Sa se rezolve exercițiul din poza atașată :
Răspunsuri la întrebare
Răspuns: Părerea mea! Verificați calculele!
a)Calcul de variație de pH pentru eroarea față de pE de +-1%, la titrarea a 50 mL NaOH soluție 0,1N, cu soluție de HCl 0,1N
La Ve, avem 100% NaOH și 100% HCl consumat
Etape:
-Stabilire domenii de pH din curba de titrare, variația pH soluție de NaOH cu volumul de HCl adăugat. Ea pleacă de la valoarea pH apropiată de 14, avem un salt de pH la volumul de 50 mL HCl 0,1 N, volum la echivalență, iar peste 50 mL soluție HCl 0,1 N adăugat în pahar va fi mediu acid.
pH de la 0 mL-50 mL HCl adăugat este dat de:
pH=14-pOH, pOH= -lg C M OH =-lg CM NaOH nereacționat cu HCl
pH de la 50 mL în sus, de HCl adăugat este dat de:
pH=-lgCM H⁺= -lg CM HCl nereacționat cu NaOH
-Volum HCl adăugat cu 1% mai puțin față de Ve =50 mL și pH-ul soluției din pahar (CM NaOH nereacționată, exces))
100 % soluție HCl ....1% mai puțin adăugat.........99% HCl
Deci: 50.99/100=49,5 mL soluție de HCl
49,5 mL HCl 0,1N consumă 49,5 mL NaOH 0,1N, CM=CN (Eg=M)
Rămân 50-49,5 =0,5 mL NaOH nereacționat, exces,
Rămân 0,5 mL.10⁻³.0,1M=0,5 .10⁻³ moli NaOH exces
Volum total de soluție din pahar= 50 mL sol NaOH+49,5 mL solHCl=99,5mL
CM NaOH = 0,5.10⁻³ moli / 99,5.10⁻³ L=0,00502
pOH =-lg 0,00502=2,298, pH (e=-1%) = 14-2,298=11,702
-Volum de HCl, adăugat în plus cu 1% față de V e(50 mL) și pH-ul soluției din pahar:
la 100% soluție HCl (pE)....în plus 1%..... avem în total..101% HCl ,
V HCl mL=50mL.101/100=50,5 mL
Exces de volum HCl, față de Ve=0,5 mL
număr moli de HCl din 0,5 mL 0,1 N(0,1M)= 0,5.0,1 .10⁻³=0,05 .10³ moli
V total din pahar=50 mL soluție NaOH +50,5 mL soluție HCl =100,5 mL
pH-ul este dat de C M a ionilor de H exces:
pH=-lg CM H⁺= -lg 0,5 exp/ 100,5 exp=2,203
-Variația de pH pentru eroarea de +-1% este:
pH 101% mL HCl(față de Ve)-pH (99% mL HCl(față de Ve)=
11,702-2,103=9,559
R: variația pH la eroarea față de pE este 9,559
b) Calculul de variației de pH, pentru eroarea față de pE+- 0,1 % la această titrare se face după modelul de mai sus, ar trebui un rezultat de aproximativ 7 și ceva.
La eroare de volum -0,1% avem:
100 % volum HCl (pE)......în minus 0,1%....total 99,9%
din 50 mL (Ve) avem: 50.99,9/100=49,95 mL
V NaOH nereacționat=50 mL-49,95=0,05 mL,
n moli NaOH exces=0,05.0,1 exp-3
Calculează V total, pOH, apoi pH-ul soluției
La eroare de +0,1 % față de Ve avem:
la 100 % volum HCl (Ve)......în plus 0,1%....total 100,1% volum HCl
Față de 50 mL: 50.100,1/100=50,05 mL
Exces= 0,05 ml HCl
Calculează număr moli HCl, V total soluție, pH.
Explicație:
În această problemă avem un exemplu de titrarea bazelor tari (NaOH) cu un acid tare (HCl), de la Chimia Analitică. Avem 50 mL(sau cm³) de soluție NaOH 0,1 N (Concentrație normală) în paharul conic (Erlenmayer), în biuretă avem soluția de titrant, HCl 0,1 N(Conecntrație normală), agitator și un pH-metru.
Curba de titrare în această titrare se referă la variația pH-ului soluției de NaOH cu volumul de HCl (mL) adăugat din biuretă (unii practicieni recomandă din 10 în 10 mL).
Reacția care are loc este:
NaOHaq +HClaq =NaCl aq + H₂O
1mol 1mol 1mol 1mol
La punctul de echivalență (pE), numărul de echivalenți gram de NaOH din 50 mL soluție este egal cu numărul de echivalenți gram de HCl din volumul adăugat de acid. La punctul de echivalență, curba face un salt.
OH⁻aq + H⁺aq = H₂O, pH=7,00
1mol 1mol
Legea echivalenței la titrare este:
nEg NaOH = nEg HCl, și din expresia CN rezultă:
CN NaOH(nEg NaOH/L). V NaOH.10⁻³(L)= CN HCl(nEgHCl)/L. V HCl.10⁻³(L)
Din această relație aflăm volumul de soluție 0,1N de HCl consumat la echivalență (Ve):
0,1 N NaOH.50/1000 L = 0,1 N HCl. V HCl echivalență
V soluție HCl 0,1N = 50 mL
La punctul de titrare, teoretic se termină titrarea, fiindcă s-a consumat tot NaOH din pahar. Dar pH-metrul, chimistul (când folosește îndicator de pH) înregistrează un alt moment la care practic s-a terminat reacția. Această diferență de pH este eroarea (e).
De aceea se spune că avem la titrare eroarea față de pE de +-1%, sau altă cifră, adică pH-ul real se află într-un domeniu de pH: +1% față de pH 7, echivalență și -1 față de pH 7, echivalență.
Calculele acestui domeniu de variație pH, pentru eroarea dată la echivalență, se referă să calculăm pH-ul pentru un adaus de soluție HCl mai mic cu 1%, față de Volum echivalență și respectiv pentru un adaus de volum acid cu 1% (sau altă eroare). pH-ul se calculează, ținând cont de domeniul acid sau bazic existent în soluție, la eroarea dată.