Titrering av ättiksyra med natriumhydroxid

Inledning

Du ska bestämma koncentrationen för en ättiksyralösning. Detta ska du göra genom att titrera med en natriumhydroxidlösning med känd koncentration.

Under tiden som du titrerar, ska du mäta pH med hjälp av en pH-meter. De värden du får ut ska du plotta i ett diagram i Excel. Med hjälp av diagrammet och dina mätningar ska du sedan beräkna

1. Ättiksyrans koncentration
2. pK_a för ättiksyran (genom att mäta ättiksyrans pH före NaOH tillsatts)
3. pK_a för ättiksyran ur titrerkurvan vid halvtiterpunkten.

Materiel

• Byrett, 50 ml
• pH-meter
• Ättiksyralösning, c:a 0,1 M
• Natriumhydroxidlösning, c:a 0,05 M (med känd koncentration)
• Stativ
• Byretthållare
• Bägare, 100 ml
• Vollpipett, 10 ml
• Peleusboll
• Mätcylinder, 10 ml
• Magnetomörare + loppa
• Avjonat vatten
• Fenolftaleinlösning

Titreringen av ättiksyran har passerat omslagspunkten och fenolftaleinet har slagit om till rött.

Gör såhär

1. Kalibrera pH-metern enligt instruktionerna på apparaten.
2. Förbered byretten för titrering med NaOH-lösning.
3. Montera byretten i stativet och fyll den med NaOH-lösning.
4. Mät upp 10,0 ml ättiksyra med vollpipett, och för över den till bägaren.
5. Mät upp c:a 10 ml avjonat vatten med mätcylindern, och skölj ner eventuella droppar av ättiksyra i bägaren.
6. Tillsätt några droppar fenolftalein.
7. Placera magnetomröraren med bägaren under byretten.
8. Mät ättiksyrans pH och anteckna värdet i ett Excel-dokument.
9. Beroende på vilket pH lösningen har, ska olika mycket NaOH tillsättas. Tabellen här till höger anger hur mycket natriumhydroxid som ska tillsättas vid olika pH på lösningen.

10. Anteckna lösningens pH-värde (gärna direkt i Excel) efter varje tillsats av natriumhydroxid.
11. Avsluta titreringen när lösningens pH ≥ 12.
12. Skölj pH-meterns elektrod med avjonat vatten, och placera den i bägaren med buffertlösning.
13. Använd mätvärdena i Excel för att göra ett diagram som visar lösningens pH som funktion av volym tillsatt NaOH.

Frågor att besvara

1. Ättiksyrans koncentration
   1. Skriv reaktionsformeln för neutralisationen
   2. Ekvivalenspunkten finner du där din titreringskurva är som allra brantast. Vid ekvivalenspunkten är \(n_{\text{NaOH}} = n_{\text{HAc}}\). Beräkna ättiksyrans koncentration med hjälp av ekvivalenspunkten.
2. pK_a ur startpunkten
   • Du mätte lösningens pH vid starten, och ovan (i fråga 1) beräknade du ättiksyrans koncentration. Använd de värdena för att beräkna ättiksyrans K_a och pK_a (kom ihåg att pK_a = −lgK_a).
3. pK_a ur halvtiterpunkten
   • Vid ekvivalenspunkten har all ättiksyra överförts till acetatjoner, Ac^–.
   • Vid halvtiterpunkten, d.v.s. då man tillsatt halva volymen NaOH, har hälften av allt HAc överförts till Ac^–. Då är alltså [HAc] = [Ac^–]. Detta ska du utnyttja för att beräkna ättiksyrans pK_a! Såhär:
   • \(K_{\text{a}} = \frac {[\text{Ac}^-][\text{H}_3\text{O}^+]}{[\text{HAc}]} = \frac {[\text{Ac}^-]}{[\text{HAc}]} \cdot [\text{H}_3\text{O}^+]\)
     
     men eftersom [HAc] = [Ac^–] blir \(\frac {[\text{Ac}^-]}{[\text{HAc}]} = 1\). Därmed blir \(K_{\text{a}} = [\text{H}_3\text{O}^+]\) och pK_a = pH.
   • Avläs pH-värdet vid halvtiterpunkten, och bestäm pK_a.

Riskanalys

Laborationen är måttligt riskfylld. Vid laborationen används utspädda syror och baser, vilka kan ge skador i ögonen. Därför ska skyddsglasögon bäras under hela laborationen. Vid stänk i ögonen, skölj omedelbart med mycket vatten och tillkalla läkare. Vid stänk på huden, skölj omedelbart med mycket vatten.