- Förbereda en standardlösning av natriumkarbonat.
- Bestämma styrkan hos en given lösning av saltsyra genom att titrera den mot en standardlösning av natriumkarbonat.
Vad är titrering?
En av de viktiga metoderna inom kvantitativ analys är volymetrisk analys, en vanligt förekommande laboratorieteknik. Den används för att bestämma den okända koncentrationen av ett prov genom att mäta dess volym. Denna process kallas också för titrering. Vid en titrering reagerar en lösning med okänd koncentration med en lösning med känd koncentration. Lösningen som tas i buretten kallas titrant och lösningen som tas i den koniska kolven kallas analyt.
Vad innebär slutpunkten för en titrering?
Slutpunkten för en titrering är den punkt där reaktionen mellan titrant och analyt blir fullständig. I allmänhet bestäms slutpunkten för en titrering med hjälp av indikatorer.
Vad är en standardlösning?
En lösning med känd koncentration kallas standardlösning. En standardlösning kan framställas genom att lösa en känd mängd av ämnet i en bestämd volym av lösningsmedlet. Ämnet som används för att bereda standardlösningen kan klassificeras i två typer.
Primär standard
En primär standard har följande egenskaper.
- Den är mycket ren och billigt tillgänglig.
- Den är lättlöslig i vatten.
- Den är varken flytbar eller hygroskopisk.
- Den är mycket stabil.
Oxalsyra, Mohrs salt, kaliumdikromat är några exempel på primära standarder.
Sekundär standard
Substanser vars standardlösningar inte kan framställas direkt kallas sekundära standarder.
Några exempel är natriumhydroxid och kaliumpermanganat.
Hur uttrycker vi koncentrationen i en lösning?
Koncentrationen i en lösning kan uttryckas på följande sätt.
Normalitet: Den definieras som antalet gramekvivalenter av lösta ämnen upplöst i en liter av lösningen. Den betecknas med bokstaven ”N”.
Molaritet: Den definieras som antalet grammol av lösta substans som löses upp i en liter lösning. Den betecknas med bokstaven ”M”.
Molalitet: Den definieras som antalet mol av den lösta substansen som löses upp i 1 kg av lösningsmedlet. Den betecknas med bokstaven ”m”.
Vad betyder syra-bastitrering?
Titrering kan klassificeras i olika typer beroende på de kemiska reaktioner som sker under titreringen. En av de allmänt kända titreringarna är syra-bastitreringen. Det är en metod som används för att bestämma styrkan hos en syra eller alkali och denna typ av titrering bygger på neutraliseringsreaktionen. I denna reaktion reagerar syror och baser och bildar salt och vatten.
Vad är en indikator?
En indikator är ett kemiskt ämne som genomgår en färgförändring vid slutpunkten. Slutpunkten för en syra-bastitrering kan bestämmas med hjälp av syra-basindikatorer. Syra-basindikatorer är antingen svaga organiska syror eller svaga organiska baser. Färgförändringen hos en indikator beror på mediets pH-värde. Den ojoniserade formen av en indikator har en färg, men dess joniserade form har en annan färg.
Titta till exempel på indikatorn fenolftalein, vars jonisering kan skrivas som,
Några vanliga exempel på syra-basindikatorer
| Indikatorer | pH-område | Syra | Bas |
|---|---|---|---|
| Fenolftalein | 8.0 – 10.0 | Färglös | Rosa |
| Metylorange | 3.1 – 4.4 | Röd | Orange |
| Metylröd | 4.4 – 6.2 | Röd | Gul |
| Fenolröd | 6.4 – 8.0 | Gul | Röd |
| Thymolblått | 1.2 – 2.8 | Röd | Gul |
| Thymolblått | 8,0 – 9,6 | Gul | Blått |
| Metylgult | 2.9 – 4,0 | Röd | Gul |
Vad är de olika typerna av syra-bas-titreringar?
Syra-bas-titreringar kan klassificeras i följande typer.
- Stark syra-stark bas-titrering:I denna typ titreras en stark syra mot en stark bas. Både syran och basen är lika starka, så vid slutpunkten kommer pH att vara neutralt. De indikatorer som används är fenolftalein och metylorange.
- Exempel: Titrering av HCl mot NaOH
- Titrering med stark syra och svag bas: I denna typ reagerar stark syra med en svag bas för att bilda en sur lösning. Så lösningens pH är <7. Metylorange är den indikator som används för att bestämma slutpunkten.
- Exempel: Titrering av HCl mot NH4OH
- Titrering av stark bas och svag syra: Här reagerar en stark bas med en svag syra för att bilda en basisk lösning. Så lösningens pH är >7. I denna typ är fenolftalein en lämplig indikator för bestämning av slutpunkten.
- Exempel: Titrering av CH3COOH Vs NaOH
- Titrering med svag syra och svag bas: Denna typ av titrering är inte särskilt praktisk. Här är både syran och basen mycket svaga så de joniserar inte fullständigt. Det är därför svårt att bestämma pH-området runt slutpunkten och det är svårt att välja en lämplig indikator för denna typ av titrering.
- Exempel: Titrering av CH3COOH Vs NH4OH
Hur bestämmer vi styrkan hos en viss syra eller bas?
Bestämningen av styrkan baseras på ekvivalenslagen. Enligt denna lag är antalet ekvivalenter av det ämne som ska titreras lika med antalet ekvivalenter av det titreringsmedel som används.
Tänk på en syra-alkali-titrering. V1 cm3 är den mängd av en syralösning av normalitet N1 som krävs för att neutralisera V2 cm3 av en bas av normalitet N2.
Vi vet att 1000 cm3 av 1N syralösning innehåller syra = 1 gramekvivalent
V1 cm3 av 1N syralösning innehåller syra = V1/1000 gramekvivalenter
Därmed är antalet gramekvivalenter syra i V1 cm3 av N1 syralösning; 
På samma sätt är antalet gramsekvivalenter bas i V2 cm3 av N2 basisk lösning 
Med hjälp av lagen om ekvivalenter, vid slutpunkten, 
i.e, 
Detta kallas för normalitetsekvationen.
På liknande sätt kan molaritetsekvationen skrivas som,
Här bestämmer vi styrkan hos HCl genom att titrera det mot en standardlösning av natriumkarbonat och de reagerar för att bilda NaCl, CO2 och vatten. Den kemiska reaktionen kan representeras som;
Här reagerar 1 mol natriumkarbonat med 2 mol HCl. Så enligt molaritetsekvationen,
Lärandemål
- Studenterna förstår termerna: kvantitativ uppskattning, syra-bastitreringar, slutpunkt, standardlösningar, molaritet, molalitet, normalitet och indikatorer…
- Studenterna kan beräkna styrkan hos en given syra eller bas med hjälp av molaritets- eller normalitetsekvationer.
- Studenterna förvärvar färdigheten att förbereda standardlösningen och bestämma slutpunkten.
- Studenterna förvärvar färdigheten att välja indikatorer utifrån lösningens beskaffenhet.
- Studenterna är bekanta med den apparatur som används för titrering.
- Studenterna förvärvar färdigheten att utföra titreringen med hjälp av natriumkarbonat och saltsyra i det riktiga labbet när de väl har visualiserat de olika stegen.