Приготовление растворов кислоты и щелочи для исследований
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ………………………………………………………………………...3
1.Теоретическая часть исследования ………………………………………….4
2.Экспериментальная часть исследования …………………………………….6
3.Заключение …………………………………………………………………. ..11
4.Список используемой литературы …………………………………………..12
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Получение простых, дешевых, доступных для каждого ученика
индикаторов.
Объект исследования: растения пришкольного учебно-опытного участка, дендрария,
коллекция комнатных растений кабинета.
Предмет исследования: растворы растительных индикаторов.
Цель исследования: изучить пигменты некоторых растений и возможность их использования
в качестве кислотно-щелочных индикаторов и красящих веществ.
Задачи исследования:
1.Приготовить растительное сырье, а также водные отвары сырья для исследования на
изменение цвета в кислой и щелочной среде.
2.Исследовать изменение цвета полученных водных отваров в кислой и щелочной среде.
3.Определить, какие из исследованных растворов можно использовать в качестве
индикаторов.
4.Определить интервалы изменения окраски некоторых выявленных индикаторов.
Рабочая гипотеза: растворы растительных индикаторов можно приготовить
самостоятельно и применять в химической лаборатории и домашних условиях при
необходимости определения среды раствора.
Практическая значимость: выявлены растения, отвары и спиртовые растворы которых
|
|
|
могут использоваться в качестве растительных индикаторов для определения рН среды
раствора.
Методы исследования: 1) изучение литературы, 2) эксперимент, 3) наблюдение, 4)
аналитическая деятельность.
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
Диссоциация воды. Водородный показатель. Индикаторы.
Чистая вода очень плохо проводит электрический ток, но все же обладает измеримой электропроводимостью, которая объясняется небольшой диссоциацией воды на ионы:
Н2О ↔Н+ + ОН- (1)
Таким образом, вода – это слабый амфотерный электролит. О степени диссоциации воды можно судить по так называемому ионному произведению воды, которое определяется различными методами, в частности по величине электропроводности чистой воды. Ионное произведение воды можно рассматривать как константу диссоциации воды. Записывается оно следующим образом:
К=[H]+.[OH]- (2)
В воде и разбавленных водных растворах произведение концентраций ионов водорода и гидроксид – ионов есть величина постоянная (при неизменной температуре). Так, при 250С в чистой воде [Н]+ =[ОН]- = 1 . 10-7 моль/дм3. поэтому для указанной температуры:
Кw = [Н]+ . [ОН]- = 10-7 .10-7 = 10-14 (3)
|
|
|
В зависимости от концентрации ионов водорода в водных растворах различают три типа среды: нейтральную, щелочную и кислую.
Среда растворов Таблица1
| Среда раствора | |||
| кислая | нейтральная | щелочная | |
| Концентрация ионов водорода (моль/дм3) | [H]+>10-7 | [Н]+ = [ОН]- = 10-7 | [Н]+ < 10-7 |
| Водородный показатель (pH) | pH < 7 | pH = 7 | pH > 7 |
Индикаторы химические – это вещества, введение которых в анализируемый раствор позволяет установить конец химической реакции или концентрацию водородных ионов по легкозаметному признаку. Индикаторы используют главным образом в титриметрическом анализе (для определения конечной точки титрования). В присутствии индикаторов в этой точке (или вблизи нее) могут наблюдаться изменение цвета, появление или исчезновение мутности, свечение и т.д., обусловленные изменением определенного свойства исследуемого раствора.
Кислотно-основные индикаторы - вещества, изменяющие свою окраску при изменении водородного показателя (pH) среды. Механизм химико-физических процессов, вызывающих изменение окраски индикаторов, оставался неясным до конца XIX века, и только В. Оствальдом (1894) была предложена ионная теория индикаторов, основанная на теории электролитической диссоциации. Согласно этой теории индикаторы рассматриваются как органические кислоты или основания, у которых недиссоциированные молекулы и ионы имеют различную окраску. Так, например, у лакмуса в водных растворах неионизированные молекулы имеют красную окраску, анионы - синюю. .Реакцию ионизации этого соединения можно выразить следующей схемой: Hind ↔ H+ + Ind-, т.е. молекулы лакмуса в данном случае играют роль донора против, и если к раствору добавить 1-2 капли раствора гидроксида натрия, то ОН--ионы соединятся с Н+-ионами и образуют молекулу воды. Поэтому равновесие сдвинется вправо и окраска раствора станет синей вследствие появления ионов Ind-.
|
|
|
При добавлении 1-2 капель раствора хлороводородной кислоты равновесие сменится в сторону образования Hind, и раствор приобретает красную окраску. В случае нейтральной реакции молекулы и ионы Hind и Ind- будут находиться в эквивалентном количестве, и цвет раствора станет фиолетовым. Следовательно, одни индикаторы будут донорами протонов – это кислотные индикаторы, а другие могут играть роль акцепторов Н+-ионов, т.е. будут основными согласно схеме: IndOH + H+ ↔ Ind+ + H2O. Индикаторы, имеющие две окрашенные формы, называют двухцветными (лакмус, метилоранж, метиловый красный и др.), а имеющие только одну окрашенную форму – одноцветными (фенолфталеин, паранитрофенол и др.). дальнейшие исследования показали, что теория Оствальда не полностью раскрывает действительное положение вещей. Как выяснилось, окраска индикаторов зависит не только от диссоциации (ионизации) молекул индикатора, но и от их структуры, наличия так называемых хромофорных и ауксомоформных группировок.
|
|
|
Важнейшие кислотно-основные индикаторы Таблица2
| Название индикатора | Цвет индикатора в различных средах | ||
| в кислой | в нейтральной | в щелочной | |
| Метиловый оранжевый | красный (pH<3.1) | оранжевый (3,3<ph<4,4)< span=""></ph<4,4)<> | желтый (pH>4,4) |
| Фенолфталеин | бесцветный (pH<8) | бесцветный (8<ph<9,8)< span=""></ph<9,8)<> | малиновый (pH>9.8) |
| Лакмус | красный (pH<5) | фиолетовый (5<ph<8)< span=""></ph<8)<> | синий (pH>8) |
При проведении анализа индикатор выбирают таким образом, чтобы интервал перехода окраски включал то значение pH, которое раствор должен иметь в точке эквивалентности. Наиболее часто анализы методом нейтрализации проводят с метиловым оранжевым, фенолфталеином, лакмусом.
- ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
- Подготовка растительного сырья
Для проведения исследований в летний и осенний период были собраны цветы различных дикорастущих и культурных растений. Затем цветы были засушены в тени при температуре 25-310С. Из засушенных цветов готовился водный отвар: навески сухих цветов (1г.) помещались в колбу, заливались дистиллированной водой (200 дм2) и кипятились в течение 10-15 минут. Полученный отвар охлаждался и фильтровался. Для гербария образцы растений засушивались в расправленном виде в газетной бумаге засушенные растения приклеивались при помощи скотча и клея ПВА в альбом.
Приготовление растворов кислоты и щелочи для исследований
Для проведения исследований были приготовлены растворы серной кислоты и гидроксида натрия различной молярной концентрации с использованием фиксаналов соляной кислоты (См = 0,1 моль/дм3; рН=1) и гидроксида натрия (См = 0,1 моль/дм3; рН = 13).
Молярная концентрация приготовленных растворов рассчитывалась по формуле:
См = m , где
M.V
См – молярная концентрация раствора моль/дм3; М – молярная масса растворенного вещества г/моль; m – масса растворенного вещества в граммах; n – количество вещества в моль; V – объем раствора в дм3.
Для приготовления 0,01М раствора исходный 0,1М раствор разбавляли дистиллированной водой в соотношении 1:9. Таким образом, были приготовлены с рН от 1 до 13 для исследования границы действия выявленных индикаторов.
Полученные растворы проверялись с помощью универсальной индикаторной бумаги. Изменение цвета бумаги в приготовленных растворах соответствовало цвету индикаторной бумаги при различных значениях рН на рисунке, который прилагается к универсальной индикаторной бумаге.
Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 153; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!