Πώς βρίσκετε την καθαρότητα του οξειδίου του ψευδαργύρου με μέθοδο τιτλοδότησης;
Κατανόηση της αρχής
Η μέθοδος βασίζεται στην αντίδραση οξειδίου του ψευδαργύρου με ισχυρό οξύ, τυπικά υδροχλωρικό οξύ (HCl). Η αντίδραση είναι:
ZnO + 2HCL → ZNCL₂ + H₂O
Η αρχή είναι η διάλυση ενός γνωστού βάρους οξειδίου του ψευδαργύρου σε υπερβολικό υδροχλωρικό οξύ. Το περίσσεια στη συνέχεια τιτλοδοτείται με ένα τυποποιημένο διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (ΝΑΟΗ). Γνωρίζοντας τον όγκο του NaOH που χρησιμοποιείται και τη συγκέντρωσή του, μπορείτε να υπολογίσετε την ποσότητα HCl που αντέδρασε με το ZnO και από αυτό, την καθαρότητα του δείγματος ZnO.
Υλικά και εξοπλισμός
* δείγμα οξειδίου ψευδαργύρου: Βεβαιωθείτε ότι το δείγμα είναι ξηρό και λεπτόκοκκο.
* Υδροχλωρικό οξύ (HCl): Μια τυπική λύση γνωστής συγκέντρωσης.
* Υδροξείδιο του νατρίου (NAOH): Μια τυπική λύση γνωστής συγκέντρωσης.
* Δείκτης φαινολοφθαλεΐνης: Αυτό χρησιμοποιείται για να υποδείξει το τελικό σημείο της τιτλοδότησης.
* ογκομετρική φιάλη: Για την προετοιμασία τυποποιημένων λύσεων.
* Burette: Για τη διανομή του διαλύματος ΝαΟΗ.
* Pipette: Για τη μεταφορά της λύσης HCl.
* Κωνική φιάλη: Για την αντίδραση τιτλοδότησης.
* Αναλυτική ισορροπία: Για τη ζύγιση του δείγματος ZnO με ακρίβεια.
* ποτήρι: Για τη διάλυση του ZnO.
* Rodring Rod: Για την ανάμειξη των λύσεων.
Διαδικασία
1. Προετοιμασία λύσεων:
* Πρότυπο NAOH: Προετοιμάστε ένα τυποποιημένο διάλυμα ΝΑΟΗ με γνωστή συγκέντρωση (π.χ., 0,1 Μ). Χρησιμοποιήστε τις κατάλληλες μεθόδους για να εξασφαλίσετε ακριβή τυποποίηση.
* Standard HCl: Προετοιμάστε ένα τυποποιημένο διάλυμα HCl με γνωστή συγκέντρωση (π.χ., 0,1 m). Χρησιμοποιήστε τις κατάλληλες μεθόδους για να εξασφαλίσετε ακριβή τυποποίηση.
2. Ζυγίζοντας το οξείδιο του ψευδαργύρου:
* Ζυγίστε μια ακρίβεια γνωστή μάζα του δείγματος οξειδίου του ψευδαργύρου (π.χ., 0,2 g) και καταγράψτε το βάρος.
3. Διάλυση του ZnO:
* Μεταφέρετε το ζυγισμένο ZnO σε μια καθαρή κωνική φιάλη.
* Προσθέστε μια γνωστή περίσσεια του τυποποιημένου διαλύματος HCl (π.χ., 25 mL) στη φιάλη.
* Περιστρέψτε απαλά τη φιάλη για να διαλύσετε το ZnO. Βεβαιωθείτε ότι όλα τα στερεά διαλύονται.
* Εάν η διάλυση είναι αργή, μπορείτε να θερμαίνετε απαλά τη φιάλη για να επιταχύνετε την αντίδραση.
4.
* Προσθέστε μερικές σταγόνες δείκτη φαινολοφθαλεΐνης στη φιάλη που περιέχει το διαλυμένο ZnO και HCl.
* Γεμίστε την προθεσμία με το τυποποιημένο διάλυμα NaOH.
* Προσθέστε αργά το διάλυμα NaOH από την προθεσμία στη φιάλη, στροβιλίζοντας συνεχώς τη φιάλη για να αναμίξετε το διάλυμα.
* Συνεχίστε να προσθέτετε NaOH έως ότου το διάλυμα στη φιάλη μετατραπεί ελαφρώς ροζ και παραμένει ροζ για τουλάχιστον 30 δευτερόλεπτα. Αυτό υποδεικνύει το τελικό σημείο της τιτλοδότησης.
5. Καταγραφή δεδομένων:
* Καταγράψτε την αρχική ανάγνωση του Burette.
* Καταγράψτε την τελική ανάγνωση του Burette.
* Υπολογίστε τον όγκο του NAOH που χρησιμοποιείται (τελική ανάγνωση - αρχική ανάγνωση).
Υπολογισμοί
1.
* Υπολογίστε τις γραμμομορείς του ΝΑΟΗ που χρησιμοποιούνται στην τιτλοδότηση πολλαπλασιάζοντας τον όγκο του ΝΑΟΗ που χρησιμοποιείται (σε λίτρα) με τη συγκέντρωση ΝΑΟΗ (σε moles/λίτρο).
2. moles του HCl αντέδρασαν με ZnO:
* Δεδομένου ότι τα NaOH και HCl αντιδρούν σε αναλογία 1:1, τα moles του NaOH που χρησιμοποιήθηκαν είναι ίσα με τα γραμμομόρια του HCl που αντέδρασαν με το ZnO.
3. moles του ZnO:
* Από την ισορροπημένη χημική εξίσωση (ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂o), γνωρίζουμε ότι 1 mole του ZnO αντιδρά με 2 moles του HCl. Ως εκ τούτου, τα moles του ZnO είναι τα μισά moles του HCl που αντέδρασαν.
4. Μάζα ZnO:
* Υπολογίστε τη μάζα του ZnO πολλαπλασιάζοντας τα moles του ZnO με τη μοριακή μάζα του ZnO (81,38 g/mol).
5. Καθαρότητα του ZnO:
* Διαχωρίστε τη μάζα του ZnO από την αρχική μάζα του δείγματος ZnO και πολλαπλασιάστε κατά 100% για να αποκτήσετε την καθαρότητα του δείγματος.
Παράδειγμα
Ας υποθέσουμε ότι χρησιμοποιήσατε 0,2 g ZnO, 25 ml 0,1 m HCl και 15 ml 0,1 Μ NaOH για να φτάσετε στο τελικό σημείο. Δείτε πώς θα φαινόταν οι υπολογισμοί:
1. moles του NaOH: (15 mL/1000 ml/L) * 0.1 mol/L =0.0015 moles naOH
2. moles του HCl αντέδρασε:0.0015 moles HCl
3. moles του ZnO: 0.0015 moles hcl / 2 =0.00075 moles zno
4. Μάζα ZnO: 0,00075 moles ZnO * 81,38 g/mol =0,061 g ZnO
5. Καθαρότητα του ZnO: (0,061 g / 0,2 g) * 100% =30,5%
Σημαντικές εκτιμήσεις
* Ακρίβεια: Η εξασφάλιση της ακριβούς ζύγισης του δείγματος, η σωστή τυποποίηση των λύσεων και οι προσεκτικές τεχνικές τιτλοδότησης είναι ζωτικής σημασίας για τα ακριβή αποτελέσματα.
* παρεμβολές: Οι ακαθαρσίες στο δείγμα ZnO ενδέχεται να παρεμβαίνουν στην τιτλοδότηση. Εάν υποψιάζεστε την παρουσία παρεμβολών ουσιών, ίσως χρειαστεί να προσαρμόσετε τη διαδικασία ή να χρησιμοποιήσετε μια διαφορετική μέθοδο.
* Ασφάλεια: Πάντα να φοράτε κατάλληλο εξοπλισμό ασφαλείας (γάντια, γυαλιά, εργαστηριακό παλτό) όταν χειρίζεστε χημικά.
* διάθεση αποβλήτων: Απορρίψτε σωστά τα χημικά απόβλητα ακολουθώντας τις κατευθυντήριες γραμμές για την ασφάλεια των εργαστηρίων.
