1.Temat: Oznaczanie kwasu ortofosforowego w Coca-Coli za pomocą miareczkowania wodorotlenkiem sodowym.

2. Wstęp teoretyczny:

Miareczkowanie potencjometryczne

Zasadniczy układ potencjometryczny składa się z dwóch elektrod: wskaźnikowej o potencjale zależnym od stężenia oznaczanego jonu i elektrody porównawczej o stałym potencjale w warunkach prowadzenia pomiaru. Powszechnie stosowaną elektrodą wskaźnikową jest elektroda szklana. Wygodne w użyciu zarówno w pomiarach laboratoryjnych jak i przemysłowych są elektrody kombinowane, zbudowane ze szklanej elektrody wskaźnikowej i chlorosrebrowej elektrody porównawczej, umieszczonych w jednej oprawie.

Miareczkowanie potencjometryczne polega na mierzeniu za pomocą czułego przyrządu różnicy potencjałów (lub zmiany pH badanego roztworu) między elektrodą wskaźnikową a elektrodą odniesienia w trakcie stopniowego dodawania roztworu miareczkującego. Dopóki stężenie jonów w roztworze zmienia się powoli, zmiany potencjału elektrody wskaźnikowej są niewielkie. Dopiero w pobliżu punktu równoważnikowego pojawia się gwałtowny skok potencjału.

Obrazem zmian zachodzących w roztworze podczas miareczkowania jest krzywa miareczkowania. Stanowi ona wykres w układzie współrzędnych prostokątnych, na którym na osi odciętych nanosi się objętość roztworu miareczkującego a na osi rzędnych stężenie oznaczanych jonów (np. jonów wodorowych lub pH roztworu). Przykładową krzywą miareczkowania potencjometrycznego przedstawiono na rys. l. Punkt równoważnikowy określa się graficznie w następujący sposób: wykreśla się dwie równoległe styczne do krzywej miareczkowania przed i po punkcie przegięcia i prowadzi się przez środek między nimi trzecią równoległą, której punkt przecięcia z krzywą miareczkowania wyznacza na osi odciętych liczbę cm3 odpowiadającą punktowi równoważnikowemu (PR) miareczkowania.

Miareczkowanie mocnego kwasu (zasady) mocną zasadą (kwasem).

Podczas miareczkowania mocnego kwasu mocną zasadą zachodzi reakcja zobojętniania. Mocne kwasy i mocne zasady są w roztworze całkowicie zdysocjowane, a kationy zasady i aniony kwasu pozostają nie zmienione, nie ulegają hydrolizie. Dlatego odczyn roztworu w punkcie równoważnikowym jest obojętny (pH=7).

Miareczkowanie słabego kwasu mocną zasadą:

Równocześnie z reakcją zobojętnienia przebiega reakcja odwrotna - hydroliza utworzonej soli. w punkcie równoważnikowym roztwór nie wykazuje odczynu obojętnego, lecz zasadowy (pH > 7).

Miareczkowanie słabej zasady mocnym kwasem

Zarówno w przypadku miareczkowania słabego kwasu mocną zasadą jak i podczas miareczkowania słabej zasady mocnym kwasem oprócz reakcji zobojętniania zachodzi reakcja hydrolizy tworzącej się soli. Roztwór w punkcie równoważnikowym wykazuje odczyn kwaśny (pH < 7).

3.Wyniki pomiarów i obliczenia:

1) Wykreślenie zależności pH od objętości wodorotlenku:

Punkt końcowy miareczkowania: pH=6,86 dla V=1 ml

2)Wyznaczenie wykresu pierwszej pochodnej ΔE/Δx=f(V):

Pk: ΔE/Δx=6,75 dla 1ml NaOH

3) Wykreślenie wykresu drugiej pochodnej Δ²E/Δx²=f(V):

Pk: Δ²E/Δx²=4,9 dla V=1ml

4) Obliczenie średniej wartości V_pk:

5)obliczenie ilości H₃PO₄ w Coca-Coli:

H₃PO₄ + 2NaOH -> Na₂PO₃ +H₂O

0,1 mola NaOH - 1000ml

X mola - 1ml => x= 0,0001mola

2 mole NaOH - 1 mol H₃PO₄

0,0001 mola NaOH- x moli H₃PO₄ => x= 0,00005 mola H₃PO₄ ( w 20 ml Coca-Coli)

0,00005 mola H₃PO₄ - 20 ml Coca-Coli

X mola - 1000 ml Coca-Coli => x=0,0025 mola H₃PO₄

4. Wnioski:

Doświadczenie miało na celu oznaczenie ilości kwasu ortofosforowego w Coca-Coli metodą miareczkowania potencjometrycznego. Dokonano tego miareczkując Coca-Colę 0,1M NaOH. Ilość H3PO₄ w2yznaczono trzema sposobami: metodą graficzną, metodą pierwszej pochodnej oraz metodą drugiej pochodnej. Okazało się, że wszystkie metody oznaczania kwasu są dokładne. Okazało się, że 1000 ml Coca-Coli zawiera 0,0025 mola kwasu ortofosforowego.