Titrerkurver for stærk og svag syre
En titrerkurve viser, hvordan pH ændrer sig, mens man tilsætter base til en syre. Kurven for en stærk syre ser helt anderledes ud end kurven for en svag syre. Eleverne optager begge kurver med pH-sensor og dråbetæller, finder ækvivalenspunkterne og bestemmer pKa for eddikesyre ved halvækvivalens.
Hvordan adskiller titrerkurven for en svag syre sig fra kurven for en stærk syre, og hvad er pKa for eddikesyre?
Det skal I bruge
| Vare | Varenr. | Antal og formål |
|---|---|---|
| pH-sensor, trådløs (PASCO PS-3204) | PS-3204 | 1 pr. gruppe |
| Dråbetæller, trådløs (PASCO PS-3214) | PS-3214 | 1 pr. gruppe |
| Burette 50 ml med hane | 001600 | 1 pr. gruppe |
| Burettestativ | 802077 | 1 pr. gruppe |
| Buretteklemme, dobbelt | 001200 | 1 pr. gruppe |
| Magnetomrører med trinløs regulering, max 3 L | 200001 | 1 pr. gruppe |
| Bægerglas 100 ml (12 stk.) | 100010 | 2 pr. gruppe |
| Natriumhydroxid 0,100 M (1 liter) | 818600-4 | Titrant, ca. 60 ml pr. gruppe |
| Saltsyre 0,100 M (1 liter) | 823200 | Ca. 25 ml pr. gruppe |
| Eddikesyre 0,1 M (1 liter) | 807900 | Ca. 25 ml pr. gruppe |
| Beskyttelsesbriller, komfort | 910020 | 1 pr. elev |
Andet udstyr: pipette, 25 ml, med pipettebold; demineraliseret vand; pufferopløsninger pH 4 og 7 til kalibrering.
Sikkerhed
Natriumhydroxid og saltsyre er ætsende, også fortyndet. Brug beskyttelsesbriller hele tiden, og skyl straks med rigeligt vand, hvis noget kommer på huden eller i øjnene. Pipettér aldrig med munden. Læreren skal følge skolens retningslinjer og sikkerhedsdatabladene for kemikalierne.
Sådan gør I
- Kalibrér pH-sensoren med pufferopløsningerne pH 4 og pH 7.
- Fyld buretten med 0,100 M natriumhydroxid og montér dråbetælleren under buretten. Kalibrér dråbetælleren, så den omregner dråber til milliliter.
- Pipettér 25,0 ml 0,100 M saltsyre i et bægerglas, tilsæt lidt demineraliseret vand, så pH-sensoren dækkes, og sæt bægerglasset på magnetomrøreren.
- Start målingen og åbn hanen, så der kommer ca. 1-2 dråber pr. sekund. Titrér, til der er tilsat ca. 40 ml.
- Gentag med 25,0 ml 0,1 M eddikesyre.
- Find ækvivalenspunktet på hver kurve som punktet med den stejleste stigning (fx med hældningsværktøjet).
- Aflæs pH ved halvækvivalenspunktet for eddikesyre. Her er pH = pKa.
Med PASCO-sensor
Med pH-sensoren (PS-3204) og den trådløse dråbetæller (PS-3214) bliver tilsat volumen registreret automatisk, så eleverne får hundredvis af målepunkter og en glat kurve. I SPARKvue kan den afledte kurve vises, så ækvivalenspunktet ses som en tydelig top.
Hvad sker der?
Saltsyre er en stærk syre og er fuldstændig protolyseret. pH stiger derfor kun lidt, indtil næsten al syren er neutraliseret, og springer så brat fra ca. 3 til 11 ved ækvivalenspunktet, hvor pH er 7.
Eddikesyre er en svag syre. Når base tilsættes, dannes acetat, og blandingen af eddikesyre og acetat virker som en puffer. Kurven har derfor et fladt stykke, og ækvivalenspunktet ligger ved pH over 7, fordi acetat er en svag base.
Ved halvækvivalens er der lige meget syre og korresponderende base. Ifølge pufferligningen er pH = pKa + log([A⁻]/[HA]), og da forholdet er 1, er pH = pKa. For eddikesyre er pKa 4,76.
Spørgsmål til eftertanke
- Hvor lå ækvivalenspunkterne, og stemmer volumenet med det, I havde forventet ud fra koncentrationerne?
- Hvorfor ligger ækvivalenspunktet for eddikesyre ved pH over 7?
- Hvilken værdi fik I for pKa, og hvad kan forklare en afvigelse fra 4,76?
- Hvilken syre-base-indikator ville passe til hver titrering?
Til læreren
Med 0,100 M opløsninger ligger ækvivalenspunktet ved ca. 25 ml for begge syrer. Eleverne får typisk pKa mellem 4,6 og 4,9.
Dråbetælleren skal kalibreres med den burette, der bruges, da dråbestørrelsen afhænger af spidsen. Uden dråbetæller kan I aflæse buretten manuelt for hver 0,5 ml og 0,1 ml omkring ækvivalenspunktet.
Til kemi A kan forsøget udvides med en flerprotisk syre, fx fosforsyre, og en diskussion af flere ækvivalenspunkter.
Vejledningen er udarbejdet af LabDidakt. Læreren skal altid selv vurdere sikkerheden ved forsøget i sin klasse og følge skolens retningslinjer og sikkerhedsdatabladene for de kemikalier, der bruges.
