Issuu on Google+

Ordenadorez lagundutako esperimentazioa Saiakuntza: Ozpinaren balorazioa

Ozpinaren balorazioa pH sentsorea Materiala

Kant. Materiala

pH sentsorea (PS-2102) Balantza Oinarria, euskarria, Hauspeontzia, 100 ml Bureta, 50 ml Matxardak Inbutua Probeta Irabiagailu eta barra magnetikoa

1 1 1 5 1 2 1 1 1

Kant.

Ur flaskoa Bata

1

Erreaktiboak

Kant.

pH altuko tanpoia (pH= 10) pH baxuko tanpoia (pH= 4) NaOH 1 M Ozpina Ur distilatua

100 ml 100 ml 50 ml 25 ml

AURRETIKAKOAK Saiakuntzaren helburu nagusia, azido ahul baten kontzentrazioa determinatzea da (ozpinak azido azetikoa dauka, azido ahula). Bigarren helburua azido azetiko eta berau neutraltzeko erabilitako basearen artean ematen den erreakzioaren baliokidetza-puntuko pH-a determinatzea da. Nolakoa izango da baliokidetza puntuko pH-a: azido, basiko edo neutroa? Idatzi zure erantzuna Laborategiko Txostenean.

OINARRI TEORIKOA Oro har, ur-disoluzioan azido baten eta base baten arteko erreakzio osoari neutralizazioerreakzioa deritzo, eta gatz baten eta, orokorrean, uraren eraketa dakar. Adibidez: HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + H2O (l) Ekuazio horretatik ioi behatzaileak kenduta, forma ionikoan ondoko eran gertatzen da: H+(aq) + OH-(aq)

→ H2O (l)

edo, are hobeto, H3O+(aq) + OH-(aq)

→ 2H2O (l)

Neutralizazio erreakzioa, praktikan, azido-base balorazioetan erabiltzen da. Azido-base balorazio bat disoluzio batean dagoen azidoaren kontzentrazioaren determinazioa da, base baten kontzentrazio ezagunetik abiatuta, edota alderantziz ere, neutralizazio erreakzioan oinarrituta, alegia. Azido baten balorazioari azidimetria deritzo, eta base batenari alkalimetria. FISIKA-KIMIKA MINTEGIA Aniturri BHI

1


Ordenadorez lagundutako esperimentazioa Saiakuntza: Ozpinaren balorazioa

Balorazioa azidoa eta basea gradualki nahastuz burutzen da baliokidetza-puntua lortu arte, hau da, neutralizazio-erreakzioa osoa izan deneko unea lortu arte. Puntu horretan, azidotik datozen H3O+ ioien kopurua eta basetik datozen OH − kopurua berdinak dira:

VA . MA . BA =VB . MB .BB

(*)

Balorazio-kurbak Azido-base balorazio-prozesuan zehar lortzen den disoluzioaren pH-a etengabe aldatzen da, baina aldaketa horren forma zehatza azidoaren edo basearen izaeraren menpe dago, hots, sendoa edo ahula izatearen menpe. Edozein kasutan ere, pH-a astiro aldatzen da, baliokidetza-puntuaren inguruan izan ezik, puntu horren inguruan pH aldaketa bat-batekoa gertatzen baita. Gertaera hori da, hain zuzen ere, balorazioaren bukaera-puntua zehaztea ahalbidetzen duena. Fenolftaleinaren biraketa tartea

Baliokidetza puntuaren zehaztapena Balorazio baten baliokidetza –puntua zehazteko bi metodo daude: adierazleekin edota pHmetroarekin. Adierazleak baldintza azidotasun baldintza desberdinetan kolore desberdinak agertzen dituzten konposatu organikoak dira. Balorazio baten bukaera-puntua adierazlearen kolore-aldaketa gertatzen denekoa da, adierazle hori erreaktiboei aurretik gehituz. Balorazioa egokia izan dadin, bukaera-puntuak eta baliokidetza-puntuak bat etorri behar dute. Bestalde, baloratzailea gehitu ahala pH-a neurtzeko pH-metro eta ordenadore bat erabiliz, lortu daiteke pH/ml baloratzaile grafikoa. Baliokidetza-puntuan kontsumitutako baloratzaile bolumenarekin atera daiteke baloratutako disoluzioaren kontzentrazioa (*) adierazpena erabiliz.

Azido ahul baten balorazioa base sendo batekin Ozpina azido azetikozko disoluzioa da. Azido azetikoa azido ahula da. Disolbatzen denean, azetato eta hidronio ioiak eratuz ionizatzen da. FISIKA-KIMIKA MINTEGIA Aniturri BHI

2


Ordenadorez lagundutako esperimentazioa Saiakuntza: Ozpinaren balorazioa

CH3-COOH + H2O

H3O+ + CH3-COO-

Oreka konstantearen balioa, Ka, ondoko adierazpenak emango du:

[ H O ] ⋅ [CH Ka = +

3

− COO − [ CH 3 − COOH ] 3

]

Sodio hidroxidoak azido azetikoarekin erreakzionatzen duenean, sodio azetato (gatza) eta ura sortzen dira. NaOH + CH3-COOH → CH3-COONa + H2O Sodio azetatoa uretan erabat disoziatzen da sodio katioia eta azetatoa emanez: CH3-COONa → Na+ + CH3-COOAzetato ioiak hidrolisi erreakzioa ematen du: CH3-COO- + H2O

OH- + CH3-COOH

GOGORATU •

Bata janztea.

Ekipoaren erabilpenerako arretak jarraitzea.

Erreaktiboak erabiltzean eta hondakinak botatzean hartu beharreko arretak.

PROZEDURA Erabili pH sentsorea azido azetikoari sodio hidroxidoa modu erregularrean gehitzen joan ahala ematen den pH-aldaketa neurtzeko. Erabili DataStudio datuak jaso eta aurkezteko.Lortutako datuekin determinatu azidoaren kontzentrazioa (M, %m/m), ozpinaren pH-a eta baliokidetzapuntuko pH-a.

I ZATIA : ORDENAGAILUA KONFIGURATZEA 1. Konektatu USB LINK kablea ordenagailuko USB portuan . 2. Konektatu pH elektrodoa sentsoreari. 3.

Lotu pH sentsorea USB kableari.

4. Sentsorea konektatzean, programa martxan jartzen da. Ateratzen den leihoan klikatu “ejecutar Data Studio"

FISIKA-KIMIKA MINTEGIA Aniturri BHI

3


Ordenadorez lagundutako esperimentazioa Saiakuntza: Ozpinaren balorazioa

II ZATIA: MUNTAIA ETA SENTSOREA KALIBRATZEA Sentsorea kalibratzea

pH sentsoreak disoluzio batetan dagoen hidronio ioien kontzentrazioa neurtzen du eta kontzentrazio honi dagokion pHa ematen du. Neurketa hau zuzena izateko beharrekoa da sentsorea kalibratzea.

pH sentsorea kalibratzeko ondoko materiala behar da: - Ur flaskoa

-

pH altuko disoluzio indargetzailea (adib. pH 10)

- Ur distilatua

-

pH baxuko disoluzio indargetzailea (adib. pH 4)

- Hiru hauspeakin ontzi txiki.

-

pH sentsorea.

Jarri ur distilatua hauspeakin ontzietako batean, pH altuko disoluzioaren 100 ml bigarren hauspeakin ontzian eta pH baxuko disoluzioaren 100 ml hirugarren hauspeakin ontzian.

1.

Atera pH elektrodoa sartuta dagoeneko disoluziotik. Konektatu elektrodoa pH sentsoreari. Horretarako sartu elektrodoaren klabija sentsorearen konektorean eta biratu klabija eskuinerantz, “klik” egin arte.

2.

Garbitu ur- flaskoarekin elektrodoa eta sartu ur distilatua daukan hauspeakin ontzian 10 minutuz.

FISIKA-KIMIKA MINTEGIA Aniturri BHI

4


Ordenadorez lagundutako esperimentazioa Saiakuntza: Ozpinaren balorazioa

3.

4.

“Configuracion” botoia sakatzean sentsorea kalibratzeko aukera ematen du.

Sakatu “Calibrar” botoia eta kalibraziorako leihoa irekiko da.

FISIKA-KIMIKA MINTEGIA Aniturri BHI

5


Ordenadorez lagundutako esperimentazioa Saiakuntza: Ozpinaren balorazioa

5.

Sentsorearen kalibrazio orrian markatu “tipo de calibración: 2 puntos”, “punto 1 de calibración, valor standard: 4,00” eta “punto 2 de calibración, valor standard:10,00”.

6.

Garbitu arretaz elektrodoa ur distilatuarekin eta lehortu paper zurgatzailearekin. Sartu sentsorea pH = 4,00 balioa duen disoluzio indargertzailean eta kalibratu sentsorearen lehenengo puntua “punto 1 de calibración: lectura del sensor”-ren klikatuz.

FISIKA-KIMIKA MINTEGIA Aniturri BHI

6


Ordenadorez lagundutako esperimentazioa Saiakuntza: Ozpinaren balorazioa

7. Garbitu arretaz elektrodoa ur distilatuarekin eta lehortu paper zurgatzailearekin. Sartu sentsorea pH = 10,00 balioa duen disoluzio indargertzailean eta kalibratu sentsorearen bigarren puntua “punto 2 de calibración: lectura del sensor”-ren klikatuz.

8. Eman “aceptar” eta itxi “calibradro de sensores” eta “configuración” orriak.

Materiala eta Muntaia •

Zati honetarako zera beharko da: balantza, sodio hidroxido disoluzioa, ura, bi hauspeakin ontzi, 50 ml-ko bureta, pH-sentsorea, bi matxarda, oinarria eta euskarria, irabiagailu magnetikoa, ozpina.

1.

Zintzilikatu bureta eustoina eta matxarda erabiliz eta egiaztatu giltza itxita dagoela.

2.

Busti 50 ml-ko buretaren paretak sodio hidroxidozko disoluzio pixka batekin eta bota soberakina. Ondoren bete bureta sodio hidroxidoaren 50 ml-rekin.

3.

Jarri 25 ml ozpin 100 ml hauspeakin ontzi batean eta sartu irabiagailu magnetikoa ontzian. Jarri irabiagailu magnetikoaren gainean.

4.

Sartu pH elektrodoa disoluzio azidoan (ozpinean) eta lotu matxardaren bidez euskarriari. Elektrodoak ez du ukitu behar barra magnetikoa.

5.

Jarri disoluzio azidoa buretaren azpian.

6.

Piztu irabiagailu magnetikoa. (Honen ezean nahastu disoluzioa beirazko hagaxka batekin)

FISIKA-KIMIKA MINTEGIA Aniturri BHI

7


Ordenadorez lagundutako esperimentazioa Saiakuntza: Ozpinaren balorazioa

Oharra:Datu bilketa azkarragoa izango da pertsona batek egiten badu buretaren giltza eta azidoari gehitutako bolumenen irakurketa eta beste batek ordenadorea manipulatu eta bolumenen datuak sartzea.

Saiakuntza honetan gehitutako baloratzaile bolumenak teklatuaren bidez sartu behar dira. Horretarako jarraitu behar diren pausoak ondokoak dira: 1. Sakatu “Experimento” botoia. Ondoren “Definir opciones de muestreo” azaltzen da. Hemen aukeratu “Muestreo manual” eta  Conservar valores solo si se solicita  Escribir valores en el teclado cuando se guarden los datos. 

Solicitar un valor

Nombre: Bolumena Unidad: ml Precisión: 0,001 ml, (adib) “Datos”en azpian teklatu baten ikonoa agertuko da

FISIKA-KIMIKA MINTEGIA Aniturri BHI

8


Ordenadorez lagundutako esperimentazioa Saiakuntza: Ozpinaren balorazioa

2. Eraman “Datos”etik bai pH bai Bolumen datuak “Tablara”, hau da, jarri leihoak taula ikusteko moduan

3. Dena prest dagoenean, hasi datu-bilketa, “Inicio”

botoia sakatuz.

Elektrodoa disoluzioan sartzen denean pH balio bat azalduko da taulan. “Conservar” botoia sakatzean (goiko aldean) bolumenaren balio bat eskatzen du.

FISIKA-KIMIKA MINTEGIA Aniturri BHI

9


Ordenadorez lagundutako esperimentazioa Saiakuntza: Ozpinaren balorazioa

Lehenengo lerroak hasierako pHa adieraziko du ( Baloratzailerik gehitu ez denekoa) OHARRA: Ez gehitu baloratzailerik lehenengo irakurketan. 4.

Ireki buretako giltza eta gehitu NaOH-zko lehenengo kantitatea, adib, 2ml edo, pHa 0,15 unitate igotzeko beste, eta itxi giltza.

5.

Bolumen hau gehitu ondoren, eta pHa egonkortzen denean, sakatu berriz "Conservar" botoia eta idatzi eskatzen duenean gehitutako bolumena.

6.

Gehitu NaOHzko bolumen berri bat, itxaron pH a egonkortu arte eta sakatu “Conservar” eta sartu bolumenaren datua…

7.

pHa 6ra iristen denean, 0,2ml NaOH gehitu aldiko, joan bolumenaren datua sartzen NaOH gehikuntza bakoitzaren ondoren.

8.

pH10 era iristean, egin berriro handiagoak gehitutako baloratzaile kantitateak eta sartu datuak taulan lehen bezala.

9.

Gehitu NaOH pHa konstante mantentzen dela ikusi arte.Bukatu datu-bilketa ‘Stop’ (

) botoia sakatuz. Bukaeran, aldamenekoa bezalako taula bat edukiko dugu.

10.

Datu bilketa amaitzean, gelditu irabiagailu magnetikoa eta atera pH sentsorea disoluziotik. garbitu pH sentsorea eta lehortu arretaz.

11.

Neutralizatu hauspeakin-ontziaren edukina eta harraskatik bota (galdetu irakasleari).

FISIKA-KIMIKA MINTEGIA Aniturri BHI

10


Ordenadorez lagundutako esperimentazioa Saiakuntza: Ozpinaren balorazioa

BILDUTAKO DATUEN AZTERKETA Garraiatu pH datuak “Grafico” pantailara. Hau egitean, pH/t grafikoa lortuko dugu. Arrastatu “Bolumen” datuak Grafiko1 eko abszisen ardatzera: pH/ Bolumen grafikoa lortuko da:

Sakatu “Cursor inteligente” botoia puntuaren pH eta bolumena jakiteko:

pH aldaketa handiena ematen deneko aurreko

Puntu horretan kurtsorea jartzean esku bat hiruki batekin azaltzen denean arrastan eraman pH saltoa bukatzen den lekuraino. Horrela grafikoko bi puntu horien artean ematen den bolumen aldaketa eta pH aldaketa azalduko dira:

FISIKA-KIMIKA MINTEGIA Aniturri BHI

11


Ordenadorez lagundutako esperimentazioa Saiakuntza: Ozpinaren balorazioa

FISIKA-KIMIKA MINTEGIA Aniturri BHI

12


Ordenadorez lagundutako esperimentazioa Saiakuntza: Ozpinaren balorazioa

DATUEN AZTERKETA Erabili datuen analisirako softwarea ondokoak aurkitzeko: •

Erabili grafikoaren estatistikarako tresna ( (ozpinarena).

) hasierako pH-a determinatzeko

Baliokidetza puntuko pHa (baliokidetza puntua kurbaren erdiko tartearen inflexio puntuari dagokiona da).

Kalkulatu ozpinaren kontzentrazioa molaritatean eta masa portzentaian neurtuta. Horretarako suposatu bere dentsitatea 1000 kg/m3 dela.

Kalkulatu kontzentrazio horren azido azetiko disoluzio bati dagokion pH-a eta alderatu grafikoki lortutakoarekin. Ka (CH3-COOH ) = 1,8.10 -5 Idatzi zure emaitzak Laborategiko Txostenean.

FISIKA-KIMIKA MINTEGIA Aniturri BHI

13


Ordenadorez lagundutako esperimentazioa Saiakuntza: Ozpinaren balorazioa

LABORATEGIKO INFORMEA

Saiakuntza : Neutralizazioa

DATU-TAULA Neurketa

Balioa

Hasierako pH-a Amaierako pH-a Baliokidetza-puntuko pH-a Baliokidetza puntuan kontsumitutako basearen bolumena Basearen molaritatea Azidoaren bolumena ONDORIOAK ETA APLIKAZIOAK 1.

Zein da ozpinaren disoluzioaren hasierako pH-a?

2.

Nolakoa da neutralizazio-puntuko pH-a? Zergatik?

3.

Zein da ozpinaren kontzentrazioa (%m/m eta M)?

4.

Kalkulatu kontzentrazio horren azido azetiko disoluzio bati dagokion pH-a eta alderatu grafikoki lortutakoarekin. Ka (CH3-COOH ) = 1,8.10 -5

FISIKA-KIMIKA MINTEGIA Aniturri BHI

14


OZPINAREN BALORAZIOA 1