บทนำ
ความเป็นกรดของน้ำเป็นความสามารถของน้ำในการทำปฏิกิริยากับด่างแก
การวัดค่าความเป็นกรดจะแปรตามพีเอชที่จุดยุติ ความเป็นกรดเป็นการวัดคุณสมบัติของน้ำและสามารถแสดงในรูปสารเฉพาะเมื่อรูองค์ประกอบทางเคมีของตัวอย่างน้ำ
กรดแรแก (Strong
Mineral Acids) กรดอ่อนเช่นกรดคาร์บอนิค และกรดอะซีติค
และเกลือที่ละลายน้ำ (Hydrolyzing Salts) เช่นเหล็กหรืออะลูมินัม
ซัลเฟต จะวัดความเป็นกรดได้
ความเป็นกรดมีผลกระทบต่อการกัดกร่อนและอัตราการเกิดปฏิกิริยาทางเคมี
ดังนั้นการวัดความเป็นกรดจึงสะท้อนการเปลี่ยนแปลงคุณภาพของแหลงน้ำ
หลักการ
ไฮโดรเจน อิออนในตัวอย่างน้ำเป็นผลจากการแตกตัวหรือไฮโดรไลซิสของสารที่ละลายทำปฏิกิริยากับสารละลายเบสมาตรฐาน
ความเป็นกรดขึ้นอยู่กับพีเอชที่จุดยุติหรืออินดิเคเตอร์ที่ใช้สำหรับงานประจําและงานที่ต้องการความเร็วจะใช้การเปลี่ยนสีของอินดิเคเตอร์ในการบอกจุดยุติน้ำผิวดินที่ยังไม่มีการปนเปื้อนมักมีคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายเป็นองค์ประกอบสำคัญของความเป็นกรด
การเก็บตัวอย่างจึงมีความสำคัญต่อสูญเสียกาซที่ละลาย ในตัวอย่างที่มีเพียงคาร์บอนไดออกไซด์
ไบคาร์บอเนตและคาร์บอเนตเมื่อไทเทรตจนถึงพีเอช 8.3 ณ อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส
จะสัมพันธกับการสะเทินของกรดคาร์บอนิคไปเป็นไบคาร์บอเนต เพราะการเปลี่ยนสีของ ฟนอลฟทาลีน
อินดิเคเตอร์มีค่าใกลพีเอช 8.3 ค่านี้เป็นที่ยอมรับว่าเป็นจุดยุติมาตรฐานของการไทเทรตหาความเป็นกรดทั้งหมดซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์และกรดอ่อนสวนใหญ่
การไทเทรตตัวอย่างน้ำจนถึง Phenolphthalein End Point ที่พีเอช
8.3 เป็นการวัดทั้ง Mineral Acidity และ Carbon
dioxide Acidity เรียกว่าTotal Acidity หรือ Phenolphthalein
Acidity สำหรับ Mineral Acidity หาได้โดยไทเทรตด้วยสารละลายมาตรฐานโซเดียมไฮดรอกไซด์จนถึงพีเอช
3.7 ใช้เมทธิลออเรนจ์เป็นอินดิเคเตอร์บางทีเรียกว่าMethyl Orange Acidity
วัตถุประสงค์
เพื่อวิเคราะห์ความเป็นกรดด้วยวิธีที่กำหนดให้
อุปกรณ์และสารเคมี
อุปกรณ์
1. ขวดเออร์เลนเมเยอร์ ขนาด
250 ml 2 ใบ
2. ปิเปตขนาดต่างๆ และบิวเรต ขนาด 50
ml
3. pH meter
สารเคมี
1. น้ำกลั่นที่ปราศจากคาร์บอนไดออกไซด์
เตรียมโดยต้มให้เดือดประมาณ
15 นาที ตั้งทิ้งไวให้เย็นที่อุณหภูมิห้อง จะใช้น้ำนี้ในการเตรียมน้ำยาเคมี
สารละลายมาตรฐานและสำหรับการเจือจาง
2. สารละลายโพแทสเซียมไบพธาเลต ,
KHP (KHC8H4O4) 0.1 นอร์มัล
บดโพแทสเซียมไบพธาเลต
,
KHP 5-10 กรัม อบให้แห้งที่ 120 องศาเซลเซียส เวลา 2 ชั่วโมง ทิ้งให้เย็นในเดสิกเคเตอร์ชั่ง
KHP 10 + กรัม
เจือจางด้วยน้ำกลั่นจนได้ปริมาตร 1
ลิตร
3. สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์0.1 นอร์มัล
ละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ 11 กรัม ในน้ำกลั่น ปล่อยให้เย็น กรองหรือดูดแต่น้ำใสมาแล้วเติมน้ำกลั่นจนได้ปริมาตร
1 ลิตร
เก็บในขวดพลาสติก ทำการหาความเข้มข้นที่แน่นอนโดยไตเตรตกับสารละลายเคเอชพี 40
มล. และใช้พี่นอล์ฟธาลีนเป็น อินดิเคเตอร์ไตเตรทจนถึง Infection
Point ซึ่งใกล้เคียงกับค่าพีเอช 8.7 คำนวณความเข้มช้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ดังนี้
นอร์มัลลิตี้ (N) =
(AxB)/204.2xC
A = น้ำหนักเป็นกรัมของเคเอชพีที่นำมาเจือจางได้ปริมาตร
1 ลิตร
B = ปริมาตรเป็นมิลลิลิตรของสารละลายเคเอชพีที่นำมาไตเตรท
C = ปริมาตรเป็นมิลลิลิตรของสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ใช้ในการไตเตรท
4. สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ 0.02 นอร์มัล
ปิเปตสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์
0.5 นอร์มัล ปริมาตร 46 มิลลิลิตร และปรับปริมาตรเป็น1 ลิตร ด้วยน้ำกลั่น
ทําการแสตนดาร์ดไดซ์โดยใช้สารละลายโพแทสเซียมแอซิดพทาเลต 0.02 นอร์มัล ปริมาตร 100 มิลลิลิตร
และใช้สารละลายฟินอล์ฟทาลีนอินดิเคเตอร์ไทเทรตจนกระทั่งเปลี่ยนเป็นสีชมพู
จดปริมาตรของสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ใช้แล้วนํามาคํานวณหาความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์
ใช้สูตรตามข้อ 3
5. สารละลายฟินอล์ฟทาลีนอินดิเคเตอร์
ละลายฟินอล์ฟทาลีน 5 กรัม ใน 500 มิลลิลิตร 95%
เอธานอล และเติมน้ำกลั่น 500 มิลลิลิตร
6. สารละลายเมทธิลออเรนจ์อินดิเคเตอร์
ละลายเมทธิลออเรนจ์ 500 mg ในน้ำกลั่น และเจือจางจนได้ปริมาตรเป็น100
ml
7. โซเดียมไธโอซัลเฟต 0.1 M
วิธีการ
1.วิธีวิเคราะห์สภาพกรดแบ่งออกเป็น
2 วิธี คือ
1.1 วิธีอินดิเคเตอร์(Indicator
Method) ซึ่งเหมาะกับน้ำธรรมชาติและน้ำทิ้งที่ไม่มีสีและความขุ่นไปรบกวนสีของอินดิเคเตอร์ในการไทเทรต
1.2 วิธีโพเทนชิออเมตริก (Potentiometric
Method) วิธีนี้เหมาะสําหรับน้ำที่ทีสีและความขุ่นมากจนไม่สามารถจะสังเกตเห็นการเปลี่ยนสีของอินดิเคเตอร์ได้
โดยการไทเทรตที่ใช้อินดิเคเตอร์จะมีสารที่ขัดขวางการใช้อินดิเคเตอร์เป็นตัวบอกจุดสมมูล
คือ
คลอรีนอิสระในน้ำเพราะจะฟอกจางสีอินดิเคเตอร์จึงต้องเติมโซเดียมไธโอซัลเฟตในปริมาณทีน้อยที่สุดเพื่อทําลายคลอรีน
1.1
วิธีอินดิเคเตอร์ (Indicator Method)
1.1.1 เลือกขนาดตัวอย่างและเข้มข้นที่เหมาะสมของโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่จะใช้ในการไตเตรทโดยถ้าเป็นน้ำธรรมชาติ
น้ำสะอาดหรือน้ำที่มีค่าสภาพกรดน้อยกว่า 1000 mg/l แคลเซียมคาร์บอเนต
มักใช้ตัวอย่าง 100 ml และใช้โซเดียมไฮดรอกไซด์ เข้มข้น 0.02
นอร์มัล
1.1.2 ปิเปตตัวอย่างน้ำ 100 ml หรือปริมาตรที่เหมาะสมที่เหมาะสมแล้วทำให้เจือจางด้วยน้ำกลั่นที่ปราศจาก
CO2 จนได้ปริมาตรมา100 ml ใส่ลงในขวดเมเยอร์
1.1.3 หยดอินดิเคเตอร์ 3 หยด (Methl orang หรือ phenolphthalein ขึ้นกับ pH ของตัวอย่าง)
1.1.4 ไทเทรตด้วยสารละลาย NaOH
0.02 M จนกระทั่งถึงจุดยุติ (จะมีสีชมพูอ่อนเมื่อใช้
phenophtlein เป็นอินดิเคเตอร์ และสีส้มเมื่อใช้ Methyl
orange เป็นอิดิเคเตอร์)
1.1.5 จดปริมาตรเป็นลบ.ซม.
ของสารละลาย NaOH ที่ใช้ และคำนวณผล
2.1 วิธีเพนโพเพนทโอเมตริก (Potentiometriometrion Method)
2.2.1 ล้างอิเล็คโทรดและภาชนะที่จะใช้ในการไตเตรทด้วยน้ำกลั่น
ทำให้แห้ง
2.2.2 เลือกขนาดของตัวอย่างและความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ให้เหมาะสม
2.2.3 ปิเปตตัวอย่างน้ำ ใส่ในขวดเออเลนเมเยอร์
2.2.4 วัดพีเอชของตัวอย่าง ค่อยๆ เติมสารละลายมาตรฐานด่างลงทีละ 0.5 มิลลิลิตรเพื่อให้มีการเปลี่ยนแปลงพีเอช 0.2 หน่วย
หรือน้อยกว่า
2.2.5 คนเบาๆ
โดยใช้เครื่องคนเครื่องคนแม่เหล็กและจดค่าพีเอชเมื่อค่าที่ได้หยุดนิ่ง
2.2.6 เติมไทแทรน์และวัดพีเอช จนกระทั่งถึงพีเอช 9
2.2.7 นำผลที่ได้มาสร้าง titration curve โดยพล๊อตค่าพีเอชที่อ่านได้กับจำนวนมิลลิลิตรสะสม
(accumulation milliters)
2.2.8 หาค่าความเป็นกรดซึ่งสัมพันธ์กับค่าพีเอชที่ต้องการจากเส้นโค้งที่ได้
หมายเหตุ
1. การหาค่าความเป็นกรดโดยวิธี
Potentiometric titration ไปที่ pH 3.7 หรือ 8.3 ทำเช่นเดียวกับข้อ 4.2.1 – 4.2.3
2. ค่อยๆ
เติมสารละลายมาตรฐานด่างลงทีละน้อยจนถึงพีเอชที่ต้องการ (3.7 หรือ 8.3)
3. จดปริมาตรเป็น ลบ.ซม. ของสารละลาย NaOH
ที่ใช้ และคำนวณผล
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น