048 – pH silných a slabých kyselin

Tato laboratorní lekce je rozdělena do dvou významných částí s cílem posílit porozumění a praktické dovednosti v chemii, zejména při přípravě roztoků a analýze acidobazických vlastností.

První část se zaměřuje na přípravu zředěných roztoků kyselin pomocí zřeďovacích technik, kde se účastníci naučí upravovat koncentrace roztoků přidáváním destilované vody. Tento proces je zásadní pro vytváření vzorků s různými koncentracemi z koncentrovaných zásobních roztoků, což podtrhuje význam přesného nakládání s koncentrací pro různé chemické aplikace.

Druhá část zahrnuje použití pH metru k měření pH dříve připravených roztoků, což umožní zkoumání jejich acidobazického chování a pochopení vlivu koncentrace kyseliny na hodnoty pH, a tím určení jejich kyselosti či zásaditosti.

Vzdělávací cíle

  • Techniky přípravy roztoků: Účastníci se seznámí se základy přípravy roztoků, včetně klíčové praxe ředění koncentrovaných roztoků na požadované koncentrace, s důrazem na význam kontroly koncentrace v chemii.
  • Pochopení chování kyselin a zásad: Měřením pH studenti prozkoumají, jak různé koncentrace kyselin ovlivňují pH roztoku, a získají tak vhled do kyselosti či zásaditosti roztoků.
  • Měření a interpretace pH: Cílem sezení je posílit dovednosti v používání pH metrů pro přesné stanovení pH a rozvinout schopnost interpretovat výsledky měření pH, čímž se prohloubí pochopení vlastností kyselých a zásaditých roztoků.

Účastí na tomto laboratorním cvičení se studenti seznámí se základními chemickými postupy, od manipulace s koncentracemi roztoků po analýzu acidobazických vlastností měřením pH. Pochopení toho, jak upravit koncentrace roztoků a měřit jejich pH, vybavuje studenty klíčovými praktickými dovednostmi v chemii, spolu s hlubším pochopením kyselin a zásad v roztocích. Tento komplexní přístup zajišťuje všestrannou vzdělávací zkušenost a zdůrazňuje praktické využití teoretických chemických konceptů v reálných situacích.

Protokol

Část 1: Příprava zředěných roztoků

  1. Najděte čtyři prázdné kádinky označené čísly 1 až 4.
  2. Pro 1 mol/L roztok kyseliny ethanoové (CH3(COOH) do kádinky 1 a naplňte ji do poloviny.
  3. Pomocí pipety naberte roztok kyseliny ethanoové o koncentraci 1 mol/L z kádinky 1 a přeneste 5 mL do 50 mL odměrného válce.

Vylijte přebytečnou tekutinu z pipety do sběrné nádoby.

  1. Přidejte destilovanou vodu do odměrného válce, dokud nedosáhnete konečného objemu 50 ml.
  2. Nalejte roztok získaný z odměrného válce do kádinky 2 a naplňte ji do poloviny.

Vylijte přebytek z odměrného válce do sběrné nádoby.

  1. Očistěte pipetu a odměrný válec destilovanou vodou.
  2. Zopakujte proces ředění tak, že naberete roztok z kádinky 2 pipetou a poté přenesete 5 ml do 50 ml odměrného válce.

Vylijte přebytečnou tekutinu z pipety do sběrné nádoby.

  1. Poté do odměrného válce přidejte destilovanou vodu až do dosažení konečného objemu 50 ml.
  2. Nalijte tento nový zředěný roztok do kádinky 3 a naplňte ji do poloviny.

Vylijte přebytek z odměrného válce do sběrné nádoby.

  1. Naplňte kádinku 4 do poloviny koncentrovaným roztokem kyseliny chlorovodíkové (HCl) o koncentraci 0,10 mol/L.

Část 2: Měření

  1. Použijte pH metr k změření pH každého roztoku v kádinkách 1 až 4.

Mezi jednotlivými měřeními opláchněte elektrody pH metru destilovanou vodou a osušte je savým papírem.

  1. Výsledky měření pH se objeví v tabulce výsledků.
  2. Použitá rozpouštědla řádně zlikvidujte jejich nalitím do sběrné nádoby určené k tomuto účelu. Nevylévejte je do dřezu.

Předvídané výsledky

  • Kádinka 1 obsahuje CH32,37.
  • Kádinka 2 obsahuje CH3COOH 0,1M a pH je přibližně 2,87.
  • Kádinka 3 obsahuje CH3COOH o koncentraci 0,01 M a pH je přibližně 3,37.
  • Kádinka 4 obsahuje HCl 0,1M a pH je přibližně 1.

Shrnutí úkolů podle věkové kategorie

3.–5. třída (věk 8–10 let)

  • Fokus: Základní úvod do konceptů kyselin a zásad a jednoduché ředění.
  • Aktivity: Sledování změn pH jednoduchým ředěním, základní ukázky silných a slabých kyselin, základní bezpečnostní pokyny.

6.–8. ročník (věk 11–13 let)

  • FokusStředně pokročilá znalost přípravy roztoků a měření pH.
  • Aktivity: Příprava zředěných roztoků kyselin z koncentrovaných zásob, měření pH pH metry, sledování vlivu ředění na pH, dodržování podrobných bezpečnostních protokolů.

Třídy 9–12 (věk 14–18 let)

  • FokusPokročilé porozumění acidobazickému chování, přesné techniky ředění a analýza pH.
  • AktivityPřesná příprava různých zředěných roztoků kyselin, použití pH metrů pro přesné měření pH, analýza vztahu mezi koncentrací kyseliny a úrovní pH, podrobné zaznamenávání a interpretace výsledků, dodržování pokročilých bezpečnostních protokolů.

Laboratorní potřeby

Nástroje

  • Kádinky (50ml, 250ml a 1000ml)
  • Deska kbelíku
  • Kapátka
  • Elektronická váha
  • Erlenmeyerova baňka (250 ml)
  • Skleněná tyč
  • Odmerné valce (25 ml a 100 ml)
  • Plotýnka
  • Magnetické míchadlo
  • Papírová utěrka
  • pH metr
  • Pipeta
  • Stěrky
  • Zkumavky
  • Teploměry
  • Časovač

Produkty

  • Kyselina etanová 1,0 M3COOH)
  • Kyselina chlorovodíková (HCl)
zpět na seznam