المعايرات الكمونية

dr.joan

أولاً : معايرة حمض قوي ( HCl) بأساس قوي ( NaOH) 0.01N:
نأخذ من محلول الحمض 25ml و نضعه في بيشر و نغمس المسرى الزجاجي فيه و نقيس كل من درجة الحموضة و فرق الكمون عند كل إضافة من محلول ماءات الصوديوم الموجود في السحاحة .
نسجل النتائج:

نوجد من الرسم الحجم اللازم للوصول لنقطة التكافؤ و منه نحسب تركيز الحمض
من العلاقة:

(NV)HCl = (NV)NaOH

و بأخذ المتوسط الحسابي للحجوم نجد أن:
30 + 30 + 30
V eq =

---

= 30 ml
3

نعوض :

N×25 = 0. 1× 30 →N = 0. 12 n

ثانيا :معايرة حمض ضعيف (CH3COOH ) بأساس قوي (NaOH ) معلوم التركيز (0. 1N):
نضع 25 مل من حمض الخل CH3COOH في بيشر نغمس المسرى الزجاجي فيه و نقيس كل من درجة الحموضة و فرق الكمون عند كل إضافة من محلول ماءات الصوديوم الموجود في السحاحة .
النتائج:

الرسم البياني:
1) علاقة الحجم بـ PH

2) علاقة الحجم بالكمون:

- الرسم الحجم اللازم للوصول لنقطة التكافؤ و منه نحسب تركيز الحمض
من العلاقة:

N . V)CH3COOH = (N . V)NaOH )

و بأخذ المتوسط الحسابي للحجوم نجد أن:
V eq = 31
N × 25 = 0.1 × 31 → N = 0.124 N


- حساب ثابت تشرد الحمض الضعيف:
عند معايرة حمض الخل بماءات الصوديوم حصلنا على جملة موقية حمضية (حمض الخل و خلات الصوديوم ) حيث يعطى قانون ال PH لهذه الجملة بالعلاقة:

PH = PKa + log (CCH3COOH/ CCH3COO-)

لكن عند منتصف المعايرة يكون مقدار ما ينتج من الملح مساويا لما يستهلك من الحمض المتفاعل مع الأساس و بالتالي :

CCH3COOH = CCH3COO-
CCH3COOH/ CCH3COO- = 1
log (CCH3COOH/ CCH3COO-) = 0

فتصبح العلاقة عند منتصف المعايرة هي:

PH1/2 = PKa

PH1/2
Ka = 10

نستنتج قيمة PH1/2 من خلال الرسم البياني فنجد :

PH1/2 = 4.95
-4.95
Ka = 10
-5
Ka = 1.122× 10

تحليل عينات باستخدام تقنية المعايرات الكمونية

- الغاية من التجربة:
1) تحديد نقاوة عينة من حمض الكبريت :
2) تحديد نقاوة عينة من كربونات الصوديوم .
- مقدمة نظرية :
كربونات الصوديوم Na2CO3 تملك وظيفتين أساسيتين لذا لها نقطتي
تكافؤ حيث تعاير على مرحلتين:

Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + NaCl

NaHCO3 + HCl → H2CO3 + NaCl

أما حمض الكبريت فيبدي قفزة واحدة على الرغم من احتوائه على وظيفتين حمضيتين بسبب صغر ثابت تشرد الوظيفة الحمضية الأولى.
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

القسم العملي:

1- معايرة حمض قوي ( H2SO4) بأساس قوي (NaOH) معلوم التركيز ( 0.1 ).
أ – لتحضير محلول الحمض نأخذ ( ( 2.5ml من H2SO4 و نمددها حتى
25ml في دورق معايرة و نضعه في بيشر ,
عدد مرات التمديد = 25 مرة
- لتحضير محلول الأساس نأخذ 25ml من NaOH ونمددها حتى 250ml
في الدورق و نضعه في السحاحة :
عدد مرات التمديد = 25 مرة
نغمس المسرى الزجاي في البشر الحاوي على الحمض ونقيس كل من
الـ PH و E عند كل إضافة من الأساس ونسجل النتائج :

رسم الخطوط البيانية :
1) علاقة الحجم بـ PH

2) علاقة الحجم بالكمون:

3) علاقة الكمون بـ PH

نوجد من الرسم الحجم اللازم للوصول لنقطة التكافؤ و منه نحسب تركيز الحمض
من العلاقة:

(N . V)H2SO4 = (N . V)NaOH

و بأخذ المتوسط الحسابي للحجوم نجد أن:41.5 ملVeq =

N × 25 = 0.1 × 41.5→ N = 0.166 n

تحليل عينة من كربونات الصوديوم:
نزن 0.2 غ من كربونات الصوديوم وننقلها لدورق 100 مل و نحلها بالماء المقطر حتى تمام الانحلال ونكمل بالماء المقطر حتى العلام .
نأخذ 25 مل من المحلول الناتج إلى بيشر ونعايرها بحمض كلور الماء.
النتائج:

الرسم البياني :
1) علاقة الـ PH بالحجم :

2) علاقة الحجم بالكمون :

3) علاقة الـ PH بالكمون :

الحسابات: a = 0.2 gr
من المنحنيات نستنتج أن الحمض عدل كل وظيفة أساسية لوحدها
فالحجوم اللازمة للمعايرة هي :
Veq = 8.87 ml

(NV)HCl = (NV) Na2CO3
0.1 × 8.87 = N × 25
N = 0.035 n

نحسب نقاوة عينة كربونات الصوديوم من العلاقة:

X% = <(NV)HCl/VNa2CO3> × ENa2CO3×<100/1000>×VK/a
X% = 0.035 × 53 × 0.1 × 100/0.2
X% = 92.75