ΔΡΓΑΣΗΡΙΑΚΟ ΟΓΗΓΟ ΑΡΥΔ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΥΗΜΔΙΑ ΚΑΙ ΦΤΙΚΟΥΗΜΔΙΑ

ΠΑΝΔΠΙΣΗΜΙΟ ΘΔΑΛΙΑ ΥΟΛΗ ΔΠΙΣΗΜΩΝ ΤΓΔΙΑ ΣΜΗΜΑ ΒΙΟΥΗΜΔΙΑ & ΒΙΟΣΔΥΝΟΛΟΓΙΑ ΔΡΓΑΣΗΡΙΑΚΟ ΟΓΗΓΟ ΑΡΥΔ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΥΗΜΔΙΑ ΚΑΙ ΦΤΙΚΟΥΗΜΔΙΑ ΓΙΓΑΚΟΝΣΔ: Μ. ΚΟΝΣΟΤ Γ. ΠΑΠΑΓΟΠΟΤΛΟ ΛΑΡΙΑ 2012

3 Η ΕΡΓΑΣΗΡΙΑΚΗ ΑΚΗΗ Εισαγωγή στην χημική ανάλυση ΟΓΚΟΜΕΣΡΙΑ ΕΞΟΤΔΕΣΕΡΩΗ 2

Α) ΘΕΩΡΗΣΙΚΟ ΜΕΡΟ ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΣΗΝ ΧΗΜΙΚΗ ΑΝΑΛΤΗ Ο προσδιορισμός της χημικής σύστασης ενός μίγματος ή συστήματος ουσιών συνίσταται κατά πρώτο λόγο στην ανίχνευση των συστατικών (μορίων και ιόντων), που αποτελούν αυτό το μίγμα και κατά δεύτερο λόγο στην εύρεση της ποσότητας του καθενός από τα συστατικά, που υπάρχουν σε μια ορισμένη ποσότητα αυτού του μίγματος. Πρόκειται για μία πολύ συνηθισμένη και αναγκαία δραστηριότητα, η οποία σήμερα στηρίζει ένα σημαντικά μεγάλο αριθμό αναλύσεων και ελέγχων, όπως για παράδειγμα η επί τοις εκατό περιεκτικότητα των τροφών σε υδατάνθρακες, οι αλκοολικοί βαθμοί ενός οινοπνευματώδους ποτού, τα επίπεδα της χοληστερίνης στο αίμα, η επιβάρυνση της ατμόσφαιρας από τα οξείδια του αζώτου, ο ποιοτικός έλεγχος του πόσιμου νερού κ.α. Ο εφαρμοσμένος κλάδος της Χημείας, ο οποίος καλύπτει αυτό το μεγάλο χώρο αναγκών είναι η Αναλυτική Χημεία. Με διαφορετικά λόγια η Αναλυτική Χημεία περιλαμβάνει το σύνολο των μεθόδων, η εφαρμογή των οποίων επιτρέπει τον προσδιορισμό α) του «ποιόντος» (πoιoτική ανάλυση) και β) της ποσότητας (ποσοτική ανάλυση) των διαφόρων χημικών ουσιών, οι οποίες περιέχονται σε ένα συγκεκριμένο δείγμα. την Χημική Ανάλυση ενσωματώνονται και οι μέθοδοι διαχωρισμού των χημικών ουσιών (στοιχείων, μορίων, ιόντων), με απώτερο σκοπό τον περαιτέρω προσδιορισμό τους. Για την πραγματοποίηση των ποσοτικών προσδιορισμών υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία διαδικασιών και τεχνικών, οι οποίες διακρίνονται στις σύγχρονες ή ενόργανες ή φυσικοχημικές μεθόδους και στις κλασσικές ή χημικές μεθόδους. Η ενόργανη χημική ανάλυση (φυσικοχημικές μέθοδοι ανάλυσης) συνίσταται στη μέτρηση μιας φυσικής ιδιότητας, της οποίας το μέγεθος είναι συνάρτηση της συγκέντρωσης της προσδιοριζόμενης ουσίας. Σέτοια φυσικά μεγέθη είναι η ένταση της απορροφούμενης ορατής ή υπεριώδους ή υπερύθρου ακτινοβολίας, η ένταση της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας, ο δείκτης διαθλάσεως η γωνία στροφής επιπέδου πολωμένου φωτός, η ηλεκτρική αγωγιμότητα, η διαφορά δυναμικού κ. α. Οι χημικές μέθοδοι βασίζονται στην πραγματοποίηση μιας αντίδρασης με την υπό προσδιορισμό ουσία. Η βασική αρχή της ποσοτικής ανάλυσης με χημικές μεθόδους είναι η ακόλουθη: από το προς εξέταση μίγμα παίρνουμε μικρή ποσότητα γνωστής μάζας (ή όγκου), η οποία αποτελεί το δείγμα. τη 3

συνέχεια προκαλούμε χημική αντίδραση της υπό προσδιορισμό ουσίας Α με γνωστή ποσότητα ουσίας Β (η οποία συνήθως λέγεται αντιδραστήριο) κάτω από ελεγχόμενες και ορισμένες συνθήκες, ώστε να είναι δυνατός ο επακριβής προσδιορισμός: είτε της ποσότητας ενός από τα προϊόντα που σχηματίζονται από την αντίδραση (π.χ. σχηματισμός ιζήματος) είτε της ακριβώς αναγκαίας ποσότητας του αντιδραστηρίου Β που απαιτείται για να αντιδράσει όλη η ποσότητα της ουσίας Α, που βρίσκεται στο δείγμα. Όταν η άγνωστη ουσία προσδιορίζεται έμμεσα με μετατροπή της σε δυσδιάλυτη ένωση και μέτρηση της ποσότητας της δυσδιάλυτης ένωσης, τότε αναφερόμαστε στην ποσοτική σταθμική ανάλυση. Πολλές φορές συμβαίνει οι ουσίες Α και Β να βρίσκονται διαλυμένες. Σότε ο ποσοτικός προσδιορισμός γίνεται πρακτικά με το να μετρηθούν με ακρίβεια οι όγκοι των δύο διαλυμάτων (Α και Β), οι οποίοι αντιδρούν πλήρως μεταξύ τους. ' αυτή την περίπτωση ο προσδιορισμός λέγεται ογκομετρικός προσδιορισμός ή ογκομέτρηση ΟΓΚΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ Ογκομέτρηση (ή τιτλοδότηση) λέγεται η διαδικασία προσδιορισμού της συγκέντρωσης μιας ουσίας μετρώντας την ποσότητα ενός αντιδραστηρίου γνωστής ποιοτικής και ποσοτικής σύστασης (πρότυπου διαλύματος) που απαιτείται για την ποσοτική αντίδραση του με την ουσία. Η ουσία λέγεται και τίτλος. Σο σημείο στο οποίο υπάρχει χημική ισοδυναμία πρότυπου διαλύματος και τίτλου (δηλαδή το προσδιοριζόμενο συστατικό έχει αντιδράσει εξ ολοκλήρου με την απαιτούμενη ποσότητα του προτύπου διαλύματος) λέγεται ισοδύναμο σημείο. Σο πειραματικό σημείο στο οποίο σταματάμε την τιτλοδότηση λέγεται τελικό σημείο. Δηλαδή το μεν ισοδύναμο σημείο είναι το θεωρητικό σημείο της ογκομέτρησης (αυτό στο οποίο θα θέλαμε να σταματήσουμε), το δε τελικό σημείο είναι το σημείο στο οποίο σταματάμε πραγματικά. Σο τελικό σημείο της ογκομέτρησης σε πολλές περιπτώσεις συμπίπτει με το ισοδύναμο σημείο, αλλά αυτό δεν συμβαίνει πάντοτε. Η διαφορά μεταξύ ισοδύναμου και τελικού σημείου αποτελεί το σφάλμα ογκομέτρησης. Κατά την ογκομέτρηση γεμίζουμε συνήθως την προχοΐδα με το πρότυπο διάλυμα, ενώ το προς ανάλυση διάλυμα μεταφέρεται σε κωνική φιάλη και συνήθως αραιώνεται με απεσταγμένο νερό ή άλλο κατάλληλο διαλύτη. Η προσθήκη του προτύπου διαλύματος στη κωνική φιάλη γίνεται κατά σταγόνες και συνεχίζεται μέχρι το τελικό σημείο. Η ποσοτική σύσταση του "άγνωστου διαλύματος" προσδιορίζεται με τη μέτρηση της ποσότητας του 4

πρότυπου διαλύματος που απαιτείται για να αντιδράσει ποσοτικά με την προσδιοριζόμενη ουσία ("άγνωστο διάλυμα"). Η μέτρηση της ποσότητας γίνεται με τη μέτρησης του όγκου του προτύπου διαλύματος και για το λόγο αυτό η μέθοδος αυτή λέγεται ογκομετρική. υνοψίζοντας λοιπόν, η συγκέντρωση του "αγνώστου" διαλύματος υπολογίζεται από τον καταναλωθέντα όγκο του προτύπου διαλύματος (διαφορά στάθμης διαλύματος στην πρoχoΐδα) όπως αναλύεται παρακάτω. Σο ισοδύναμο σημείο σε μονάδες όγκου σχετίζεται με την συγκέντρωση της ουσίας σύμφωνα με τον τύπο: Νουσ x Vισ=Νπρ x Vπρ Όπου Νουσ η κανονικότητα της προσδιοριζόμενης ουσίας, Vισ το ισοδύναμο σημείο, Νπρ και Vπρ η κανονικότητα και ο όγκος προτύπου διαλύματος που χρησιμοποιήθηκε Σο τελικό σημείο της ογκομέτρησης γίνεται φανερό με διάφορους τρόπους όπως αγωγιμομετρικά, πεχαμετρικά, φασματοφωτομετρικά (με τη βοήθεια ηλεκτρονικών οργάνων). Ο πιο συνηθισμένος, απλός και ταχύς τρόπος καθορισμού του τελικού σημείου είναι από τη μεταβολή χρώματος του "αγνώστου" διαλύματος. Η μεταβολή του χρώματος μπορεί να οφείλεται είτε στην κατανάλωση εγχρώμων αντιδρώντων, είτε στην παραγωγή εγχρώμων προϊόντων της αντίδρασης, είτε στην μεταβολή του χρώματος του δείκτη, ο οποίος προστίθεται από την αρχή στο ογκομετρούμενο διάλυμα και δεν συμμετέχει στην αντίδραση της ογκομέτρησης Σα σφάλματα ογκομέτρησης προέρχονται από την ύπαρξη περιοχής αλλαγής χρώματος του δείκτη και από την κατανάλωση μικρής ποσότητας τίτλου από τον ίδιο τον δείκτη. Για την αποφυγή αυτών των σφαλμάτων χρησιμοποιείται η καμπύλη της τιτλοδότησης όπου ο όγκος του τίτλου σχεδιάζεται ως προς την μεταβολή του ph του διαλύματος. την καμπύλη τιτλοδότησης το ισοδύναμο σημείο βρίσκεται στο σημείο που υπάρχει η μεγαλύτερη μεταβολή του ph (π.χ. χήμα 1, σελ. 46). Εκτός από τα συνήθη πειραματικά σφάλματα που συναντώνται σε όλες τις εργαστηριακές ασκήσεις, στην ογκομέτρηση υπάρχει και το φαινόμενο της προκατάληψης. Ο χημικός δηλαδή προκαταλαμβάνεται από την πρώτη μέτρηση και «βρίσκει» και στην δεύτερη τον ίδιο όγκο. Για την αποφυγή της προκατάληψης ιδανικά θα έπρεπε να χρησιμοποιούνται 5

δείγματα διαφορετικής περιεκτικότητας. Εάν αυτό είναι αδύνατον τότε θα πρέπει να λαμβάνεται ιδιαίτερη προσοχή στον καθορισμό του τελικού σημείου. (ε κάθε περίπτωση το μάτι δεν πρέπει να είναι στην προχοΐδα, αλλά στο διάλυμα που αλλάζει χρώμα) Προϋποθέσεις για μία ογκομέτρηση Η αντίδραση να είναι στοιχειομετρική. Να υπάρχει δηλαδή σαφώς καθορισμένη σχέση μεταξύ των αντιδραστηρίων, έτσι ώστε να μπορούν να γίνουν στοιχειομετρικοί υπολογισμοί. Η στοιχειομετρία χάνεται εάν υπάρχουν δευτερεύουσες αντιδράσεις. Η αντίδραση να είναι ποσοτική. Δηλαδή η ισορροπία να είναι σαφώς μετατοπισμένη προς τα προϊόντα. Η αντίδραση να είναι γρήγορη έτσι ώστε η ισορροπία να αποκαθίσταται αμέσως. Να υπάρχει τρόπος καθορισμού του τελικού σημείου. π.χ. δείκτες ή φυσικοχημική μέθοδος. Σαξινόμηση ογκομετρικών αναλύσεων Ο πιο διαδεδομένος τρόπος ταξινόμησης των ογκομετρικών αναλύσεων είναι με βάση τον τύπο της χημικής αντίδρασης: Ογκομετρήσεις εξευδετέρωσης. Ογκομετρούνται οξέα με πρότυπο διάλυμα βάσης ή βάσεις με πρότυπο διάλυμα οξέος. ε περίπτωση που τα αντιδραστήρια δεν είναι ισχυρά οξέα ή βάσεις τα διαλύματα παρασκευάζονται σε μη υδατικό περιβάλλον έτσι ώστε να επιτευχθεί απότομη μεταβολή στο τελικό σημείο. τις οξειδοαναγωγικές ογκομετρήσεις υπάρχει μεταφορά ηλεκτρονίων από το αναγωγικό στο οξειδωτικό αντιδραστήριο. Προϋπόθεση είναι να απέχουν πολύ τα κανονικά δυναμικά των δύο ζευγών. Ογκομετρήσεις καθίζησης, όπου ο τίτλος σχηματίζει ίζημα με την ογκομετρούμενη ουσία. υμπλοκομετρικές ογκομετρήσεις όπου σχηματίζεται σύμπλοκη ένωση, συνήθως χηλική, μεταξύ του τιτλοδότη και του ογκομετρούμενου κατιόντος. Πορεία ογκομετρικής ανάλυσης 6

1. Παρασκευή προτύπου διαλύματος. Απαραίτητη προϋπόθεση για την εκτέλεση ογκομετρικού προσδιορισμού είναι η χρησιμοποίηση προτύπων διαλυμάτων, δηλαδή διαλυμάτων των οποίων η συγκέντρωση είναι γνωστή με ακρίβεια. Ειδικότερα για τις ογκομετρικές αναλύσεις η επιθυμητή ακρίβεια είναι της τάξεως του 0,1%. Για τον σκοπό αυτό τα διαλύματα που χρησιμοποιούνται (τα οποία είναι συνήθως δευτερογενή) ογκομετρούνται. Για να επιτευχθεί τέτοια ακρίβεια πρέπει να πληρούνται οι όροι: Α. Να υπάρχει κατάλληλη πρότυπη ουσία Β. Σο σφάλμα της ζύγισης να μην υπερβαίνει το 0,1% Γ. Ο όγκος της ουσίας που καταναλίσκεται κατά την τιτλοδότηση να είναι 35-45ml, έτσι ώστε το σφάλμα της ανάγνωσης της προχοϊδας να είναι μικρότερο του 0,1%. 2. Παρασκευή δείγματος. Η παρασκευή του δείγματος μπορεί να περιλαμβάνει (ανάλογα με την περίπτωση) την δειγματοληψία, την ζύγιση, την διαλυτοποίηση και ενίοτε την απομάκρυνση παρεμποδιζόντων ουσιών. Ακόμα στην παρασκευή του δείγματος περιλαμβάνεται και πιθανή απαίτηση για προκατεργασία του δείγματος π.χ. η αναγωγή σιδήρου για τον προσδιορισμό μέσω σχηματισμού φερροϊνης. Για την παρασκευή του δείγματος είτε ζυγίζονται χωριστά δείγματα για κάθε ογκομέτρηση είτε ζυγίζεται μεγαλύτερη ποσότητα, αραιώνεται και κλασματοποιείται. Η περίπτωση παρασκευής ξεχωριστών δειγμάτων είναι χρονοβόρος, αλλά τυχόν σφάλμα στην ζύγιση επηρεάζει μόνο την συγκεκριμένη μέτρηση. Αποφεύγεται επίσης η προκατάληψη στον καθορισμό του τελικού σημείου. 3. Μέτρηση μάρτυρα (τυφλού). Προτού πραγματοποιηθεί μία ογκομέτρηση πρέπει να μετρηθεί η επίδραση που έχουν τα αντιδραστήρια στην ισορροπία του δείκτη. Έτσι μειώνεται το σφάλμα της ογκομέτρησης. Ογκομετρείται δηλαδή ορισμένος όγκος διαλύματος που περιέχει όλα τα συστατικά που συνυπάρχουν με το προσδιοριζόμενο, εκτός από αυτό. Η καταναλωθείσα ποσότητα προτύπου διαλύματος αφαιρείται από την καταναλωθείσα ποσότητα στην τελική φάση της ογκομέτρησης 4. Ογκομέτρηση του δείγματος. Αυτή γίνεται τουλάχιστον δύο φορές και λαμβάνεται ο μέσος όρος των μετρήσεων. Λόγω πειραματικών σφαλμάτων οι διαδοχικές τιτλοδοτήσεις απέχουν μεταξύ τους μερικά δέκατα του ml. 7

ΟΓΚΟΜΕΣΡΙΑ ΕΞΟΤΔΕΣΕΡΩΗ (οξυμετρία - αλκαλιμετρία) Οι ποσοτικές αναλύσεις με βάση την οξυμετρία και την αλκαλιμετρία έχουν ευρύτατο φάσμα εφαρμογής. την οξυμετρία διάλυμα γνωστής συγκέντρωσης οξέος προστίθεται σταγόνα - σταγόνα με τη βοήθεια της προχοΐδας σε άγνωστης συγκέντρωσης διάλυμα βάσης, το οποίο βρίσκεται σε κωνική φιάλη. Με αυτόν τον τρόπο προσδιορίζεται η περιεκτικότητα ενός διαλύματος σε ελεύθερη βάση ή σε βάση που προέρχεται από υδρόλυση άλατος ασθενούς οξέος. Αντίστοιχα στην αλκαλιμετρία προσδιορίζεται η περιεκτικότητα ενός διαλύματος σε ελεύθερο οξύ ή σε οξύ που προέρχεται από υδρόλυση άλατος ασθενούς βάσεως. Η όλη διεργασία γίνεται παρουσία δείκτη και με σύγχρονη ανακίνηση της κωνικής φιάλης ή με ανάδευση των αντιδρώντων διαλυμάτων. Σο τέλος της αντίδρασης προσδιορίζεται από την αλλαγή χρώματος του δείκτη, που χρησιμοποιήθηκε. Σο σημείο της πλήρους εξουδετέρωσης της βάσης από το οξύ είναι, όπως αναφέρθηκε, το ισοδύναμο σημείο της ογκομέτρησης. Χαρακτηριστικό του ισοδύναμου σημείου είναι η τιμή της συγκέντρωσης των υδρογονοκατιόντων του διαλύματος, η οποία εξαρτάται από την φύση του οξέος και της βάσεως και από τη συγκέντρωση του διαλύματος. 'Έτσι, αν τόσο το οξύ όσο και ή βάση είναι ισχυροί ηλεκτρολύτες, το διάλυμα μετά την εξουδετέρωση είναι ουδέτερο και θα έχει pη=7. 'Αλλά αν το οξύ ή η βάση είναι ασθενείς ηλεκτρολύτες, τότε το παραγόμενο άλας θα υδρολύεται και το διάλυμα στο ισοδύναμο σημείο θα είναι ελαφρώς αλκαλικό ή ελαφρώς όξινο αντιστοίχως. Όμως για τον προσδιορισμό του τελικού σημείου της ογκομέτρησης χρησιμοποιούμε τούς ηλεκτρολυτικούς δείκτες. Όπως αναλύθηκε στην 2 η εργαστηριακή άσκηση, η διάσταση των δεικτών εξαρτάται από την ενεργό οξύτητα του διαλύματος. υνεπώς μπορούμε να διαλέξουμε για κάθε ογκομέτρηση τον κατάλληλο δείκτη, ο όποίος θα αλλάξει χρώμα σε τιμή pη παρόμοια με την τιμή του pη του διαλύματος στο ισοδύναμο σημείο της ογκομέτρησης. Άρα με δεδομένο ότι 1. η αλλαγή χρώματος του δείκτη γίνεται οπτικά αντιληπτή στη περιοχή pη = pκο ± 1, όπου pκο το pκ του δείκτη σαν οξέος και 2. κατάλληλος δείκτης θεωρείται αυτός του οποίου το χρώμα αλλάζει σε τιμή pη παρόμοια με τη τιμή του pη στο ισοδύναμο σημείο της ογκομέτρησης, πρέπει να επιλέγεται ένας δείκτης ο οποίος να έχει τιμή pκο όσο το δυνατό πλησιέστερη στο pη που αναμένεται να παρουσιάζει το διάλυμα στο ισοδύναμο σημείο. Όπως αναλύθηκε στην 2 η εργαστηριακή άσκηση, το ph στο ισοδύναμο σημείο εξαρτάται από τον βαθμό της υδρόλυσης του άλατος, το οποίο 8

ph ΣΜΗΜΑ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΒΙΟΣΕΧΝΟΛΟΓΙΑ σχηματίζεται σαν προϊόν της εξουδετέρωσης. Αν το άλας δεν υδρολύεται (δηλαδή άλας προερχόμενο από ισχυρή βάση και ισχυρό οξύ) το ph στο ισοδύναμο σημείο θα είναι ίσο με 7, όπως και στην περίπτωση του παραδείγματος. Αν το άλας υδρολύεται τότε το ph στο ισοδύναμο σημείο βρίσκεται στην όξινη περιοχή όταν το άλας προέρχεται από ισχυρό οξύ και ασθενή βάση και στην αλκαλική περιοχή όταν το άλας προέρχεται από ασθενές οξύ και ισχυρή βάση. υνοψίζοντας τα προηγούμενα, συμπεραίνουμε ότι μια και το pη στο ισοδύναμο σημείο της εξουδετέρωσης ισχυρής βάσεως με ασθενές οξύ, κυμαίνεται από 8,0-10,5, για την περίπτωση αύτή ενδείκνυται η χρησιμοποίηση δεικτων όπως ή φαινoλoφθαλεΐνη και το κυανουν της θυμόλης. Αντίστοιχα, αφού το pη στο ισοδύναμο σημείο της εξουδετέρωσης ασθενούς βάσεως με ισχυρό οξύ κυμαίνεται από 3,0-5,0, κατάλληλοι δείκτες για την περίπτωση αυτή θεωρούνται το ερυθρό του μεθυλίου, το πορτοκαλί του μεθυλίου (ηλιανθίνη) και το κυανουν της βρωμοφαινόλης. Καμπύλες εξουδετέρωσης / ογκομέτρησης Η καμπύλη, που προκύπτει από την καταγραφή της μεταβολής του ph ενός διαλύματος σε συνάρτηση με την ποσότητα του προστιθέμενου αντιδραστηρίου ονομάζεται καμπύλη εξουδετέρωσης ή καμπύλη ογκομέτρησης (χήμα 1). 13 11 9 7 5 3 1 0 20 40 60 80 100 ml NaOH Σχήμα 1. Καμπύλη εξουδετέρωσης διαλύματος HCl από πρότυπο διάλυμα NaOH το παράδειγμα είναι προφανές ότι η προσθήκη βάσης στο διάλυμα HCl οδηγεί στην αύξηση του ph του διαλύματος. (προσθήκη βάσης δέσμευση των πρωτονίων ελάττωση συγκέντρωσης πρωτονίων 9

αύξηση του pη). το ισοδύναμο σημείο της ογκομέτρησης, στο διάλυμα υπάρχει μόνο άλας αφού η βάση έχει εξουδετερώσει πλήρως το οξύ. την αρχή της προσθήκης παρατηρείται μικρή μεταβολή της τιμής του pη, όσο όμως προσεγγίζεται το ισοδύναμο σημείο το pη μεταβάλλεται απότομα. Η χρήση των ηλεκτρολυτικών δεικτών για τον καθορισμό του τελικού σημείου της ογκομέτρησης προϋποθέτει αυτή την απότομη μεταβολή του pη με την προσθήκη ελάχιστης ποσότητας αντιδραστηρίου. Αν η μεταβολή του pη στο ισοδύναμο σημείο δεν ήταν απότομη, τότε η μεταβολή του χρώματος των δεικτών θα ήταν βαθμιαία και ως εκ τούτου μη εμφανής. Β) ΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΜΕΡΟ Άσκηση 1 η Προσδιορισμός ολικής οξύτητας όξους (Ογκομέτρηση αγνώστου διαλύματος ασθενούς οξέος) Η ολική οξύτητα του όξους (ξυδιού) εκφράζεται σαν επί τοις εκατό περιεκτικότητα σε οξικό οξύ αν και συνυπάρχουν και άλλα οξέα. Η ολική οξύτητα του όξους του εμπορίου κυμαίνεται από 4% έως 6% (w/v) ο δε προσδιορισμός της γίνεται με ογκομέτρηση δείγματος όξους με πρότυπο διάλυμα NaOH σύμφωνα με την αντίδραση: CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O ε κωνική φιάλη 100ml μεταφέρονται με σιφώνιο πληρώσεως 2ml δείγματος όξους και αραιώνονται με 50ml απιονισμένου ύδατος και προστίθενται 2 σταγόνες φαινολοφθαλεϊνης (το διάλυμα πρέπει να αποχρωματιστεί). Γεμίζεται η προχοϊδα με πρότυπο διάλυμα NaOH 0,1Ν. Ογκομετρείται το περιεχόμενο της κωνικής φιάλης μέχρι αλλαγής χρώματος. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται δύο φορές Μέτρηση μάρτυρα (τυφλού): ε κωνική φιάλη μεταφέρονται με σιφώνιο πληρώσεως 50ml ύδατος, προστίθενται 2-3 σταγόνες φαινολοφθαλεϊνης και ογκομετρούμε προς το πρότυπο διάλυμα. Ο όγκος που απαιτείται για τον αποχρωματισμό αφαιρείται από τις προηγούμενες μετρήσεις. Βρείτε τον μέσο όρο των μετρήσεων. Τπολογίστε την κανονικότητα του δείγματος του όξους και την συνολική του οξύτητα. 10

Άσκηση 2 η Χάραξη της καμπύλης ογκομέτρησης ασθενούς οξέως από ισχυρή βάση ε ποτήρι ζέσεως 50ml μεταφέρονται με σιφώνιο πληρώσεως 10ml διαλύματος οξικού οξέος άγνωστης συγκέντρωσης. Προετοιμάζεται το ηλεκτρόδιο του πεχαμέτρου, ώστε να είναι δυνατή η παρακολούθηση των τιμών του pη του αγνώστου διαλύματος οξικού οξέος κατά την ογκομέτρησή του με διάλυμα NaOH 0,1 Ν. Η προσθήκη του διαλύματος της βάσης γίνεται ανά 1 ml. Μετά από κάθε προσθήκη το διάλυμα στο ποτήρι βρασμού αναδεύεται και σημειώνεται η τιμή του pη του. Η ογκομέτρηση συνεχίζεται μέχρις ότου το pη φθάσει περίπου την τιμή 12,0. Σα ml βάσης που προστίθενται συνολικά καθώς και οι μετρούμενες τιμές pη και καταγράφονται σε πίνακα της μορφής. ml διαλύματος βάσης που καταναλώθηκαν 0 1 2 3 4 5 κλπ Σιμές pη Με βάση τις τιμές του παραπάνω Πίνακα να χαραχθεί η καμπύλη: pη = f(ml βάσης) και να σχολιασθεί. Προσδιορίστε γραφικά το ισοδύναμο σημείο (I). Ποια είναι η τιμή (ml) του όγκου της βάσης στο ισοδύναμο σημείο (VI); Ποια είναι η τιμή του pη του διαλύματος στο ισοδύναμο σημείο; Από τις πληροφορίες που προκύπτουν από την επεξεργασία της καμπύλης τπλοδότησης υπολογίστε την κανονικότητα του αγνώστου διαλύματος. 11