Obliczenia związane z miareczkowaniem. Obliczenia w tytule

Tekst Miareczkowanie pokazali, jak wykonywana jest ta technika analizy wolumetrycznej, której głównym celem jest: zidentyfikować stężenie roztworu poprzez jego reakcję z innym roztworem o znanym stężeniu.

Teraz zobaczymy, jak wykorzystać dane uzyskane w miareczkowaniu, aby uzyskać pożądane stężenie, którym może być kwas lub zasada w roztworze. Aby to zrobić, są zasadniczo trzy kroki:

Spójrzmy na przykład:

Załóżmy, że chemik miał roztwór kwasu octowego (octu (CH₃COOH_(tutaj))) i chciałem poznać jego stężenie w mol/L. Następnie umieścił 20,0 ml octu (miareczkowanego) w kolbie Erlenmeyera i dodał wskaźnik fenoloftaleiny. Następnie napełnił biuretę o pojemności 100 ml wodorotlenkiem sodu (NaOH) o znanym stężeniu (titrant) równym 1,0 mol/L. W końcu chemik wykonał miareczkowanie i zauważył, że zmiana koloru (punkt zwrotny - kiedy przerwał miareczkowanie) nastąpiła po zużyciu 24 ml NaOH.

Na podstawie tego eksperymentu uzyskał następujące dane:

M_CH3COOH= ?
V_CH3COOH = 20 ml = 0,02 l
M_NaOH = 24 ml = 0,024 l
V_NaOH = 1,0 mol/L

Gdzie M = stężenie w mol/l, a V = objętość w l.

Aby poznać stężenie kwasu octowego, musimy najpierw wiedzieć, jak napisać równanie chemiczne, które reprezentuje prawidłowo zbilansowaną reakcję neutralizacji, która zaszła. W tym przypadku reakcja wygląda następująco:

1 CH₃COOH_(tutaj) + 1 NaOH_(tutaj) → 1 NaC₂H₃O_2(aq) + 1 godzina₂O_(ℓ)

Ta część jest ważna, aby zobaczyć stosunek stechiometryczny, w którym reagują reagenty. Należy zauważyć, że stosunek ten wynosi 1:1, to znaczy na każdy mol kwasu octowego potrzebny jest 1 mol wodorotlenku sodu.

Teraz możemy przystąpić do obliczeń na dwa sposoby:

(1.) Poprzez wzór: M_1. V₁ = M_2. V₂

Ponieważ stosunek stechiometryczny wynosi 1:1, musimy: Nie_CH3COOH = n_NaOH .

Istota M = n/V → n = M. V. W ten sposób dochodzimy do powyższej listy, którą w tym przypadku można zapisać w następujący sposób: M_{CH3COOH. CH3COOH} = M_NaOH. V_NaOH

Więc po prostu zamień wartości tej formuły:

M_CH3COOH. V _CH3COOH = M_NaOH. V_NaOH
 M_CH3COOH. 0,02 l = 1,0 mol/l_. 0,024 litra
M_CH3COOH = 0,024 mola
0,02 litra
M_CH3COOH = 1,2 mola/L

Dlatego początkowe stężenie roztworu kwasu octowego, nasz tytuł, było title 1,2 mola/L.

Ważna uwaga: Gdyby stosunek stechiometryczny nie wynosił 1:1, wystarczyłoby pomnożyć stężenie substancji w mol/L (M) przez ich odpowiednie współczynniki. Na przykład, gdyby stosunek wynosił 1: 2, mielibyśmy:

M_1. V₁ = 2. M_2. V₂

Ale oto inny sposób wykonania tych obliczeń:

(2) Przez zasady trzech:

1 CH₃COOH_(tutaj) + 1 NaOH_(tutaj) → 1 CH₃COONa_(tutaj) + 1 godzina₂O_(ℓ)
1 mol 1 mol 1 mol 1 mol
1. 60g 1. 40 g 1. 82g 1. 18 gramów
Masy te są obliczonymi masami cząsteczkowymi dla każdej substancji.

* Wiedząc, że zużyta objętość roztworu NaOH o stężeniu 1,0 mol/L_(tutaj) było 24 ml, możemy najpierw sprawdzić ilość materii (mol) NaOH, która przereagowała:

1 mol NaOH → 1,0 l 

1 mol NaOH 1000 ml
x 24 ml
x = 0,024 mola NaOH

* Ponieważ stosunek wynosi 1:1, ilość substancji (mol) kwasu octowego powinna być taka sama jak NaOH: 0,024 mol.

Obserwacja: Gdyby stosunek stechiometryczny był inny, wzięlibyśmy to pod uwagę w tej części. Na przykład, gdyby było to 1:3, a ilość materii jednej reaktywnej substancji chemicznej była równa 0,024 mola, to drugiej substancji byłaby potrójna: 0,072.

* Teraz obliczamy:

20 ml octu 0,024 mola kwasu octowego
1000 ml octu i
y = 1,2 mola

Oznacza to, że jest 1,2 mol/L, co jest taką samą wartością, jaką otrzymaliśmy w poprzedniej metodzie.

Jennifer Fogaça
Absolwent chemii

Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculos-envolvidos-na-titulacao.htm