Opinpolku 1

Linkki raporttiini

Mitä neutraloinnilla tarkoitetaan?

Neutralointi tarkoittaa aineen kuten emäksisen tai happaman aineen muuttamista neutraaliksi. Käytännössä siis liuoksen pH-arvo pitää muuttaa lähelle seitsemää.

Mitä aineita tarvitaan neutralointiin?

Happoa ja emästä tällaisia ovat esimerkiksi suolahappo (HCl), rikkihappo (H2SO4)

Missä neutralointia sovelletaan teollisuudessa?

Esimerkiksi prosessivettä neutraloidessa. Neutraloidessa hapanta prosessivettä, 

jota syntyy kun savukaasuja pestään vedellä, käytetään kalkkikivijauhetta 

(CaCO₃) ja/tai sammutettua kalkkia (Ca(OH)₂).

Märässä rikinpoistomenetelmässä syntynyttä prosessivettä neutraloidaan 

yleensä sammutetulla kalkilla.

Mitä liuotus tarkoittaa?

Liuotuksella tarkoitetaan kiinteän, kaasumaisen tai nestemäisen aineen liuotusta nesteeseen.

Mitkä tekijät ja aineiden ominaisuudet vaikuttavat liuotukseen ja liukenemiseen?

Liuotukseen ja liukoisuuteen vaikuttaa liuottimen lämpötila ja liuotettavien aineiden kemialliset ominaisuudet. Pooliset yhdisteet liukenevat poolisiin liuottimiin, kuten ruokasuola veteen. Poolittomat yhdisteet puolestaan liukenevat poolittomiin yhdisteisiin, kuten rasvat hiilivetyliuottimiin.

Tässä opinpolussa tutustutaan neutralointiin sekä liuotukseen.

NaOH tarkistus, HCl-valmistus ja oksaalihapon moolimassan määrittäminen   

Ensimmäisessä opinpolkutyössä valmistimme 0,1M NaOH (natriumhydroksidi) liuosta, jonka väkevyyden tarkistimme kaliumvetyftalaattia käyttämällä. Valmistamaamme natriumhydroksidiliuosta piti käyttää suolahapon (HCl) väkevyyden tarkistamiseen. Tämän jälkeen piti määrittää oksaalihapon moolimassa.

1. Valmista NaOH liuos ja tarkista sen väkevyys

Ensin laskimme punnittavan NaOH: in määrän. Saatuamme tulokseksi 2 grammaa, murskasimme natriumhydroksidi kiteet huhmareessa, jotta voisimme punnita tarvittavan määrän tarkemmin ja helpommin analyysivaa'alla.

Kuvassa natriumhydroksidin tarkkaa punnitusta analyysivaa'alla (kuva lainattu http://roosaliinanblogi.blogspot.fi/)

Kun natriumhydroksidia oli punnittu 2 gramman verran liuotimme sen 500 ml ionivaihdettua vettä saadaksemme liuoksesta 0,1 molaarista.

Natriumhydroksidin liuotusta 500 ml ionivaihdettua vettä (kuva lainattu http://jkuusela.blogspot.fi/)
Seuraavaksi valmistimme kaliumvetyftalaattiliuoksen. Punnitsimme 3-3,5 grammaa kaliumvetyftalaattia kolmeen erilliseen 250 ml erlenmeyerkolviin. Erlenmeyereihin lisättiin jokaiseen 50 ml kiehuvan kuumaa ionivaihdettua vettä, joka oli kuumennettu lämpölevyllä.

                                                                             Ionivaihdettua vettä kiehutettiin 400 ml
                                                                   dekantterilasissa kaliumvetyftalaattiliuosta varten



Sekoittelimme liuoksia niin kauan että kaliumvetyftalatti oli liuennut.

Kaliumvetyftalaatti liuennut 50 ml vettä

Liuoksen jäähdyttyä, lisäsimme jokaiseen erlenmeyeriin kolme tippaa fenolftaleiiini-indikaattorialiuosta

 Indikaattoriliuoksen lisäys (kuva lainattu rosaliinanblogi.blogspot.fi)

sNyt kun kaliumvetyftalaattiliuoksiin oli lisätty indikaattoriliuos, oli aika selvittää valmistamamme natriumhydroksidiliuoksen väkevyys eli konsentraatio. Tämä saatiin selville titraamalla.

Titraus tapahtui täyttämällä 50 ml byretti natriumhydroksidiliuoksella.

Liuoksen titrausta. Byretti oli
 siis kiinnitetty
statiiviin.

Liuosta piti lisätä hitaasti kaliumvetiftalaattiliuoksiin siihen asti, että kaliumvetyftalaatiliuos saatiin neutralisoitua. Kun liuos oli neutraali, se muuttui haalean vaaleanpunaiseksi siihen lisätyn indikaattoriliuoksen takia.

Kaliumvetyftalaatti
muutti väriä pH-arvon
lähestyessä seitsemää

Kun titraus oli suoritettu kaikille kolmelle liuokselle, laskettiin byretinkulutuslukeman avulla keskiarvo natriumhydroksidin kulutuksesta. Tämä keskiarvon avulla laskemalla saatiin siis selville NaOH: in väkevyys eli konsentraatio.

2.Valmista HCl (suolahappo) liuos ja tarkista sen ja tarkista sen väkevyys

Nyt kun natriumhydroksidiliuoksen tarkka väkevyys oli saatu selville, piti valmistaa 250 ml 0,05 M HCl liuos ja selvittää sen konsentraatio eli väkevyys valmistamamme NaOH: in avulla.

37% suolahapon pipetointia vetokaapissa 

(kuva lainattu jkuusela.blogspot.fi)

Ensin kuitenkin valmistimme 100 ml 0,5 M suolahappoliuosta, jonka laimensimme halutunlaiseksi eli 250 ml 0,05 M HCl liuosta. Laskimme siis kuinka paljon piti 37% suolahappoliuosta käyttää 100 ml 0,5 M HCl liuoksen valmistamiseen.

0,5 M suolahappoliuos ja 0,05 M suolahappoliuos

(kuva lainattu jkuusela.blogspot.fi)

0,05 M HCl-liuoksen laimennus tapahtui pipetoimalla 25 ml täyspipetillä 0,5 M HCl-liuosta 250 ml mittapulloon, ja täyttämällä pullo viivaan asti ionivaihdetulla vedellä. Sekoittelimme pulloa ja meillä oli 0,05 M HCl-liuosta.

Seuraavaksi tarkistimme HCl-liuoksen väkevyyden titraamalla aikaisemmin valmistamamme NaOH-liuoksen avulla.

0,05 M suolahappoliuoksen titrausta NaOH-liuoksella 

(kuva lainattu jkuusela.blogspot.fi)

Aloitimme titrauksen täyttämällä 25 ml nyretin NaOH-liuoksella. Mittasimme 0,05 M HCl-liuosta 25 ml kolmeen erlenmeyerkolviin ja lisäsimme niihin kolme tippaa indikaattoriliuosta.

Valutimme hitaasti byretistä NaOH-liuosta kaikkiin kolmeen erlenmeyerkolviin siihen asti, että liuokset muuttuivat haalean vaaleanpunaisiksi. 

Otimme ylös byretin kulutuslukeman ja laskimme kolmen kulutuslukeman keskiarvon, jonka avulla laskime HCl-liuoksen väkevyyden.

3. Oksaalihapon moolimassan määrittäminen

Viimeisenä tehtävänä oli määrittää oksaalihapon moolimassa titraamaalla se valmistamamme NaOH- liuoksella.

Oksaalihapon punnitusta (kuva lainattu jkuusela.blogspot.fi)

Punnitsimme aluksi kolme kertaa noin 150-200 mg oksaaliahappoa ja merkitsimme punnitustulokset ylös. Sitten laitoimme punnitsemamme oksaalihapot kolmeen erlenmeyerkolviin ja lisäsimme kolveihin 40 ml ionivaihdettua vettä, johon liuotimme oksaalihapon.

Lisäsimme kolveihin vielä 5 tippaa fenoliftaleiinia, jota käytimme aikaisemmisakin vaiheissa indikaattoriliuoksena. 

Oksaalihappo-liuoksen titrausta
(kuva lainattu jkuusela.blogspot.fi)

5Titraus alkoi täyttämällä 50 ml byretti NaOH-liuoksella. Lisäsimme natriumhydroksidia hitaasti valuttamalla jokaiseen erlenmeyerkolviin kunnes väri muuttui haalean vaaleanpunaiseksi. 
Otimme kulutuslukemat kaikista kolmesta titrauksesta ylös, ja laskimme niiden keskiarvon. Keskiarvon avulla saatiin laskettua oksaalihapon moolimassa.