Diprotische titratie en meerstaps reacties. Met dit pictogram maak je een foto van de pagina. Door...
-
Upload
ruth-baert -
Category
Documents
-
view
225 -
download
7
Transcript of Diprotische titratie en meerstaps reacties. Met dit pictogram maak je een foto van de pagina. Door...
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Met dit pictogram maak je een foto van de pagina. Door het pictogram aan te klikken komt de foto in je verslag te staan.
IntroductieWerkboek en foto’s
De foto-knop wordt gebruikt om het scherm vast te leggen.
Met de werkboek-knop worden foto’s en tekst vastgelegd in het werkboek van de Spark.
De keuze-knop wordt gebruikt om je verslag te exporteren of af te drukken.
Opmerking: je kan een foto maken van de eerste pagina van je werkboek en dit dan als voorblad van je verslag gebruiken.
Diprotische titratie en meerstaps reactiesVraagstelling• Met een titratie kun je bepalen hoeveel van een stof in een oplossing aanwezig
is. Maar wat als de stof een zuur is, dat meer dan één waterstof ion kan afgeven?• Hoe en waarom verandert dan de titratiecurve? En kun je nog steeds bepalen
wat de concentratie is?
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Achtergrond• Zuren zijn stoffen, die waterstof ionen
kunnen afgeven. • Basen doen juist het tegenovergestelde:
zij nemen waterstof ionen op.
• Wanneer een zuur een waterstof ion afgegeven heeft, heet wat overblijft de geconjugeerde base of zuurrest.
• Wanneer een base een waterstof ion opneemt heet de nieuwe stof het geconjugeerde zuur.
H+ kan afgegeven worden
H+ kan opgenomen worden
om H2O te vormen
HNO3 (aq) + H2O (l) NO3- (aq) + H3O+
Zuur Base Geconjugeerdebase
Geconjugeerd zuur
Toets1. Wanneer een zuur een waterstof ion afgeeft,
heet dat wat er overblijft:
a) Het geconjugeerde zuur
b) De geconjugeerde base
c) Een diprotisch zuur
d) Een diprotische base
Druk op nadat je je antwoord hieronder hebt ingevuld, om van deze pagina een foto te nemen voor je verslag.
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Algemene zuursoort
Achtergrond• Polyprotische zuren bezitten meer dan één watersof ion die ze kunnen
afgeven. • Je kunt zuren onderverdelen naar de hoeveelheid waterstof ionen die
ze kunnen afgeven.
Specifieke zuursoort Aantal af te geven H+ ionen
Voorbeelden
Monoprotisch
Polyprotisch
Polyprotisch
Monoprotisch
Diprotisch
Triprotisch
1
2
3
HCl
H2SO3
H3PO4
Toets2. Salpeterzuur (HNO3) kun je het beste omschrijven
als een ___________ zuur.
a) triprotisch
b) diprotisch
c) polyprotisch
d) monoprotisch
Type zuur Aantal af te geven ionen
monoprotisch
diprotisch
triprotisch
1
2
3
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Achtergrond• Een carbonaat ion (CO32-) is de geconjugeerde base van koolzuur (H2CO3).
• Deze carbonaat ionen kun je titreren met een zuur zoals zoutzuur ( HCl ).
• De opname van waterstof gaat in 2 stappen:
Stap 1: HCl (aq) + Na2CO3 (aq) NaHCO3 (aq) + NaCl (aq)
Stap 2: HCl (aq) + NaHCO3 (aq) CO2 (g) + H2O (l) + NaCl (aq)
Totale reactie: 2 HCl (aq) + Na2CO3 (aq) CO2 (g) + H2O (l) + 2 NaCl (aq)
Toets3. Wanneer verwacht je belletjes en dus
gasvorming te kunnen zien bij de reactie tussen natriumcarbonaat en zoutzuur?
3. Alleen bij de eerste stap.
a) Alleen bij de tweede stap.
b) Bij stap één en twee.
c) Er onstaan helemaal geen bellen.
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Achtergrond• Alle stappen kun je waarnemen in de
titratiecurve. Je kunt tijdens de titratie het pH verloop volgen met een pH sensor.
• Het equivalentiepunt is daar, waar de curve het stijlste loopt. Het aantal molen zuur is hier gelijk aan het aantal molen Base.
• Voor polyprotische zuren is er een equivalentiepunt voor elk waterstof atoom dat afgegeven wordt.
Equivalentie- punt
Equivalentie-punt
Toets4. Hoeveel equivalentiepunten verwacht je te zien
bij een diprotische reactie?
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
Diprotische titratiecurve
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Veiligheid• Volg de algemene veiligheidsregels die in je lokaal
gelden nauwkeurig op.• Zoutzuur is een sterk zuur: voorkom dat het op je
handen of in je ogen komt.• Was je handen na het werken met chemicaliёn,
apparaten en glaswerk.• Zorg ervoor, dat alle chemische afvalstoffen volgens de
regels worden afgevoerd.
BE SAFE Was altijd je
handen als je klaar bent.
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Materialen en benodigdhedenVerzamel al deze materialen, voordat je begint.• druppelteller• pH sensor• buffer oplossing pH 4, 25 ml• buffer oplossing pH 10, 25 ml• 2 bekerglazen van 50 ml• magneetroerder• roervlo• trechter• statief
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Materialen en benodigdhedenVerzamel al deze materialen, voordat je begint.• buret• buretklem• statiefklem• bekerglas, 250-ml• weggooi pipet• maatcilinder, 100-ml• maatcilinder, 50-ml• spuitfles met demiwater
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Materialen en benodigdhedenVerzamel al deze materialen voordat je begint.• vat voor vloeibaar afval• 200 ml gedistilleerd- of demiwater• zoutzuur 1.0 M, 50 ml• natriumcarbonaat oplossing, 50 ml afval gedist.
Water
Zet in de juiste volgorde
A. Sluit de buret als de pH < lager dan 2 is geworden en stop dan ook de meting. Bepaal het eind- volume van het zoutzuur.
B. Gebruik de gegevens die hebt je verzameld om de natriumcarbonaat concentratie uit te rekenen.
C. Zet de titratie opstelling in elkaar en kalibreer de pH sensor.
D. Meet en noteer het volume van de natriumcarbonaat- en de zoutzuur- oplossing. Start de meting en laat de buret druppelen.
De stappen links maken deel uit van dit practicum. Ze staan echter niet in de juiste volgorde. Zet alle stappen in de juiste volgorde en maak daar een foto van.
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Opstelling1. Verbind de pH sensor met het Spark science systeem.
2. Kalibreer de pH sensor:
a) Giet ongeveer 25 ml van de buffer met pH 4.0 in een bekerglas van 50 ml.
b) Giet ook 25 ml van de buffer met pH 10 in een tweede bekerglas.
c) Neem de pH sensor uit de bewaarvloeistof en spuit het uiteinde grondig schoon met demiwater.
d) Lees de aanwijzingen over hoe je de kalibratie precies moet uitvoeren op de volgende bladzijde.
Buffer oplossingen en pH sensor
Diprotische titratie en meerstaps reacties
IJken van de pH sensor: Let op: Gedurende de ijking is het niet mogelijk naar deze pagina terug te keren.
1. Open het Calibratie Sensor scherm: a) Druk op b) Druk op CALIBRATE SENSOR
2. Overtuig je dat de juiste meting is geselecteerd:c) Sensor: (Naam van de
sensor) Meting: pH Calibration Type: 2 punten
b) druk op NEXT
3. IJkpunt 1: a) Plaats de electrode in buffer oplossing
pH 4. b) Vul 4.0 in als de pH in het Standard
Value veld onder Calibration Point 1. c) Druk op Read From Sensor onder
Calibration Point 1. d) Maak de pH sensor schoon met
gedistilleerd water.
4. IJkpunt 2:e) Herhaal dit zoals in punt 1 maar
gebruik hier buffer oplossing pH 10 . f) Druk op OK om uit het callibratie
scherm te gaan en druk nogmaals op OK om terug te keren naar je proef.
Vr.1: Zal een ongekalibreerde pH sensor nauwkeurige resultaten geven?
Opstelling3. Verbind de druppelteller met het Spark science
systeem.
4. Zet de titratie opstelling in elkaar.
Buretklem
Statief
Statiefklem
Druppel teller
Bekerglas 250 ml
Buret
pH sensor
Roervlo
Magnetische roerder
Vr.2: Waarom moet je nog een beetje titratievloeistof door de druppelteller weg laten lopen?
Opstelling
gesloten
5. Gebruik een weggooi pipet om met een paar ml zoutzuur de buret voor te spoelen.
6. Laat het zoutzuur weer uit de buret lopen en gooi weg in de afvalbeker.
7. Herhaal dit 2 keer.
8. Zorg ervoor, dat de kraan op de buret dicht staat! Vul nu de buret met ongeveer 50 ml zoutzuur met behulp van de glazen trechter.
9. Laat een beetje zoutzuur door de druppelteller lopen en gooi dit ook weg.
Vr.3: Hoe kan de groene Led op de druppelteller je helpen om te zien of het zoutzuur in aparte druppels valt?
Opstelling10. Oefen met de kraan vande buret, zodat je in
staat bent om de druppels stuk voor stuk te laten vallen met een snelheid van zo’n 2 of 3 druppels per seconde.
Opgelet: Dit is belangrijk, want als het zoutzuur als een stroompje , in plaats van druppel voor druppel, uit de buret loopt, moet je opnieuw beginnen.
11.Sluit de buretkraan en haal het bekerglas met afval weg.
Opstelling12. Bepaal het beginvolume van het zoutzuur op
een 0.01 ml nauwkeurig.
13.Pas met de 100 ml maatcilinder 100.0 ml gedistilleerd water af en schenk dit in een schoon bekerglas van 250 ml.
14.Pas met de 50 ml maatcilinder 20 ml Na2CO3 oplossing van 0.5 M af en voeg deze toe aan het bekerglas met water. Noteer het precieze volume van het natriumcarbonaat in de tekstruimte op de volgende pagina.
Vr.4: Noteer het beginvolume en de concentratie van het zoutzuur hieronder.
Vr.5: Noteer het volume van de toegevoegde Na2CO3 oplossing hieronder.
Opstelling15. Voeg de roervlo toe aan het bekerglas met de Na2CO3
oplossing, steek de pH sensor er in en zet het geheel op de magneetroerder onder de buret.
16. Schakel de magneetroerder in en laat deze matig draaien.
Let op: De onderkant van de pH sensor moet onder de vloeistof
staan.
1. Druk op om de meting te starten.
2. Draai de buretkraan langzaam open, zodat er 2 tot 3 druppels per seconde uitkomen.
3. Ga door met het verzamelen van meetgegevens tot de zuurgraad zich onder pH 2 stabiliseert.
Meten
Ga naar de volgende pagina.
Vr.6: Welke reactie vindt plaats aan het begin van de titratie tussen de begin pH van +/-12 en van pH 8?
Vr.7: Wat gebeurt er als de pH onder de 8 zakt? Verklaar wat je ziet gebeuren?
4. Als de pH van de oplossing stabiliseert, onder een pH van 2, sluit dan de buretkraan.
Meten
Ga naar de volgende pagina.
Meten5. Druk op om de meting te
stoppen.6. Bepaal het volume van het
zoutzuur dat in de buret achterblijft.
a) Vul het eindvolume van zoutzuur in in het tekstvlak hiernaast.
b) Vul nu ook het beginvolume hiernaast in.
c) Trek het beginvolume van het eindvolume af en noteer het verbruikte volume zoutzuur.
*Werkboek bekijken: 1. Druk op om het
journaal scherm te openen. 2. Druk op of om door
de pagina’s van je werkboek te scrollen.
3. Klik de miniatuur afbeelding aan om de pagina te openen.
Gegevensverwerking1. Bepaal het volume van het zoutzuur dat je in de titratie
verbruikt hebt door de stappen hieronder te volgen.
Volume HCl = Eindvolume HCl – Beginvolume van HCl
Letop: Het begin- en eindvolume HCl heb je eerder in je werkboek vastgelegd. Zoek ze nu op.*
*Een formule maken:1. Druk op om het palet te
openen. 2. Druk op CALCULATED DATA
om de rekenmachine te openen.
3. Voer de berekening in. 4. Druk op Measurements om
de gegevens in de berekening in te vullen.
Let op: [Aantal druppels] = de meetgegevensVolume van de titrant = het verbruikte aantal ml HCl (in
het werkboek)Eindstand aantal druppels = totaal aantal toegevoegde
druppels (staat hier rechts)
Gegevensverwerking : HCl2. Maak een formule* om het aantal druppels om te
zetten in milliliters (ml).
Berekende volume = (aantal druppels)*(volume titratie vloeistof)/ (eindstand aantal druppels)
3. Zoek de hellingshoek en de pH op het eerste equivalentiepunt. Dit is het punt waar de grafiek het stijlste verloopt.*
*Het equivalentiepunt vinden:1. Tik om het palet te
openen.2. Druk op en wijs 2 punten
aan in het stijlste deel. 3. Druk op en dan op
om de hellingshoek en de plaats te zien.
4. Druk op en om het stijlste punt te vinden.
5. Druk op om het equivalentiepunt vast te leggen.
4. Zoek de hellingshoek en de pH op het tweede equivalentiepunt. Dit is het punt waar de grafiek het stijlste verloopt.*
*Het equivalentiepunt vinden:1. Tik om het palet te
openen.2. Druk op en wijs 2 punten
aan in het stijlste deel. 3. Druk op en dan op
om de hellingshoek en de plaats te zien.
4. Druk op en om het stijlste punt te vinden.
5. Druk op om het equivalentiepunt vast te leggen.
*De variabele op x- of y-as veranderen:
1. Druk op om het palet te openen.
2. Druk op om het grafiek menu te openen.
3. Druk op Measurement en kies de juiste grootheid voor beide assen.
5. Verander de x-as om het volume HCl te laten zien.* (Druk op om de assen aan te passen).
6. Bepaal de hoeveelheid HCl, die je hebt toegevoegd op het eerste equivalentiepunt, door op en dan op equivalentiepunt te drukken (gebruik of ).
7. Druk op en op om het volume en de pH te zien.
8. Druk op en vul het volume in. Herhaal de stappen 6- 8 voor het tweede equivalentiepunt.
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Gegevensverwerking9. Bereken de concentratie Na2CO3 op het eerste equivalentiepunt:
a) Bereken hoeveel mol HCl je hebt toegevoegd uit het volume en de concentratie van het zoutzuur .
b) Zet het aantal mol HCl om in het aantal mol Na2CO3 waarbij je de eerste stap van de reactie in gedachten houdt: HCl + Na2CO3 NaHCO3 + NaCl .
c) Gebruik het begin volume en het aantal mol Na2CO3 om de concentratie Na2CO3 te bepalen.
Diprotische titratie en meerstaps reacties
10. Bereken de concentratie Na2CO3 op het tweede equivalentiepunt.a) Bereken hoeveel mol zoutzuur je hebt toegevoegd uit het volume en de
concentratie van het zoutzuur.b) Zet het aantal mol HCl om in het aantal mol Na2CO3 waarbij je de tweede stap van de
reactie in gedachten houdt: 2 HCl + Na2CO3 CO2 + 2 NaCl + H2Oc) Gebruik het beginvolume en het aantal mol Na2CO3 om de concentratie
Na2CO3 te bepalen.
Gegevensverwerking
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Gegevensverwerking11. Bereken het gemiddelde van de
concentraties die je voor het eerste en het tweede equivalentiepunt gevonden hebt. Laat je werk zien.
equivalentie- punt
equivalentie- punt
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Analyseren1. Wanneer begonnen door vorming van CO₂ belletjes
zichtbaar te worden?
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Analyseren2. Schrijf de reactievergelijkingen op, als aparte stappen, die samen de bruto
vergelijking vormen:
2HCl(aq) + Na2CO3(aq) → CO2(g) + 2NaCl(aq) + H2O(l)
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Analyseren 3a. Voordat je het eerste equivalentiepunt bereikte zat er in het bekerglas een mengsel
van waterstofcarbonaat en carbonaat ionen. Welk van deze twee neemt gemakkelijker waterstof ionen op?
3b. Hoe zie je dat?
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Analyseren4a. Na het eerste equivalentiepunt ontstond er snel veel koolstofdioxide. Zaten er toen
nog carbonaat ionen in de oplossing?
4b. Wat denk je dat het eerste equivalentiepunt betekent?
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Analyseren5. De productie van bellen stopte op het tweede
equivalentiepunt. Wat valt je op over het volume HCl dat nodig is om elk equivalentiepunt te bereiken?
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Analyseren6. Waarom stopte de productie van bellen bij
het tweede equivalentiepunt? DENK NA!
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Samenvatting1. Het eindpunt van een reactie is vaak het uitgangspunt van een andere chemische
reactie. Geef hiervan een voorbeeld in de reacties van dit experiment.
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Samenvatting2a. Bereken het aantal mol CO₂ dat gevormd is in de reactie.
Laat je werk zien.
2b. Wat is de beperkende factor?
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Samenvatting3. Bereken hoeveel liter CO₂ gevormd is. Ga uit van de standaard temperatuur en druk.
Laat je werk weer zien.
Meerkeuze vraag1. In een zuur-base titratie geeft het
equivalentiepunt weer ___________.
a) Het punt waar hetzelfde aantal molen van zuur en base aanwezig zijn.
b) Het punt waarop de buret leeg is.
c) Het punt waarop de pH het hoogst is.
d) Het punt waarop de pH het laagst is.
equivalentie- punt
titratiecurve
Meerkeuze vraag2. Koolzuur is een diprotisch zuur. Waarom?
a) Omdat het reageert met een base.
b) Omdat het twee watersof ionen heeft die afgegeven kunnen worden.
c) Omdat koolstofdioxide geproduceerd wordt.
d) Omdat het zowel als zuur als base kan reageren.
H2CO3
Meerkeuze vraag3. Hoeveel equivalentiepunten treden op
bij de titratie van een diprotisch zuur?
a) 0
b) 1
c) 2
d) 3
Meerkeuzevraag4. Welk soort zuur geeft een titratiecurve als deze
________ ?
a) monoprotisch b) diprotisch
c) triprotisch d) tetraprotisch
Specifiek type zuur Aantal af te staan H+ ionen
monoprotisch
diprotisch
triprotisch
1
2
3
Meerkeuze vraag5. Welk gas komt vrij als een zuur met
natriumcarbonaat reageert?
a) Waterstof
b) Zuurstof
c) Methaan
d) Koolstofdioxide
???
Diprotische titratie en meerstaps reacties
GefeliciteerdJe hebt je onderzoek klaar.Volg de instructies van de docent om alles op te ruimen en de resultaten van het onderzoek door te geven.
Diprotische titratie en meerstaps reacties
Naslag1.CUP WITH GAS http://www.freeclipartnow.com/food/beverages/soda/soft-drink-icon.jpg.html2.BEAKER http://freeclipartnow.com/science/flasks-tubes/beaker.jpg.html3.CORROSIVE WARNING http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:DIN_4844-2_Warnung_vor_Aetzenden_Stoffen_D-W004.svg4.BE SAFE http://freeclipartnow.com/signs-symbols/warnings/safety-hands.jpg.html5.VINEGAR (DISTILLED WATER) http://freeclipartnow.com/household/chores/cleaners/vinegar.jpg.html6.BURETTE http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Burette.svg7.BEAKER http://www.freeclipartnow.com/science/flasks-tubes/beaker-2.jpg.html8.HYDROXIDE ION http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydroxide-3D-vdW.png9.THINK SIGN http://www.freeclipartnow.com/education/signs/think.jpg.html10.CALCULATE CLIP ART http://www.freeclipartnow.com/education/supplies/ruler-and-calculator.jpg.html