Ivóvíz savasságának meghatározása sav-bázis titrálással (SGM)

Átírás

1 Ivóvíz savasságának meghatározása sav-bázis titrálással (SGM) I. Elméleti alapok: A vizek savasságát a savasan hidrolizáló sók és savak okozzák. A savasságot a semlegesítéshez szükséges erős bázis mennyiségével határozzuk meg. Megkülönböztetünk Összes savasságot és szabad savasságot. Az összes savasság kifejezi, hogy 1 dm 3 vízmintához, hány mmol NaOH-t kell adnunk, hogy elérjük a ph = 8,3 as értéket. A szabad savasság (m) pedig kifejezi, hogy 1 dm 3 vízmintához, hány mmol NaOH szükséges ahhoz, hogy elérjük a ph = 8,3 as értéket. Ha a ph 8,3-nál magasabb, a savasság nulla. Természetes vizekben a savasságot rendszerint a szabad, oldott széndioxid, továbbá huminsavak és egyéb, gyenge szerves savak okozzák. Ilyen esetekben a víz ph-ja rendszerint 4,5 felett van. Természetes vizek szabad savassága ezért általában nulla. Ipari szennyvizek tartalmazhatnak nagyobb mennyiségű szabad erős savat, vagy azok savanyú sóit,,így ilyen esetekben a víz ph-ja 4,5-nél alacsonyabb is lehet. Ipari vizekben ezért rendszerint mérhető a szabad savasság is, az összes savasság mellett. A savasság meghatározását lehetőleg a mintavétel helyszínén kell meghatározni.

2 II. Feladat: A.) A 0,1 mol/dm 3 nátrium-hidroxid-oldat pontos koncentrációjának meghatározása: Mérjen be analitikai mérlegen 0,06-0,12 g (COOH) 2 x 2 H 2 O-at Erlenmeyer-lombikba és oldja fel kb. 50 cm 3 ionmentes vízzel! Titrálja meg 0,1 mol/dm 3 névleges koncentrációjú NaOH-mérőoldattal fenolftalein indikátor jelenlétében! Páronként öt mérést végezzenek! Írja be a jegyzőkönyvbe az oxálsav-tömegeket, a NaOH-oldat fogyásokat (oxálsav oldatokra), számítsa ki és adja meg a NaOH-mérőoldat pontos koncentrációját mol/dm 3 -ben! B.) Ivóvíz (itt inkább a törzsoldat savasságát számoljuk ki, és nem az ismeretlen minta savassságát) savasságának meghatározása sav-bázis titrálással: A vizsgálandó vízmintából készítsen 1000 cm 3 törzsoldatot úgy, hogy a mérőlombikban található ismeretlen oldatot töltse fel jelig! B/ cm 3 vízmintához adjon 2 csepp metil-narancs indikátort és 0,1 mol/dm 3 ismert koncentrációjú NaOH-mérőoldattal titrálja hagymahéj színig! (V 1 ) B/ cm 3 vízmintához adjon 2 csepp fenolftalein indikátort és 0,1 mol/dm 3 ismert koncentrációjú NaOH-mérőoldattal titrálja halvány rózsaszínűre (V 2 ) 0 V 1 : szabad savasság (m) [Színek: vörösből hagymahéj színig, ha a kiindulási oldat színe nem vörös a szabad savasság értéke 0!] 0 V 2 : összes savasság (p) [Színek: színtelenből halvány rózsaszínig titrálunk, ha a kiindulási oldat színe nem színtelen az összes savasság értéke 0!] Az eredményt mmol/dm 3 -ben adja meg! Tartsa be a munka- és balesetvédelmi előírásokat! Szükséges eszközök/hallgatónként Szükséges vegyszerek 3 db 250 ml-es Erlenmeyer lombik Oxálsav, (COOH) 2 x 2 H 2 O Büretta állvánnyal 0,1 mol/dm 3 NaOH-oldat 2 db főzőpohár Fenolftalein indikátor 1 mérőhenger Metil-narancs indikátor 1 db desztillált vizes flakon 1 db 1000 ml-es mérőlombik az ismeretlennek (2 hallgatóra) 1 db 100 ml-es hasas pipetta (2 hallgatóra)

3 III. A gyakorlathoz kapcsolódó számítási feladatok: 1. A nátrium-hidroxid-oldat pontos koncentrációjának meghatározása: A meghatározás oxálsavra történik, az alábbiak szerint: Mérési adatok: A bemért oxálsav tömege: m = 0,09567 g A NaOH-oldat átlag-fogyása: V NaOH = 10,20 cm 3 Reakcióegyenlet: 2 NaOH + (COOH) 2 = Na 2 (COO) H 2 O Az oxálsav anyagmennyisége: n oxálsav = m/m = 0,09567 g / 126,07 g/mol = 7,5886 x 10-4 mol A reakcióegyenlet alapján: 1 mol oxálsav arányos 2 mol NaOH 7,5886 x 10-4 mol oxálsav arányos 1,5177 x 10-3 mol NaOH 10,20 cm 3 NaOH-oldatban van 1,5177 x 10-3 mol NaOH 1000 cm 3 NaOH-oldatban van x mol NaOH x = (1000/10,20) x 1,5177 x 10-3 = 0,1487 mol NaOH Tehát a NaOH-oldat pontos koncentrációja: c NaOH = 0,1487 mol/dm 3.

4 2. A savasság meghatározása: Mérési adatok: A vizsgált vízminta térfogata: V víz = 100,00 cm 3 A NaOH-oldat koncentrációja: c NaOH = 0,1487 mol/dm 3 A NaOH-oldat átlag-fogyása szabad savasságra (metil-narancs): V NaOH = 7,60 cm 3 A NaOH-oldat átlag-fogyása összes savasságra (fenolftalein): V NaOH = 18,40 cm 3 a.) Szabad savasság (metil-narancs-savasság) meghatározása: 1000 cm 3 oldatban van 0,1487 mol NaOH 7,60 cm 3 oldatban pedig x mol NaOH A vizsgált víz részletre: x = (7,60/1000) x 0,1487 = 1,1301 x 10-3 mol NaOH 1 mol lúg 1 mol savat mér, így 1,1301 x 10-3 mol NaOH 1,1301 x 10-3 mol savat mér 100,00 cm 3 vízben van 1,1301 x 10-3 mol sav 1000 cm 3 vízben van x mol sav x = (1000/100) x 1,1301 x 10-3 = 1,1301 x 10-2 mol = 11,301 mmol sav Tehát a szabad savasság értéke: m = 11,301 mmol/dm 3 b.) Összes savasság (fenolftalein-savasság) meghatározása: 1000 cm 3 oldatban van 0,1487 mol NaOH 18,40 cm 3 oldatban pedig x mol NaOH A vizsgált víz részletre: x = (18,40/1000) x 0,1487 = 2,7361 x 10-3 mol NaOH 1 mol lúg 1 mol savat mér, így 2,7361 x 10-3 mol NaOH 2,7361 x 10-3 mol savat mér 100,00 cm 3 vízben van 2,7361 x 10-3 mol sav 1000 cm 3 vízben van x mol sav x = (1000/100) x 2,7361 x 10-3 = 2,7361 x 10-2 mol = 27,361 mmol sav Tehát az összes savasság értéke: m = 27,361 mmol/dm 3

5 IV. Jegyzőkönyv-minta: Név: Évfolyam, szak: Dátum:... Ivóvíz savasságának meghatározása sav-bázis titrálással (SGM) 1. A nátrium-hidroxid-oldat pontos koncentrációjának meghatározása: a.) Mérési adatok: m oxálsav (g) V NaOH (cm 3 ) c NaOH (mol/dm 3 ) Átlag c NaOH (mol/dm 3 ) b.) A NaOH-mérőoldat koncentrációjának kiszámítása: M [(COOH) 2 x 2 H 2 O] = 126,07 g/mol Reakcióegyenlet: c.) Eredmény: Tehát a NaOH-mérőoldat koncentrációja:.mol/dm 3.

6 2. Ivóvíz savasságának meghatározása sav-bázis titrálással: A NaOH-mérőoldat koncentrációja:.mol/dm 3. Ivóvíz törzsoldat térfogata: 1000,00 cm 3 Titrált részletek térfogata: 100,00 cm Szabad savasság (m) meghatározása: a.) Mérési adatok: V NaOH (cm 3 ) Átlag V NaOH (cm 3 ) b.) A szabad savasság (m) kiszámítása: c.) Eredmény: Tehát a szabad savasság (m):.mmol/dm Összes savasság (p) meghatározása: a.) Mérési adatok: V NaOH (cm 3 ) Átlag V NaOH (cm 3 ) b.) Az összes savasság (p) kiszámítása: c.) Eredmény: Tehát az összes savasság (p):.mmol/dm 3.