Diprotische titratie en meerstaps reacties. Met dit pictogram maak je een foto van de pagina. Door...

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?


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.


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


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.


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


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.


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


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


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 eindvolume 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.


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


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.


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.


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


Gegevensverwerking11. Bereken het gemiddelde van de

concentraties die je voor het eerste en het tweede equivalentiepunt gevonden hebt. Laat je werk zien.

equivalentiepunt

equivalentiepunt


Analyseren1. Wanneer begonnen door vorming van CO₂ belletjes

zichtbaar te worden?


Analyseren2. Schrijf de reactievergelijkingen op, als aparte stappen, die samen de bruto

vergelijking vormen:

2HCl(aq) + Na2CO3(aq) → CO2(g) + 2NaCl(aq) + H2O(l)


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?


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?


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?


Analyseren6. Waarom stopte de productie van bellen bij

het tweede equivalentiepunt? DENK NA!


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.


Samenvatting2a. Bereken het aantal mol CO₂ dat gevormd is in de reactie.

Laat je werk zien.

2b. Wat is de beperkende factor?


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.

equivalentiepunt

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

???


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.


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

Diprotische titratie en meerstaps reacties. Met dit pictogram maak je een foto van de pagina. Door...

Documents

Transcript of Diprotische titratie en meerstaps reacties. Met dit pictogram maak je een foto van de pagina. Door...