Ποια είναι η εργαστηριακή μέθοδος που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης ενός οξέος;
1. Τιτλοδότηση: Αυτή είναι μια κλασική μέθοδος που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης ενός οξέος (ή βάσης), αντιδρώντας την με ένα διάλυμα γνωστής συγκέντρωσης (το τιτλοδοτημένο).
* Αρχή: Το τιτλοδότηση προστίθεται στο διάλυμα οξέος έως ότου η αντίδραση φτάσει στο τελικό σημείο του, συνήθως υποδεικνύεται από μια αλλαγή χρώματος λόγω ενός δείκτη.
* Διαδικασία:
* Μετρήστε με ακρίβεια έναν γνωστό όγκο του οξέος διαλύματος σε μια φιάλη.
* Προσθέστε μερικές σταγόνες κατάλληλου δείκτη.
* Προσθέστε σιγά -σιγά το τιτλοδοτιακό διάλυμα από μια γειτονιά, στροβιλίζοντας τη φιάλη συνεχώς.
* Σταματήστε την τιτλοδότηση όταν επιτευχθεί το τελικό σημείο (αλλαγή χρώματος).
* Υπολογίστε τη συγκέντρωση του οξέος χρησιμοποιώντας τον όγκο του τιτλοποιούμενου χρησιμοποιούμενου, τη συγκέντρωση του τιτλοδοτούμενου και τη στοιχειομετρία της αντίδρασης.
* Πλεονεκτήματα: Υψηλή ακρίβεια, σχετικά απλή στην εκτέλεση.
* Μειονεκτήματα: Απαιτεί ένα τυποποιημένο τιτλοδοτολόγιο, μπορεί να μην είναι κατάλληλη για όλα τα οξέα.
2. Μετρητής pH: Αυτή η μέθοδος μετρά άμεσα το ρΗ του διαλύματος οξέος.
* Αρχή: Ο μετρητής ρΗ χρησιμοποιεί ένα γυάλινο ηλεκτρόδιο που παράγει μια δυναμική διαφορά ανάλογη προς τη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου (pH) στο διάλυμα.
* Διαδικασία:
* Βαθμολογήστε το μετρητή pH με τυποποιημένα διαλύματα buffer.
* Βυθίστε το ηλεκτρόδιο στο διάλυμα οξέος.
* Διαβάστε την τιμή pH στο μετρητή.
* Χρησιμοποιήστε την τιμή pH για να υπολογίσετε τη συγκέντρωση του οξέος (απαιτεί γνώση της σταθεράς διάστασης του οξέος).
* Πλεονεκτήματα: Γρήγορη και εύκολη, σχετικά ακριβής.
* Μειονεκτήματα: Απαιτεί τη βαθμονόμηση, μπορεί να μην είναι κατάλληλη για πολύ αραιά ή συγκεντρωμένα διαλύματα.
3. Μέτρηση αγωγιμότητας: Αυτή η μέθοδος μετρά την ηλεκτρική αγωγιμότητα του οξέος διαλύματος.
* Αρχή: Η αγωγιμότητα ενός διαλύματος είναι ανάλογη προς τη συγκέντρωση των ιόντων που υπάρχουν. Τα ισχυρά οξέα διαχωρίζονται πλήρως σε διάλυμα, οπότε η αγωγιμότητά τους σχετίζεται άμεσα με τη συγκέντρωσή τους.
* Διαδικασία:
* Μετρήστε την αγωγιμότητα του διαλύματος οξέος χρησιμοποιώντας έναν μετρητή αγωγιμότητας.
* Χρησιμοποιήστε μια καμπύλη βαθμονόμησης ή μια σταθερά αγωγιμότητας για το συγκεκριμένο οξύ για να προσδιορίσετε τη συγκέντρωσή του.
* Πλεονεκτήματα: Απλό και γρήγορο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αδύναμα και ισχυρά οξέα.
* Μειονεκτήματα: Λιγότερο ακριβής από την τιτλοδότηση ή τη μέτρηση του pH, που επηρεάζεται από τη θερμοκρασία.
4. Φασματοφωτομετρία: Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί την απορρόφηση του φωτός από το διάλυμα οξέος για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσής του.
* Αρχή: Ορισμένα οξέα απορροφούν το φως σε συγκεκριμένα μήκη κύματος και η ποσότητα του απορροφούμενου φωτός είναι ανάλογη προς τη συγκέντρωση οξέος.
* Διαδικασία:
* Μετρήστε την απορρόφηση του διαλύματος οξέος σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος χρησιμοποιώντας ένα φασματοφωτόμετρο.
* Χρησιμοποιήστε το νόμο της μπύρας-Lambert για να υπολογίσετε τη συγκέντρωση του οξέος από την τιμή απορρόφησης.
* Πλεονεκτήματα: Εξαιρετικά ευαίσθητο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πολύ αραιές λύσεις.
* Μειονεκτήματα: Απαιτεί ένα φασματοφωτόμετρο, κατάλληλο μόνο για χρωματιστά ή υπεριώδη οξέα.
5. Βαρβομετρική ανάλυση: Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει την κατακρήμνιση του οξέος με αντιδραστήριο και στη συνέχεια ζυγίζει το ίζημα.
* Αρχή: Το οξύ αντιδρά με το αντιδραστήριο για να σχηματίσει ένα αδιάλυτο άλας, το οποίο στη συνέχεια διηθείται, πλυθεί, αποξηραίνεται και ζυγίζεται. Το βάρος του ίζημα είναι άμεσα ανάλογο με τη συγκέντρωση του οξέος.
* Διαδικασία:
* Προσθέστε μια γνωστή περίσσεια του αντιδραστηρίου στο διάλυμα οξέος.
* Φιλτράρετε το ίζημα, πλύνετε το και στεγνώστε το σε σταθερό βάρος.
* Υπολογίστε τη συγκέντρωση του οξέος με βάση το βάρος του ίζημα.
* Πλεονεκτήματα: Πολύ ακριβής, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ένα ευρύ φάσμα οξέων.
* Μειονεκτήματα: Χρονοβόρα, απαιτεί προσεκτικό χειρισμό του ίζημα.
Η συγκεκριμένη μέθοδος που επιλέγεται θα εξαρτηθεί από το οξύ που αναλύεται, το επιθυμητό επίπεδο ακρίβειας και τον διαθέσιμο εξοπλισμό.
