OPINPOLKU 2. -Vichyveden Ca-pitoisuus, pH ja sähkönjohtokyky ennen ja jälkeen tislausta

Tislaus
Tislaus on toisiinsa liuenneiden aineiden erottamiseksi käytetty menetelmä, joka perustuu seoksessa olevien aineiden eri haihtuvuuksiin. Tislaamalla saadaan erotetuksi toisiinsa liuenneet nestemäiset aineet sekä haihtumattomat aineet haihtuvista aineista. Tislauksen tuotetta kutsutaan tisleeksi ja haihtumatonta osaa pohjatuotteeksi tai jatkuvatoimisessa tislaimessa alitteeksi. Tislaus on energiaa runsaasti kuluttava prosessi, mutta siitä huolimatta tislausta käytetään paljon teollisuudessa.

pH
pH-arvo on yleensä väliltä 0–14, mutta voi erittäin happamilla tai emäksisillä liuoksilla olla jonkin verran näiden rajojen ulkopuolellakin. Jos liuos on hapan pH-arvo on alle 7, jos liuos on emäksinen pH-arvo on yli 7 ja liuoksen ollessa neutraali pH-arvo on 7.

Sähkönjohtokyky
Mitä enemmän liuoksessa on ioneja sitä paremmin liuos johtaa sähköä.

Työraportti löytyy täältä.


Työn tavoite
Työn tavoitteena on selvittää tislauksen vedenpuhdistusmenetelmänä kalsiumia sisältävän vichy-veden ominaisuuksiin. Työssä analysoidaan titraamalla kompleksometrisesti vichyn Ca-pioisuus ennen ja jälkeen tislausta. . Sekä määritetään ennen tislausta vichyn pH-arvo ja sähkönjohtokyky ja uudestaan tislauksen jälkeen.

1.Ca-määritys titraamalla

Määritimme vichyveden kalsium pitoisuuden titraamalla EDTA-liuoksella. Indikaattorina käytimme kalkon karboksyylihappoa. Lisäsimme EDTA-liuosta vichyveden sekaan kunnes sen väri oli muuttunut siniseksi. Pipetoimme 250 ml erlenmeyer-pulloon 50 ml vichyvettä. Lisäsimme sinne 2 ml natriumhydroksidi-liuosta ( 2 mol/L NaOH ) ja parin minuutin kuluttua 0,2 grammaa kalkonkarboksyylihappoa. Tämän jälkeen suoritimme titrauksen EDTA-liuoksella.

           

Ennen titrausta poistimme vichyvedestä hapot ultraääni laitteella.

Titrauksen jälkeen vertasimme mittaanaanne vichyveden Ca-pitoisuutta valmistaja ilmoittamaan Ca-pitoisuuteen. Virheprosentiksi tuli 7,36 %.

2. Vichyn tislaaminen
Ennen tislausta määritimme vichyn pH-arvon ja sähkönjohtokyvyn. Sen jälkeen rakensimme tislauslaitteiston. Kuumentimena käytimme linnupesähaudetta. Laitoimme 100 ml kolviin tislattavaa vichyä noin 70 ml sekä kiehumakiviä, jotka estävät veden ylikuumenemisen. Tislauksen jälkeen määritimme tisleestä pH-arvon ja sähkönjohtokyvyn. Sekä määritimme sen Ca-pitoisuuden titraamalla se EDTA-liuoskella kuten kohdassa yksi.
 Vertasimme saatuja arvoja ennen tislausta saatuihin arvoihin.

                  Titraamamme vichy.                                     Tislauslaittesito

                                           pH-arvon mittasimme pH-mittarilla.

                                                    Johtokykymittari

OPINPOLKU 1- NaOH-liuoksen valmistus ja tarkistus, HCl-liuoksen valmistus ja tarkistus ja oksaalihapon moolimassan määrittäminen

Terve! Viimeviikolla aloitimme opinpolku tehtävien tekemisen. Opinpolku 1 valmistimme 0,1 M natriumhydroksidi lioksen (NaOH) ja tarkistimme sen väkevyyden kaliumvetyftalaatin avulla. Valmistimme myös suolahappo liuoksen (HCl) ja tarkistimme sen väkevyyden valmistamallamme NaOH-liuoksella sekä määritimme oksaalihapon moolinmassan NaOH-liuoksella.

Neutralointi
Neutralointi tarkoitaa aineen, kuten emäksen tai happaman aineen muuttamista neutraaliksi. Käytännössä kyse on pH-arvon muuttamisesta lähelle seitsemää. Neutralointi vedellä on kutakuinkin vain laimentamista.
Hapon neutraloinnissa käytetään joko heikompaa happoa, esimerkiksi rikkihapon neutraloinnissa vaikkapa etikkahapon suolaa. Emäksiä koskee sama periaate. Vahvan hapon ja vahvan emäksen sekoittaminen aiheuttaa yleensä räjähdysmäisen reaktion

Liuotus
Liuotus tarkoittaa jonkun aineen liuottamista liuottimeen eli liuotettavaan aineeseen. Liukenemiseen vaikuttaa lämpötila ja aineden kemialliset ominaisuudet. Pooliset aineet liuokenevat poolisiin aineisiin ja poolittomat aineet poolittomiin. Liuos on homogeeninen eli tasalaatuionen seos.

1. NaOH-liuoksen valmistus ja tarkistus
Aluski laskimme paljonko kiinteää natriumhydroksidiä tarvitaan, kun valmistetaan 500 ml 0,1 M NaOH-liuosta. Vastaukseski saimme 2.0005g. Punnitsimme sen tarkasti analyysivaa'alla.

Punnittuamme liuotimme sen ionivahdettuun veteen 100 ml dekantterilasissa. Kaadoimme liuoksen 500 ml mittapulloon ja täytimme sen merkkiviivaan asti ionivaihdetulla vedellä. Näin meillä oli valmis 0,1 M NaOH-liuos.

Seuraavaksi tarkistimme NaOH-liuoksen väkevyyden eli konsentraation kaliumvetyftalaatin avulla. Indikaattorina käytimme fenolifteleiinia. Punnitsimme tarkasti analyysivaa'alla 0,3- 0,35 grammaa kaliumvetyftalaattia. Siirsimme punnitun määrän huolellisesti 250 ml kolviin. Lämmitimme 400 ml ionivaihdettua vettä lämpölevyllä. Kiehuvaa vettä kaadoimme n.50 ml kolviin.

Teimme kolme kaliumvetyftalaatti liuosta, jotta saisimme mahdollisimman tarkan mittaus tuloksen. Jäähdytimme liuokset ja lisäsimme kolme pisaraa indikaattoriliuosta. Täytimme byretin valmistamallamme NaOH-liuoksella. Laskimme NaOH-liuosta kaliumvetyftalaattiliuokseen niin kauan kunnes sen väri alkoi muuttua vaaleanpunaiseksi.

Tarkistamamme NaOH-liuoksen väkevyydeksi saimme 0,091 mol/L.

2.Suolahappoliuoksen laimentaminen ja tarkistaminen

Tarkoituksena oli valmistaa 0,05 M suolahappoliuosta. Sen pitoisuus tarkistetaan valmistamallamme NaOH-liuoksella. Käyttäen indikaattorina fenoliftaleiinia. Aluksi valmistimme 0,5 M liuosta 100 ml. Otimme pipetillä siitä 25 ml, laitoimme sen 250 ml mittapulloon ja täytimme pullon merkkiviivaan asti ionivaihdetulla vedellä. Joten saimme 0,05 M suolahappoliuosta, joka piti seuraavassa vaiheessa tarkistaa NaOH-liuoksella. Täytimme byretin NaOH-liuoksella. Laitoimme 25 ml suolahappoliuosta kolviin ja kolme pisaraa fenoliftaleiinia. Sitten laitoimme NaOH-liuosta liuokseen kunnes väri alkoi muuttua vaaleanpunaiseksi. Suoritimme tämänkin kolme kertaa

Suolahappoliuoksen väkevyydeksi saimme 0,0484 mol/L.

3.Moolimassan määrittäminen

Viimeisenä miedän piti määrittää oksaalihapon moolimassa titraamalla NaOH-liuoksella. Punnitsimme tarkasti analyysivaa'alla 150-200 mg oksaalihappoa. Siirsimme punnitun määrän kolviin ja lisäsimme 40 ml ionivapaata vettä. Täytimme byretin NaOH-liuoksella ja lisäsimme oksaalihappoliuoksen sekaan viisi pisaraa fenoliftaleiinia. Toisitmme tämänkin titrauksen kolme kertaa.

Oksaalihapon moolimassaksi saimme 133.6336 g/mol.


Työraportin löydät täältä: https://docs.google.com/document/d/1ARB_ciS61OsYu2iRaNiG0xpHlLTsFh2wzkruMnlM-n8/edit