تیتراسیون اسید و باز

بیازمایی های عزیز سلام☺️

امیدوارم حالتون خوب باشه.

امروز قراره بریم سراغ یه واژه ای که توی علم شیمی دنیاییه برای خودش! تیتراسیون!!

اول از اینجا شروع کنیم:

برای اینکه بگیم تو چای شیرین صبحونه مون چقدر شکر اضافه کردیم از چه معیاری استفاده می کنیم؟

درسته! قاشق😉 و می دونیم که مثلا اگر کمتر از دو قاشق شکر بریزیم اونقدر که دوست داریم شیرین نمیشه!

خب حالا همین کار رو اگر بخوایم با کلاس تر انجام بدیم و ببریم تو دنیای علم و خصوصا شیمی اصطلاحا میگیم غلظت محلول رو تعیین کردیم.

تو فصل سوم شیمی دهم هم با انواع روش های تعیین غلظت یه ماده تو یه محلول آشنا می‌شید:

مثلا می‌گیم《در یک نمونه آب آشامیدنی، غلظت یون فلوئورید، ۰.۲۵ppm است.》

یا《در این بشر یک محلول ۰.۲ مولار پتاسیم یدید داریم.》

پس در واقع غلظت، معیاری برای سنجش میزان اختلاط یک ماده، در ماده‌ای دیگر است.

حالا می‌خوایم بریم سراغ این روش که در واقع راهی برای تعیین غلظت یک محلول (که اینجا بهش میگیم آنالیت) هست.

از اونجایی که در تیتراسیون، اندازه‌گیری حجم خیلی مهمه،‌ به این روش آنالیز حجمی هم میگن. روش‌های مختلفی برای تیتراسیون وجود داره: تیتراسیون اسید-باز و «ردوکس» (Redox) از روش‌های معمول تیتراسیون هستن که اتفاقا ما هم تو این شبیه‌ساز با همین نوع تیتراسیون کار داریم. در تیتراسیون، محلول استاندارد تیترانت، از یک بورت، به یک آنالیت با غلظت نامعلوم، اضافه می‌شه.

حالا این تیترانت و آنالیت چی هستن؟

تیترانت محلولی هست که توی بورت می‌ریزیم و غلظتش رو می‌دونیم.

آنالیز هم محلول مجهول ماست که هدف داریم غلظتش رو به دست بیاریم و توی ارلن هست و چون اینجا داریم تیتراسیون های اسید و بازی رو بررسی می‌کنیم پس باید اونقدری از بورت محلول بریزیم داخل ارلن که پی‌اچ‌ش خنثی بشه و از روی مقدار محلول مصرف شده از بورت بریم سراغ محاسبات محلول داخل ارلن.

اما چجوری باید بفهمیم که محلول داخل ارلن خنثی شده؟🤔

اینجاست که نیاز به معرف داریم! بهش شناساگر هم می‌گیم که به احتمال قوی باهاش آشنا هستید.

شناساگر ها موادی هستن که توی pH های مختلف رنگ‌های متفاوتی از خودشون نشون میدن!

و حالا توی تیتراسیون اگر محلول داخل بورت اسید باشه بعد از خنثی شدن pH محلول چجوری میشه؟

آفرین! اگر حتی یه قطره هم اضافه بریزیم چون دیگه همه اسید داخل ارلن خنثی شده اسیدمون اضافه میاد و pH میره زیر ۷👏

معرف چیکارست الان؟؟ با تغییر رنگ خودش (از رنگی که برای باز داشته به بی‌رنگ و بعد تحت تاثیر اسید، به رنگ خاص خودش تو pH اسیدی) خیلی زود بهمون میگه که محلول داخل ارلن کامل خنثی شد و مواظب باش که داری اسید اضافی می‌ریزی تو ارلنت😉 اصطلاحا تو این مواقع میگیم به نقطه‌ هم ارزی رسیدیم.

اگر جای اسید و باز برعکس بشه چی میشه؟ اینو دیگه شما فکر کنید و بگید.😁

پ.ن: کلی معرف تو شبیه‌ساز هست که می‌تونید برای تیتراسیون هاتون امتحان کنید؛ بهتونم میگه که شناساگر انتخابی تون تو هر pH ای چه رنگی از خودش نشون میده!

نحوه کار با شبیه‌ساز

این فرآیند از یک حجم دقیق آنالیت که در ارلن ریخته شده آغاز می‌شود. یک آشکارساز (مانند فنول‌فتالئین) در زیر بورت، استفاده می‌شود. تا زمانی که رنگ آشکارساز تغییر نکند، تیترانت را به آنالیت اضافه می‌کنیم. لحظه تغییر رنگ آشکارساز، نقطه پایانی تیتراسیون است.

نکته: اضافه کردن تنها یک قطره بیشتر ممکن است سبب اشتباه در محاسبات شود. در حقیقت در مرحله نهایی باید یک تغییر رنگ ثابت داشته باشیم. زمانی که این فرآیند به نقطه‌ پایانی خود رسید، حجم ماده‌ شرکت‌کننده در واکنش اندازه‌گیری می‌شود. از این حجم برای اندازه‌گیری غلظت آنالیت استفاده می‌شود. 

با انتخاب هر کدام از مواد مدنظر برای بورت و ارلن می‌توانید مشخصات مربوطه را مشاهده کنید و همچنین با انتخاب هر معرف خاص مدنظر نحوه تغییر رنگ آن را شبیه‌ساز به صورت توضیحات مختصر در اختیارتان قرار می‌دهد.

در بخش محاسبات شبیه‌ساز می توانید غلظت محلول مجهول خود را با استفاده از کسرهای تبدیل محاسبه‌ کنید.

برای این کار مقدار ماده مجهول اولیه و مقدار ماده معلوم مصرفی را یادداشت کنید سپس با استفاده از سایر اطلاعات داده شده از جمله غلظت ماده معلوم و ضرایب استوکیومتری معادله موازنه شده مربوط به واکنش محاسبات را انجام دهید و غلظت محلول مجهول را به دست بیاورید.

پرسش:

اگر محلول مجهول داخل ارلن محلول سدیم هیدروکسید، محلول داخل بورت اسید سولفوریک و شناساگر استفاده شده فنل فتالئین باشد، به سوالات زیر پاسخ دهید:

1. غلظت محلول مجهول چند مولار است؟
2. روند تغییر رنگ شناساگر به چه صورت خواهد بود؟