Jak przygotować roztwór wodorotlenku sodu

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


Roztwory wodorotlenku sodu są jednymi z najczęściej stosowanych w różnego rodzaju laboratoriach, od chemii po biologię i biochemię, by wymienić tylko kilka. Roztwory tej substancji rozpuszczonej w różnych stężeniach są wykorzystywane w wielu różnych zastosowaniach, począwszy od odczynników chemicznych do syntezy organicznej, środków miareczkujących w miareczkowaniach kwasowo-zasadowych, po przygotowanie i regulację pH różnych roztworów buforowych.

Każda aplikacja wymaga innego poziomu koncentracji. Podobnie, nawet w tych przypadkach, w których stosowane są roztwory o podobnych stężeniach, istnieją przypadki, w których ważne jest, aby znać to stężenie bardzo dokładnie z wyprzedzeniem, podczas gdy w innych konieczna jest jedynie znajomość przybliżonego stężenia.

Oznacza to, że przygotowanie roztworu wodorotlenku sodu nie jest prostą sprawą zważenia i rozpuszczenia substancji rozpuszczonej. W zależności od zastosowania wymagana będzie inna pielęgnacja. Również w niektórych przypadkach roztwory wodorotlenku sodu można przygotować bezpośrednio ze stałej substancji rozpuszczonej, ale w innych przypadkach wygodniej jest przygotować je przez rozcieńczenie bardziej stężonego roztworu wyjściowego.

Zacznijmy od zbadania, jak zrobić roztwór wodorotlenku sodu ze stałego odczynnika.

Przygotowanie roztworów wodorotlenku sodu ze stałego odczynnika

Najczęstszym sposobem przygotowania roztworu wodorotlenku sodu jest rozpuszczenie odczynnika w stanie stałym, a następnie rozcieńczenie do pożądanej objętości końcowej. Istnieją dwie różne sytuacje, które wymagają różnych procedur podczas przygotowywania rozwiązania.

Roztwory o przybliżonym stężeniu

W wielu sytuacjach wystarczy przygotować roztwory o przybliżonym stężeniu. Na przykład, gdy potrzebujemy stężonego roztworu, aby użyć go jako katalizatora w reakcji hydrolizy lub gdy potrzebujemy roztworu do zobojętnienia słabego kwasu w przygotowaniu roztworu buforowego.

W takich przypadkach nie jest konieczne podejmowanie nadmiernych środków ostrożności ani ostrożności podczas ważenia lub przygotowywania roztworu. Materiały potrzebne do przygotowania to:

naczynia szklane do przygotowywania roztworów NaOH
  • Odpowiedniej wielkości zlewka (powinna mieć objętość porównywalną z ilością przygotowywanego roztworu).
  • Kolba miarowa.
  • Waga analityczna.
  • Szpachelka.
  • Substancja ważąca lub, w przypadku jej braku, papier do ważenia.
  • Piseta (płukanie kolby).
  • mieszadło.
  • Lejek.

Przygotowanie roztworu

  • Krok 1: Zważ wodorotlenek sodu.

Za pomocą wagi lub papierka do ważenia i wagi analitycznej odważa się odpowiednią ilość wodorotlenku sodu. Zwykle występuje w postaci białych pereł o różnym stopniu czystości. Jeśli uzyskanie dokładnego stężenia nie jest ważne, nie jest wymagana szczególna ostrożność podczas ważenia odczynnika.

Podobnie, nawet w przypadkach, w których konieczna jest znajomość dokładnego stężenia otrzymanego roztworu, nie jest przydatne ważenie wodorotlenku sodu ze szczególną ostrożnością, ponieważ odczynnik ten ma tendencję do reagowania z dwutlenkiem węgla w powietrzu i zanieczyszczania. węglan sodu, więc masa tego odczynnika, którą ważymy, zawsze będzie przybliżona.

Masa wodorotlenku sodu do odważenia zależy zarówno od stężenia roztworu, który ma być przygotowany, jak i od całkowitej objętości końcowego roztworu. Poniższa tabela przedstawia masy wodorotlenku sodu, które należy odważyć, aby przygotować różne objętości roztworu NaOH o różnych stężeniach, wyrażone zarówno w molowości, normalności i procentach m/V.

Stężenie (M lub N) %m/V Objętość roztworu (ml) Masa NaOH (g)
0,1 0,4 100 0,40
0,1 0,4 200 0,80
0,1 0,4 250 1.00
0,1 0,4 400 1,60
0,1 0,4 500 2.00
0,1 0,4 1000 4.00
0,1 0,4 2000 8.00
0,2 0,8 100 0,80
0,2 0,8 200 1,60
0,2 0,8 250 2.00
0,2 0,8 400 3.20
0,2 0,8 500 4.00
0,2 0,8 1000 8.00
0,2 0,8 2000 16.00
0,5 2.0 100 2.00
0,5 2.0 200 4.00
0,5 2.0 250 5.00
0,5 2.0 400 8.00
0,5 2.0 500 10.00
0,5 2.0 1000 20.00
0,5 2.0 2000 40.00
1.0 4.0 100 4.00
1.0 4.0 200 8.00
1.0 4.0 250 10.00
1.0 4.0 400 16.00
1.0 4.0 500 20.00
1.0 4.0 1000 40.00
1.0 4.0 2000 80.00
  • Krok 2: Przenieś odczynnik do zlewki i rozpuść w wodzie destylowanej.

W zależności od ilości roztworu do sporządzenia i całkowitej masy NaOH do odważenia, wygodnie jest rozpuścić odczynnik w zlewce przed przeniesieniem roztworu do kolby miarowej, w której będzie sporządzony końcowy roztwór.

Niezależnie od tego, czy używa się wagi, czy papieru do ważenia, odczynnik przenosi się do zlewki zawierającej wodę o objętości około połowy objętości roztworu, który ma być przygotowany. Resztki, które pozostają przyklejone do ciężarka lub papieru, są przeciągane za pomocą zlewu.

Następnie za pomocą pręta mieszającego roztwór miesza się aż do całkowitego rozpuszczenia substancji stałej.

UWAGA: Reakcja rozpuszczania NaOH jest bardzo egzotermiczna, dlatego często dochodzi do znacznego nagrzania podczas procesu rozpuszczania. Wskazane jest przeprowadzenie tego procesu w łaźni lodowej, aby wchłonąć wydzielające się ciepło, a tym samym ułatwić proces rozpuszczania.

  • Krok 3: Przenieść do kolby miarowej.

Po rozpuszczeniu całego ciała stałego zawartość zlewki przenosi się do kolby przez lejek, ciągnąc pozostały roztwór za pomocą dziobka.

przeniesienie roztworu do balonu wolumetrycznego
  • Krok 4: Rozcieńczyć wodą destylowaną

Po przeniesieniu całej zawartości zlewki, dodaje się wodę, aż kolba napełni się jeden lub dwa centymetry poniżej kreski miarki. Wskazane jest pozostawienie kolby na kilka minut, aby upewnić się, że zarówno sama kolba, jak i jej zawartość osiągnęły równowagę termiczną. Na koniec kończy się napełnianie do znaku pojemności za pomocą pisety.

  • Krok 5: Przykryj i potrząśnij.

Po dotarciu do kolby umieszcza się korek, a następnie delikatnie wstrząsa się, odwracając go i prostując w taki sposób, aby cała zawartość została dobrze wymieszana i otrzymano jednorodny roztwór.

roztwory o dokładnym stężeniu

Bez względu na to, jak bardzo starano się przygotować roztwór przy użyciu powyższej procedury i bez względu na to, jak dokładnie odważono wodorotlenek sodu, rzeczywiste stężenie roztworu nigdy nie będzie dokładnie równe przygotowywanemu nominalnemu stężeniu. Jednak w wielu przypadkach konieczna jest znajomość dokładnego stężenia świeżo przygotowanego roztworu, na przykład gdy ten roztwór ma być stosowany jako środek miareczkujący w miareczkowaniu kwasowo-zasadowym.

W takim przypadku świeżo przygotowany roztwór należy wystandaryzować lub znormalizować za pomocą miareczkowania kwasowo-zasadowego odpowiedniego wzorca pierwszorzędowego. Wzorzec pierwszorzędowy to substancja o wysokiej czystości i stabilności, która szybko i ilościowo reaguje z inną i która może być stosowana jako wzorzec do oznaczania rzeczywistego stężenia roztworu.

Istnieje kilka podstawowych standardów, których można użyć do standaryzacji roztworów NaOH, ale najbardziej powszechnym jest wodoroftalan potasu lub biftalan potasu.

Standaryzacja z biftalanem potasu

Opisana procedura polega na standaryzacji roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu około 0,1 N (lub molowym). Aby wystandaryzować dowolny inny roztwór, można dostosować ważoną masę wzorca pierwotnego lub najpierw rozcieńczyć wodorotlenek sodu do stężenia 0,1 N.

Procedura polega na dokładnym odważeniu masy około 0,5 g biftalanu potasu, a następnie rozpuszczeniu go w fiolce lub kolbie Erlenmeyera w 25 ml wody destylowanej. Dodaje się kilka kropli wskaźnika fenoloftaleiny, a następnie roztwór miareczkuje się roztworem NaOH.

Po osiągnięciu punktu końcowego odnotowuje się objętość titranta i stosuje się następujący wzór w celu określenia rzeczywistego stężenia wodorotlenku sodu:

Standaryzacja NaOH

W powyższym równaniu masę dwuftalanu potasu należy podać w gramach, a objętość titranta (z NaOH) w mililitrach.

Na przykład, jeśli odważono 0,4958 g dwuftalanu potasu, a miareczkowanie zużyło 24,35 ml NaOH, oznacza to, że rzeczywiste stężenie NaOH wynosi 0,0997 N.

Standaryzacja kwasem benzoesowym

Standaryzację z kwasem benzoesowym przeprowadza się w taki sam sposób jak z biftalanem potasu, z tą tylko różnicą, że dokładnie odważa się około 0,3 g kwasu benzoesowego zamiast 0,5 g jak w przypadku standaryzacji. W tym przypadku wzór na określenie rzeczywistego stężenia NaOH jest następujący:

Standaryzacja NaOH

Przygotowanie roztworów wodorotlenku sodu przez rozcieńczanie

Innym najczęstszym sposobem przygotowania roztworów NaOH jest rozcieńczanie bardziej stężonych roztworów. W laboratorium bardzo często przygotowuje się stężony roztwór podstawowy, z którego w razie potrzeby wykonuje się różne rozcieńczenia. Oryginalny roztwór ma zwykle stężenie 1 molowe lub 1 normalne lub podobne.

W przypadkach, w których wymagane jest przygotowanie znacznie bardziej rozcieńczonych roztworów, takich jak 0,01 N lub 0,001 N (co zdarza się bardzo często), zwykle przygotowuje się rozcieńczenia seryjne (tzn. drugi jest dalej rozcieńczany, i tak dalej).

Aby wykonać potrzebne rozcieńczenia:

  • Kula wolumetryczna o odpowiedniej pojemności.
  • zlewka.
  • Pipeta wolumetryczna o odpowiedniej pojemności.
  • Jedną nogą.

Procedura jest bardzo prosta:

  • Krok 1: Wlej trochę stężonego roztworu do czystej, suchej zlewki.

Ważne jest, aby nigdy nie pobierać porcji bezpośrednio z pojemnika zawierającego roztwór podstawowy, ponieważ może to spowodować zanieczyszczenie i zniszczenie całej partii.

  • Krok 2: Za pomocą pipety wolumetrycznej odmierz wymaganą objętość roztworu podstawowego.

Należy uważać, aby napełnić pipetę do kreski podziałki, trzymając ją pionowo i upewniając się, że nie pozostały żadne pęcherzyki powietrza.

Ilość roztworu do odmierzenia i pipeta wolumetryczna, której należy użyć, zależą zarówno od ilości roztworu do przygotowania, jak i od wstępnych i końcowych uzgodnień.

  • Krok 3: Przenieś stężony roztwór do czystej, suchej kolby miarowej i uzupełnij do kreski.

Ten krok polega po prostu na przeniesieniu stężonego roztworu do balonu, a następnie rozcieńczeniu roztworu czystą wodą za pomocą butelki.

  • Krok 5: Przykryj i potrząśnij.

Ten krok jest taki sam jak krok 5 poprzedniej procedury.

Bibliografia

Castro S., JM (2013). Instrukcja postępowania przy sporządzaniu roztworów w laboratoriach charakteryzacji i jakości wody oraz eksploatacji stacji uzdatniania wody. Pobrane z https://www.repositoriodigital.ipn.mx/bitstream/123456789/26030/1/PREPARACION%20DE%20SOLUCIONES%20%28bueno%29.pdf

Pico L., X. (nd). Standaryzacja roztworów miareczkowych. Pobrane z https://xavierpicolozano.files.wordpress.com/2017/03/estandarizacion.pdf

Ramirez S., MT i Guzmán H., DS (2017). Standaryzacja wodorotlenku sodu (NaOH) 1 M. Pobrane z https://www.studocu.com/es-mx/document/universidad-autonoma-metropolitana/laboratorio-de-quimica-analitica/estandarizacion-de-hidroxido-de -sodium -naoh-1-m/2991623

Skoog, DA, West, DM, Holler, J. i Crouch, SR (2021). Podstawy chemii analitycznej (wydanie 9). Boston, Massachusetts: Nauka Cengage.

-Reklama-

Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados

Co oznacza LD50?

co to jest boraks