คือ นำสารละลายกรด – เบสตัวอย่างที่ต้องการหาปริมาณ มาทำการไทเทรตกับสารละลายเบส – กรดมาตรฐานที่ทราบค่าความเข้มข้น หมายความว่า ถ้าสารละลายตัวอย่างเป็นสารละลายกรดจะต้องใช้สารละลายมาตรฐานที่เป็นเบสมาทำการไทเทรต แล้วบันทึกปริมาตรของสารละลายมาตรฐานที่ใช้ จากนั้นจึงนำไปคำนวณหาปริมาณของสารตัวอย่าง ในทางตรงกันข้ามถ้าใช้สารละลายตัวอย่างเป็นเบส
ก็จะต้องใช้สารละลายมาตรฐานเป็นกรดสารละลายมาตรฐานที่ทราบความเข้มข้นแน่นอนแล้ว จะถูกบรรจุอยู่ในเครื่องแก้วที่เรียกว่าซึ่งจะมีก๊อกไขเปิด – ปิดเพื่อหยดสารละลายมาตรฐานลงมายังขวดรูปกรวยที่บรรจุสารละลายตัวอย่างที่ต้องการวิเคราะห์ไว้แล้วในการไทเทรตจะค่อยๆ หยดสารละลายมาตรฐานลงมาทำปฏิกิริยากับสารละลายตัวอย่างในขวดรูปกรวย เขย่าหรือหมุนขวดรูปกรวยเพื่อให้สารผสมกัน ไทเทรตจนกระทั่งอินดิเคเตอร์เปลี่ยนสีจึงหยุดการไทเทรต จากนั้นให้บันทึกปริมาตรสารละลายมาตรฐานที่ใช้เพื่อนำไปคำนวณหา pH ของสารละลายวิธีการไทเทรตกรด – เบส
//www.lakelandschools.us/lh/lburris/pages/acid-base.htm
รูปแสดงการอ่านค่าปริมาตรของเหลว
(ที่มา : สุนทร พรจำเริญ เอกสารประกอบการสอนเรื่องกรด-เบส โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์)
การไทเทรต กรด-เบส (Acid-Base Titration)
เป็นกระบวนการวิเคราะห์หาปริมาณของกรดหรือเบส โดยให้สารละลายกรดหรือเ บสทำปฏิกิริยาพอดีกับสารละลายมาตรฐาน เบสหรือกรดซึ่งทราบความเข้มข้นที่แน่นอน และใช้อินดิเคเตอร์เป็นสารที่บอกจุดยุติ ด้วยการสังเ กตจากสีที่เปลี่ยน ขณะไทเทรต pH จะเปลี่ยนไป ถ้าเลือกใช้อินดิเคเตอร์เหมาะสม จะบอกจุดยุติใกล้เคียงกับจุดสมมูลจุดสมมูล (จุดสะเทิน = Equivalence point)
คือจุดที่กรดและเบสทำปฏิกิริยาพอดีกัน จุดสมมูลจะมี pH เป็นอย่างไร< wbr>นั้นขึ้นอยู่กับชนิดของกรดและเบสที่นำมาไทเทรตกัน และขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของกรดและเบสจุดยุติ (End point)
คือจุดที่อินดิเคเตอร์เปลี่ยนสี ขณะไทเทรตกรด-เบสอยู่ จุดยุติจะใกล้เคียงกับจุดสมมูลได้นั้น จะ ต้องเลือกอินดิเคเตอร์เหมาะสม ในทางปฏิบัติถือว่าจุดยุติ เป็นจุดเดียวกับจุดสมมูลการหาความเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอริก โดยการไทเทรตชัน
a) ตวงปริมาตรของสารละลายกรดด้วยปิเปดต์ใส่ขวดชมพู่b) ไทเทรตสารละลายมาตรฐานจากบิวเรตต์ลงในขวดชมพู่ที่มีสารละลายกรดไฮโดรคลอริกอยู่ด้วย
c) การไทเทรตกรด-เบสจนถึงจุดยุติโดยสังเกตจากอินดิเคเตอร์เปลี่ยนสี
d) อ่านปริมาตรของสารละลายเบส (สารละลายมาตรฐาน)ที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาพอดีกับสารละลายกรดนี้ บันทึกข้อมูล
|
�����õ�ô-��
�����õ�ô-�� ���¶֧ ��кǹ����һ���ҳ��� ���Ը������������ҵðҹ����Һ��Ҥ�������鹷���� ���ӻ�ԡ����ҡѺ��õ�����ҧ ���������ѡ����Դ��ԡ����������ҧ�������¡ô����ʷ����ҷӻ�ԡ����ҡѹ�ʹ� �����ӹdz�Ҥ�����������ͻ���ҳ�ͧ��õ�����ҧ�ѧ�������
�Ըա����õ�ô-�� ��� ���������¡ô�����ʵ�����ҧ����ͧ������������һ���ҳ �ҷӡ����õ�Ѻ�������������͡ô�ҵðҹ����Һ��Ҥ�������鹷���� ����Ǥ�� ����������µ�����ҧ���������¡ô ���ͧ�����������ҵðҹ���� ���ҷӡ����õ ���Ǻѹ�֡����ҵâͧ���������ҵðҹ�����㹡�÷ӻ�ԡ����Ҿʹաѹ �ҡ��鹹�令ӹdz�һ���ҳ�ͧ��õ�����ҧ���� ���ͷҧ�ç�ѹ���� ������������µ�����ҧ���� ���ͧ�����������ҵðҹ�繡ô
������ҧ�� ����Ҥ���������¡ô HCl ����դ����������������Ҩ�����������ҵðҹ NaOH ����� 0.100 ���/�Ե� �ҷӡ����õ�Ѻ�������� HCl ������ҧ �ӹǹ˹�� (�Ҩ���� 50 cm3 ) ����ͷ�Һ����ҵâͧ NaOH �����㹡�÷ӻ�ԡ����ҾʹաѺ HCl �ӹǹ 50 cm3 ������Թ��������繵�Ǻ͡�ش�ص� ������ҡ�����ö�ӹdz�Ҥ�������鹢ͧ�ô HCl ��
���������ҵðҹ ����Һ����������� ��è����������ͧ��Ƿ�����¡��� ����õ�� ��觨��ա�͡䢻Դ-�Դ�����´���������ҵðҹ���ѧ�Ǵ�ٻ���·���è��������µ�����ҧ����ͧ����������� 㹡����õ ����� �´���������ҵðҹŧ�ҷӻ�ԡ����ҡѺ��õ�����ҧ㹢Ǵ�ٻ���� ����������ع�Ǵ�ٻ�������������ü���ѹ�ʹ� ��õ����з���Թ�����������¹�ա���ش��õ ���Ǻѹ�֡����ҵ����������ҵðҹ����� ����令ӹdz�� pH �������µ���
����ͧ����ԧ����ҵ� �����㹡�ö���ͧ���ǵ�����ҧ ŧ㹢Ǵ�ٻ���¨�������ͧ��Ƿ������ö ��ҹ����ҵ����ҷ�������´ ����դ�Ҷ١��ͧ�ҡ����ش ��蹤�ͨ��� ���� (��������к͡�ǧ��������ҷ����������´ ��Ф����١��ͧ����) ����բ�Ҵ��ҧ� ������͡�� �� ��Ҵ 1 cm3 , 5, 10, 25, 50 cm3 �繵� �Ը����������١�ҧ����㹡�ôٴ�������� ��㹵�á �պ�ҡ���͡�ҡ�١�ҧ ���������º��ͧ���� ���Ǩ������»��� ŧ��������·���ͧ��û��� ���Ǥ���� ������١�ҧ �������¨ж١�ٴ�����㹻��� ������������������˹�͢մ�͡����ҵ� �֧�١�ҧ�͡ �պ����Ǫ�顴�����»������� ��������������͡���֧�մ�͡����ҵú� �ҡ��鹡������������� �͡�ҡ�������Ǵ�ٻ���¨����
�ش����� (Equivalence point)
㹡����õ�ô–�� �ش���ô����ʷӻ�ԡ����ҡѹ�ʹ� �����ش��� H3O+ ������� H+ �ӻ�ԡ����ҾʹաѺ OH– ���
���¨ӹǹ��ŷ����ҡѹ ���¡��� �ش�����
�������ͪ������ �Ѵ�Ҥ�� pH � �ش����Ũо���� �ش����Ţͧ��ԡ����������ҧ�ô–�� ���л�ԡ������������Ф����� pH ���ش�����ᵡ��ҧ�ѹ �������Ѻ��Դ�ͧ�ô����ʷ����ҷӻ�ԡ����ҡѹ ������ö�к����ҧ������ �� �ѧ���
– ����繡����õ�����ҧ�ô��Ѻ���� pH �ͧ�������� � �ش����Ż���ҳ 7
– ����繡����õ�����ҧ�ô���Ѻ���� pH �ͧ�������� � �ش����Ũ��ҡ���� 7
– ����繡����õ�����ҧ�ô��Ѻ���� pH
�ͧ�������� � �ش����Ũй��¡��� 7
�ش�ص� (End point)
��÷��з�Һ��� ��ԡ����ҡ����õ�֧�ش����������ѧ��� �е�ͧ���Ըա�÷����Ҩش����� �Ըա��˹�觤�� ������Թ������� ���Թ�������е�ͧ����¹�շ��ش���ʹ����������§�Ѻ�ش����� ��蹤�� �ش����Թ�����������¹�� �����¡��� �ش�ص� �ѧ���
�֧��ͧ���͡�Թ��������������������������繡������¹�շ��ش����žʹ� ������͡���Թ����������������� �з�����Դ ������Ҵ�����ͧ�����õ (titration error) ����Դ�ҡ��÷���դ���ᵡ��ҧ�����ҧ�ش�������Шش�صԢͧ�����õ ����Ǥ�� �ش�������Шش�ص� ���������㹪�ǧ pH ���ǡѹ ������Դ�������¹�բͧ�Թ��������������ѧ�ش�����
�����õ�ô-��
����� : //www.il.mahidol.ac.th/e-media/acid-base
�ٻ�ʴ���������
����� : //www.il.mahidol.ac.th/e-media/acid-base
�ٻ�ʴ���������õ��
����� : //www.il.mahidol.ac.th/e-media/acid-base
�Թ�������Ѻ�����õ�ô-��
�Թ�������ô-�� �����������Ѻ��ԡ����ҡ����õ�е�ͧ�դ�� pH ���ش��觡�ҧ��ǧ�������¹�������§������ҡѺ pH ���ش����Ţͧ��ԡ����� �͡�ҡ��� ������͡���Թ�������ô-�� ��ͧ�Ԩ�ó��շ���ҡ� �е�ͧ�դ�������ҡ�ͷ����ͧ�������� ������繡������¹����Ѵਹ ��ǧ�������¹�բͧ�Թ������� ���Դ���㹪�ǧ 2 ˹��� pH
������ҧ�� �����õ�ô��Ѻ���� pH �ͧ�������¼�Ե�ѳ�����Դ�ҡ��ԡ����ҡ����õ ����Ͷ֧�ش������դ�������§ 7 �������͡���Թ����������ժ�ǧ pH �ͧ�������¹�������§�Ѻ 7 �� �Ҩ���������ź������ �չ��쿷��չ ��觨�����¹�ҡ����������ժ��� 㹪�ǧ pH 8.20-10.00 �繵� �ѧ��� ��ҷ�Һ pH
�ͧ�������·��ش����Ţͧ��ԡ����ҡ����õ������ö���͡�Թ������������������
������͡�Թ������� ��������Ѻ��Դ�ͧ��ԡ����������ҧ�ô�Ѻ�� ���з��ش����Ţͧ���л�ԡ����ҹ�� �դ�� pH ����ҧ�ѹ
��ҿ�ͧ�����õ�Ъ���㹡�����͡�Թ������������������� ���С�ҿ���ʴ���� pH �ͧ�������¢����õ �������ش����� ���ش����� �����ѧ�ش����� �ش��� pH �ͧ������������¹�ŧ�ҡ ����繨ش����Ź�� �к͡��ǧ pH �ͧ�Թ�������������͡�� 㹡�þԨ�ó����͡�Թ������� �ҡ��ҿ�ͧ�����õ �����͡�����Դ�ͧ��ԡ����Ҵѧ���
1.�Թ�����������Ѻ��ԡ����������ҧ�ô��Ѻ����
�ٻ��ҿ�ͧ�����õ�����ҧ�ô��������� ���ʴ� pH ���ش����������� pH �����§ 7
����� : //www.il.mahidol.ac.th/e-media/acid-base
�ҡ��ҿ �������Ҥ�� pH ����¹�ŧ�Ǵ���Ƿ��ش���� �ش�ص� (����� pH 4-10) �ѧ����Թ����������ժ�ǧ pH �ͧ�������¹�ŧ�������ҧ 4 �֧ 10 ������ö�������� ����Թ��������������������Ҩ���� ���� ������ô (4.4-6.2) �������ź�� (6.0-7.5) ��пչ��쿷��չ(8.2-10.0) �ѧ�ʴ���Ҿ ������ѡ�й�����չ��쿷��չ �����ѧࡵ�������¹�ŧ����Ѵਹ ����Ѻ ������ի�� ��չ (3.8-5.4) �������������������Թ�����������Ѻ�ô��������� ���Ъ�ǧ����¹�շ�����ٻ�ʢͧ�Թ������� ���Դ���ش����� ������Դ������Ҵ����㹡�ú͡�ش�ص�
2.�Թ�����������Ѻ��ԡ����������ҧ�ô���Ѻ����
������͡�Թ�����������Ѻ�����õ�ô�� �� �ô�ͫԵԡ �Ѻ���� �� NaOH ���բ�ͨӡѴ�ҡ���ҷ��ش����Ţͧ�����õ �������¨���������ͫ�൵ ����������������� �� pH �ҡ���� 7
�ٻ��ҿ�ʴ������õ�����ҧ�ô���Ѻ��������Թ����������������
����� : //www.il.mahidol.ac.th/e-media/acid-base
�ҡ��ҿ���������� ������ô ������¹�ա��ش����Ũ֧�������з��������Թ�����������Ѻ�ô�ͫԵԡ�Ѻ NaOH (����� 0.100 M) �չ��쿷��չ����¹�շ���ǧ�ش����žʹ� �������ź�� �Ҩ�������Թ���������� ����������ҵðҹ��º
3.�Թ�����������Ѻ��ԡ����������ҧ�ô��Ѻ����
�������¹�ŧ pH �ͧ�������¢����õ���� �� NH3 �Ѻ�ô�� �� HCl �Ф���� Ŵŧ ������� HCl ������ҵðҹ ���ش�صԨ������� NH4Cl ��� pH < 7 㹡����õ 0.100 M NH3 �Ѻ 0.100 M HCl �����ҿ�ͧ�����õ (�ѧ�Ҿ)
�ٻ��ҿ�ͧ�����õ�����ҧ 0.1000 M NH3 �Ѻ 0.1000 M HCl
����� : //www.il.mahidol.ac.th/e-media/acid-base
�ҡ��ҿ �������ö�Ԩ�óҪ�ǧ pH 3-7.5 㹡�����͡�Թ������� �������Ҩ���������ź������������ô�� ���������չ��쿷��չ���Ъ�ǧ pH �ͧ�չ��쿷��չ�ҡ���� 7 ������Դ������Ҵ����㹡�ú͡�ش�����
������ҧ��� 1 ��˹���ǧ pH �ͧ�Թ����������ѧ���
�����͡�Թ��������������������ش㹡����õ�����ҧ�������� 0.1 ���/�Ե� HCN �ӹǹ 50 cm3 �Ѻ 0.1 ���/�Ե� �ӹǹ 50 cm3 ��˹���� Ka �ͧ�ô HCN = 7.2 x 10-10 ��� 25 oC ��� log 8.4 = 0.92
�Ըշ�
HCN (aq) + NaOH(aq)
NaCN (aq) + H2O (l)
���Щй�鹨ӹǹ��Ţͧ HCN = 5 x 10-3 ���
���Щй�鹨ӹǹ��Ţͧ NaOH = 5 x 10-3 ����ѧ����������·���ͧ�ӻ�ԡ����ҡѹ�ʹմ��¨ӹǹ�����ҡѹ���Ե�ѳ���� NaCN = 5 x 10-3 ��� 㹻���ҵ� 50 + 50 = 100 cm3
���Щй�� [NaCN] = 5 x 10-3 = 0.05 ���/�Ե�
NaCN ᵡ����� 100 % �ѧ���
NaCN (aq)Na+ (aq) + CN- (aq)
0.05 0.05 0.05 ���/�Ե�CN- (aq) + H2O(l)
HCN (aq) + OH- (aq)
���������������� 0.05 0 0
��������鹷������¹� -x +x +x
��������鹷����������� 0.05-x x x1.4 x 10-5 =
1.4 x 10-5 =(x �դ�ҹ����ҡ 0.05)
x = 8.4 x 10-4 = [OH-]
pOH = -log[OH-] = -log[8.4 x 10-4] = -0.92 + 4 = 3.08
pH = 14 - pOH = 14 - 3.08 = 10.92
���ͧ�ҡ pH �ͧ����������ѧ��õ��ҡѺ 10.92 �ѧ��鹨е�ͧ���͡���Թ����������ŷ��չ ����ժ�ǧ�������¹�ŧ pH ���������ҧ 10.2-11.7 �֧�������������ش
������ҧ��� 2 ���������� HA ����繡ô����Դ˹�觻���ҵ� 50.00 cm3 ���õ�Ѻ���������ҵðҹ NaOH ����� 0.15 ���/�Ե� ������������� NaOH ŧ� 12.00 cm3 �з�����������·������ pH 7 ����������� NaOH ŧ� 16.00 cm3 �ж֧�ش�صԾʹ� �������¡ô HA �դ������������������� ��С����õ�ô-�ʤ���������Թ������쪹Դ� (��˹� Ka �ͧ�ô�� HA = 1.7 x 10-6) ��˹����
�Ըշ�
���ش�صԨӹǹ��� NaOH = 0.1500 x
mol
����Ԥ��������������鹢ͧ HA = X ���/�Ե�
HA + NaOHNaA + H2O
�ӹǹ��� HA : NaOH = 1 : 1
���Щй�鹨ӹǹ��� HA = 0.1500 x����
= X()
X() = 0.1500 x
X = 0.048
���������������� = 0.048 ���/�Ե�
���Щй�鹤�������鹢ͧ NaA = 0.048 ���/�Ե�
�����õ�ô���Ѻ������ش�ص� �� NaA ���ᵡ������ A-
A- (aq) + H2O (l)HA (aq) + OH-(aq)
���������������� 0.048 0 0
��������鹷������¹� -x +x +x
��������鹷����������� 0.048-x x x5.88 x 10-9 =
1.4 x 10-5 =(x �դ�ҹ����ҡ 0.048-x 0.048)
x = 1.68 x 10-5 = [OH-]
pOH = -log[OH-] = -log[1.68 x 10-5] = 4.77
pH = 14 - pOH = 14 - 4.77 = 9.22�ѧ��� �����չ��쿷��չ���Թ�������
Ẻ�֡�Ѵ
˹��·�� 5 : ����ͧ�����õ�ô - �� ����������ºѿ����