1. 2. 1 Προσδιορισµός της περιεκτικότητας ενός διαλύµατος-τιτλοδότηση. 1. 2. 3 Μέτρηση του ph. Αρχή και λειτουργία του ηλεκτροδίου υάλου

Άσκηση 1 Δείκτες. Μέτρηση του ph. Παρασκευή ρυθµιστικών διαλυµάτων. Καµπύλες τιτλοδότησης 1. 1 Σκοπός της άσκησης 1. 2 Εισαγωγή-Θεωρητικό Μέρος 1. 2. 1 Προσδιορισµός της περιεκτικότητας ενός διαλύµατος-τιτλοδότηση 1. 2. 2 Δείκτες 1. 2. 3 Μέτρηση του ph. Αρχή και λειτουργία του ηλεκτροδίου υάλου 1. 2. 4 Διάσταση ασθενών οξέων και βάσεων, ορισµός pka 1. 2. 5 Ρυθµιστικά συστήµατα - Εξίσωση Henderson-Hasselbach 1. 2. 6 Όξινες και βασικές ιδιότητες των αµινοξέων 1. 2. 7 pk τιµές των οµάδων που ιονόζονται σε πρωτεΐνες 1

1. 2 Εισαγωγή-Θεωρητικό Μέρος 1. 2. 1 Προσδιορισµός της περιεκτικότητας ενός διαλύµατος- Τιτλοδότηση Στην καθηµερινή πρακτική, δεν ζυγίζουµε όλες τις ουσίες που χρησιµοποιούµε στο εργαστήριο, αλλά συσχετίζουµε την ποσότητά τους µε την ποσότητα µιας άλλης ουσίας που έχουµε ζυγίσει προηγουµένως, γνωστής ως ουσίας αναφοράς. Συνήθως χρησιµοποιούµε τις διάφορες ουσίες σε διαλύµατα και εποµένως το διάλυµα της ουσίας αναφοράς λέγεται πρότυπο διάλυµα αναφοράς ή πρότυπο διάλυµα. Ο συσχετισµός µεταξύ διαλύµατος αγνώστου συγκεντρώσεως και διαλύµατος αναφοράς γίνεται µε χηµικές αντιδράσεις, την πληρότητα των οποίων µπορούµε να ελέγχουµε µε την τεχνική της τιτλοδότησης. Σε κάθε τιτλοδότηση, πρέπει να µπορούµε να διαπιστώνουµε άµεσα το τέλος της αντίδρασης. Το τέλος της αντίδρασης σε πειράµατα τιτλοδότησης συνήθως επιφέρει µεταβολή του ph. Έτσι, είτε χρησιµοποιούµε το πεχάµετρο, οπότε παρακολουθούµε άµεσα τη µεταβολή του ph, είτε χρησιµοποιούµε δείκτες, οπότε από την αλλαγή του χρώµατος του δείκτη καταλαβαίνουµε έµµεσα την αλλαγή του ph και κατά συνέπεια το τέλος της αντίδρασης. Τιτλοδότηση είναι η πειραµατική διαδικασία κατά την οποία µία βάση εξουδετερώνεται από ένα οξύ ή αντίστροφα. Έτσι, εάν η ποσότητα και η κανονικότητα ενός διαλύµατος οξέος ή βάσεως είναι γνωστή µπορούµε να υπολογίσουµε την κανονικότητα δεδοµένου όγκου της βάσεως ή του οξέος για το άγνωστο διάλυµα, αντίστοιχα. 1. 2. 2 Δείκτες Οι δείκτες είναι χρωστικές ουσίες που ανήκουν στην κατηγορία των ασθενών όξέων ή ασθενών βάσεων. Χαρακτηριστικό των δεικτών είναι ότι το χρώµα των αδιαστάτων µορίων είναι διαφορετικό από το χρώµα των ιόντων στα οποία διίστανται. Η µεταβολή του ph µεταβάλλει το βαθµό διάστασης ενός δείκτη και κατά συνέπεια και την αναλογία ιόντων προς αδιάστατα µόρια. Εποµένως το χρώµα κάθε δείκτη εξαρτάται από την τιµή του ph του διαλύµατος που είναι ο δείκτης. Ένας δείκτης λοιπόν έχει κάποιο χρώµα σε όξινο και διαφορετικό χρώµα σε αλκαλικό περιβάλλον. 2

Η συγκέντρωση των H + που απαιτείται για να έχουµε αλλαγή χρώµατος του δείκτη εξαρτάται από τις ιδιότητες του δείκτη. Υπάρχουν δείκτες που αλλάζουν χρώµα σε ουδέτερη, βασική ή όξινη περιοχή του ph. Ο παρακάτω Πίνακας 1.1 περιλαµβάνει µερικούς χαρακτηριστικούς δείκτες και την περιοχή του ph που αλλάζουν χρώµα καθώς επίσης και το χρώµα του δείκτη σε όξινο και βασικό ph. Δείκτης Περιοχή του ph που Χρώµα στην όξινη Χρώµα στη βασική αλλάζει χρώµα περιοχή περιοχή Πορτοκαλί του Μεθυλίου 3.1-4.4 Κόκκινο Πορτοκαλοκίτρινο Ερυθρό του Κογκό 3.0-5.0 Μωβ Πορτοκαλοκίτρινο Ερυθρό του Μεθυλίου 4.2-6.3 Κόκκινο Κίτρινο Μπλε της Βρωµοθυµόλης 6.0-7.6 Κίτρινο Ροζ Κόκκινο της Κρεζόλης 7.2-8.8 Κίτρινο Κόκκινο Μπλέ της Θυµόλης 8.0-9.6 Κίτρινο Μπλέ Φαινολοφθαλεΐνη 8.3-10.0 Άχρωµο Ροζ Πίνακας 1.1 1. 2. 3 Μέτρηση του ph. Αρχή και λειτουργία του ηλεκτροδίου υάλου Η πλέον ευαίσθητη µέθοδος µέτρησης του ph ενός διαλύµατος είναι η ηλεκτροµετρική µέθοδος µε πεχάµετρο. Η µέθοδος αυτή βασίζεται στις αρχές της ηλεκτροχηµείας. Έχει παρατηρηθεί ότι αναπτύσσεται ένα ηλεκτρικό δυναµικό στις δύο πλευρές µιας λεπτής µεµβράνης κατασκευασµένης από ειδικό γυαλί εάν εµποτιστεί σε διάλυµα µε διαφορετική συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου σε σχέση µε το εσωτερικό της µεµβράνης. Τα ηλεκτρόδια υάλου έχουν τη µορφή υάλινης φούσκας, στο εσωτερικό της οποίας υπάρχει ένα διάλυµα αναφοράς γνωστής συγκέντρωσης H +, το δε εξωτερικό της τµήµα ευρίσκεται σε επαφή µε το διάλυµα, το ph του οποίου θέλουµε να µετρήσουµε. Η διαφορά στις συγκεντρώσεις H + των δύο διαλυµάτων (αναφοράςαγνώστου) προκαλεί το ηλεκτρικό δυναµικό στο ηλεκτρόδιο υάλου. Τα συνηθισµένα πεχάµετρα αποτελούνται από δύο ηλεκτρόδια, ένα υάλου και ένα καλοµέλανος. Η τάση του ηλεκτροδίου καλοµέλανος είναι σταθερή. Ειδική 3

ηλεκτρονική διάταξη του πεχαµέτρου µετράει τη διαφορά δυναµικού µεταξύ των δύο ηλεκτροδίων η οποία, όπως είναι φανερό, θα εξαρτάται από την τιµή ph. Εικόνα 1.1 Απλοποιηµένο σχέδιο ενός ηλεκτροδίου πεχαµέτρου τύπου υάλου Το πεχάµετρο είναι κατασκευασµένο κατάλληλα ώστε οι µετρήσεις να δίνονται απευθείας σε τιµές ph. Υπάρχουν επίσης και πεχάµετρα που έχουν µόνο ένα ηλεκτρόδιο, που έχουν όµως χαρακτηριστικά και των δύο ηλεκτροδίων. Εικόνα 1.2 Φωτογραφία κοινού ερευνητικού ψηφιακού πεχαµέτρου 4

1. 2. 4 Διάσταση ασθενών οξέων και βάσεων, ορισµός pka Σύµφωνα µε τον ορισµό του Bronsted, οξύ είναι η ουσία εκείνη που αποδίδει πρωτόνια (H + ) και ονοµάζεται πρωτονιοδότης, ενώ βάση είναι η ουσία που δέχεται H + και ονοµάζεται πρωτονιοδέκτης. Στην εξίσωση διάστασης: HA H + + A - το HA είναι οξύ και το A - η συζηγής του βάση. Τα ισχυρά οξέα, σε υδατικό διάλυµα, διίστανται πρακτικά πλήρως και έτσι η συγκέντρωση των H + είναι ουσιαστικά ίση µε τη συγκέντρωση του οξέος. HCl H + + Cl - οπότε [H + ] = [HCl]. Τα ασθενή οξέα ιονίζονται σε µικρότερο βαθµό και για παράδειγµα στο οξικό οξύ έχουµε CH3COOH CH3COO - + H + οπότε στην κατάσταση ισορροπίας ισχύει K a = [CH3COO - ] [H + ] [CH3COOH] Ορισµός σταθερής ισορροπίας K a Στα ασθενή οξέα, ο βαθµός διάστασης είναι µικρός, ο παρονοµαστής του κλάσµατος είναι µεγαλύτερος από τον αριθµητή και κατά συνέπεια η ασταθερά ισορροπίας K a (η απλώς K) είναι µικρότερη της µονάδας. Επειδή οι τιµές του K a είναι πολύ µικρές, για λόγους ευκολίας χρησιµοποιείται ο αρνητικός λογάριθµος της σταθεράς αυτής που ονοµάζεται pk a και ορίζεται από την παρακάτω εξίσωση. pk a = - logk a 1. 2. 5 Ρυθµιστικά συστήµατα Εξίσωση Henderson-Hasselbach Ένα ρυθµιστικό σύστηµα (buffer) περιέχει ενώσεις που έχουν ικανότητα να αντιστέκονται σε µεγάλες αλλαγές του ph, που θα προκαλούσε η προσθήκη µικρών ποσοτήτων H + ή OH -. Η ρύθµιση του ph έχει µεγάλη σηµασία για τα κύτταρα και τους ιστούς, γιατί οι ζωντανοί οργανισµοί λειτουργούν σε στενά όρια της κλίµακας του ph και πολύ κοντά στο ph 7.0. Τα συνηθισµένα ρυθµιστικά διαλύµατα είναι µίγµατα ενός συζυγούς οξέος και µιας συζυγούς βάσης και διακρίνονται σε όξινα και βασικά. 5

Ένα όξινο ρυθµιστικό διάλυµα είναι µίγµα ενός ασθενούς οξέος και του ασθενούς άλατός του που λειτουργεί σαν συζυγής βάση. Π.χ. CH3COOH-(συζυγές οξύ)-ch3coona-(συζυγής βάση) Ένα βασικό ρυθµιστικό διάλυµα είναι µίγµα µιας ασθενούς βάσης και ενός άλατός της που λειτουργεί σαν συζυγής βάση. Π.χ. NH3 (συζυγής βάση) NH4Cl (συζυγές οξύ) Ένα πολύ συνηθισµένο ρυθµιστικό σύστηµα είναι το µίγµα οξικού οξέος και οξικού ανιόντος. Σε ένα τέτοιο σύστηµα η προσθήκη µικρών ποσοτήτων οξέος ή βάσεως εξουδετερώνεται σύµφωνα µε τις αντιδράσεις H + + CH3COO - CH3COOH, OH - + CH3COOH HOH + CH3COO - Μία πολύ χρήσιµη εξίσωση που συνδέει το ph, το pk και τις συγκεντρώσεις οξέος και βάσεος είναι η εξίσωση Henderson-Hasselbach, η οποία προκύπτει από τους ορισµούς των pka και ph. ph = pk a + log [CH3COO - ] [CH3COOH] (πρωτονιοδέκτης) (πρωτονιοδότης) Οσο πιο κοντά στη µονάδα είναι ο λόγος [CH3COO - ] / [CH3COOH] τόσο πιό µεγάλη είναι η αντίσταση του ρυθµιστικού σε αλλαγές του ph. 6

Εικόνα 1.3 Καµπύλη τιτλοδότησης οξικού οξέος Ως εκ τούτου, ένας όξινος (η βασικός) ρυθµιστής έχει τη µεγαλύτερη ρυθµιστική ικανότητα σε ph που ισούται µε το pk a του οξέος (η της βάσεως) και µπορεί να χρησιµοποιηθεί µέσα σε όρια που απέχουν ±1 µονάδα ph από την τιµή του pka του ρυθµιστικού συστήµατος. 1. 2. 6 Όξινες και βασικές ιδιότητες των αµινοξέων Η γνώση των ιδιοτήτων των αµινοξέων έχει µεγάλη σηµασία για την κατανόηση και την ανάλυση των ιδιοτήτων των πρωτεϊνών. Σε ουδέτερα υδατικά διαλύµατα τα αµινοξέα βρίσκονται µε τη µορφή φορτισµένων διπολικών ιόντων [H + 3N-CHR-COO - ], που καλούνται επαµφοτερίζοντα (zwitterion). Η οξεοβασική συµπεριφορά των αµινοξέων µπορεί να περιγραφή µε βάση τη θεωρία των Bronsted-Lowry. Ένα µονοάµινο-µονοκαρβοξυλικό αµινοξύ (π.χ. αλανίνη) είναι ένα διβασικό οξύ.όταν είναι πλήρως πρωτονιοµένο. Κατά την πλήρη 7

τιτλοδότησή του µε µια βάση µπορεί να αποδώσει διαδοχικά δύο πρωτόνια σύµφωνα µε τις παρακάτω εξισώσεις. + H 3N - CHR-COOH + H 3N - CHR-COO - + H + (I) + H 3N - CHR-COO - H2N - CHR-COO - + H + (II) Εφαρµόζοντας την εξίσωση Ηenderson-Hasselbach θα έχουµε ph = pk1 + log [H3N + -CHR-COO - ] / [H3N + -CHR-COOH] για την (I) ph = pk2 + log [H2N-CHR-COO - ] / [H3N + -CHR-COO - ] για την (II) Στην εικόνα 1.4α-β φαίνεται η καµπύλη τιτλοδότησης της γλυκίνης. Οι τιµές του pk των δύο ιονοζοµένων οµάδων είναι αρκετά µακριά η µια από την άλλη ώστε να διακρίνονται σαφώς οι δύο περιοχές ρύθµισης. Εικόνα 1.4 Καµπύλη τιτλοδότησης γλυκίνης 8

Εικόνα 1.5 Καµπύλη τιτλοδότησης γλουταμινικού οξέος 9

Εικόνα 1.6 Καµπύλη τιτλοδότησης αργινίνης 10

Εικόνα 1.7 Καµπύλη τιτλοδότησης λυσίνης 11

Εικόνα 1.8 Καµπύλη τιτλοδότησης γλουταμικού οξέος 12

Όπως φαίνεται στις εικόνες 1.4-1.8 σε κάθε τµήµα της καµπύλης τιτλοδότησης υπάρχει µία περιοχή όπου η αλλαγή του ph σε σχέση µε την αύξηση της συγκέντρωσης των ιόντων OH -, γίνεται πολύ αργά (plateu). Έτσι βλέπουµε, όπως άλλωστε προκύπτει και από την εξίσωση Henderson- Hasselbach, ότι σε ph=pk1 η συγκέντρωση της µορφής H3N + -CHR-COOH είναι ίση µε τη συγκέντρωση της µορφής H3N + -CHR-COO -. Εάν το ph=pk2 τότε έχουµε [H3N + -CHR-COO - ] = [H2N-CHR-COO - ]: Με βάση τις εξισώσεις Henderson-Hasselbach και µε δεδοµένες τις τιµές των pκ 1 και pk 2 (που είναι χαρακτηριστικοί αριθµοί για κάθε αµινοξύ) µπορούµε να υπολογίσουµε την αναλογία των ιονικών µορφών του αµινοξέος σε κάθε τιµή του ph. Συµπερασµατικά µπορούµε να προβλέψουµε ποιά από όλες τις µορφές του αµινοξέος υπάρχει στις διάφορες τιµές του ph. Όπως φαίνεται στην εικόνα 1.2 σε κάθε διάγραµµα της µορφής αυτής υπάρχει και ένα σηµείο καµπής. Στο σηµείο αυτό το αµινοξύ δεν παρουσιάζει καθαρό φορτίο (συνολικό φορτίο είναι µηδενικό) και βρίσκεται στην ισοιονική ή ισοηλεκτρική του µορφή [H3N + =CHRCOO - ]. Αυτό σηµαίνει ότι εάν το αµινοξύ βρεθεί µε αυτή τη µορφή µέσα σε οµογενές ηλεκτρικό πεδίο πεδίο δεν θα κινηθεί πρός καµµία κατεύθυνση. Η τιµή του ph που αντιστοιχεί στο σηµείο καµπής, δηλαδή στην ισοηλεκτρική µορφή του αµινοξέος, καλείται ισοηλεκτρικό σηµείο του αµινοξέος και συµβολίζεται µε το pi. Για µονοαµινο-µονοκαρβοξυλικό α-αµινοξύ ισχύει: pi = pk 1 + pk 2 2 (Για την αλανίνη το pi=6.02) 1. 2. 7 pk τιµές των οµάδων που ιονίζονται σε πρωτεΐνες Ο παρακάτω πίνακας συνοψίζει τις οµάδες που ιονίζονται στις πρωτεΐνες, την αντίδραση ιονισµού και την τυπική τιµή pk. Πρέπει να σηµειωθεί ότι οι πραγµατικές τιµές pk κάθε οµάδας που ιονίζεται σε πρωτεϊνικό περιβάλλον διαφέρουν από την τυπική τιµή διότι η πραγµατική τους τιµή εξαρτάται από τη θερµοκρασία, την ιονική ισχύ, το µικροπεριβάλλον της οµάδας και τη φύση του διαλύτη. Ιονιζόµενη οµάδα Αντίδραση ιονισµού Τυπική τιµή pk* 13

Τελική καρβοξυλοµάδα -COOH ß --à -COO - + H + 3.1 Ασπαρτικό ή γλουταµινικό οξύ 4.4 Τελική αµινοµάδα -ΝΗ 3 + ß --à -ΝΗ 2 + H + 8.0 Λυσίνη 10.0 Κυστείνη - SH ß ---à -S- + H + 8.5 Τυροσίνη -Ο-ΟΗ ß -à -Ο-Ο- + Η+ 10.0 Αργινίνη -ΝΗ-C=NH 2 + ß -à -ΝΗ-C=NH+ Η+ ΝΗ 2 ΝΗ 2 12.0 Από τα 20 αµινοξέα που δοµούν τις πρωτεΐνες, 13 έχουν 2 οµάδες που ιονίζονται, την α-καρβξυλική οµάδα και την α-αµινο οµάδα. Τα υπόλοιπα έχουν 3 οµάδες που ιονίζονται διότι στις πλάγιες αλυσίδες τους υπάρχουν οµάδες που επίσης ιονίζονται. Το ph του περιβάλλοντος των αµινοξέων και η τιµή pka της οµάδας που ιονίζεται καθορίζουν το φορτίο κάθε αµινοξέος. Σε τιµές ph χαµηλότερες της τιµής pka, η ιονιζόµενη οµάδα είναι κυρίως πρωτονιοµένη ενώ σε τιµές ph µεγαλύτερες της τιµής pka η ιονιζόµενη οµάδα είναι κυρίως µη πρωτονιοµένη. Οι τιµές pka των αµινοµάδων και καρβοξυλοµάδων διαφέρουν µεταξύ τους σηµαντικά. Η παρακάτω εικόνα 1.6 παρουσιάζει το ph των πλέον συνηθισµένων στην καθηµερινοτητά µας υγρών και το αντίστοιχο ph τους. 14

Εικόνα 1.9 Τιµές ph διαλυµάτων της καθηµερινότητάς µας 15

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΤΜΗΜΑ Πείραµα 1ον 1. 3 Τιτλοδότηση διαλυµάτων µε χρήση δεικτών 1. 3. 1 Σκοπός πειράµατος Σκοπός του πειράµατος είναι η τιτλοδότηση των διαλυµάτων που αναγράφονται στο πίνακα 1.3.2, µε διάλυµα 0.1 Ν NaOH χρησιµοποιώντας σαν δείκτη 1, 2 σταγόνες ερυθρού του µεθυλίου και σαν δείκτη 2, 2 σταγόνες φαινολοφθαλεΐνης. Εικόνα 1.3.1 Τυπική καµπύλη εξουδετέρωσης 0.1 Μ HCI µε 0.1 Μ NaOH. Οι τιµές του ph προσδιορίζονται µε δύο διαφορετικούς δείκτες. 1. 3. 2 Εκτέλεση Η προσθήκη του NaOH γίνεται ανά 1 ml µε τη βοήθεια σιφωνίου και µε κυκλική ανάδευση της κωνικής φιάλης µετά από κάθε προσθήκη βάσεως. Καταγράψατε τα ml που απαιτούνται για να αλλάξει το χρώµα του δείκτη σε κάθε περίπτωση. Εξηγήσατε σύντοµα τα αποτελέσµατά σας. 16

Πίνακας αντιδράσεων 1.3.2 Αριθµός Τιτλοδοτούµενο Όγκος 0.1 N NaOH Όγκος 0.1 N NaOH για κωνικής διάλυµα για Δείκτη 1 Δ είκτη 2 1 25 ml HCl 0.1 N 2 25 ml H3PO4 0.033 M 3 25 ml CH3COOH 0.1 N Παρατηρήσεις 17

Πείραµα 2ον 1. 4 Κατασκευή καµπύλης τιτλοδότησης 1. 4. 1 Σκοπός πειράµατος Η κατασκευή καµπυλών εξουδετέρωσης δύο αγνώστων ουσιών διαλυµάτων που βρίσκονται στη θέση σας σε κωνικές φιάλες και µε αριθµό το νούµερο της θέσης σας. Τα δύο αυτά άγνωστα θα τιτλοδοτηθούν, οι καµπύλες τιτλοδότησης θα κατασκευασθούν σε βαθµολογηµένο χαρτί και θα γίνει η ταυτοποίησή τους βάσει των καµπυλών αυτών. 1. 4. 2 Εκτέλεση Θα σας δωθεί ένα διάλuµα αγνώστου ουσίας σε 1 κωνική φιάλη όπου αναγράφεται ο αριθµός της θέσης σας. Ο όγκος κάθε διαλύµατος είναι 50ml και η συγκέντρωσή τους 0.1M. Τοποθετείστε το άγνωστο διάλυµα µέσα σε ένα ποτήρι ζέσεως των 100 ml και αφού ξεπλύνετε προσεκτικά το ηλεκτρόδιο του πεχαµέτρου µε τον υδροβολέα και το σκουπίσετε προσεκτικά µε ένα χαρτοµάντηλο, βυθίστε το στο άγνωστο διάλυµα και µετρείστε το ph του διαλύµατος. Στη σνέχεια, µε την βοήθεια της προχοΐδας προσθέσθε 0.5ml 0.5 N NaOH, αφού προηγουµένως έχετε αφαιρέσει το ηλεκτρόδιο. Κατόπιν αναδεύσατε το µίγµα µε προσεκτική ανακίνηση του ποτηρίου ζέσης και µετρείστε εκ νέου το ph του διαλύµατος (ΠΡΟΣΟΧΗ ΜΗΝ ΑΝΑΔΕΥΕΤΕ ΜΕ ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΟ ΔΙΟΤΙ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΣΠΑΣΕΙ) Επαναλάβετε την διαδικασία προσθέτοντας άλλα 0.5ml 0.5 N NaOH. Συνεχίστε έτσι µέχρι το ph του διαλύµατος γίνει περίπου 11-12. 18

Πειραµατικά αποτελέσµατα άγνωστης ουσίας Όγκος 0.5 N NaOH Μέτρηση ph Με βάση τις µετρήσεις που πήρατε, κατασκευάστε ένα διάγραµµα µε τετµηµένη (x) τον όγκο του NaOH που χρησιµοποιήσατε και τεταγµένη (y) τις τιµές του ph που µετρήσατε. Συγκρίνατε τη µορφή της καµπύλης που θα προκύψει µε τη µορφή που έχουν οι καµπύλες από διάφορα γνωστά αµινοξέα, ισχυρά και ασθενή οξέα και προβλέψατε τη φύση της ουσίας που σας δώθηκε. Παρατηρήσεις 19

Πείραµα 3ον 1. 5 Παρασκευή Ρυθµιστικού Διαλύµατος-Μέτρηση ph 1. 5. 1 Σκοπός πειράµατος - Θεωρητικό Μέρος Χρησιµοποιώντας την εξίσωση των Henderson-Hasselbach + + ph = pka+ log (δέκτης H / δότης H ) να υπολογίσετε τη συγκέντρωση οξικού οξέος (pka = 4.76) και οξικού νατρίου που απαιτείται για την παρασκευή 0.4Μ ρυθµιστικού διαλύµατος ph: 4.0. 1. 5. 2 Υπολογισµοί Αρχικά υπολογίζουµε την απαιτούµενη σχέση βάσης προς οξύ. ph = pka+ log (οξικό νάτριο / οξικό οξύ) log (οξικό νάτριο / οξικό οξύ)=ph-pka log (οξικό νάτριο / οξικό οξύ)=4.0 4.76 log (οξικό νάτριο / οξικό οξύ)= 0.76 οξικό νάτριο / οξικό οξύ = 10-0.76 = 0.173 οξικό νάτριο / οξικό οξύ + οξικό νάτριο = 0.173/1.000+0.173 = 0.173/1.173 =0.147 Έτσι λοιπόν περίπου 15% από 0.4Μ του ρυθµιστικού διαλύµατος είναι οξικό νάτριο και το υπόλοιπο 85% είναι οξικό οξύ. Άρα: οξικό νάτριο: 15%*0.4M=0.06M οξικό οξύ= 85%*0.4M=0.35M 20

1. 3. 3 Εκτέλεση Αφού οι υπολογισµοί που κάνατε ελεγχθούν από τους επιτηρητές της άσκησης, αναµείξατε τους όγκους των διαλυµάτων 1M οξικού οξέος και 1M οξικού νατρίου που υπολογίσατε στην ογκοµετρική φιάλη και συµπληρώστε µε απεσταγµένο νερό, έτσι ώστε ο τελικός όγκος να είναι 50 ml. Αναµείξατε καλά το διάλυµα και αφού µεταφέρετε µια ποσότητα σε πλαστικό ποτήρι ζέσεως µετρήστε το ph του παρασκευασθέντος διαλύµατος και συγκρίνατε µε την θεωρητικά υπολογισµένη τιµή. Πίνακας Αποτελεσµάτων 1.5 ph Όγκος οξικού-να Όγκος οξικού οξέος Μέτρηση ph 5.0 4.5 4.0 Παρατηρήσεις 21

Καµπύλη τιτλοδότησης γλυκίνης Καµπύλη τιτλοδότησης αργινίνης 22