Měření ph nápojů a roztoků

Transkript

1 Měření ph nápojů a roztoků vzorová úloha (SŠ) Jméno Třída.. Datum.. 1 Teoretický úvod Kyselý nebo zásaditý roztok? Proč je ocet považován za kyselý roztok? Ocet obsahuje nadbytek (oxoniových kationtů). Zatímco jiné látky obsahují nadbytek OH - (hydroxidových aniontů), například hydroxid sodný (NaOH). Díky obsahu těchto iontů můžeme určovat míru kyselosti roztoků. V čisté vodě je poměr a OH - vyrovnaný. Obsah iontů ve vodě můžeme však ovlivnit rozpuštěním plynného chlorovodíku, kdy vzrůstá koncentrace kationtů a při rozpouštění plynného amoniaku vzrůstá koncentrace aniontů OH -. Podle toho, zda jsou koncentrace oxoniových a hydroxidových iontů v rovnováze, rozlišujeme roztoky neutrální, kyselé a zásadité. Roztoky, ve kterých je koncentrace kationtů stejná jako koncentrace aniontů OH -, se označují jako neutrální. Roztoky, ve kterých je koncentrace kationtů větší než 10-7 mol.dm -3, tzn., že mají, jsou kyselé a roztoky, v nichž je koncentrace těchto kationtů menší než 10-7 mol.dm -3, tzn., že mají, jsou naopak zásadité. Mezi nejznámější kyseliny patří kyselina chlorovodíková (HCl), kyselina sírová (H 2 SO 4 ), kyselina octová (CH 3 COOH). Ne každá kyselina je stejně silná. Míru kyselosti můžeme určit z hodnoty ph, která je definována jako záporný dekadický logaritmus koncentrace oxoniových kationtů. Pomocí stupnice ph můžeme vyjádřit kyselost a zásaditost libovolného roztoku.

2 Existují látky, které při různých hodnotách ph mění svoje zbarvení. Tyto látky se nazývají indikátory. V laboratoři se často používají papírky napuštěné směsí indikátorů tzn. univerzální indikátorové papírky, které se pro každou hodnotu ph zbarví jinou barvou. K nejpoužívanějším indikátorům patří tyto látky: LAKMUS = se v kyselé oblasti barví do červena, v zásadité do modra. FENOLFTALEIN = je v kyselé oblasti bezbarvý, v zásadité se zbarvuje do fialova kolem ph=8-9 METHYLORANŽ = přechází z kyselé oranžové barvy na zásaditou žlutou. K dalším používaným indikátorům při acidobazickém stanovení patří methylčerveň, bromthymolová modř, methylová žluť či thymolftalein. K přesnějšímu zjištění hodnoty ph se používají speciální měřicí přístroje tzv. ph-metry neboli ph elektrody, či sondy. Tabulka 1: Tabulka ph běžných roztoků; zdroj: autor Kapalina ph Kyselina chlorovodíková 0 Žaludeční kyseliny 2 Ocet 3 Rajčatová šťáva 4 Destilovaná voda 7 Krev 7,5 Kyselina v bakteriích <1 Kyselý déšť <5,6 Sliny onkologických pacientů 4,5 5,7 Sliny zdravého člověka 6,5 7,4 Mořská voda 8 Čpavek (pro domácnost) 11,5 Louh sodný pro domácí použití 11

3 2 Zadání 1. Vytvořte hypotézu, který z určených nápojů bude nejkyselejší a který nejzásaditější. Seřaďte je podle vzrůstající kyselosti. 2. Určete ph určených nápojů pomocí indikátorového papírku. 3. Určete ph určených nápojů pomocí ph metru v systému ISES. 4. Porovnejte teoretické a naměřené hodnoty ph nápojů a do závěru napište, která z metod měření ph je dle vás přesnější a proč? Ukažte na konkrétním příkladu. 5. Jaký vliv má kyselost nápojů na zdraví našich zubů? 3 Postup práce 1. Měření pomocí ph univerzálního papírku: a) Nalejeme vzorek do nádoby, vezmeme si univerzální indikátorový papírek a barvu, kterou nám papírek ukáže, porovnáme s hodnotami ph na obalu, výsledek zaznamenáme do tabulky. b) Postupně proměříme všechny vzorky. Při výměně vzorku dbáme i na výměnu indikátorového papírku. 2. Měření pomocí ph metru: a) Nalejeme vzorek do nádoby, ph elektrodu opláchneme vodou a ponoříme do roztoku. Při každém měření necháme elektrodu v nápoji 1-2 minuty, dokud se hodnota nestabilizuje, aby nedocházelo k chybám měření vlivem zůstatku předchozích vzorků na elektrodě, a výslednou kyselost zaznamenáme do tabulky (u všech vzorků). Před každým měřením čidlo opláchneme v čisté vodě. b) Po skončení měření čidlo opět opláchneme vodou a vložíme do kalibračního roztoku. c) Stejně postupujeme u všech vzorků nápojů.

4 4 Záznam výsledků 1. Hypotéza před měřením - řazení podle vzrůstající kyselosti nejzásaditější 1, nejkyselejší 10) Tabulka 2: Hypotéza řazení kapalin podle ph; zdroj autor pořadí vzorek pořadí vzorek 1. mýdlo 6. citronová šťáva 2. mléko 7. pivo 3. káva 8. pomerančový džus 4. voda z vodovodu 9. ocet 5. dobrá voda 10. coca-cola 2. Naměřené hodnoty Tabulka 3: Hypotéza řazení kapalin podle ph; zdroj autor

5 Vzorek Předpokládané ph Hodnota ph indikátorový papírek Hodnota ph elektroda Citrónová šťáva 4,5 3,5 3,56 Coca-cola 2,5 2,7 2,61 Pomerančový džus 4 3,7 3,84 Pivo 4,2 4,6 4,5 Voda z vodovodu 7 7 7,02 Mléko 8 6,8 6,76 Mýdlo 9 9,5 10 Ocet 3 3 3,18 Dobrá voda 5 5,1 5,15 Káva 7,5 6 5,51 5 Závěr V úloze jsme zjistili, že: hodnoty ph pomocí elektrody lze určit s větší přesností Nejkyselejší roztok je:... Coca-cola Nejzásaditější roztok je:... Mýdlo Správně seřazené nápoje dle kyselosti (od nejzásaditějšího po nejkyselejší): 1. Mýdlo 5. Dobrá voda 9. Ocet 2. Voda z vodovodu 6. Pivo 10. Coca cola 3. Mléko 7. Pomerančový džus 4. Káva 8. Citronová šťáva 6 Kontrolní otázky 1. Byla většina měřených nápojů spíše kyselá nebo zásaditá?

6 2. Jaký vliv má kyselost nápojů na zdraví našich zubů? 3. Jaká je doporučená hranice ph nápojů, aby nedocházelo k poškozování zubů? 4. Která použitá metoda při měření ph v úloze je podle vás přesnější proč? 7 Použitá literatura KOTLÍK, Bohumír a Květoslava RŮŽIČKOVÁ. Chemie v kostce: pro střední školy. 1. vyd. Havlíčkův Brod: Fragment, 119 s. ISBN X. MAREČEK, Aleš a Jaroslav HONZA. Chemie pro čtyřletá gymnázia: pro střední školy. 3., přeprac. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 240 s. ISBN BÍLEK, Martin. Chemické experimenty se systémem ISES. Hradec Králové, 1995