Εξουδετέρωση με μπλε της θυμόλης

Γουρζής Στάθης – Φυσικός, Συνεργάτης ΕΚΦΕ Λευκάδος 2008 – 2012 Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών Μεγανησίου Λευκάδος

Από το σχολικό βιβλίο Χημείας της Γ΄ Γυμνασίου …

Στο σχολικό εργαστήριο θα δείξουμε το φαινόμενο

της εξουδετέρωσης, και όχι μόνο …

… χρησιμοποιώντας διάλυμα αμμωνίας - NH3 και οξικού οξέος - CH3COOH …

NH3

CH3COOH

Μπλε της θυμόλης

… και τον δείκτη Μπλε της θυμόλης , μαζί με μερικούς δοκιμαστικούς σωλήνες …

Μία βάση στήριξης με μεταλλική ράβδο, σύνδεσμο και λαβίδα για το δοκιμαστικό σωλήνα…

… καθώς και μία βάση στήριξης με μεταλλική ράβδο, δύο συνδέσμους και δύο λαβίδες για την διαχωριστική χοάνη με τα διαλύματα οξέος και βάσης …

… ενώ θα χρησιμοποιήσουμε και το MultiLog Pro, με τους αισθητήρες του Ph και της θερμοκρασίας Τ …

Ph

Θερμοκρασίας Τ

… και το αντίστοιχο πρόγραμμα στον υπολογιστή του εργαστηρίου, το MultiLab …

Τοποθετούμε το δοκιμαστικό σωλήνα στη μια βάση στήριξης,

στερεωμένο με την λαβίδα …

… και την διαχωριστική χοάνη, στερεωμένη καλά με τις δύο λαβίδες,

στην άλλη βάση στήριξης, τοποθετώντας και το χωνί στην κορυφή της,

για την προσθήκη των διαλυμάτων …

Αυτή είναι, λοιπόν, η πειραματική μας διάταξη και …

… αφού κάνουμε πιο σταθερή την βάση στήριξης , με την διαχωριστική χοάνη, με τον σφιγκτήρα …

Ανοίγουμε το MultiLogPro …

… και συνδέουμε πρώτα τον αισθητήρα της θερμοκρασίας …

… και μετά τον αισθητήρα του Ph …

Ξεκινάμε το πρόγραμμα στον υπολογιστή του εργαστηρίου …

… και από το μενού « Καταγραφέας », επιλέγουμε « Πίνακα Ελέγχου »…

Στο μενού «Αισθητήρες», ελέγχουμε την σύνδεση των αισθητήρων της θερμοκρασίας και του Ph …

Στο επόμενο μενού «Ρυθμός Δειγματοληψίας», επιλέγουμε «10 μετρήσεις το δευτερόλεπτο» …

… και στο μενού «Χρόνος Καταγραφής» , επιλέγουμε «Συνεχής» …

Τοποθετούμε, πρώτα, τον αισθητήρα της θερμοκρασίας μέσα στο δοκιμαστικό σωλήνα …

… και κατόπιν τον αισθητήρα του Ph …

Φροντίζουμε να στερεώσουμε τα καλώδια των αισθητήρων με τέτοιο τρόπο, ώστε να μην δημιουργούν προβλήματα στην προσθήκη των διαλυμάτων στην διαχωριστική χοάνη … …

Έχουμε ολοκληρώσει την πειραματική μας διάταξη, και είμαστε

έτοιμοι να ξεκινήσουμε την διαδικασία του πειράματος και να

πάρουμε μετρήσεις …

Επιλέγουμε από το μενού «Γρ. Παράσταση», «Διαχωρισμός γρ. παράστασης», για να εμφανίζονται ξεχωριστά

οι τιμές των μετρήσεων ,για τα δύο μεγέθη που έχουμε στο πείραμα, την θερμοκρασία και το Ph …

… και ξεκινάμε τις μετρήσεις …

Στη πρώτη δοκιμαστική μας προσπάθεια, καταγράφουμε την θερμοκρασία του νερού στο δοκιμαστικό σωλήνα και το Ph το νερού …

Προσθέτουμε, πρώτα, μερικές σταγόνες από τον δείκτη μας…

… και το χρώμα του διαλύματος γίνεται κίτρινο …

Το πρόγραμμα δεν καταγράφει αλλαγή στην τιμή του Ph, παρά μόνο μια μικρή αύξηση της θερμοκρασίας,

που οφείλεται μάλλον στο περιβάλλον …

Βάζουμε, τώρα, μια ποσότητα CH3COOH στο χωνί, που βρίσκεται στο στόμιο της διαχωριστικής χοάνης …

CH3COOH

CH3COOH

Ανοίγουμε, πολύ προσεκτικά, την στρόφιγγα … … ώστε να πέφτει το οξύ

στο διάλυμα του δείκτη …

… σχεδόν σταγόνα –σταγόνα …

Το χρώμα του διαλύματος αλλάζει αμέσως, γιατί το οξύ μας είναι πυκνό …

… και συνεχίζει να αλλάζει αρκετά γρήγορα …

… και να γίνεται όλο και πιο κόκκινο …

… όπως μας δίνεται η ευκαιρία να παρατηρήσουμε …

… .όσο περνά η ώρα και το οξύ προστίθεται στο διάλυμά μας …

… .μέχρι που εξαντλείται η ποσότητα που έχουμε βάλει στην διαχωριστική χοάνη …

… .όπως φαίνεται εδώ … … .ενώ ο δείκτης μας έχει δώσει το χρώμα για την τιμή του Ph …

Στο computer βλέπουμε μια μικρή αύξηση στην τιμή της θερμοκρασίας, κατά 1 βαθμό Κελσίου, και την σταθεροποίηση της τιμής του Ph κοντά στο 2 …

Κλείνουμε την στρόφιγγα …

… και προσθέτουμε την NH3 , στο χωνί της διαχωριστικής χοάνης …

NH3

… ανοίγουμε πάλι , πολύ προσεκτικά, την στρόφιγγα …

… ώστε να πέφτει η βάση στο διάλυμα του δείκτη …

… σταγόνα – σταγόνα …

Μπορούμε να παρατηρήσουμε τρεις κύριες περιοχές στο διάλυμα μας,

όπου το Ph ποικίλει από την περιοχή μπλε, ( 11 – 14 ),

στην κίτρινη περιοχή, ( 3 – 10 ), έως και την κόκκινη περιοχή, ( 0 - 2 ) …

Προσθέτουμε ακόμα περισσότερη NH3 , στο χωνί της διαχωριστικής χοάνης …

… και παρατηρούμε την αλλαγή του χρώματος του δείκτη, πριν ανακατέψουμε το διάλυμα …

… αλλά και μετά το ανακάτεμα …

Εδώ, αδειάζουμε λίγο το δοκιμαστικό σωλήνα, από το διάλυμα, για να συνεχίσουμε να

προσθέτουμε βάση, ώστε να πετύχουμε το χρώμα που έχει ο δείκτης στη βασική περιοχή …

Συνεχίζουμε να προσθέτουμε βάση στο δοκιμαστικό σωλήνα,

για να πετύχουμε το μπλε χρώμα της βασικής περιοχής…

… και το πλησιάζουμε αρκετά …

Τελειώνοντας το διάλυμα της αμμωνίας, αφήνει και άλας στο στόμιο της χοάνης,

γιατί δεν είχαμε ξεπλύνει το οξύ που είχαμε ήδη χρησιμοποιήσει …

Τέλος πειράματος …