خانه > گزارش کار > گزارش کار آشنایی با PH و معرف ها

گزارش کار آشنایی با PH و معرف ها

گزارش کار آشنایی با PH و معرف ها.بهترین شناساگرهای اسید – باز ، اسیدهای آلی ضعیف می‌باشند. شکل اسیدی شناساگر رنگ مشخصی دارد و در صورت از دست دادن پروتون ، به ترکیب بازی که دارای رنگ دیگری می‌باشد، تبدیل می‌شود. یعنی تغییر رنگ اغلب شناساگرها از محلول بستگی به تغییر شکل آنها دارد. با استفاده از شناساگرها می‌توان PH یک محلول را تعین کرد شناساگرهای مختلفی برای تعیین PH شناخته شده‌اند که هر یک در محدوده خاصی از PH تغییر رنگ می‌دهند.

چگونگی تغییر رنگ یک شناساگر
شناساگرها ، اسیدها یا بازهای ضعیفی هستند و چون اکثر آنها شدیدا رنگی هستند، در هر اندازه گیری PH چند قطره از محلول رقیق شناساگر کافی می‌باشد. شناساگرهای اسید – باز را معمولا به صورت HIn نشان می‌دهند.
فرم اسیدی HIn ↔ H+ + In فرم بازی

(Ka = (H+)x(In)/(HIn)
اگر محلولی شامل دو جزء رنگی A و B باشد، معمولا رنگ A در مخلوط وقتی توسط چشم انسان تشخیص داده می‌شود که شدت آن ، ده برابر بیشتر از شدت رنگ B باشد، چون شدت آن تابع غلظت است. بنابراین رنگ ترکیب اسیدی شناساگر زمانی قابل رویت است که :
(۱۰In) = (HIn)
و رنگ و ترکیب بازی شناساگر زمانی قابل مشاهده است که:
(In) = 10(HIn)
انتظار می‌رود وقتی که (In) = (HIn) می‌باشد، رنگ شناساگر حد واسط بین دو رنگ باشد. در آن نقطه ویژه :
Ka شناساگر برابر غلظت +H و PKa = PH است. در نتیجه PH ای که در آن یک شناساگر که  PKa آن نزدیک PH نقطه هم‌ارزی تیتراسیون است، تغییر رنگ شناساگر در نزدیک نقطه تعادل ، امکان‌پذیر می‌باشد.

اهمیت استفاده از شناساگر مناسب در تیتراسیون
با استفاده از انواع شناساگر ، می‌توان PH یک محلول را تعیین کرد. برای این کار لازم است محدوده  PH تغییر رنگ شناساگر را بدانیم. در تیتراسیونهای اسید و باز هم لازم است که  PKa شناساگر مورد استفاده به  PH محلول مورد نظر نزدیک باشد، در غیر اینصورت آزمایش همراه با خطا خواهد بود. اگر شناساگر قبل از نقطه هم‌ارزی تغییر رنگ دهد، حجم نقطه پایان کمتر از نقطه هم‌ارزی (خنثی شدن اسید یا باز) است و اگر شناساگر بعد از نقطه هم ارزی تغییر رنگ دهد، حجم نقطه پایان بیشتر از نقطه هم ارزی است.

در برخی از موارد مخلوطی از دو یا چند شناساگر در یک تیتراسیون مصرف می‌شود تا تغییر رنگ مشخصی در نقطه پایان رخ دهد. بعنوان مثال می‌توان متیلن آبی را با متیلن قرمز مخلوط کرده و یک شناساگر مخلوط بوجود آورد که در PH حدود ۵٫۴ از بنفش به سبز تغییر رنگ می‌دهد. در این مورد ، متیلن آبی حین تیتراسیون بدون تغییر رنگ می‌ماند. اما متیلن قرمز در  PH های ‌کمتر از حدود ۵٫۴ قرمز و در  PH های بیشتر از حدود ۵٫۴ زرد می‌باشد.

در PHهای ‌کمتر ، قرمز و آبی ترکیب شده و رنگ بنفش ایجاد می‌کنند و در  PHهای بیشتر ، زرد و آبی ترکیب شده و رنگ سبز ایجاد می‌کنند. دیدن تغییر رنگ بنفش به سبز ، آسانتر از تشخیص تغییر رنگ قرمز به زرد در شناساگر متیلن سرخ تنهاست

معرفهای معروف                                 PH                                

نمونه‌ای از معرفهای PH ، پر کاربرد در آزمایشگاهای شیمی
شناساگررنگ اسیدیدامنه PH برای تغییر رنگرنگ قلیایی
آبی تیمولقرمز۱٫۲ – ۲٫۸زرد
متیل اورانژقرمز۳٫۱ – ۴٫۵زرد
سبز برموکروزولزرد۳٫۸ – ۵٫۵آبی
سرخ متیلقرمز۴٫۲ – ۶٫۳زرد
لیتموسقرمز۵ – ۸آبی
آبی برم‌تیمولزرد۶ – ۷٫۶آبی
آبی تیمولزرد۸ ۹٫۶آبی
فنل فتالینبی‌رنگ۸٫۳ – ۱۰قرمز
زرد آلیزارینزرد۱۰ – ۱۲٫۱ارغوانی کم رنگ
تیمول فتالئینبی‌رنگ۹٫۳ – ۱۰٫۵آبی
ایندوفنولقرمز۷٫۱ – ۹٫۱آبی
برموفنول آبیزرد۳ – ۴٫۶ارغوانی
مالاشیت سبززرد
آبی
۰ – ۲
۱۱٫۵ – ۱۴
سبز
بی‌رنگ
آزو بنفشزرد۱۳ – ۱۱بنفش
متیل بنفشزرد۰٫۱۵ – ۳٫۲بنفش

 

PH متر و طرز استفاده از آن

PH  متر یک سلول یا پیل الکتروشیمیایی است. می دانید پیلها از دو الکترود تشکیل شده اند. در PH متر، دو الکترود عبارتند از یک الکترود مرجع کالومل و یک الکترود شیشه ای. الکترودهای شیشه ای متداولترین نوع الکترودهای غشایی است که اغلب برای تعیین و اندازه گیری PH محلول از آنها استفاده می شود. الکترود شیشه ای از مهروموم کردن یعنی متصل کردن یک شیشه ی نازک و حساس به PH ، به نوک انتهایی یک لوله ی شیشه ای با دیواره ی کلفت ساخته شده است. درون حباب کوچک با دیواره ی نازک، محلولی از هیدروکلریک اسید معمولاً ۱/۰ مولار وجود دارد که بانقره کلرید اشباع شده است. یک سیم نقره ای از بالای الکترود وارد شده و پس از عبور از دیواره های شیشه ای، در این محلول اسید فرو رفته است.و به وسیله ی یک هادی خارجی به یکی از دو پایانه ی یک وسیله ی اندازه گیری پتانسیل وصل شده است. این الکترود درون محلولی قرار می گیرد که قرار است PH آن اندازه گیری شود که غلظت یون هیدروزن آن با غلظت یون هیدروژن درون غشای شیشه ای متفاوت است. یک الکترود کالومل به انتهای دیگر وسیله ی اندازه گیری پتانسیل وصل شده است. درواقع در سرتاسر غشای نازک شیشه ای، که دو محلول با غلظت های مختلف یون هیدروژن را از هم جدا می کند، ایجاد می شود و این پتانسیل اندازه گیری و درنتیجه مقدار PH گزارش می شود. به عبارت دیگر درون الکترود شیشه ای، یک محلول با غلظت معین از H+ وجود دارد. این الکترود درون محلولی با غلظت متفاوت (که قرار است اندازه گرفته شود) از H+ قرار می گیرد. درنتیجه ی اختلاف در میزان غلظت H+ یک اختلاف پتانسیل به وجود می آید. این اختلاف پتانسیل اندازه گرفته شده به PH محیط ربط داده می شود.
اختلاف پتانسیل را به کمک معادله ی نرنست به دست می آورند:
E=E0 – ۰٫۰۵۹۱۶ log1/[H+] چون داریم:
Log1/x=-logx
معادله ی فوق به صورت زیر در می آید:
E=E0+0.05916log[H+] برای نیم سلول هیدروژن E0 مساوی صفر ولت است. همچنین می داینم که –log[H+]=PH . با جایگزین کردن این کمیتها ، خواهیم داشت:
E=-0.05916 PH
از معادله ی نرنست، به آسانی می توان دریافت که هر واکنشی که شامل یونهای هیدروژن H+ است، دارای پتانسیل وابسته به غلظت H+ است . این اصل در یک PH سنج به کار می رود. با ترکیب شدن الکترود مرجع با الکترود هیدروژن که در بالا توضیح داده شد، می توان PH یک محلول را به طور الکتریکی اندازه گرفت. الکترود مرجع در اینجا الکترود سیر شده ی کالومل Hg2Cl2 است. زیرا ولتاژ این الکترود ثابت و مشخص است. الکترود در محلولی که قرار است PH آن تعیین شود، فرو برده می شود. پتانسیلی که به وسیله ی الکترود پدید می آید، توسط یک میلی ولت سنج اندازه گیری می شود. بدین ترتیب می توانید پی ببرید که ولتاژ حاصل به وسیله ی الکترود، یک تابع خطی از PH است. همین رابطه به ما امکان می دهد تا PH سنج را مستقیماً به جای میلی ولت با واحدهای PH درجه بندی کنیم. با این کار شیمیدان نیازی ندارد که ولت را به واحدهای PH تبدیل کند.

ترکیب غشاهای شیشه ای بسته به اینکه با انها بخواهیم غلظت چه کاتیون یا آنیونی اندازه گرفته شود، متفاوت است. شیشه ی کورنینگ که برای تعیین PH به کار می رود، متشکل از تقریباً ۲۲% Na2O و ۶% CaO و ۷۲% SiO2 است که از متداولترین آنها می باشد.

 

روش آزمایش:

ابتدا ۳ لوله آزمایش بر می داریم در لوله ی اول ۲cc اسید ، در لوله یدوم ۲cc  آب و در سومی ۲cc سود می ریزیم.

سپس قطره قطره شناساگر لیتموس اضافه می کنیم تا تغییر رنگ حاصل شود. سپس این آزمایش را با شناساگرهای ….

ادامه و متن کامل گزارش کار در فایل word زیر:قیمت ۱۰۰۰ تومان

RIAL 10,000 – خرید Loading