تجربة معايرة حمض الهيدروكلوريك مع كربونات الصوديوم هي تجربة تحليلية تستخدم لتحديد تركيز حمض الهيدروكلوريك. في هذه التجربة، يتم استخدام محلول كربونات الصوديوم القياسي كمحلول عيار، ويتم استخدام دليل الميثيل البرتقالي للإشارة إلى نقطة النهاية.
الأسس النظرية
يتفاعل حمض الهيدروكلوريك مع كربونات الصوديوم وفقًا للمعادلة التالية:
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2
هذا يشير إلى أن مولين من HCl يجب أن يتفاعلان مع مول واحد من Na2CO3 لإنتاج المواد حسب المعادلة السابقة. ومع ذلك، يحدث التفاعل على مرحلتين. في المرحلة الأولى، يتفاعل حمض الهيدروكلوريك مع كربونات الصوديوم لتكوين بيكربونات الصوديوم وكلوريد الصوديوم:
Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + NaCl
في المرحلة الثانية، يتفاعل حمض الهيدروكلوريك مع بيكربونات الصوديوم لتكوين كلوريد الصوديوم وثاني أكسيد الكربون والماء:
NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2
الخطوات العملية
فيما يلي الخطوات العملية لتجربة معايرة حمض الهيدروكلوريك مع كربونات الصوديوم:
- تحضير محلول كربونات الصوديوم القياسي. يتم ذلك عن طريق إذابة كمية مناسبة من كربونات الصوديوم في الماء للحصول على محلول بتركيز 0.1 مولار.
- تحضير دليل الميثيل البرتقالي. يتم ذلك عن طريق إذابة كمية مناسبة من دليل الميثيل البرتقالي في الماء.
- وضع 10 مل من محلول كربونات الصوديوم القياسي في دورق مخروطي.
- إضافة قطرة أو قطرتين من دليل الميثيل البرتقالي إلى الدورق المخروطي.
- من السحاحة، إضافة حمض الهيدروكلوريك بشكل تدريجي مع التحريك المستمر.
- الاستمرار في إضافة حمض الهيدروكلوريك حتى يتحول لون الدليل من الأحمر إلى البرتقالي.
- تسجيل حجم حمض الهيدروكلوريك المضاف.
حساب تركيز حمض الهيدروكلوريك
يمكن حساب تركيز حمض الهيدروكلوريك باستخدام المعادلة التالية:
C1V1 = C2V2
حيث:
- C1 هو تركيز حمض الهيدروكلوريك
- V1 هو حجم حمض الهيدروكلوريك المضاف
- C2 هو تركيز محلول كربونات الصوديوم القياسي
- V2 هو حجم محلول كربونات الصوديوم القياسي
في هذه التجربة، يكون C2 هو 0.1 مولار.
النتائج والمناقشة
عند إضافة حمض الهيدروكلوريك إلى محلول كربونات الصوديوم، يحدث التفاعل حتى يتم تحييد جميع أيونات الهيدروجين في الحمض. عند هذه النقطة، يتحول لون الدليل من الأحمر إلى البرتقالي.
يشير حجم حمض الهيدروكلوريك المضاف إلى نقطة النهاية إلى تركيز حمض الهيدروكلوريك. باستخدام المعادلة المذكورة أعلاه، يمكن حساب تركيز حمض الهيدروكلوريك.
الاحتياطات
- يجب توخي الحذر عند التعامل مع حمض الهيدروكلوريك لأنه حمض قوي.
- يجب ارتداء القفازات والأقنعة الواقية عند التعامل مع حمض الهيدروكلوريك.
تطبيقات
تجربة معايرة حمض الهيدروكلوريك مع كربونات الصوديوم لها العديد من التطبيقات، بما في ذلك:
- تحديد تركيز حمض الهيدروكلوريك في المحاليل
- تحليل المواد التي تحتوي على حمض الهيدروكلوريك
- مراقبة جودة المنتجات التي تحتوي على حمض الهيدروكلوريك
