مهندسان پتروشیمی دانشگاه آزاد-واحد ایرانشهر

گزارش کار آزمایشگاه شیمی1( تیتراسیون اسید وباز)

رشته:

(مهندسی شیمی)

عنوان آزمایش شماره 4:

(تیتراسیون اسید و باز)

اعضای گروه:

(احسان خاشی-آرمان مارندگانی-علیرضا نارویی پور)

استاد راهنما:

(سرکار خانم سردشتی)

تاریخ انجام آزمایش شماره 4:

30/01/1394

تاریخ تحویل آزمایش شماره4:

06/02/1394

عنوان آزمایش: تیتراسیون اسید وباز

هدف از انجام آزمایش:تعیین نرمالیته ی اسید مجهول

تئوری:یک اکی والان از هر اسید با یک اکی والان از هر باز واکنش می دهد .بنابراین چنانچه محلول از اسید با غلظت نامعلوم در اختیارداشته باشید میتوانید غلظت آن را با تیتراسیون تعیین کنید. کافی است حجم معنی از آنرا برداشته وتیتر کنید وحجم سود مورد نیاز با غلظت معلوم جهت تیتراسیون را اندازه بگیرید . برای اینکه بفهمید درکدام نقطه مقادیر اکی والان با هم مخلوط شده اند بایستی از معرفی مثل فنل فتالئین که رنگ آن را از حالت بی رنگ در یک محلول اسیدی به صورت درمحیط بازی تغییر می کند استفاده کنید. اگر مثل این آزمایش ،به تدریج یک محلول بازی به یک محلول اسیدی افزوده شود به نقطه ای که درآن یک رنگ پایدار صورتی ظاهر شود نقطه اکی والان گفته می شود .دراین نقطه که گاهی اوقات نقطه ختم عمل نامیده می شود از مقدار کم واکنشگر مورد استفاده (تیترانت )که به مقدار اضافی برای رسیدن به تغییر رنگ ،ریخته شده است صرف نظر می کنیم.

می توان فرض کرد که تعداد اکی والان های برابری از اسید وباز مخلوط شده اند .با اندازه گیری حجم دو محلول مخلوط شده ودانستن نرمالیته یکی ازدو محلول می توانید نرمالیته دیگری را بیابید .

دراین آزمایش ابتدا محلولی از باز هیدروکسید سدیم آماده می کنید .سپس آن را بایک اسید معلوم تیتر می کنید و به دقت نرمالیته باز را تعیین می نمایید .دردو قسمت 7 و 8 سود استاندارد شده را برای تعیین نرمالیته ،یک محلول اسید سولفوریک  ویک نمونه سرکه ناخالص بکار برده ووزن ملکولی اسید را تعیین می کنید.

چندین نکته درکار تیتراسیون اسید آلی وجود دارد .یکی این که شما نمی دانید درهر مول اسید آلی چند مول هیدروژن قابل خنثی شدن توسط باز وجود دارد . مگر این که ظرفیت اسید قبلا به شما گفته شده باشد . نکته دیگر این که اسید های جامد مجهول در آب سرد ،کمی نامحلول است . در تئوری این مسئله مهمی نیست چون سود ،اسید نامحلول را به یک نمک محلول تبدیل می کند .ولی در عمل ،می دانید که اسید حل نشده بسیار اهسته با سود واکنش می دهد که این مشکل مهمی است .برای حل کردن اسید بایستی بلافاصله قبل از شروع تیتراسیون به ارلن حاوی اسید آلی کمی حرارت دهید تا اسید کاملا حل شودو درطول تیتراسیون متبلور نشود . این گرما بر روی تعادل اثر می گذارد ولی نه آنقدر که خطای قابل ملاحظه ای ایجاد کند.مسئله سوم این است که درنقطه اکی والان ،به علت طبیعت اسید آلی مورد استفاده به عنوان اسید محلول کمی محلول قلیایی است  .اتفاقا فنل فتالئین تحت شرایط کمی بازی از بی رنگ به ارغوانی تغییر رنگ می دهد.

وسایل مورد نیاز: محلول استاندارد 0.1M سود، محلول مجهول اسید کلریدریک و شناساگر فنول فتالئین،بشر، ارلن، پیپت و پوآر، بورت و پیست آب

شرح آزمایش:

محلول معلوم را که NaOH است در بورت می ریزیم(تا نقطه ی صفر بورت پر می کنیم) و 25cc از محلول مجهولمان را که HCl است را با استفاده از پیپت همراه 2 تا 3 قطره شناساگر فنول فتالئین در ارلن میریزم(برای مشخص کردن نقطه ی پایانی واکنش که محلول به رنگ صورتی کم رنگ در می آید). سپس به وسیله ی بورت محلول استاندارد را قطره قطره در ارلن می ریزیم که ما باید دراین مدت محلول را به آرامی و به طور مستمر تکان دهیم، تا زمانی این کار را ادامه می دهیم که محلول همچنان بی رنگ باقی

بماند و در آن لحظه که با وارد شدن یک قطره از NaOH در ارلن متوجه تغییر رنگ شدیم، شیر بورت را بسته و حجم مصرفی محلول استاندارد را از روی بورت می خوانیم که در سنجش ما معادل 17mL می باشد.

محاسبات:

معمولا حجم مشخص (V) از محلول اسید با نرمالیته مجهول (N) انتخاب کرده ، به‌کمک یک بورت مدرج به‌تدریج محلو ل یک باز به نرمالیته مشخص (N) به آن اضافه می‌کنند. عمل خنثی شدن وقتی کامل است که مقدار اکی‌والان گرم های باز مصرفی برابر مقدار اکی‌والان گرم های اسید موجود در محلول شود.

برای این که عمل تیتراسیون بدقت انجام شود، باید عمل افزایش محلول باز درست موقعی متوقف گردد که تساوی فوق برقرار شود. روش معمول و همگانی برای تعیین پایان تیتراسیون استفاده از شناساگرهاست. دستگاه PH متر نیز برای محاسبات دقیق در تعیین نقطه اکی والان کاربرد دارد.

NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(L) 

M₁V₁=M₂V₂

M=N.n-1 → N=M.n

n=1 → M=N →N₁V₁=N₁V₁ → 0.1×10.4=N₂×25 → N₂=0.0416 e.L^-1

منابع:                                                                                                                             References

جزوه دستورکار آزمایشگاه شیمی عمومی (1) رامین آریانپور

كتاب شيمي عمومي ابينك جلد اول ترجمه دكتر محمد حسين حبيبي واسدالله كشاورز(ترجمه از چاپ چهارم 1993)

http://www.chemie.uni-regensburg.de

http://www.gregthatcher.com

http://www.academist.ir

http://www.daneshname.roshd.ir

گزارش کار آزمایشگاه شیمی1(محلول سازی)

رشته:

(مهندسی شیمی)

عنوان آزمایش شماره 3:

(محلول سازی)

اعضای گروه:

(احسان خاشی-آرمان مارندگانی-علیرضا نارویی پور)

استاد راهنما:

(سرکار خانم سردشتی)

تاریخ انجام آزمایش شماره 3:

15/12/1393

تاریخ تحویل آزمایش شماره3:

06/02/1394

عنوان آزمایش:محلول سازی

هدف از انجام آزمایش: تهیه ی محلول با غلظت مشخص توسط نمونه ی جامد و مایع

تئوری:

محلول ؟

محلول ها، مخلوط های همگن اند. محلول ها را اغلب بر اساس حالت فیزیکی آنها طبقه بندی می کنند ؛ محلول های جامد، گازی، و مایع

 حلال ؟

معمولاً جزئی از یک محلول را که از لحاظ مقدار بیش از اجزای دیگر است را حلال می نامند. البته کاربرد این واژه اختیاری است و دقت چندانی ندارد. گاهی آسانتر است که جزئی از محلول را با آنکه مقدارش کم است حلال بنامیم. در توصیف محلول های گازی کاربرد واژه های حلال و حل شونده اهمیت چندانی ندارد.

 حل شونده ؟

معمولاً جزئی از یک محلول که از لحاظ مقدار کمتر از اجزای دیگر است را حل شونده می نامند.

 غلظت ؟

مقدار ماده ی حل شده در مقدار مشخصی حلال یا محلول را گویند.

 محلول رقیق: محلولی که غلظت ماده ی حل شده در آن نسبتاً کم باشد.

محلول غلیظ: محلولی که غلظت ماده ی حل شده در آن نسبتاً زیاد باشد.

انحلال پذیری:بیشترین مقدار از یک ماده که در مقدار معینی حلال حل می شود و سیستم پایداری به وجود می آورد.

محلول سیر شده ( اشباع شده ) : محلولی که در آن سرعت حل شدن ماده ی حل شونده ی خالص برابر با سرعت خارج شدن ماده ی حل شده از محلول است. که در نتیجه غلظت ماده ی حل شده، در حال تعادل، ثابت می ماند.

 محلول سیر نشده : در این محلول، غلظت ماده ی حل شده، کمتر از غلظت آن در یک محلول سیر شده است.

 محلول فوق سیر ( فوق اشباع ) : فقط در صورتی که ماده ی حل شونده جامد باشد، میتوان محلولی تهیه کرد که غلظت ماده ی حل شده در آن بیشتر از غلظت یک محلول سیر شده است. این نوع محلول ها نیم پایدارند و اگر مقدار بسیار کمی از حل شونده به آن افزوده شود، مقدار اضافی رسوب می کند.

  ○غلظت یک ماده ی حل شده در یک محلول را به شیوه های گوناگون می توان بیان کرد.

 انواع غلظت :

 - مولاریته (M)

 تعداد مول های ماده ی حل شده در یک لیتر از محلول.

مولاریته یکی از پرکاربرد ترین مفاهیم غلظت در شیمی تجزیه می باشد.

این تعریف بر اساس حجم کل محلول استوار است. وقتی غلظت محلول بر حسب مولاریته بیان می‌شود، محاسبه مقدار ماده حل شده موجود در یک نمونه معین از محلول آسان است. تعداد مولهای جسم حل شده از تقسیم کردن وزن آن بر حسب gr به وزن فرمولی آن (وزن مولکولی ، وزن اتمی ، وزن یونی) بدست می‌آید.                                                            

 - درصد وزنی – حجمی (%W/V)

این غلظت برای بیان ترکیب محلولهای آبی رقیق و واکنشگرهای جامد به کار می رود بنابراین یک محلول آبی 5% از نیترات نقره محلولی می باشد که ازحل کردن 5 گرم نیترات نقره درمقدارکافی آب مقطر برای تولید 100 میلی لیتر محلول استفاده شده است.

وزن ماده ی حل شده به گرم

100× ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ =  W/V  %

حجم محلول به میلی لیتر

 - نرمالیته (N)

تعداد هم ارز گرم های ( اکی والان های ) ماده ی حل شده در یک لیتر محلول.

نرمالیته ی یک محلول مانند مولاریته با تغییر دما اندکی تغییر میکند.

 - گرم بر لیتر (C)

عبارت است از مقدارگرمهای جسم حل شده دریک لیترمحلول.

گرم جسم حل شده

ـــــــــــــــــــــ = C

لیترمحلول

- مولالیته (m)

تعداد مول های ماده ی حل شونده در یک کیلوگرم حلال

تعداد مول های ماده ی حل شونده

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ = مولالیته ( m)

وزن حلال بر حسب کیلوگرم

 مولالیته یک محلول عبارت است از عدد مولهای حل شده در  1000 گرم حلال. مولالیته یک محلول آبی بسیار رقیق همان مولاریته آن محلول است زیرا  1000 گرم آب تقریبا  1000 گرم حجم اشغال می کند.

 -کسر مولی ( X)

کسر مولی یک جزء از محلول برابر با نسبت عدّه ی مول های آن جزء بر کل مول های تمام موارد موجود در محلول است.                                         

که در آن  کسر مولی A    و   ,... عده ی مول های C , B , A و ... است. مجموع کسر مولی تمام اجزای موجود در محلول باید 1 باشد.

-درصد وزنی (%W)

درصد وزنی یک ماده حل شده دریک محلول عبارتست از:

                                                                            گرم های جسم حل شده

100×  ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ%W =

                                                                     گرم های حلال + گرم های جسم حل شده

وسایل مورد نیاز: بشر 100-ml - هم زن شیشه ای - ظرف توزین – پیپت – دو عدد بالن ژوژه 250-ml – ترازو با دقت 1/0 گرم

شرح آزمایش:

 1- بالن حجم سنجی را با آب و مایع ظرف شویی شسته و با آب مقطر آبکشی می کنیم.

2- ظرف توزین را شسته و با آب مقطر آبکشی کرده و برای خشــک کردن آن را در دمای 100 در جه ی سانتیگراد ، به مدت یک ساعت درون اتوکلاو قرار می دهیم.

سپس 30 تا 45 دقیقه آن را درون دسیکاتور می گذاریم تا سرد شود و به دمای اتاق برسد.

3- مقداری از نمونه ی جامد را که برای تهیه محلول با غلظت معین محاسبه کرده ایم را به دقت وزن کرده؛

و سپس با مقدار کمی آب مقطر به داخل بالن ژوژه انتقال می دهیم.

4- درِ بالن ژوژه را می بندیم و آن را تکان می دهیم تا نمونه به طور کامل حل شود. بعد آن را با آب مقطر به حجم می رسانیم ( باید خط نشانه ی ظرف، مماس بر گودترین نقطه ی سطح هلالی محلول باشد ) مجدداً درِ بالن را بسته و آن را تکان می دهیم تا محلول به طور کامل همگن شود.

5- اگر ماده ی اولیه ی محلول مورد نظر مایع است، حجم آن را از روی مشخصات شیشه محاسبه می کنیم و با یک پیپت دقیق، مقدار لازم را در بالن ژوژه میریزیم و آن را به حجم می رسانیم.

نتیجه:درپایان بحث، بهترین نتیجه ای که می شود از این آزمایش گرفت این است که ما میتوانیم از یک نمونه ی مایع یا جامد، با کمک گرفتن از روابط شیمیایی و همچنین کار در محیط آزمایشگاه، محلولی با غلظت مشخص بسازیم.

محاسبات:

منابع:                                                                                                                             References

http://mehdifazli.blogfa.com/post-54.aspx

برای دانلود جزوات و کتب رشته مهندسی شیمی به قسمت لینک دوستان رفته

و لینک مورد نظر خود را انتخاب کنید