Miareczkowanie wobec fenoloftaleiny i oranżu

[Axe]

Próbka o masie 1,2g zawierająca mieszaninę \(\displaystyle{ Na_2CO_3}\) i \(\displaystyle{ NaHCO_3}\) i inne zanieczyszczenia rozpuszczono i miareczkowano 0,5M \(\displaystyle{ HCl}\). W czasie miareczkowania wobec fenoloftaleiny roztwór stał się bezbarwny po dodaniu \(\displaystyle{ 15ml \ HCl}\).Po dodaniu oranżu metylowego zużyto dodatkowe \(\displaystyle{ 22ml \ HCl}\). Oblicz zawartość procentową mieszaniny.

Może chodzi nie tyle o same obliczenia, co naświetlenie mi jak to wygląda praktycznie. Czemu wobec fenoloftaleiny, a potem oranżu? Czemu ma to służyć?

Czy reakcja z kwasem zachodzi najpierw z \(\displaystyle{ Na_2CO_3}\) czy równocześnie z \(\displaystyle{ NaHCO_3}\)?

[pesel]

Czy reakcja z kwasem zachodzi najpierw z Na_2CO_3 czy równocześnie z NaHCO_3?

Dobre pytanie. Najpierw węglan przechodzi w wodorowęglan. Sygnałem, że zaszedł ten etap jest odbarwienie się fenoloftaleiny (czyli moli węglanu było tyle ile na miareczkowanie zeszło moli kwasu). W tym miareczkowaniu wodorowęglan (zarówno ten co powstał jak i ten co pierwotnie był w próbce) nie reaguje z kwasem. W miareczkowaniu wobec oranżu do kwasu węglowego reaguje zarówno węglan jak i wodorowęglan ponieważ zmiana barwy zachodzi dopiero po pełnym przereagowaniu obu składników mieszaniny. Ponieważ na 1 mol węglanu trzeba 2 mole kwasu, a na mol wodorowęglanu 1 mol kwasu to na podstawie tych dwóch miareczkowań można ułożyć układ równań:

\(\displaystyle{ n_{Na_{2}CO_{3}}=n_{HCl}^{(fenoloft)}}}\)

\(\displaystyle{ 2 \cdot n_{Na_{2}CO_{3}}+n_{NaHCO_{3}}=n_{HCl}^{(oranz)}}}\)

Co umożliwia nam oznaczenie zawartości obu składników w mieszaninie.

To tak jakbyśmy mieli w skrzynce jabłka i gruszki. Chcemy się dowiedzieć ile (na sztuki) mamy jabłek, a ile gruszek. Ale problem polega na tym, że mamy dwa detektory: jeden na jabłka, a drugi na owoce (tylko ten jest popsuty i podwaja liczbę jabłek). Nie mamy detektora na gruszki. Pierwszym detektorem oznaczamy sobie liczbę jabłek (powiedzmy \(\displaystyle{ 50}\)). Drugim oznaczamy całkowitą liczbę owoców pamiętając, że jabłka nam podwaja. Powiedzmy, że pokazał \(\displaystyle{ 200}\). No ale jabłek było \(\displaystyle{ 50}\), więc gruszek było \(\displaystyle{ 200-2 \cdot 50=100}\).