CHẤT CHỈ THỊ MÀU - HẰNG SỐ ĐIỆN LY ACID,BAZO YẾU

Xác định khoảng pHXác định hằng số điện ly của một acid - bazo yếu của dung dịch acidhoặc bazo dựa vào các chất chỉ thị.Biết độ nhạy chỉ thị và cơ sở lựa chọn chỉ thị.

Trang 1

Ngày thực hành: 26/09/2018

Nhóm: 4

Họ và tên:

Võ Châu Hải My 16021621 Trương Thúy Ngọc 16028321

Trần Thị Diệu My 16019701

GVHD: Lê Thiết Hùng

BÀI 3: CHẤT CHỈ THỊ MÀU - HẰNG SỐ ĐIỆN LY ACID,

BAZO YẾU

1 Mục đích thí nghiệm

Xác định khoảng pH

Xác định hằng số điện ly của một acid - bazo yếu của dung dịch acid hoặc bazo dựa vào các chất chỉ thị

Biết độ nhạy chỉ thị và cơ sở lựa chọn chỉ thị

2 Cơ sở lý thuyết

2.1 Chỉ thị

Chỉ thị acid/bazo là những acid/bazo hữu cơ có màu sắc thay đổi tuỳ theo nồng độ H+ trong dd Mỗi chỉ thị sẽ đổi màu ở 1 khoảng pH nhất định và thông thường để chuyển hẳn từ màu này sang màu khác khoảng pH đó gần bằng 2 đơn vị Dưới đây là một số chỉ thị thường dùng:

1

Trang 2

Bảng 3.1 Một số chỉ thị màu thông dụng

Chất chỉ thị Màu dạng acid Phạm vi pH Màu dạng base

2,3-Dinitrophenol Không màu 2,8-4,0 Vàng

2

Trang 3

Chất chỉ thị Màu dạng acid Phạm vi pH Màu dạng base

Etyl-bis(2,4-dinitrophenyl)axetat

Malachit xanh Không màu 10,2-12,5 Không màu

2,4,6- Trinitrotoluen Không màu 11,7- 12,8 Vàng

Muốn dùng chỉ thị để xác định chính xác pH của một dd, người ta kết hợp cùng một lúc nhiều chỉ thị có khoảng chuyển màu kế tiếp nhau Khi đó mỗi giá trị pH sẽ ứng 1 tổ hợp của nhiều màu Càng nhiều chỉ thị xác suất các tổ hợp màu đó trùng nhau càng ít Do đó pH

đo được càng chính xác

2.2 Hằng số điện ly của axit bazo yếu

Các acid/bazo yếu là các acid /bazo điện li kém khi hoà tan trong nước nên trong dd chúng tồn tại cân bằng sau:

MOH  M+ + OH- (1)

HA  H+ + A- (2) Khả năng phân ly được đặc trưng bởi hằng số điện ly:

a =

Kb =

Từ phương trình phân ly (1) và (2) ta có [H+] = [A-] và [M+] = [OH-]

a =

3

Trang 4

b = Nếu hằng số điện ly <10-5 thì xem lúc cân bằng [HA] = Ca là nồng độ acid ban đầu

Tương tự [MOH] = Cb

a =

b =

2.3 Công thức tính pH

Với dung dịch acid mạnh: pH = -lg[H+]

Với bazo mạnh: pH = 14 + lgCb

Với acid yếu: pH = ½(pa - lgCa)

Với bazo yếu: pH = 7+ ½(pKa + lgCb) = 14 – ½(pKb + lgCb)

Trong đó:

pKa = -lgKa (Ka – hằng số điện ly của acid)

pKb = -lgKb (Kb – hằng số điện ly của bazo) Với bazo thì Ka là hằng số acid của acid liên hợp với nó nên:

Ka Kb = KH2O =10-14

3 Thực nghiệm

3.1 Dụng cụ

− Bình định mức 100ml: 2 cái

− Ống nghiệm: 40 cái

− Pipet 10ml: 1 cái

− Becher 250ml: 1 cái

3.2 Hóa chất

− HCl 0,1N

− NH4Cl 0,1N

− CH3COOH 0,1N

4

Trang 5

− Dung dịch X và Y có pH

chưa biết

− NH4OH 0,1N

− NaOH 0,1N

− CH3COONa 0,1N

5

Trang 6

3.3 Tiến hành thí nghiệm

3.3.1 Thí nghiệm 1 Lập thang màu – khoảng pH của dung dịch acid

Dùng pipet 10 ml lấy 10 ml dd HCl cho vào ống 1

Lấy 1 ml dung dịch trong ống 1 và 9 ml nước cất cho vào ống 2

Lấy tiếp 1ml dung dịch trong ống 2 và 9 ml nước cất cho vào ống 3 Lấy tiếp 1 ml dung dịch trong ống 3 và 9 ml nước cất cho ống 4 Ta thu được lần lượt các dung dịch HCl 0,1N: 0,01N: 0,001N và 0,0001N Dùng pipet cho vào 8 ống nghiệm đã đánh dấu 1,2,3,4,1’,2’,3’,4’ một lượng acid theo bảng sau:

Bảng 3.2: Nồng độ HCl và thể tích tương ứng với các cặp ống

nghiệm

Ống nghiệm

1 và 1’ 2 và 2’ 3 và 3’ 4 và 4’

Nồng độ acid (N) 0,1 0,01 0,001 0,0001

Cho các ống 1,2,3,4 mỗi ống 1 giọt thymol xanh

Cho các ống 1’, 2’, 3’, 4’ mỗi ống 1 giọt metyl da cam

Trang 7

3.3.2 Thí nghiệm 2 Xác định khoảng pH của dung dịch acid X

bằng chỉ thị

Lấy 2 ống, mỗi ống cho 1ml dung dịch X

Thêm vào ống 1 một giọt thymol xanh, ống 2 một giọt metyl da cam

So sánh màu sắc 2 ống nghiệm này với các tổ hợp 2 màu của thang

đo pH, xác định khoảng pH của dung dịch X

3.3.3Thí nghiệm 3 Xác định hằng số điện ly của dung dịch acid

yếu

Làm giống thí nghiệm 2 để xác định khoảng pH của CH3COOH 0,1N Xác định hằng số điện ly của dung dịch CH3COOH

3.3.4Thí nghiệm 4 Lập thang màu – khoảng pH của dung dịch

bazo

Tiến hành tương tự như cách tạo thang màu acid, chỉ thay dung dịch HCl bằng dung dịch NaOH 0,1N

Cho các ống 5,6,7,8 mỗi ống một giọt indigocarmin, các ống 5’, 6’, 7’, 8’ mỗi ống một giọt alizarin vàng R

Bảng 3.3 Nồng độ NaOH và thể tích tương ứng với các cặp ống

nghiệm

Ống nghiệm

5 và 5’ 6 và 6’ 7 và 7’ 8 và 8’

Nồng độ, N 0,1 0,01 0,001 0,0001

Trang 8

3.3.5 Thí nghiệm 5 Xác định khoảng pH của dung dịch bazo Y

Lấy 2 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 1ml dung dịch Y

Thêm ống 1 một giọt indigocarmin, ống 2 một giọt alizarin vàng R

So sánh màu sắc của hai ống nghiệm này với tổ hợp 2 màu của thang

đo pH

Xác định khoảng pH của dung dịch Y

3.3.6 Thí nghiệm 6 Xác định hằng số điện ly của dung dịch bazo yếu

Làm giống thí nghiệm 5 để xác định pH của dung dịch NH4OH 0,1N Xác định hằng số điện ly của bazo NH4OH

4. Kết quả thí nghiệm

4.1 Thí nghiệm 1 Lập thang màu – khoàng pH của dung dịch acid

Bảng 3.4 Thang màu - khoảng pH của dung dịch acid

Nồng độ HCl (N) 0,1 0,01 0,001 0,0001

Chỉ thị thymol xanh Đỏ Đỏ cam Vàng Vàng nhạt

Trang 9

Chỉ thị metyl da camĐỏ đậm Đỏ nhạt Da cam Vàng đậm

Hình 3.1 Màu khoảng pH của dung dịch acid

4.2 Thí nghiệm 2 Xác định khoảng pH của dung dịch acid X

Hiện tượng:

Ống nghiệm 1 (thêm thymol xanh): màu của dung dịch trong ống nghiệm nằm giữa màu của ống 2 và 3 trong thang màu, kết luận ban đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 2 – 3

Ống nghiệm 2 (thêm metyl da cam): màu của dung dịch trong ống nghiệm nằm giữa màu của ống 2’ và 3’ trong thang màu, kết luận ban đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 2 – 3

4.3 Thí nghiệm 3 Xác định hằng số điện ly của dung dịch acid yếu

Hiện tượng:

Trang 10

4.4 Thí nghiệm 4 Lập thang màu – khoảng pH của dung dịch bazo

Hình 3.2 Màu khoảng pH của dung dịch base

Bảng 3.5 Thang màu - khoảng pH của dung dịch bazo

Chỉ thị indigocarminXanh lục

đậm

Xanh dương nhạt

Xanh dương đậm Xanh dương

Chỉ thị alizarin vàng RĐỏ đậm Đỏ nhạt Da cam Vàng đậm

Trang 11

4.4 Thí nghiệm 5 Xác định khoảng pH của dung dịch bazo Y bằng chỉ thị

Hiện tượng:

Ống nghiệm 1 (thêm indigocarmin): màu của dung dịch trong ống nghiệm nằm giữa màu của ống 5 và 6 trong thang màu, kết luận ban đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 12 – 13

Ống nghiệm 2 (thêm alizarin vàng R): màu của dung dịch trong ống nghiệm nằm giữa màu của ống 5’ và 6’ trong thang màu, kết luận ban đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 12 – 13

4.5 Thí nghiệm 6 Xác định hằng số điện ly của dung dịch bazo yếu

Hiện tượng:

Trang 12

5. Tính toán – xử lý số liệu

5.1 Thí nghiệm 1 Lập thang màu – khoảng pH của dung dịch acid

HCl 0,1N  pH = -lg 0,1 = 1

HCl 0,01N  pH = -lg 0,01 = 2

HCl 0,001N  pH = -lg 0,001 = 3

HCl 0,0001N  pH = -lg 0,0001 = 4

Từ các giá trị pH cùng với màu sắc thu được khi cho các chỉ thị vào ta

sẽ lập được bảng thang màu

5.2 Thí nghiệm 3 Xác định hằng số điện ly của dung dịch acid yếu

Hằng số điện ly của dung dịch CH3COOH:

5.3 Thí nghiệm 4 Lập thang màu – khoảng pH của dung dịch bazo

NaOH 0,1N pH = 14 – lg 0,1 = 13

NaOH 0,01N pH = 14 – lg 0,01 = 12

NaOH 0,001N pH = 14 – lg 0,001 = 11

NaOH 0,0001N pH = 14 – lg 0,0001 = 10

Từ các giá trị pH cùng với màu sắc thu được khi cho các chỉ thị vào ta

sẽ lập được bảng thang màu

5.4 Thí nghiệm 6: Xác định hằng số điện ly của dung dịch bazo yếu

Hằng số điện ly của dung dịch NH4OH:

Trang 13

6 Trả lời câu hỏi

Câu 1: Anh (chị) hãy cho biết hằng số điện ly Ka, Kb phụ thuộc vào yếu

tố nào gì?

Hằng số điện ly Ka, Kb về bản chất là hằng số cân bằng, nó không đổi

và phụ thuộc vào bản chất chất tan, dung môi, nhiệt độ

Câu 2: Anh (chị) hãy cho biết nguyên tắc của phương pháp dùng chỉ thị để xác định pH của một dung dịch?

Nguyên tắc của phương pháp dùng chỉ thị để xác định pH của một dung dịch:

Mỗi chỉ thị sẽ đổi màu ở một khoảng pH nhất định và thông thường để chuyển hẳn từ màu này sang màu kia, khoảng pH đó gần bằng 2 đơn vị

Người ta kết hợp cùng một lúc nhiều chỉ thị có khoảng chuyển màu kế tiếp nhau

Câu 3: Anh (chị) hãy cho biết tại sao người ta thưởng sử dụng phenolphtalein làm chỉ thị trong chuẩn độ?

Người ta thưởng sử dụng phenolphtalein làm chỉ thị trong chuẩn độ tại

vì phenolphtalein là chỉ thị có màu thay đổi trong khoảng pH từ 8 – 10,

sự thay đổi màu rõ rệt từ không màu sang hồng hoặc ngược lại khi cho

dư 1 giọt dung dịch chuẩn, không có chất chỉ thị nào có khoảng pH đổi màu tại pH = 7, nên chọn phenolphtalein làm chất chỉ thị trong phản ứng trung hòa

Câu 4: Anh (chị) hãy cho biết khi nào sử dụng hỗn hợp các chỉ thị?

Muốn dùng chỉ thị để xác định chính xác pH của một dung dịch, người

ta kết hợp cùng một lúc nhiều chỉ thị có khoảng chuyển màu kế tiếp

Trang 14

nhau Khi đó, mỗi giá trị pH sẽ ứng với một tổ hợp của nhiều màu Càng nhiều chỉ thị thì xác suất các tổ hợp màu đó trùng nhau càng ít

Do đó, pH được đo càng chính xác

Câu 5: Anh (chị) hãy cho biết kết quả thí nghiệm:

a. Lập thang màu- khoảng pH của dung dịch acid

Bảng 3.4 Thang màu - khoảng pH của dung dịch acid

Nồng độ HCl (N) 0,1 0,01 0,001 0,0001

Chỉ thị thymol xanh Đỏ Đỏ cam Vàng Vàng nhạt

Chỉ thị metyl da camĐỏ đậm Đỏ nhạt Da cam Vàng đậm

b. Xác định khoảng pH của dung X bằng chỉ thị

Hiện tượng:

c. Xác định hằng số điện ly của dung dịch acid yếu

Hiện tượng:

d. Xác định khoảng pH của dung dịch bazo Y bằng chỉ thị

Bảng 3.5 Thang màu - khoảng pH của dung dịch bazo

Trang 15

Thể tích NaOH (ml) 1 1 1 1

Chỉ thị indigocarminXanh lục

đậm

Xanh dương nhạt

Xanh dương đậm Xanh dương

Chỉ thị alizarin vàng RĐỏ đậm Đỏ nhạt Da cam Vàng đậm

e. Xác định khoảng pH của dung dịch bazo Y bằng chỉ thị

Hiện tượng:

f. Xác định hằng số điện ly của dung dịch bazo yếu :

7 Bàn luận – Kết luận

Trong thực tế, dùng chất chỉ thị để xác định môi trường là axit, bazo hay trung tính, tức là xác định được pH của dung dịch Từ đây mới có

cơ sở để xử lý môi trường thích hợp tùy theo mục đích của mình

Qua bài thí nghiệm ta có thể lập được thang màu – khoảng pH của dung dịch acid, base và nhận biết được màu của một số chỉ thị Thông qua bảng thang màu có thể xác định được pH của dung dịch ở từng thí nghiệm và tính được hằng số điện ly của từng dung dịch Tuy nhiên bảng thang màu có tính chính xác tương đối vì quan sát màu sắt bằng mắt thường và trong quá trình thí nghiệm có sự sai lệch về nồng độ hóa chất

Định dạng
Số trang	15
Dung lượng	308,81 KB