Esperienza di fisica

Materie:	Appunti
Categoria:	Fisica
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Data:	17.12.2001
Numero di pagine:	4
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Esperienza n ° 3 : PREPARAZIONE DI SOLUZIONI TAMPONE E VERIFICA DEL PH.

Lo scopo dell'esperienza è preparare soluzioni , verificarne le proprietà e confrontare i valori di ph determinati sperimentalmente con quelli calcolati.
SOLUZIONI TAMPONE
Per preparare le soluzioni tampone occorrono le soluzioni delle sostanze qui di seguito elencate :
Sostanze di partenza
Massa molare
CH3 COOH
60.05 g / mol
CH3 COONa
82.03 g / mol
NaOH
-------
HCl
-------
Nelle reazioni di laboratorio , nei tessuti delle piante e degli animali, è importante mantenere il ph all’interno di un ristretto intervallo di valori. I nostri tessuti utilizzano una combinazione di composti, nota col nome di soluzione tampone ,adoperata per mantenere il ph invariato, malgrado l’aggiunta di acidi o basi
I due generi più comuni di soluzioni tampone sono quelle costituite da una soluzione contenente un acido debole con il sale dell’acido debole e una contenente una base debole con il sale della base debole. Come esempio di soluzione tampone , consideriamone una contenente acido acetico e acetato di sodio (un sale solubile del CH3COOH) .Il CH3COONa è completamente dissociato nei suoi due ioni costituenti, mentre CH3COOH è dissociato solo parzialmente.
CH3COONa H2O Na + + CH3COO -
CH3COOH + H2O H3O + + CH3COO- ( reversibile )

Sia l’acido acetico (acido debole) che il suo sale , producono l’anione CH3COO- .
PROCEDIMENTO
Prepariamo la nostra soluzione di partenza prelevando ,con una pipetta da 5 mL munita di pompetta aspirante a tre valvole, 0.28 ml di acido acetico e ponendolo all’interno di un matraccio* tarato da 100 mL. A questo punto ,aggiungiamo nello stesso matraccio acqua distillata e portiamo a volume; la soluzione così ottenuta può essere posta in una bottiglia di polietilene. Ripetiamo il suddetto procedimento con l’acetato di sodio. Introduciamo 0.41 g di CH3COONa nel matraccio e lasciamolo sciogliere con un po’ di acqua distillata , portiamo a volume con acqua distillata. La soluzione viene poi posta in una seconda bottiglia di plastica.
Dopo le soluzioni di partenza, possiamo preparare le soluzioni tampone.
*( matraccio ) = E’ un contenitore di vetro che serve a prelevare campioni precisi di volume di un liquido.
Fasi di preparazione:

Preparare 100ml di ciascuna delle soluzioni precedentemente preparate.
Avendo a disposizione due burette, riempirle rispettivamente con acido acetico e sodio acetato. E ripetere poi l’operazione con idrossido di sodio e acido cloridrico , dopo aver sciacquato con acqua distillata le due burette.
Seguendo quanto scritto nella tabella n° 2, prepariamo la soluzione tampone A con 25.0 mL di CH3COOH e 25.0 mL di CH3COONa e portiamo la soluzione a volume (100mL ) aggiungendo 50 mL di acqua distillata con una buretta munita di serbatoio.
Passiamo ora alla preparazione della soluzione tampone B: composta da 25.0 mL di acido acetico e 12.5 mL di idrossido di sodio ( NaOH ). Misuriamo nella buretta 62.5 mL di acqua distillata e uniamola alla soluzione, posta precedentemente nella bottiglia B, in modo che essa venga portata a volume.
Infine prepariamo la soluzione tampone C ( facendo sempre riferimento ai dati riportati nella Tab. n° 2 ) con 25.0 mL di sodio acetato e 12.5 mL di acido cloridrico . Portiamo la soluzione a volume aggiungendo nella bottiglia di polietilene C, 62.5 mL di acqua distillata.
Calcoliamo il volume di CH3COOH e le masse delle altre sostanze necessarie per preparare 100mL di soluzioni 0.05M.
Volume di CH3COOH : M = moli / volume ; moli = M x L
0.05 M x 0.1 L = 5 x 10^- 3 mol .
Densità = massa / volume = 0.3 g / 1.049 g/mL = 0.28 mL
Massa di CH3COOH : moli = g / Peso molecolare g = moli x
P.M. = 5 x 10^ - 3 x 60.05 g/mol = 0.3 g
Massa di CH 3COONa : M = moli / volume ; moli = M x L = 0.05M x 0.1L = 5 x 10^ - 3 moli
g = 5 x 10^ - 3 x 82.03 g/mol = 0.41 g
Inseriamo i dati rilevati in tabella :
Tabella n ° 1
Sostanze di partenza
Massa molare
Massa o volume (calcolato)
Massa o volume (misurato)
Molarità della soluzione
CH3COOH
60.05 g/mol
0.28 mL
25.0 mL
0.05 M
CH3OONa
82.03 g/mol
0.41 g
25.0 mL
0.05 M
NaOH
---
---
---
---
HCl
---
---
---
---
( * ) Densità dell’acido acetico glaciale : 1.049 g / mL
Tabella n ° 2
Soluzione tampone
CH3COOH
CH3COONa
NaOH
HCl
H2O
A
25.0 mL
25.0 mL
50.0 mL
B
25.0 mL
12.5 mL
62.5 mL
C
25.0 mL
12.5 mL
62.5 mL
Calcoliamo i valori del pH delle soluzioni tampone A, B e C , sapendo che la costante di dissociazione acida di CH3COOH è:
Ka = 1.76 x 10^-5 , dove K = [ CH3COO- ] [H+ ] = 1.76 x 10^-5

[ CH3COOH ]
All’equilibrio si ha lo stesso numero di moli di acido acetico e ione sodio acetato, per cui :
K = n [ H +] = pKa = pH
n
poiché la costante pKa equivale a - log Ka e il pH equivale a -log[H+].
Sarebbe : - logKa = pH ; -log (1.76 x 10 ^ -5 ) = 4.75
L’errore percentuale è dato da : valore teorico – (valore assoluto)

Valore teorico

Tabella n ° 3
Soluzione tampone
Ph misurato
Ph calcolato
Errore percentuale
A
4.49
4.75
5%
B
4.48
4.75
5%
C
4.46
4.75
6%
B + NaOH
4.44
4.75
6%
A + NaOH
4.40
4.75
7%
Soluzione tampone
Diluizione 1:2
pH
Diluizione 1:5
pH
Diluizione 1:10
pH
A + NaOH
4.38
4.50
4.47
C + NaOH
3.90
4.48
4.41
Tabella n ° 4
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