รู้รอบเรื่อง เคมี

ลำดับตอนที่ #40 : การไทเทรต

การไทเทรต กรด-เบส (Acid-Base Titration)

เป็นกระบวนการวิเคราะห์หาปริมาณของกรดหรือเบส โดยให้สารละลายกรดหรือเบสทำปฏิกิริยาพอดีกับสารละลายมาตรฐาน เบสหรือกรดซึ่งทราบความเข้มข้นที่แน่นอน และใช้อินดิเคเตอร์เป็นสารที่บอกจุดยุติ ด้วยการสังเ กตจากสีที่เปลี่ยน ขณะไทเทรต pH จะเปลี่ยนไป ถ้าเลือกใช้อินดิเคเตอร์เหมาะสม จะบอกจุดยุติใกล้เคียงกับจุดสมมูล

จุดสมมูล (จุดสะเทิน = Equivalence point)

คือจุดที่กรดและเบสทำปฏิกิริยาพอดีกัน จุดสมมูลจะมี pH เป็นอย่างไร< wbr>นั้นขึ้นอยู่กับชนิดของกรดและเบสที่นำมาไทเทรตกัน และขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของกรดและเบส

จุดยุติ (End point)

คือจุดที่อินดิเคเตอร์เปลี่ยนสี ขณะไทเทรตกรด-เบสอยู่ จุดยุติจะใกล้เคียงกับจุดสมมูลได้นั้น จะ ต้องเลือกอินดิเคเตอร์เหมาะสม ในทางปฏิบัติถือว่าจุดยุติ เป็นจุดเดียวกับจุดสมมูล

การหาความเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอริก โดยการไทเทรตชัน

ข้อ	สารที่เข้าทำปฏิกิริยา	pH ของจุดสะเทิน	อินดิเคเตอร์
1.	กรดแก่ + เบสแก่	= 7	ได้เกือบทุกชนิด
2.	กรดแก่ + เบสอ่อน	น้อยกว่า 7	เปลี่ยนสีเมื่อpH < 7
3.	กรดอ่อน + เบสแก่	มากกว่า 7	เปลี่ยนสีเมื่อpH > 7

a) ตวงปริมาตรของสารละลายกรดด้วยปิเปดต์ใส่ขวดชมพู่
b) ไทเทรตสารละลายมาตรฐานจากบิวเรตต์ ลงในขวดชมพู่ที่มีสารละลายกรดไฮโดรคลอริกอยู่ด้วย
c) การไทเทรตกรด-เบสจนถึงจุดยุติโดยสังเกตจากอินดิเคเตอร์เปลี่ยนสี
d) อ่านปริมาตรของสารละลายเบส (สารละลายมาตรฐาน) ที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาพอดีกับสารละลายกรดนี้ บันทึกข้อมูล 

การหาจุดยุติ

1.ดูจากการเปลี่ยนสีของอินดิเคเตอร์(ดูจากตารางด้านบน)

ไม่นิยมไทเทรตกรดอ่อนกับเบสอ่อนเพราะช่วง pH เปลี่ยนแปลงสั้นมากทำให้อาจคำนวณผิดพลาดไดการคำนวณความเข้มข้นจากการไทเทรต mol = NV/1000, N = [mol x 1000]/V

ความรู้เก่า

N = mol/dm³ V = cm³ mol = จำนวนmolของสารกรณีเป็นการเติมของแข็งการเปลี่ยนหน่วยความเข้มข้น

mol/dm³ = % x 10 x d

mol/dm³ = % x 10/มวลโมเลกุล ใช้ในหน่วย มวล/ปริมาตร **** ทั้ง 2 สูตรนี้ใช้ในกรณีที่โจทย์ระบุความเข้มข้นในหน่วยดังกล่าวเป็น %

/มวลโมเลกุล (d = ความหนาแน่น) ใช้ในกรณีหน่วยเป็น มวล/มวล หรือ ปริมาตร/ปริมาตร

Ex1.จะต้องใช้ NaOH 5 mol/l กี่ cm³ จึงทำปฏิกิริยาพอดีกับ H₂SO₄ 2 mol/l จำนวน 200 cm³

Ex2. ต้องการไทเทรต เบสแก่X เข้มข้น 0.5 mol/dm³ จำนวน 500 cm³ จะต้องใช้ กรด Monoprotic เข้มข้น 0.3 mol/dm³ กี่ dm³ ถ้า X แตกตัวได้ 200 %

Ex3. ทินพรอยากทราบว่าในน้ำหมากของคุณยายมีส่วนผสมของ Ca(OH)₂ อยู่เท่าใด ถ้าเขานำน้ำหมากมา 150 cm³ มาไทเทรตกับ HCl เข้มข้น 0.01 mol/dm³ ปรากฎว่าใช้ไป 75 cm³

Ex4.กรดแก่โมโนโปรติก จำนวน 7.5 g ทำปฏิกิริยาพอดีกับ NaOH ที่มี pH 12 จำนวน 200 cm³ ถ้านำกรดนี้มา 80 g ละลายน้ำได้สารละลาย

4 ลิตร สารละลายนี้มีค่า pOH เท่าใด

Ex5.โลหะ X 0.72 g ละลายได้หมดในกรด HCl เข้มข้น 1 mol/dm³ ปริมาตร 100 cm³ ซึ่งเมื่อสะเทินกรดนี้ด้วย NaOH ที่มากเกินพอ เข้มข้น

1 mol/dm³ จะต้องใช้ 40 cm³ ถ้ามวลอะตอมของ X = 24 เลข Oxidation ของโลหะ X ในสารประกอบคลอไรด์มีค่าเท่าใด

.

Ex 6. กรดอินทรีย์( C_XH_YCOOH) ซึ่งมีไฮโดรเจน 7 % เมื่อนำกรดนี้มา 0.43 g ทำปฏิกิริยาพอดีกับ NaOH เข้มข้น 0.1 mol/dm³ ปริมาตร

50 cm³ จงหาสัดส่วน X/Y

Ex7.แอนตาซิลเป็นยาลดกรดมีส่วนประกอบของ Mg(OH)₂ อยู่ 29 % โดยมวล/มวล นอกนั้นเป็นส่วนผสมของแป้ง ถ้ายานี้หนักเม็ดละ

0.2 g จะต้องใช้ยานี้กี่เม็ดในการทำปฏิกิริยาพอดีกับ HCl เข้มข้น 0.02 mol/l 300 cm³

Ex8.วิตามิน C มีกรดแอสคอร์บิก( H₂C₆H₆O₆)ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่สำคัญ เมื่อนำวิตามิน C มา 0.1 g มาติเตรตกับ NaOH เข้มข้น 0.02

mol/l จะต้องใช้ NaOH 5 cm³ จงหา % ของกรดแอสคอร์บิกในวิตามินซี

Ex9.ในการถลุงแร่จะเกิดก๊าซ SO₂ เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำในอากาศจะเกิดเป็นฝนกรดดังสมการ

CuFeS₂ + O₂

                    Cu₂S + 2FeO + 3SO₂

ถลุงแร่ 10 ตัน ได้แร่นี้ เพียง 0.05 % ถ้าวันนี้โรงงานถลุงแร่ 200 ตัน และเขาต้องการกำจัดก๊าซ SO₂ ที่เกิด โดยการผ่านน้ำและมาทำปฏิกิริยากับ Ca(OH)₂ จะต้องใช้ Ca(OH)₂ เข้มข้น 10 mol/l เท่าใดในการทำปฏิกิริยาให้พอดี(หน่วย dm³)

Ex 10.ในการผลิตน้ำยาขัดห้องน้ำพบว่า HCl เป็นส่วนประกอบที่สำคัญในการผลิต โดยจะใช้ HCl 5 % มวล/ปริมาตร จำนวน 500 cm³ ต่อส่วนประกอบอย่างอื่น ถ้า อ.ลักษมี ต้องการกำจัดคราบหินปูนในห้องน้ำ (CaCO₃) จำนวนหนึ่ง ถ้า อ.หมีใช้น้ำยาขัดห้องน้ำไปแล้วเกิดก๊าซ CO₂ นำก๊าซนี้ไปละลายน้ำแล้วไทเทรตกับ NaOH เข้มข้น 1 mol/l พบว่าใช้ไป 50 cm³ อยากทราบว่า อ.หมีใช้น้ำยาขัดห้องน้ำไปเท่าใด และ อ.หมีสามารถกำจัดหินปูนไปได้กี่กรัม

a.mol.1000 = bN₂V₂

a x g/M x 1000 = bN₂V₂