλεζδςεμφκ. Γζα κα απμθφβμοιε ημκ πνςιαηζζιυ ηςκ ζπδιαηζγυιεκςκ ζυκηςκ Fe 3+ πνμζεέημοιε θίβμ Ζ 3 ΡΟ 4 πμο εκχκεηαζ ι αοηά πνμξ άπνςιεξ ζφιπθμηεξ εκχζεζξ. Γείηηδξ δεκ πνεζάγεηαζ αθμφ ημ οπενιαββακζηυ ζυκ ΜnO 4 - είκαζ ενοενμσχδεξ (ιςα) αηυια ηαζ ζε εθάπζζηεξ ζοβηεκηνχζεζξ εκχ ημ δζζεεκέξ ιαββάκζμ Μn 2+ είκαζ άπνςιμ. Απαζημφιεκα ακηζδναζηήνζα: KMnO 4 0.1N, H 2 SO 4 5N, H 3 PO 4 1M Σξόπνο εξγαζίαο: - ηδκ ηςκζηή θζάθδ ιεηαθένμοιε ιε ζζθχκζμ 10ml απυ ημ δ/ια ημο δζζεεκμφξ ζζδήνμο άβκςζηδξ ζοβηέκηνςζδξ. - Πνμζεέημοιε 10ml H 2 SO 4 (~ 5Ν),, αναζχκμοιε ιε Ζ 2 Ο ςξ ηα 100 ml. - Πνμζεέημοιε έκα ml Ζ 3 ΡΟ 4 (γηα απνθπγή εγρξώκσλ ελώζεσλ ηνπ Fe 3+ ) - Οβημιεηνμφιε ιε πνυηοπμ δ/ια 0.1Ν KMnO 4 ιέπνζ ηδκ αθθαβή ημο πνχιαημξ απυ άπνςιμ ζε ιςα. ημ Η.. ημ δ/ια πνςιαηίγεηαζ νυδζκμ. Εδημφκηαζ: 1. Οζ ζοκηεθεζηέξ ηςκ πδιζηχκ ακηζδνάζεςκ: ΜnO Fe 2+ + H + Mn 2+ + Fe 3+ + H 2 O KMnO 4 + FeSO 4 + H 2 SO 4 MnSO 4 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + Κ 2 SO 4 + Ζ 2 Ο 2. Ο υβημξ ημο πνμηφπμο δζαθφιαημξ KMnO 4 ζε ml. ( δζαθμνά V ηεθ.-v ανπ ζε ml απυ πνμπμίδα) 3. Ζ ηακμκζηυηδηα Ν ηαζ δ ιμνζαηυηδηα Μ ημο δ/ιαημξ FeSΟ 4 (Σεκείσζε. δ ηακμκζηυηδηα Ν ημο μλέμξ οπμθμβίγεηαζ απυ ηδ ζπέζδ: Ν FeSO4 V FeSO4 = Ν KMnO4 V KMnO4 ηαζ δ ιμνζαηυηδηα Μ απυ ηδ ζπέζδ Ν=α Μ ) 4. H πμζυηδηα ζε mg ημο εεζζημφ ζζδήνμο, FeSO 4 πμο πενζέπεηαζ ζηα 10ml ημο δ/ιαημξ. 25

26 Να απαληεζνύλ νη εξωηήζεηο: Πνμξ πμζα ηαηεφεοκζδ βίκμκηαζ μζ ακηζδνάζεζξ: α) Fe 3+ + Sn 2+ Fe 2+ + Sn 4+ (E μ Fe 3+ / Fe 2+ = + 0,77V, E μ Sn 4+ / Sn 2+ = + 0,150V) α) Ag + + Co 2+ Ag + Co 3+ (E μ Ag + /Ag = + 0,799V, E μ Co 3+ / Co 2+ = + 1,840V) (Σεκείωζε: ημ ζημζπείμ ιε ημ ιεβαθφηενμ δοκαιζηυ έθηεζ ηα δθεηηνυκζα) 26

27 4. Μεηξήζεηο ηνπ ph θαη ηνπ βαζκνύ δηάζηαζεο ηζρπξώλ θαη αζζελώλ νμέωλ θαη βάζεωλ Βαζκόο δηάζηαζεο α μλέμξ, αάζεςξ ή άθαημξ (δθεηηνμθφηεξ) είκαζ ημ ηθάζια ηςκ moles αοημφ πμο δζίζηαηαζ ζε ζυκηα: π.π. ακ α = 0.4 δ δζάζηαζδ είκαζ 40%. Όζμ ιεβαθφηενμξ μ ααειυξ δζάζηαζδ εκυξ δθεηηνμθφηδ ηυζμ ιεβαθφηενδ δ δζάζηαζδ ημο ηαζ επμιέκςξ ηυζμ ζζπονυηενμξ μ δθεηηνμθφηδξ. Ο α θαιαάκεζ ηζιέξ : ν < α < 1 Ακάθμβα ιε ημκ ααειυ δζάζηαζδξ ηα μλέα, ηαζ μζ αάζεζξ δζαηνίκμκηαζ ζε πμθφ ζζπονά, ζζπονά, ιέηνζα, αζεεκή ηαζ πμθφ αζεεκή. Σα άθαηα είκαζ, εηηυξ εθαπίζηςκ πενζπηχζεςκ, ζζπονμί δθεηηνμθφηεξ. Πίλαθαο 1. Καηάηαμε νμέσλ θαη βάζεσλ αλάινγα κε ηελ ηζρύ ηνπο (γηα ζπγθέληξωζε1ν): Ολέα : Γζάζηαζδ % : Βάζεζξ : πμθφ ζζπονά πμθφ ζζπονέξ ΖΝΟ 3 ΚΟΖ HCl ΝαΟΖ Ηζπονά Ηζπονέξ H 2 SO 4 Cα(OH) 2 Μέηνζα 1-20 Μέηνζεξ H 3 PO 4 Ag OH Αζεεκή Αζεεκείξ CH 3 COOH NH 4 OH Πμθφ αζεεκή <0.1 Πμθφ αζεεκείξ H 2 CO 3 Al(OH) 3 H 2 S (Σεκείωζε: Γηα ζπγθεληξώζεηο < 1 Ν, ε δηάζηαζε ηωλ ηζρπξώλ νμέωλ θαη βάζεωλ πιεζηάδεη ην 100 %). Ζ ζζπφξ ηςκ μλέςκ ηαζ αάζεςκ μνίγεηαζ ηαζ απυ ηζξ ηζιέξ pk a, pk b πμο είκαζ μζ ανκδηζημί δεηαδζημί θμβάνζειμζ ηςκ ακηίζημζπςκ ζηαεενχκ δζάζηαζδξ ηςκ μλέςκ ηαζ ηςκ αάζεςκ: oλέα : αάζεζξ : ΖΑ H + +A - MOH M + +OH- [1] K α = [Ζ + ] [Α - ] K b = [M + ] [OH - ] [2] [ΖΑ] [MOH] pk α = -log K α pk b = -logk b 27

28 pkα ή pk b Ηζπονά μλέα ηαζ αάζεζξ : Αζεεκή μλέα ηαζ αάζεζξ : Πμθφ αζεεκή μλέα ηαζ αάζεζξ : Πίλαθαο 2. Σηαζεξέο δηαζηάζεσο αζζελώλ νμέσλ K α θαη βάζεσλ K b : Ολφ Κ α Βάζδ K b Κοακζηυ HOCN 3.5x10-4 Αιιςκία NH 4 OH 1.8x10-5 Μονιδηζηυ HCOOH 1.8x10-4 Ακζθίκδ C 6 H 5 NH 2 4.3x10-10 Ολζηυ CH3COOH 1.8x10-5 Πονζδίκδ C 5 H 5 N 1.7x10-9 Τδνμηοακζηυ HCN 4.9x10-10 Μεεοθαιίκδ CH 3 NH 2 4.4x10-4 Υθςνζχδεξ HClO 2 1.1x10-2 Τδναγίκδ N 2 H 4 1.3x10-6 Ινληηζκόο λεξνύ - ph: Αηυιδ ηαζ ημ ηαεανυ μοδέηενμ κενυ, ακ ηαζ ζε εθάπζζημ ααειυ, δζίζηαηαζ: Ζ 2 Ο H + + ΟΖ moles/l moles/l moles/l ε έκα θίηνμ κενμφ, ζηδ εενιμηναζία ηςκ 22 μ C, δζίζηακηαζ ιυκμ 10-7 moles ημο κενμφ ζε οδνμβμκζυκηα H + ηαζ οδνμλοθζυκηα ΟΖ - εκχ πενζέπμκηαζ 1000/18 = 55.5 moles αδζάζηαημο κενμφ. Δπμιέκςξ μ ααειυξ δζάζηαζδξ ημο κενμφ εα είκαζ: 10-7 : 55.5 = 1: ημ μοδέηενμ κενυ ζζπφεζ: [Ζ + ] = [ΟΖ - ] = 10-7 ηα υλζκα οδαηζηά δζαθφιαηα: [Ζ + ] > 10-7 > [ΟΖ - ] ηα αθηαθζηά οδαηζηά δζαθφιαηα: [Ζ + ] < 10-7 < [ΟΖ - ] πνμζεέημκηαξ μλφ ή αάζδ ζημ κενυ ημ βζκυιεκμ ηςκ ζυκηςκ ημο κενμφ Κw = [Ζ + ] [ΟΖ - ] = παναιέκεζ ζηαεενυ δδθ. ζηα υλζκα δ/ιαηα πενζέπμκηαζ ηαζ οδνμλοθζυκηα ΟΖ -, εκχ ζηα αθηαθζηά δ/ιαηα πενζέπμκηαζ ηαζ οδνμβμκζυκηα. παξαδείγκαηα: ε δζάθοια ΖCl 0.1M είκαζ [Ζ + ] = 10-1 ηαζ [ΟΖ - ] = ε δζάθοια ΝαΟΖ 0.01M οπάνπμοκ [ΟΖ - ] = 10-2 ηαζ [Ζ + ] = Ζ δζάζηαζδ ημο Ζ 2 Ο είκαζ έκα εκδυεενιμ θαζκυιεκμ. Έηζζ ιε αφλδζδ ηδξ εενιμηναζίαξ αολάκμκηαζ μ ααειυξ δζάζηαζδξ ημο Ζ 2 Ο ηαζ μζ 28

29 ζοβηεκηνχζεζξ ηςκ οδνμβμκζυκηςκ ηαζ οδνμλοθζυκηςκ ηαζ επμιέκςξ πέθημοκ ηα ph, poh ηαζ pkw : Πίλαθαο 3. Εμάξηεζε ηνπ pη από ηελ ζεξκνθξαζία Θενι. μ C Kw pkw ph poh , Δπμιέκςξ κενυ πμο π.π. ζημοξ 50 μ C έπεζ ph=6.63 εα είκαζ μοδέηενμ, εκχ ακ ζηδκ ίδζα εενιμηναζία πανμοζζάγεζ ph=7 εα είκαζ εθαθνχξ αθηαθζηυ. Δπίζδξ κενυ πμο ζημοξ 0 μ C πανμοζζάγεζ ph=7 εα είκαζ εθαθνχξ υλζκμ. Τν θξηηήξην γηα ηελ νπδεηεξόηεηα ηνπ λεξνύ είλαη: ph = poh εκχ ημ ηνζηήνζμ: ph = 7 ή poh = 7 ζζπφεζ ιε αηνίαεζα ιυκμ βζα ηδ εενιμηναζία πενζαάθθμκημξ (22 ν C). Χξ ph ηαζ pοh μνίγμκηαζ ακηίζημζπα μζ ανκδηζημί δεηαδζημί θμβάνζειμζ ηςκ ζοβηεκηνχζεςκ ηςκ οδνμβμκζυκηςκ [Ζ + ] ηαζ οδνμλοθζυκηςκ [ΟΖ - ] : ph = - log [Ζ + ] poh = - log [OΖ - ] ph + poh = 14 = pkw, (ph = 7, poh = 7, ζηνπο 22 ν C) παξάδεηγκα: α) [Ζ + ] = ph = - log ( ) = - log5 log 10-1 = - 0,7 + 1 = 0,3 α) ph=5,8 [Ζ + ] = 10 -ph [Ζ + ] = 10-5,8 = 10-0, = Τπνινγηζκόο ηνπ ph ηζρπξώλ νμέωλ θαη ηζρπξώλ βάζεωλ: Γζα ηα ζζπονά μλέα ηαζ ηζξ αάζεζξ, αθμφ αοηά δζίζηακηαζ ζπεδυκ ελ μθμηθήνμο, εεςνμφιε υηζ δ ζοβηέκηνςζδ ηςκ οδνμβμκζυκηςκ Ζ + ζζμφηαζ ιε ηδκ ανπζηή ζοβηέκηνςζδ ημο μλέμξ ηαζ μιμίςξ δ ζοβηέκηνςζδ ηςκ οδνμλοθζυκηςκ, ΟΖ - ζζμφηαζ ιε ηδκ ανπζηή ζοβηέκηνςζδ ηδξ αάζδξ. π.π. 29

30 ημ ph δ/ιαημξ ΖCl 10-1 Μ είκαζ : [HCl] = [H + ] = 10-1 => ph = -log10-1 => ph = 1 μιμίςξ ημ ph δ/ιαημξ NαOH 10-2 είκαζ: [ΝαΟΖ] = [ΟΖ - ] = 10-2 => pοζ = -log10-2 = 2 ηαζ ph = 14 2 => ph = 12 Τπνινγηζκόο ηνπ ph αζζελώλ νμέωλ θαη αζζελώλ βάζεωλ : Γζα ηα αζεεκή μλέα ηαζ αάζεζξ ημ pζ οπμθμβίγεηαζ απυ ηδκ ελίζςζδ ηαζ ηδ ζηαεενά δζάζηαζδξ Κα ή Κb ημο μλέμξ ή ηδξ αάζεςξ ακηίζημζπα. (ζπέζεζξ 1 ηαζ 2, ζεθ. 2). π.ρ. Μπξκεθηθό νμύ, HCOOH 10-1 M, (Kα = ) : Γνάθμοιε ηδκ ελίζςζδ δζάζηαζδξ ημο μλέμξ ιε ηδ ζοβηέκηνςζδ ηάης απυ ηάεε ζοζηαζηζηυ: HCOOH + H 2 O H 3 O + + HCOO - ζοβηέκην: C - x x x ηαζ ηδκ έηθναζδ βζα ηδκ ζηαεενά δζάζηαζδξ αοημφ Κα = x 2 = ηαζ εέημοιε [HCOOH] = C (επεζδή x<<c) C -x άνα x 2 = Κα C => x = KaC => x = = = [Ζ 3 Ο + ] => ph = -log [Ζ 3 Ο + ] = -log( ) => ph = 2.37 επμιέκςξ ημ pζ ηςκ αζεεκχκ μλέςκ πνμηφπηεζ απυ ημκ ζοκδοαζιυ ηςκ δφμ ηφπςκ: [Ζ + ]= KaC pζ= -log[h + ] 30

31 ή απυ ημκ ζοκμπηζηυ ηφπμ: pζ = ½ pκα ½ logc μιμίςξ βζα ημ pζ ηςκ αζεεκχκ αάζεςκ πνμηφπηεζ: [ΟΖ - ] = KbC poh= -log[oh - ] ή απυ ημκ ζοκμπηζηυ ηφπμ: pζ= pkw ½ pkb + ½ logc Τπνινγηζκόο ηνπ βαζκνύ δηάζηαζεο α αζζελώλ νμέωλ θαη βάζεωλ: Δζης υηζ γδηείηαζ μ ααειυξ δζάζηαζδξ α π.π. ημο ιονιδηζημφ μλέμξ ζηδ ζοβηέκηνςζδ 0.1Μ ηδ ζηαεενά δζάζηαζδξ ημο μλέμξ Kα = [H 3 O + ] [HCOO - ] = 1.8x10-4 [HCOOH] ζοιαμθίγμιε ιε C ηδκ ανπζηή ζοβηέκηνςζδ ημο μλέμξ. Δπεζδή ελ μνζζιμφ είκαζ: α = [Ζ 3 Ο + ]/C ηαζ [Ζ 3 Ο + ] = [ΖCΟΟ - ] επμιέκςξ [ΖCΟΟΖ] = C-αC = C(1-α) άνα Κ α = αc αc ή K α = α 2 C (κυιμξ αναίςζδξ ημο Ostwald) C(1-α) 1-α ηαζ K α = α 2 C υηακ α<<1 (μπυηε 1-α 1) επμιέκςξ α = Ka C α = /10-1 = ή % δζάζηαζδ = 4.24% 31

32 ΠΔΗΡΑΜΑΣΗΚΟ ΜΔΡΟ Μεηξήζεηο ph θαη βαζκνύ δηάζηαζεο ηζρπξώλ θαη αζζελώλ νμέωλ Γίκμκηαζ έκα δ/ια 100ml ζζπονμφ μλέμξ π.π HCl 0.1 M ηαζ έκα δεφηενμ δ/ια 100ml αζεεκμφξ μλέμξ π.π. CH 3 COOH 0.1 M ηαζ απυ αοηά παναζηεοάγμκηαζ ιε αναίςζδ ιε απζμκζζιέκμ κενυ ηα ακηίζημζπα αναζςιέκα δ/ιαηα 0.01, Ν HCl ηαζ 0.01, 0,001 N CH 3 COOH ηαζ ημπμεεημφκηαζ ζε πμηήνζα γέζδξ ηςκ 100ml. Μεηνμφιε ημ pζ ηςκ ζοκμθζηά έλζ δ/ιάηςκ ιε ηδ αμήεεζα α) ημο πεπαιεηνζημφ πάνηδ ηαζ α) ημο πεπαιέηνμο ηαζ ζοιπθδνχκμοιε ημκ πίκαηα Γζάθοια 10-1 M HCl Θεςνδηζηή ηζιή pζ pζ πεπαιεηνζημφ πάνηδ pζ πεπαιέηνμο % δζάζηαζδ 10-2 M HCl 10-3 M HCl 10-1 M CH 3 COOH 10-2 M CH 3 COOH 10-3 M CH 3 COOH Εδημφκηαζ : Να οπμθμβζζηεί δ εεςνδηζηή ηζιή ημο pζ υθςκ ηςκ δ/ιάηςκ μλέςκ ηαζ μ ααειυξ δζάζηαζδξ ημο αζεεκμφξ μλζημφ μλέμξ (Kα= ), (αθ. ζεθ. 4-5) ηαζ κα ζοβηνζεμφκ ιε ηζξ ιεηνμφιεκεξ ηζιέξ ημο πίκαηα. Πςξ ιεηααάθθεηαζ μ ααειυξ δζάζηαζδξ ημο μλζημφ μλέμξ ιε ηδ ζοβηέκηνςζδ; 32

33 5. ΟΓΚΟΜΔΣΡΗΚΖ ΑΝΑΛΤΖ Ζ πμζμηζηή ακάθοζδ δδθ. μ αηνζαήξ πνμζδζμνζζιυξ ηςκ ζοζηαηζηχκ εκυξ δείβιαημξ βίκεηαζ ιε ηδ αμήεεζα δζάθμνςκ ιεευδςκ υπςξ: Ογθνκεηξηθέο Σηαζκηθέο Ελόξγαλεο κέζνδνη Ογθνκεηξηθέο κέζνδνη πνζνηηθήο αλάιπζεο Ζ νγθνκεηξία είκαζ ιζα δζενβαζία πμζμηζηήξ ακάθοζδξ ηαηά ηδκ μπμία μ πνμζδζμνζζιυξ ηδξ άβκςζηδξ πμζυηδηαξ δζαθοιέκδξ μοζίαξ βίκεηαζ ιε ηδ αμήεεζα ηαηάθθδθμο ακηζδναζηδνίμο βκςζηήξ ζοβηέκηνςζδξ (πξόηππν δηάιπκα). Δάκ βκςνίγμοιε ηδκ πμνεία ιζαξ πδιζηήξ ακηίδναζδξ ιέπνζ ημ Ιζνδύλακν Σεκείν (Ι.Σ.) ιπμνμφιε απυ ηδκ ηαηακάθςζδ ηαζ ηδ ζοβηέκηνςζδ ημο πνυηοπμο δζαθφιαημξ κα οπμθμβίζμοιε ηδκ ζοβηέκηνςζδ ηαζ ηδκ πμζυηδηα ηδξ γδημφιεκδξ δζαθοιέκδξ μοζίαξ. Ακάθμβα ιε ημ είδμξ ηςκ ακηζδνάζεςκ δζαηνίκμκηαζ ηέζζενζξ ηαηδβμνίεξ μβημιεηνζηχκ ιεευδςκ: Ογθνκεηξήζεηο εμνπδεηέξσζεο (αιθαιηκεηξία, νμπκεηξία) Ογθνκεηξήζεηο νμεηδναλαγσγήο Ογθνκεηξήζεηο θαηαβύζηζεο Ογθνκεηξήζεηο ζπκπινθνπνίεζεο Γείθηεο: Ο πνμζδζμνζζιυξ ημο Ιζνδύλακνπ Σεκείνπ (Ι.Σ.) ιζαξ ακηίδναζδξ ελμοδεηένςζδξ ζδιαίκεζ, υζμ ημ δοκαηυκ, ημκ αηνζαέζηενμ πνμζδζμνζζιυ ιζαξ πεξηνρήο ηνπ ph. Αοηυ επζηοβπάκεηαζ ιε ηδ αμήεεζα ηαηάθθδθςκ δεζηηχκ. Οζ δείηηεξ είκαζ μνβακζηέξ πνςζηζηέξ μοζίεξ ιε παναηηήνα αζζελώλ νμέωλ R-H ή αζζελώλ βάζεωλ R-OH, μζ μπμίεξ έπμοκ δζαθμνεηζηυ πνχια ζηδκ αδζάζηαηδ ηαηάζηαζδ απυ ηδ δζζζηάιεκδ. Ζ αθθαβή ημο πνχιαημξ θαίκεηαζ ζημ πανάδεζβια ημο δείηηδ δθζακείκδ (πμνημηαθί ημο ιεεοθίμο), υπμο δ ζζμννμπία ιεηαλφ δζζζηαιέκδξ ηαζ αδζάζηαηδξ ιμνθήξ ελανηάηαζ απυ ηδ ζοβηέκηνςζδ ηςκ οδνμβμκζυκηςκ Ζ + ζημ δζάθοια: 33

34 Απυ ηδκ ακηίδναζδ δζάζηαζδξ ημο δείηηδ: ΖΓ H + + Γ - ρξώκα 1 ρξώκα 2 Ζ ζηαεενά δζάζηαζδξ είκαζ: [Ζ + ] [Γ - ] = Κ Δ (Κ Δ = Κ α ) [ΖΓ] ιεηά απυ θμβανίειδζδ παίνκμοιε: ph = pκ Δ + log [Γ - ] [ΖΓ] ηαζ βζα [Γ - ] = [ΖΓ] ph= pκ Δ Γζα κα επζηναηήζεζ ημ πνχια [Γ - ] (δζζζηάιεκδ αθηαθζηή ιμνθή ημο δείηηδ) πνέπεζ δ ζοβηέκηνςζδ αοημφ κα είκαζ πενίπμο 10 θμνέξ ιεβαθφηενδ ημο ΖΓ: [Γ - ]/[ΖΓ] =10 δδθ. κα αολδεεί ημ ph ηαηά ιζα ιμκάδα. Οιμίςξ βζα κα επζηναηήζεζ ημ πνχια ΖΓ (υλζκδ αδζάζηαηδ ιμνθή ημο δείηηδ) πνέπεζ δ ζοβηέκηνςζή ημο κα είκαζ πενίπμο 10 θμνέξ ιεβαθφηενδ ημο Γ - δδθ. πνέπεζ [Γ - ]/[ΖΓ] =1/10 βζα κα ιεζςεεί ημ ph ηαηά ιζα ιμκάδα. Δπμιέκςξ δ ιεηααμθή ημο πνχιαημξ εκυξ δείηηδ ελμοδεηένςζδξ απαζηεί ηδ ιεηααμθή ημο ph ηαηά δφμ πενίπμο ιμκάδεξ : ph = pκ Δ ± 1 34

35 Σμ Ιζνδύλακν Σεκείν Ι.Σ είκαζ ημ ζδιείμ υπμο ημ πνμζδζμνζγυιεκμ ζοζηαηζηυ έπεζ ακηζδνάζεζ ελ μθμηθήνμο ιε ηδκ ακάθμβδ πμζυηδηα ημο πνυηοπμο δζαθφιαημξ. Σμ ηέθμξ ιζαξ ακηίδναζδξ υιςξ βίκεηαζ ακηζθδπηυ ιε ημ ιάηζ απυ ηδκ αθθαβή ημο πνχιαημξ ηάπμζμο δείηηδ, επμιέκςξ. Σμ Τειηθό ζεκείν Τ.Σ είκαζ ημ ζδιείμ αθθαβήξ ημο πνχιαημξ ημο δείηηδ πμο δείπκεζ ημ ηέθμξ ηδξ ακηίδναζδξ, ημ μπμίμ υιςξ δεκ ζοιπίπηεζ πάκημηε ιε ημ ζζμδφκαιμ ζδιείμ. Ζ δζαθμνά ημο υβημο ιεηαλφ ημο Ηζμδφκαιμο ζδιείμο ηαζ ημο Σεθζημφ ζδιείμο δείπκεζ ημ Σθάικα ηδξ μβημιεηνζηήξ ακάθοζδξ ηαζ ιπμνεί κα πνμζδζμνζζηεί ιε ημκ Λεπθό Πξνζδηνξηζκό δδθ. ιε μβημιέηνδζδ δ/ιαημξ πμο πενζέπεζ υθα ηα ζοζηαηζηά (δείηηδ η.η.θ.) εηηυξ ημο πνμζδζμνζγυιεκμο ζοζηαηζημφ. Δπμιέκςξ ηαηάθθδθμξ δείηηδξ βζα ιζα ακηίδναζδ ελμοδεηένςζδξ είκαζ εηείκμξ ημο μπμίμο δ πενζμπή αθθαβήξ ημο ph ζοιπίπηεζ ή δζαθένεζ εθάπζζηα απυ ημ ph ημο Ηζμδφκαιμο διείμο ηδξ ακηίζημζπδξ ακηίδναζδξ ελμοδεηένςζδξ. Γζα ελμοδεηενχζεζξ ιεηαλφ ζζπονμφ μλέμξ ηαζ ζζπονήξ αάζδξ ημ Ηζμδφκαιμ διείμ ζοιπίπηεζ ιε ημ μοδέηενμ ζδιείμ ηδξ ηθίιαηαξ ημο ph (ph=7). Γζα ελμοδεηενχζεζξ αζεεκμφξ μλέμξ ιε ζζπονή αάζδ ή αζεεκμφξ αάζδξ ιε ζζπονυ μλφ, εα πνμηφπηεζ θυβς οδνυθοζδξ ημο ζπδιαηζγυιεκμο άθαημξ, Ηζμδφκαιμ διείμ πμο ηείηαζ ζε ηζιέξ ιεβαθφηενεξ ή ιζηνυηενεξ ημο 7 ηδξ ηθίιαηαξ ph ακηίζημζπα. 35

36 ΠΔΗΡΑΜΑΣΗΚΟ ΜΔΡΟ Δμνπδεηέξωζε ηζρπξνύ νμένο ( H 2 SO 4 ) κε ηζρπξή βάζε ( ΝαΟΖ ) (Αιθαιηκεηξία) H 2 SO 4 + ΝαΟΖ Να 2 SO 4 + H 2 Ο Eπεζδή ηαζ ημ δεφηενμ οδνμβμκζυκ Ζ + ημο H 2 SO 4 είκαζ πθήνςξ δζζζηάιεκμ (ζζπονυ μλφ) ημ ph ημο ζζμδφκαιμο ζδιείμο ηείηαζ ιεηαλφ 6.3 ηαζ 7. Δπμιέκςξ ηαηάθθδθμζ δείηηεξ εα είκαζ, εξπζξό κεζπιίνπ, θπαλνύλ βξσκνζπκόιεο. Απαζημφιεκα υνβακα ηαζ ακηζδναζηήνζα: ζθχκζμ 10ml, ηςκζηή θζάθδ 300ml, πνμπμΐδα 50ml, πνυηοπμ δζάθοια 0.1Ν ΝαΟΖ, δείηηδξ ενοενυ ιεεοθίμο. Σξόπνο εξγαζίαο: ηδκ ηςκζηή θζάθδ ιεηαθένμοιε ιε ζζθχκζμ αηνζαχξ 10ml απυ ημ πνμξ ακάθοζδ δζάθοια ημο Ζ 2 SO 4 ηαζ αναζχκμοιε ιε απζμκζζιέκμ κενυ ςξ ηα 100ml. Πνμζεέημοιε 2-3 ζηαβυκεξ δείηηδ (εξπζξό κεζπιίνπ). Γειίγμοιε ηδκ πνμπμΐδα ιε ημ πνυηοπμ δ/ια 0.1Ν ΝαΟΖ. Οβημιεηνμφιε πνμζεέημκηαξ ζηαβυκα ζηαβυκα ημ δζάθοια ΝαΟΖ ιε ηδ αμήεεζα ηδξ πνμπμΐδαξ ηαζ ακαδεφμοιε ζοκεπχξ ςξ ηδκ αθθαβή ημο πνχιαημξ (ενοενυ ηίηνζκμ, εκδζάιεζμ πνχια πμνημηαθί) Εεηνύληαη: 1. O υβημξ ημο ηαηακαθςεέκημξ πνυηοπμο δ/ιαημξ ΝαΟΖ 0.1Ν ( δζαθμνά V ηεθ.-v ανπ ζε ml απυ πνμπμίδα) 2. H ηακμκζηυηδηα Ν ηαζ δ ιμνζαηυηδηα Μ ημο δ/ιαημξ Ζ 2 SO 4 (Σεκείσζε. δ ηακμκζηυηδηα Ν ημο μλέμξ οπμθμβίγεηαζ απυ ηδ ζπέζδ: Ν οξέος V οξέος = Ν βάσης V βάσης ηαζ δ ιμνζαηυηδηα Μ απυ ηδ ζπέζδ Ν=α Μ ) 3. Ζ πμζυηδηα ημο Ζ 2 SO 4 ζε mg πμο πενζέπεηαζ ζηα 10ml ημο δζαθφιαημξ ημο. 4. Σμ pζ ημο δ/ιαημξ Ζ 2 SO 4 5. H ζοιπθήνςζδ ηςκ ζοκηεθεζηχκ ηδξ ακηίδναζδξ ελμοδεηένςζδξ. Να απακηδεμφκ μζ ενςηήζεζξ: α) Δλμοδεηενχκμκηαζ 10ml δ/ιαημξ 0.01Ν HCl (ζζπονυ μλφ) ιε δ/ια 0.01Ν ΝαΟΖ (ζζπονή αάζδ) πνδζζιμπμζχκηαξ δζάθμνμοξ δείηηεξ. Οζ απαζημφιεκμζ υβημζ ημο δ/ιαημξ 0.01Ν ΝαΟΖ είκαζ 10ml, 11ml, 9.2ml, 10.2ml ηαζ 9.9ml. 36

37 Οζ παναπάκς υβημζ κα ακηζζημζπζζημφκ ζημκ ηάεε δείηηδ ημο πίκαηα: Γείηηδξ: πενζμπή ph: pκ Γ : ml ΝαΟΖ 0.01N : Κοακμφκ ανςιμεοιυθδξ Θοιμθμθεαθείκδ Δνοενυ ιεεοθίμο Φαζκμθμθεαθείκδ Πμνημηαθί ιεεοθίμο α) Καηά ηδκ μβημιέηνδζδ ηδξ αάζδξ ΝΖ 4 ΟΖ ιε πνυηοπμ δ/ια HCl πμζυκ δείηηδ εα πνδζζιμπμζήζμοιε; πμνημηαθί ημο ιεεοθίμο (pκ=3.7), ηοακμφκ ανςιμεοιυθδξ (pκ=7.0), ή θαζκμθμθεαθεΐκδ (pκ=9.3). Πίλαθαο : Ζθεηηνμθοηζημί δείηηεξ ηαζ παναηηδνζζηζηά ημοξ: Γείθηεο Υξώκα ζε πεξηνρή Πεξηνρή ph pk Γ ph < pk Γ -1 ph > pk Γ +1 αιιαγήο ρξώκαηνο Πνάζζκμ ιαθαπίηδ ηίηνζκμ πνάζζκμ Δνοενυ ηνεζυθδξ ηίηνζκμ ενοενυ Δνοενυ Κμβηυ ηοακυ ενοενυ Πμνημηαθί ιεεοθίμο πμνημηαθί ηίηνζκμ Δνοενυ ιεεοθίμο ενοενυ ηίηνζκμ Κοακυ ανςιμεοιυθδξ ηίηνζκμ ηοακυ Κοακυ εοιυθδξ ηίηνζκμ πμνθονυ Φαζκμθμθεαθεΐκδ άπνςιμ νμγ Θοιμθμθεαθεΐκδ άπνςιμ ηοακυ

38 6. Αιθννιηθνί βαζκνί Ομύηεηα νίλνπ 6α. Πξνζδηνξηζκόο αιθνόιεο - Αιθννιηθνί βαζκνί Ζ ιέεμδμξ ααζίγεηαζ ζηδκ απυζηαλδ ημο πμζμφ ηδξ αθημυθδξ ημο μίκμο ηαζ ηδ ιέηνδζδ ηδξ ιε αθημμθυιεηνμ (ποηκυιεηνμ Gay-Lussac). Αιθννιηθνί ή νηλνπλεπκαηηθνί βαζκνί είκαζ ηα ml ηαεανήξ αθημυθδξ πμο πενζέπμκηαζ ζε 100ml βθεφημοξ, μίκμο ή αθημμθμφπμο δζαθφιαημξ ζημοξ 15 μ C. ηδκ απμζηαηηζηή ζοζηεοή 8 εέζεςκ(ζπ.14) θένμκηαζ 200ml ηναζζμφ ιε αηνίαεζα μβημιεηνζηήξ θζάθδξ ηςκ 200ml ηαζ πνμξ απμθοβή έκημκμο αθνζζιμφ πνμζεέημοιε 1-2g ηακίκδξ. Θέημοιε ζε θεζημονβία ηδ ζοζηεοή ηαζ ιεηά ηδκ απυζηαλδ ηςκ 2/3 ημο υβημο, ζοθθέβεηαζ ημ απυζηαβια ζε μβημιεηνζηή θζάθδ ηςκ 200ml. Γζαηυπημοιε ηδκ απυζηαλδ ηαζ ζοιπθδνχκμοιε ιε Ζ 2 Ο ιέπνζ ηδκ παναβή. Ακαδεφμοιε ακηζζηνέθμκηαξ ηδ θζάθδ ηαζ θένμοιε ημ απυζηαβια ζε μβημιεηνζηυ ηφθζκδνμ ηςκ 250ml. Σέθμξ ειααπηίγμοιε ημ αθημμθυιεηνμ ηαζ δζααάγμοιε ηδκ έκδεζλδ ημο, ζδιεζχκμκηαξ ζοβπνυκςξ ηαζ ηδ εενιμηναζία ηδξ ιεηνήζεςξ. Έζης δ έκδεζλδ ημο ποηκυιεηνμο είκαζ d=1,0820g/ml ηαζ δ εενιμηναζία πεζνάιαημξ Σ=19 μ C.Συηε, δ ποηκυηδηα ζημοξ 15 μ C εα είκαζ 19-15=4 μ C ηαζ 4x0,00035=0, Δπμιέκςξ δζμνεςιέκδ ηζιή ποηκυηδηαξ ζημοξ 15 μ C : d=1,0820+0,00140 d=1,0834g/ml. Ζ ηζιή ηδξ ποηκυηδηαξ πνέπεζ κα δίκεηαζ ζημοξ 15 μ C, δζυηζ ηα ποηκυιεηνα είκαζ ααειμθμβδιέκα ζ αοηή ηδ εενιμηναζία. Γζα ηάεε 1 μ C, υηακ δ εενιμηναζία ιεηνήζεςξ είκαζ ιεβαθφηενδ ηςκ 15 μ C πνμζεέημοιε ημ 0,00035 ζηδκ έκδεζλδ ημο ποηκυιεηνμο. Ακηίεεηα υηακ δ εενιμηναζία είκαζ ιζηνυηενδ ηςκ 15 μ C, αθαζνείηαζ ημ 0,00035 βζα ηάεε 1 μ C. 38

39 Ζ ζπέζδ ιεηαλφ ποηκυηδηαξ (d) ηαζ Baumé (Βé) δίκεηαζ απυ ημκ ηφπμ: d = 144,32 144,32±Βé + βζα οβνά εθαθνυηενα ημο κενμφ - βζα οβνά αανφηενα ημο κενμφ Ζ ηζιή ημο ζαηπάνμο ζημ βθεφημξ οπμθμβίγεηαζ απυ ημ ηφπμ ημο Dubrunfant. = 1,6(d-1) ,6-1 1,6 =ποηκυηδηα ζαηπάνμο d= ποηκυηδηα βθεφημοξ 1= ποηκυηδηα κενμφ Μπμνμφιε κα οπμθμβίζμοιε ηδκ πενζεηηζηυηδηα ζε ζάηπανμ εκυξ βθεφημοξ αηυια ηαζ ημοξ αθημμθζημφξ ααειμφξ ζημκ μίκμ πμο εα παναπεεί ιε ηδκ αμήεεζα πζκάηςκ. ε ηακμκζηυ ιμφζημ δ μθζηή πενζεηηζηυηδηα ημο ζαηπάνμο πνέπεζ κα είκαζ ιεηαλφ g/lit. 39

40 6β. Πξνζδηνξηζκόο νμύηεηαο νίλνπ Ζ νιηθή νμύηεηα ημο μίκμο μθείθεηαζ ζηδ πανμοζία εθεφεενςκ μλέςκ (ηονίςξ ηνοβζημφ) ηαζ υλζκςκ αθάηςκ. Δηθνάγεηαζ ζε g/l ςξ ηνοβζηυ μλφ ηαζ ηοιαίκεηαζ ιεηαλφ 4 θαη 8 g/l ζε ηξπγηθό νμύ, ζπάκζα ιεβαθφηενδ. Σμ ph ημο μίκμο είκαζ 2,8 έςξ 3,8. Η πηεηηθή νμύηεηα είκαζ δ μλφηδηα ημο απμζηάβιαημξ ημο μίκμο, ελαζνμοιέκδξ ηδξ ακεναηζηήξ μλφηδηαξ (CO 2 ) ηαζ ηδξ μλφηδηαξ ημο πνυζεεημο ζοκηδνδηζημφ, εεζχδμοξ ακοδνίηδ (SO 2 ). Ζ πηδηζηή μλφηδηα ηοιαίκεηαζ απυ 0,3 έςξ 0,8 g/l μλζημφ μλέμξ. Οθζηή ηαεχξ ηαζ πηδηζηή μλφηδηα πνμζδζμνίγμκηαζ μβημιεηνζηά ιε πνυηοπμ δζάθοια NaOH 0,1Ν (πνμπμΐδα) ηαζ δείηηδ θαζκμθμθεαθεΐκδ ιέπνζ ηδκ ειθάκζζδ νυδζκμο πνχιαημξ. Σξόπνο εξγαζίαο ηδ ηςκζηή θζάθδ ηςκ 100ml θένμκηαζ αηνζαχξ 10 ml μίκμο ηαζ εενιαίκμκηαζ ήπζα βζα ηδκ εηδίςλδ ημο CO 2 (έηθοζδ θοζαθίδςκ). Φφπμοιε ή αθήκμοιε κα ηνοχζεζ ηαζ αναζχκμοιε ιε Ζ 2 Ο ςξ ηα 50ml ηαζ μβημιεηνμφιε ιε δ/ια 0,1Ν NaOH (πνμπμΐδα) πανμοζία δείηηδ θαζκμθμθεαθεΐκδξ (2-3 ζηαβυκεξ) ιέπνζ ημ δ/ια κα απμηηήζεζ νυδζκμ πνχια. COOH COONa HO C H HO C H + 2NaOH + 2 Ζ 2 Ο HO C H HO C H COOH COONa ηνοβζηυ μλφ ηνοβζηυ κάηνζμ Εδηείηαζ: - Ζ μθζηή μλφηδηα ημο ηναζζμφ ζε g/l ηνοβζημφ μλέμξ ηαζ δ ζοβηέκηνςζδ Μ ημο ίδζμο μλέμξ. - Να δζαπζζηςεεί ακ δ μθζηή μλφηδηα ανίζηεηαζ εκηυξ θοζζμθμβζηχκ μνίςκ ή ακ πνεζάγεηαζ δζυνεςζδ. ( Αύμεζε νμύηεηαο γίλεηαη κε πξνζζήθε ηξπγηθνύ νμένο, C 4 H 6 O 6 κείσζε νμύηεηαο γίλεηαη κε πξνζζήθε CaCO 3, Κ 2 CO 3, ΚΗCO 3 θ.ά.) 40

41 6γ. Πξνζδηνξηζκόο ζαθράξωλ νίλνπ Αλάγνληα ζάθραξα είκαζ ζπεδυκ υθα ηα ζάηπανα ημο βθεφημοξ ή μίκμο, υπςξ δ βθοηυγδ ηαζ δ θνμοηηυγδ ηα μπμία δζαζπχκηαζ απυ ηζξ γφιεξ ηαζ ελαθακίγμκηαζ υζμ πνμπςνεί δ αθημμθζηή γφιςζδ. Ονζζιέκα ζάηπανα πμο ανίζημκηαζ ζε ιζηνυηενεξ ζοβηεκηνχζεζξ (<2 g/l) δεκ γοιχκμκηαζ ηαζ μκμιάγμκηαζ ππόινηπα ζάθραξα. Έκα ηναζί εεςνείηαζ μεξό, υηακ πενζέπεζ θζβυηενμ απυ 4 g/l ζάηπανα ηαζ γιπθό υηακ πενζέπεζ πενζζζυηενμ απυ 50g/l. Σα ακάβμκηα ζάηπανα πνμζδζμνίγμκηαζ ιε ηδ αμήεεζα ημο Φειίγγεηνπ πγξνύ Ι θαη ΙΙ, ημ μπμίμ ακάβεηαζ ζε μλείδζμ ημο ιμκμζεεκμφξ παθημφ Cu 2 O (έκημκμο ηεναιζδί πνχιαημξ). Φειίγγεην πγξό Ι: 1,73g CuSO 4 5 Ζ 2 Ο ζε 25ml Ζ 2 Ο Φειίγγεην πγξό ΙΙ: 8,5g ηνοβζηυ ηαθζμκάηνζμ (άθαξ Rochelle) ηαζ 2,5g NaOH ζε 25ml Ζ 2 Ο. Ζ ακάιεζλδ ηςκ δφμ οβνχκ βίκεηαζ θίβμ πνζκ ηδκ πνδζζιμπμίδζδ ημοξ. ε ηςκζηή θζάθδ αάγμοιε 5ml Φεθίββεζμο οβνμφ I, 5ml Φεθίββεζμο οβνμφ II ηαζ 40ml Ζ 2 Ο. Βνάγμοιε ημ πενζεπυιεκμ. Πνμζεέημοιε ημ ηναζί (ημ μπμίμ πνμδβμοιέκςξ έπμοιε απμπνςιαηίζεζ ιε πνμζεήηδ απμπνςζηζημφ άκεναηα, 2g/50ml ηναζζμφ), ιέπνζ κα παεεί ημ ιπθε πνχια. Πενζιέκμοιε 2 θεπηά, πνμζεέημοιε ηοακμφκ ημο ιεεοθεκίμο ηαζ ζοκεπίγμοιε ηδκ πνμζεήηδ ηναζζμφ ιέπνζ κα ειθακζζηεί ηεναιζδί πνχια. Έζης V δ ηαηακάθςζδ, δ πενζεηηζηυηδηα ζε ακάβμκηα ζάηπανα εα είκαζ : 50/V. 41

42 7. θιεξόηεηα θαη αιθαιηθόηεηα ηνπ λεξνύ ηζξ ζοιπθμημπμζδηζηέξ μβημιεηνήζεζξ έπμοιε ζπδιαηζζιυ ζοιπθυηςκ δδθ. εκχζεςκ ιεηαλφ εκυξ ηεκηνζημφ ιεηαθθζυκηoξ (μλφ ηαηά Lewis) ηαζ ακζυκηςκ, ιμνίςκ ή άθθςκ οπμηαηαζηαηχκ (Ligands) δδθ. αάζεςκ ηαηά ημκ Lewis. Οζ ηονζυηενμζ ζοιπθμημπμζδηέξ είκαζ ημ κεηά λαηξίνπ άιαο ηνπ αηζπιελνδηακηλν-ηεηξανμηθνύ νμένο EDTA, (Na 2 H 2 Y) ηαζ ημ δζαζεοθμ-δζεεζμηανααιζκζηυ κάηνζμ DDTC. Σμ EDTA ζπδιαηίγεζ ιε δζζεεκή ιεηαθθμηαηζυκηα Me 2+, ππ. Ca 2+, Mg 2+, Cu 2+ η.α. ζφιπθμηα 1:1 EDTA M-EDTA ρ. 5 ρεκαηηζκόο ζπκπιόθνπ κεηαμύ EDTA θαη M 2+ Οζ πνδζζιμπμζμφιεκμζ δείηηεξ ζοιπθμημπμζμφκ επίζδξ ηα ιεηαθθμηαηζυκηα ζπδιαηίγμκηαξ υιςξ υπζ ηυζμ ζηαεενά ζφιπθμηα (ρξώκα 1), ηα μπμία ζημ ζζμδφκαιμ ζδιείμ δζαζπχκηαζ βζα κα ζπδιαηζζημφκ ηα πμθφ ζηαεενυηενα ζφιπθμηα ημο EDTA ιε ηαοηυπνμκδ απμδέζιεοζδ ημο δείηηδ (ρξώκα 2). θιεξόηεηα ηνπ λεξνύ Σμ κενυ δζαθμνεηζηήξ πνμέθεοζδξ υπςξ απυ πδβέξ, δίηηοα, πμηαιμφξ, εάθαζζα ηαζ ζε «ελεοβεκζζιέκδ» ιμνθή ςξ κενυ ανμπήξ, πυζζιμ ή κενυ θεαήηςκ είκαζ εειεθζχδμοξ ζδιαζίαξ βζα ηδ γςή ηαζ ηζξ παναβςβζηέξ αζμιδπακζηέξ εβηαηαζηάζεζξ. Δηηυξ ηςκ δζαθυνςκ αζμιδπακζηχκ πνμζιίλεςκ (απμννοπακηζηά, έθαζα, μνβακζηέξ μοζίεξ η.α.) ζημ κενυ πενζέπμκηαζ ηονίςξ ζυκηα Ca 2+, Mg 2+, Na + ηαεχξ ηαζ Cl -, CO 3 2-, SO 4 2- ηαζ ζε ιζηνυηενεξ πμζυηδηεξ Κ +, Μn 2+, Fe 2+, ηαζ ΡO 4 3-, SiO 3 2-, NO 3 - ηαζ δζαθοιέκα αένζα υπςξ Ο 2, Ν 2, CO 2. 42

43 Κνζηήνζα βζα ηδκ πμζυηδηα ημο κενμφ απμηεθμφκ ε ζθιεξόηεηα ηαζ δ αιθαιηθόηεηα. Μμκάδεξ ιέηνδζδξ ηδξ ζηθδνυηδηαξ είκαζ ν γεξκαληθόο βαζκόο ν dh ηαζ μ γαιιηθόο βαζκόο ν F: 1 ν dh = 10mg CaO αλά L ή 1mg CaO αλά 100ml λεξνύ 1 ν F = 10mg CaCO 3 αλά L ή 1mg CaCO 3 αλά 100ml λεξνύ βζα ηδκ ζζμδοκαιία βενιακζηχκ ηαζ βαθθζηχκ ααειχκ ζζπφεζ : [ ν dh] = 0.56 [ ν F] Οθζηή ζηθδνυηδηα ζε μ dh Υαναηηδνζζιυξ >30 Πμθφ ιαθαηυ Μαθαηυ Ζιίζηθδνμ Ανηεηά ζηθδνυ ηθδνυ Πμθφ ζηθδνυ Σμ κενυ ηςκ αζμιδπακζηχκ εβηαηαζηάζεςκ (αηιμθέαδηεξ ηθπ) πνέπεζ κα είκαζ «ιαθαηυ», αθθζχξ ηαηά ηδκ ελάηιζζδ εα απμεέηεζ ανηεηά ιεβάθεξ πμζυηδηεξ δοζδζάθοηςκ αθάηςκ (πέηνα) ζηα ημζπχιαηα πμο υπζ ιυκμ απμιαηνφκμκηαζ δφζημθα αθθά ηονίςξ ζακ ιμκςηζηυ οθζηυ πμο είκαζ ειπμδίγμοκ ηδκ μιαθή ακηαθθαβή εενιυηδηαξ ιε απμηέθεζια ηδκ οπενεένιακζδ ηαζ ηδ δζάννδλδ ηςκ ημζπςιάηςκ. Απνζθιήξπλζε ηνπ λεξνύ: Νενυ πμο πνμμνίγεηαζ βζα δζάθμνεξ αζμιδπακζηέξ πνήζεζξ πνέπεζ πνχηα κα «απμζηθδνφκεηαζ» δδθ. κα ιεζχκεηαζ δ ζηθδνυηδηα ημο. Αοηυ βίκεηαζ ιε δζάθμνεξ ιεευδμοξ υπςξ ππ. α) απνζθιήξπλζε κε CaO θαη Na 2 CO 3 Σμ μλείδζμ ημο αζαεζηίμο CaO ακηζδνά ιε ημ κενυ ηαζ δίκεζ οδνμλείδζμ ημο αζαεζηίμο Ca(OH) 2 : CaO + Ζ 2 Ο Ca(OH) 2 Σμ οδνμλείδζμ ημο αζαεζηίμο απμιαηνφκεζ ηα δζαθοιέκα υλζκα ακεναηζηά άθαηα (παξνδηθή ζθιεξόηεηα): Ca(ΖCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 2CaCO Ζ 2 Ο 43

44 Mg(HCO 3 ) 2 + 2Ca(OH) 2 Mg(OH) 2 + 2CaCO 3 + 2H 2 O Ζ ζυδα, Na 2 CO 3, απαθθάζεζ ημ κενυ απυ ηδ ιυκζια ζηθδνυηδηα: CaSO 4 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + Na 2 SO 4 MgCl 2 + Na 2 CO 3 MgCO 3 + 2NaCl β) απνζθιήξπλζε κε Na 3 PO 4 To θςζθμνζηυ κάηνζμ Na 3 PO 4 ακηζδνά ιε υθα ηα άθαηα ημο Ca ηαζ Mg ηαζ ζπδιαηίγεζ δοζδζάθοηα θςζθμνζηά άθαηα αοηχκ. Ζ ιέεμδμξ αοηή πνδζζιμπμζείηαζ ζε ζοκδοαζιυ ιε ηζξ πνμδβμφιεκεξ βζα ηδκ αθαίνεζδ υθδξ ηδξ ζηθδνυηδηαξ (ιζηνυηενδξ ημο 0,1 μ dh), είκαζ υιςξ δαπακδνυηενδ: 3Ca(HCO 3 ) 2 + 2Na 3 PO 4 Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6NaHCO 3 3MgCl + 2Na 3 PO 4 Mg 3 (PO 4 ) 2 + 6NaCl Σμ κενυ ιπμνεί πεναζηένς κα απμζηθδνοκεεί ιε γευθζεμοξ ή κα αθαθαηςεεί ιε ηδ αμήεεζα ζμκημακηαθθαηηζηχκ ζηδθχκ, ιε δθεηηνμδζάθοζδ, απυζηαλδ η.α. Αλκαλικότητα του νερού: Ζ αθηαθζηυηδηα ημο κενμφ δδθ. δ ζδζυηδηα κα ηαηακαθχκεζ μλφ πνμένπεηαζ απυ ηδκ πενζεηηζηυηδηα ημο κενμφ ζε υλζκα ακεναηζηά, ακεναηζηά ή οδνμλείδζα: Ca(HCO 3 ) 2 + 2HCl CaCl 2 + 2Ζ 2 Ο + 2CO 2 CaCO 3 + 2HCl CaCl 2 + Ζ 2 Ο + CO 2 Ca(OH) 2 + 2HCl CaCl 2 + 2Ζ 2 Ο Μμκάδα ιέηνδζδξ ηδξ αθηαθζηυηδηαξ είκαζ δ ηαηακάθςζδ μλέμξ: 1ml 1N μλέμξ / lit = 1m eqv μλέμξ / lit δείβιαημξ κενμφ. (ζζμδοκαιεί ιε 1ml 0.1N μλέμξ /100ml=0.1m eqv μλέμξ/100ml). Παξνδηθή ζθιεξόηεηα ημο κενμφ είκαζ δ πενζεηηζηυηδηα ζε υλζκα ακεναηζηά άθαηα ημο αζαεζηίμο ή ιαβκδζίμο ηα μπμία ηαηά ημκ αναζιυ ιεηαηνέπμκηαζ ζε ακεναηζηά ηαζ ηαηααοείγμκηαζ: βξαζκόο Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + Ζ 2 Ο + CO 2 Mg(HCO 3 ) 2 MgCO 3 + Ζ 2 Ο + CO 2 44

45 Μόληκε ζθιεξόηεηα είκαζ δ πενζεηηζηυηδηα ζε άθαηα ηονίςξ εεσηά ηαζ πθςνζμφπα ημο Ca ηαζ Mg πμο παναιέκμοκ δζαθοιέκα ζημ κενυ ηαζ ιεηά ημκ αναζιυ. Οιηθή ζθιεξόηεηα είκαζ ημ ζφκμθμ ηςκ αθάηςκ αζαεζηίμο ηαζ ιαβκδζίμο πμο πενζέπμκηαζ ζημ κενυ. Ζ ζηθδνυηδηα ημο κενμφ δζαηνίκεηαζ ζηδ ζοκέπεζα ζε ζηθδνυηδηα αζαεζηίμο, ζηθδνυηδηα ιαβκδζίμο, ακεναηζηή ζηθδνυηδηα, ιδ ακεναηζηή ζηθδνυηδηα. Ζ αθηαθζηυηδηα δζαηνίκεηαζ ζε μθζηή αθηαθζηυηδηα, ιενζηή αθηαθζηυηδηα ηαζ ηαοζηζηή αθηαθζηυηδηα. Ο πίκαηαξ πμο αημθμοεεί δίκεζ ιζα βεκζηή εζηυκα ηςκ ιεβεεχκ: (βενιακζηυξ πίκαηαξ DIN 8103) Οθ.ζηθδνυηδηα GH ηθδν.αζαεζηίμο CaH ηθδν.ιαβκδζίμο MgH Ακεναηζη.ζηθδνυη. KH Ακε.ζηθδν.αζα. Ca-KH Ακε.ζηθδν.ιαβκ. Mg-KH Ηζπφεζ: GH=KH+NKH Οθ.αθηαθζη. ΜΑ Μεν.αθηαθζη. ΡΑ (Methylorange-Alkal.) δδθ. (Phenolphtalein-Alkal.) οδνμλείδζα + ακεναηζηά + δδθ. οδνμλείδζα + υλζκα υλζκα ακεναηζηά ακεναηζηά Μδ ακεν.ζηθδν. ΝΚΖ Πνμενπυιεκδ απυ: οδνμλείδζα, πθςνζμφπα εεσηά, κζηνζηά, θςζθμνζηά, πονζηζηά ηηθ. Καοζηζηή αθηαθζηυηδηα δδθ. οδνμλείδζα Τιμέσ : 1. PA=0 2. PA < 0.5 MA 3. PA = 0.5MA 4. PA > 0.5MA 5. PA = ΜA Τδνμλείδζα ΡΑ-ΜΑ ΜΑ Ακεναηζηά 0 2ΡΑ 2ΡΑ 2(ΜΑ-ΡΑ) 0 πέζδ : (βζα ηζιέξ 1 ηαζ 2) ΚΖ=2.8 ΜΑ, (βζα 3) ΚΖ=5.6 ΡΑ (βζα 4,5) ΚΖ=5.6(ΜΑ-ΡΑ) Όλζκα ακεναηζηά ΜΑ ΜΑ-2ΡΑ Πίλαθαο 5. Σθιεξόηεηα θαη αιθαιηθόηεηα ηνπ λεξνύ θαηά DIN

46 ΠΔΗΡΑΜΑΣΗΚΟ ΜΔΡΟ 7α. Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας Στην κωνική φιάλη μεταφέρουμε με ογκομετρικό κύλινδρο o 100ml νερού πόςιμου ή άλλου δείγματοσ. Πνμζεέημοιε 1ml ποηκήξ αιιςκίαξ ηαζ έκα δζζηίμ δείηηδ ελαιεεοθεκμδζαιίκδ (ημ δζάθοια πνςιαηίγεηαζ ηυηηζκμ) Οβημιεηνμφιε ιε δ/ια EDTA 0.01 Μ ιέπνζ ηδκ αθθαβή ημο πνχιαημξ απυ ηυηηζκμ ζε πνάζζκμ. Οιηθή ζθιεξόηεηα ζε ν dh = 0.56 V V = υβημξ ζε ml EDTA 0.01 Μ (Σεκείωζε : 1ml EDTA 0.01 Μ = 1 ν F) 7β. Προσδιορισμός της ολικής αλκαλικότητας Ζ μθζηή αθηαθζηυηδηα ιπμνεί κα πνμζδζμνζζηεί ιε απ εοεείαξ μβημιέηνδζδ ημο κενμφ ιε HCl 0.1 N ηαζ δείηηδ πμνημηαθί ημο ιεεοθίμο: 100ml πυζζιμο ή άθθμο δείβιαημξ κενμφ ημπμεεημφκηαζ ζηδ ηςκζηή θζάθδ πνμζεέημοιε 1ml δείηηδ πμνημηαθί ημο ιεεοθίμο (0,001Μ) (pk=3.7) Οβημιεηνμφιε ιε HCl 0.1Ν ιέπνζ ηδκ αθθαβή ημο πνχιαημξ απυ ηίηνζκμ ζε ηυηηζκμ. ΜΑ = V (V = ηα ml ημο δζαθφιαημξ HCl 0.1N) 46

47 7γ. Προσδιορισμός της μερικής αλκαλικότητας Η μερική αλκαλικότητα του νερού προςδιορίζεται με απ ευθείασ ογκομέτρηςη του νερού με HCl 0,1Ν χρηςιμοποιώντασ ωσ δείκτη φαινολοφθαλεΐνη (pk=9,7) 100ml δείγματοσ νερού μεταφέρονται ςτη κωνική φιάλη πνμζεέημοιε 2ml δείηηδ θαζκμθμθεαθεΐκδ (0,01Μ) μβημιεηνμφιε ιε πνυηοπμ δ/ια HCl 0,1Ν ιέπνζ ηδκ αθθαβή ημο πνχιαημξ απυ ηυηηζκμ ζε άπνςιμ. ΡΑ = V (V = ml HCl 0,1Ν) (Σεκείωζε: δ ιενζηή αθηαθζηυηδηα ΡΑ ημο πυζζιμο κενμφ είκαζ ίζδ ιε ιδδέκ) δζυηζ δεκ πενζέπεζ οδνμλείδζα μφηε ακεναηζηά, πανά ιυκμ δζαθοιέκα υλζκα ακεναηζηά άθαηα ηα μπμία βζα κα ακηζδνάζμοκ ιε HCl πνέπεζ κα ιεζςεεί ημ ph, (μπυηε δείηηδξ πμνημηαθί ιεεοθίμο, pk=3.7 μθζηή αθηαθζηυηδηα) Εεηνύληαη: 1. Ζ μθζηή ζηθδνυηδηα ημο κενμφ ζε μ dh 2. Ζ μθζηή ηαζ δ ιενζηή αθηαθζηυηδηα ημο κενμφ MA ηαζ PA 3. Ζ ακεναηζηή ζηθδνυηδηα ημο κενμφ KH ζε μ dh 4. Γζαηί 1ml EDTA 0.01Ν = 1 μ F; (ΜΒ EDTA =292, MΒ CaCO3 =100, ΑΒ Ca =40) 5. Eιθζαθςιέκμ κενυ πενζέπεζ (ζε mg/lit) : Ca 2+ =101.8, Mg 2+ =0.7, Na + =2.1, K + =0.8, HCO 3 - =297.6, Cl - =8.9, SO 4 2- =2.4, NO 3 - =2.5 Πυζδ είκαζ δ νιηθή ζηθδνυηδηά ημο. 47

48 Σα μθζηά άθαηα πνμζδζμνίγμκηαζ δθεηηνμιεηνζηά ιε ιέηνδζδ ηδξ αβςβζιυηδηαξ ημο κενμφ ηαζ πμθθαπθαζζάγμκηαξ ηδκ αβςβζιυηδηα ηςκ 25 μ C επί ημκ ζοκηεθεζηή 0,64 ππ. κενυ ιε αβςβζιυηδηα 600ιs/cm ζημοξ 25 μ C έπεζ μθζηά άθαηα 600 0,64 = 384. Σμ ph ημο κενμφ ιεηνάηαζ επίζδξ δθεηηνμιεηνζηά ιε ηδ αμήεεζα ημο πεπαιέηνμο. Σμ ph ημο πυζζιμο κενμφ ηοιαίκεηαζ ζοκήεςξ ιεηαλφ 7,15 ηαζ 7,50. Σα ζυκηα Ca 2+ ηαζ Mg 2+ πνμζδζμνίγμκηαζ ζοιπθμημιεηνζηά (EDTA). Σα πθςνζμφπα Cl - πνμζδζμνίγμκηαζ ιε ηδ ιέεμδμ Mohr (ανβονμιεηνία, ζεθ.27-30). Σα SO ηαηααοείγμκηαζ ιε BaCl 2 ςξ ίγδια BaSO 4 ηαζ πνμζδζμνίγμκηαζ ιε ζηαειζηή ακάθοζδ. Σα ζυκηα ή ζημζπεία Fe , NO 3, NO 2, NH + 4, SiO 2 πνμζδζμνίγμκηαζ θαζιαημιεηνζηά. Σα αθηαθζυκηα Na + ηαζ Κ + πνμζδζμνίγμκηαζ ιε ηδκ θθμβμθςημιεηνζηή ιέεμδμ. Όηακ ηαηά ηδκ πδιζηή ακάθοζδ ημο κενμφ ανεεμφκ ζυκηα υπςξ αιιςκζαηά ΝΖ 4 +, κζηνχδδ NO 2 -,ηαζ κζηνζηά NO 3 -, ημ δείβια αοηυ ημο κενμφ εεςνείηαζ φπμπημ ιζηνμαζμθμβζηήξ ιμθφκζεςξ ηαζ πνέπεζ κα οπμζηεί ιζηνμαζμθμβζηή ελέηαζδ. 48

49 8. Αγωγηκνκεηξία Ζ αγσγηκνκεηξηθή νγθνκέηξεζε είκαζ ιζα πμζμηζηή ακάθοζδ ηαηά ηδκ μπμία ιεηνάηαζ δ αβςβζιυηδηα ημο πνμξ ακάθοζδ δ/ιαημξ, ιεηά απυ ηάεε πνμζεήηδ ακηζδναζηδνίμο. Οζ ηζιέξ πανζζηάκμκηαζ βναθζηά ζε δζάβναιια (θ-v) ηαζ θαιαάκμκηαζ εοεείεξ μζ μπμίεξ ηέικμκηαζ ζημ ζζμδφκαιμ ζδιείμ Η.. Οζ ηζιέξ ημκηά ζημ ζζμδφκαιμ ζδιείμ απμηθίκμοκ απυ ηζξ εοεείεξ ηαζ δεκ θαιαάκμκηαζ οπυρδ (δζαηεημιιέκδ βναιιή, ζπ. ). ακηίεεζδ πνμξ ηζξ μβημιεηνζηέξ ιεευδμοξ εδχ δεκ είκαζ απαναίηδηδ δ πνήζδ δεζηηχκ βζα κα πεηφπμοιε αηνζαχξ ημ Η.., αοηυ πνμζδζμνίγεηαζ ιε ηδ πνμέηηαζδ ηαζ ηδ ημιή ηςκ δφμ εοεεζχκ. Ζ ιμνθή ηςκ ηαιποθχκ μνίγεηαζ ηονίςξ απυ ηδκ εοηζκδζία ηςκ, ηαηά ηδκ πδιζηή ακηίδναζδ ειθακζγυιεκςκ ηαζ ελαθακζγυιεκςκ ζυκηςκ, ηαζ ςξ έκα ζδιείμ απυ ημ ααειυ δζάζηαζδξ ημο δθεηηνμθφηδ ηαζ ηδ ζοβηέκηνςζή ημο ζημ δ/ια. Όηακ μβημιεηνμφιε π.π. έκα ζζπονυ μλφ ιε ζζπονή αάζδ ημ δ/ια εα πανμοζζάγεζ ζηδκ ανπή ορδθή αβςβζιυηδηα θυβς ηδξ ιεβάθδξ εοηζκδζίαξ ηςκ ζυκηςκ Ζ +. Με ηδ πνμζεήηδ ημο ΝαΟΖ ελμοδεηενχκμκηαζ ηα Ζ + ιε ηα ΟΖ - πνμξ αδζάζηαημ Ζ 2 Ο. Δπμιέκςξ ηα πμθφ εοηίκδηα ζυκηα Ζ + ακηζηαείζηακηαζ απυ ηα θζβυηενμ εοηίκδηα ζυκηα Να +. Ζ ζοβηέκηνςζδ ηςκ πθςνζυκηςκ παναιέκεζ αιεηάαθδηδ. Ζ ζοκμθζηή αβςβζιυηδηα επμιέκςξ ιέπνζ ημ Η.. πνέπεζ κα ιεζχκεηαζ (ζπ. ). Σρ. Μεηαβνιή αγσγηκόηεηαο θ ζπλαξηήζεη ηνπ πξνζηηζέκελνπ όγθνπ V ηεο βάζεο θαηά ηελ νγθνκέηξεζε ηζρπξνύ νμένο κε ηζρπξή βάζε. Μεηά ηδκ οπένααζδ ημο Η.. αθμφ ηα πνμζηζεέιεκα ζυκηα ΟΖ - δεκ ηαηακαθχκμκηαζ πθέμκ, δ αβςβζιυηδηα αολάκεηαζ. 49

50 ΠΔΗΡΑΜΑΣΗΚΟ ΜΔΡΟ Αγωγηκνκεηξηθή παξαθνινύζεζε εμνπδεηέξωζεο ηζρπξνύ νμένο (HCl) κε ηζρπξή βάζε (NaOH) Απαηηνύκελα όξγαλα θαη αληηδξαζηήξηα: Γζάθοια ΖCl άβκςζηδξ ζοβηέκηνςζδξ Γζάθοια ΝαΟΖ 0.1 Ν Πμηήνζ 250ml Πνμπμίδα 50ml Αβςβζιυιεηνμ, Μαβκδηζηυξ ακαδεοηήναξ. NaOH H + + Cl - Na + + Cl - + H 2 O Μνξ. αγσγ/ηεηα Λ (ms m 2 mol -1 ) : Τξόπνο εξγαζίαο: - ε πμηήνζ ηςκ 250 ml ιεηαθένμοιε ιε ζζθχκζμ πθήνςζδξ 10 ml απυ ημ άβκςζημ δ/ια ΖCl - Σμπμεεημφιε ζημ ίδζμ πμηήνζ ημ δθεηηνυδζμ ημο αβςβζιμιέηνμο ηαζ πνμζεέημοιε απζμκζζιέκμ κενυ ιέπνζξ υημο ημ δθεηηνυδζμ ηαθοθεεί πθήνςξ ( 100 ml Ζ 2 Ο) - Θέημοιε ζε θεζημονβία ημκ ιαβκδηζηυ ακαδεοηήνα - Γειίγμοιε ηδκ πνμπμίδα ιε ημ πνυηοπμ δ/ια ΝαΟΖ 0.1 Ν ηαζ βζα ηάεε πνμζεήηδ 1 ml ηδξ αάζδξ ιεηνμφιε ηδκ εζδζηή αβςβζιυηδηα θ. Ζεηνύληαη: 1. Ζ ηαιπφθδ (θ-v) υπμο θ δ εζδζηή αβςβζιυηδηα ημο πνμξ ακάθοζδ δ/ιαημξ ηαζ V μ υβημξ ημο πνυηοπμο δ/ιαημξ ΝαΟΖ 0.1 Ν 2. Ζ ηακμκζηυηδηα Ν ηαζ ημ pζ ημο δ/ιαημξ ΖCl 3. Nα αζηζμθμβδεεί δ ιμνθή ηδξ αβςβζιμιεηνζηήξ ηαιπφθδξ. 50

51 9. Απνζήθεπζε ελέξγεηαο πζζωξεπηέο Οζ ζοζζςνεοηέξ είκαζ ακηζζηνεπηά βαθαακζηά ζημζπεία πμο ιπμνμφκ κα θμνηίγμκηαζ ηαζ κα εηθμνηίγμκηαζ πμθθέξ θμνέξ ηαζ ςξ εη ημφημο πνδζζιμπμζμφκηαζ βζα απμεήηεοζδ εκένβεζαξ. Ο πμθφ βκςζηυξ ζοζζςνεοηήξ ιμθφαδμο πνδζζιμπμζείηαζ ζε ηάεε υπδια ζακ ιπαηανία εηηίκδζδξ. Καηαζθεπή: Κυρηε δφμ εθάζιαηα Pb, 15x90 mm ηαζ ζηαεενμπμζείζηε ηα ζημ πμηήνζ γέζδξ υπςξ ζηδκ εζη.1 ηαζ ζοκδέζηε ζημ ηφηθςια ημ ηνμθμδμηζηυ (4-5V), ημ αιπενυιεηνμ (200mA) ηαζ ηα δφμ εθάζιαηα ιμθφαδμο (δθεηηνυδζα). Μεηά βειίζηε ημ πμηήνζ ςξ ηα 2/3 ιε αναζςιέκμ Ζ 2 SO 4 πενίπμο 5%. Παξαηήξεζε: Μεηαλφ ηςκ δφμ εθαζιάηςκ Pb θαιαάκεζ πχνα δθεηηνυθοζδ. ημκ ανκδηζηυ πυθμ ζπδιαηίγμκηαζ θοζαθίδεξ Ζ 2 εκχ ζημκ εεηζηυ πυθμ θοζαθίδεξ Ο 2. Με ιία ηάζδ 4-5 volt δζένπεηαζ νεφια mA. Μεηά απυ 2-3 θεπηά απμιαηνφκεηε ηδκ πδβή ηαζ παναηδνείζηε βζα θίβμ ηα εθάζιαηα ημο Pb. Αοηυ πμο ήηακ ζοκδειέκμ ιε ημκ εεηζηυ πυθμ (άκμδμξ) έπεζ επζηαθοθεεί επζθακεζαηά ιε έκα ηαζηακυ ζηνχια δζμλεζδίμο ημο ιμθφαδμο PbO 2. Σμ άθθμ έθαζια δζαηδνεί ημ πνχια ημο Pb. Σμπμεεηείζηε ηχνα ζηδ εέζδ ηδξ πδβήξ ημκ ιζηνυ δθεηηνμηζκδηήνα (2 Volt). Βθέπμοιε υηζ μ ηζκδηήναξ πενζζηνέθεηαζ ιε ζπεηζηά ιεβάθμ ανζειυ ζηνμθχκ. Γζένπεηαζ έκα νεφια 25 ma πμο ζζβά -ζζβά ελαζεεκίγεζ ηαζ ζηα 7 ma μ ηζκδηήναξ παφεζ κα πενζζηνέθεηαζ βζαηί μ ζοζζςνεοηήξ ελακηθείηαζ. 51

52 Φμνηίζηε εη κέμο ημκ ζοζζςνεοηή ηαζ ζοκδέζηε ιεηά ημκ ηζκδηήνα. Σμ θαζκυιεκμ ιπμνεί κα επακαθδθεεί απενζυνζζηεξ θμνέξ. Οζ δθεηηνμπδιζηέξ δνάζεζξ πμο θαιαάκμοκ πχνα ηαηά ηδκ θεζημονβία (εθθόξηηζε) ημο ζοζζςνεοηή είκαζ : ημκ αξλεηηθό πόιν (άλνδνο) : Pb + SO 4 2- PbSO 4 + 2e ημκ ζεηηθό πόιν (θάζνδνο) : PbO 2 + 4H + + SO e PbSO 4 + 2H 2 O οκεπχξ δ νιηθή αληίδξαζε βζα ηδκ θόξηηζε θαη ηελ εθθόξηηζε εα είκαζ: (-) (+) εθθόξηηζε Pb + PbO 2 + 2Ζ 2 SO 4 θόξηηζε 2PbSO Ζ 2 Ο Παναηδνμφιε θμζπυκ, υηζ δ ζοβηέκηνςζδ ημο δ/ιαημξ ζε Ζ 2 SO 4 αολάκεηαζ ηαηά ηδκ θυνηζζδ, εκχ ακηίεεηα ιεζχκεηαζ ηαηά ηδκ εηθυνηζζδ. Οζ ιεηααμθέξ αοηέξ ηδξ πενζεηηζηυηδηαξ ημο Ζ 2 SO 4 πνμηαθμφκ ιεηααμθέξ ηδξ ποηκυηδηαξ ημο δ/ιαημξ, απυ 1.14 g/ml (εηθμνηζζιέκμξ ζοζζςνεοηήξ) ζε 1.28 g/ml (θμνηζζιέκμξ). Δπμιέκςξ, ιεηνχκηαξ ηδκ ποηκυηδηα ηςκ οβνχκ ηδξ ιπαηανίαξ, ιπμνμφιε εφημθα κα εθέβπμοιε ηδκ ηαηάζηαζδ θμνηίζεχξ ηδξ. Ζ ιέηνδζδ ηδξ ποηκυηδηαξ βίκεηαζ ιε αναζυιεηνμ (ιπςιυιεηνμ) ακαννμθήζεςξ ιε πθςηήνα. Ο πθςηήναξ επζπθέεζ ακάθμβα ιε ηδκ ποηκυηδηα ημο 52

53 οβνμφ ζε ηάπμζμ ζοβηεηνζιέκμ φρμξ ημ μπμίμ δζααάγεηαζ ζε ηαηάθθδθα ααειμθμβδιέκδ ηθίιαηα απ εοεείαξ ζε ιμκάδεξ ποηκυηδηαξ.. Ζ ηάζδ ημο ζοζζςνεοηή είκαζ πενίπμο 2 Volt. Έλζ ηέημζα ζημζπεία ζοκδεδειέκα ζε ζεζνά δίκμοκ ηδκ βκςζηή 12-αμθηδ ιπαηανία αοημηζκήημο δ μπμία απμηεθείηαζ απυ ζοκμθζηά 36 πθάηεξ (18 πθάηεξ ιμθφαδμο ηαζ άθθεξ 18 δζμλεζδίμο ημο ιμθφαδμο) ζοκδεδειέκεξ ηαηάθθδθα ζε ζεζνά ηαζ πανάθθδθα. (Σεκείωζε: Σύλδεζε ζηνηρείσλ ζε ζεηξά απμάλεη ηελ ηάζε, ελώ παξάιιειε ζύλδεζε απμάλεη ηελ έληαζε ηεο πεγήο). Σπζζσξεπηήο κνιύβδνπ Μπαηαξία κνιύβδνπ 53