Eksperimen: Pentitratan asid-bes

Pentitratan ialah cara piawai untuk mengetahui berapa banyak asid yang tepat meneutralkan amaun alkali yang tetap, dan ia salah satu amali yang paling banyak diperiksa dalam bab Asid, Bes dan Garam Tingkatan 4. Ia dibina terus daripada penyediaan larutan piawai, kerana pentitratan yang boleh dipercayai memerlukan larutan berkepekatan diketahui dengan tepat. Panduan ini menyusun kaedah, pemerhatian, dan kemahiran Kertas 3 yang dihargai dalam pentaksiran amali.

Tujuan

Untuk menentukan isi padu asid cair, contohnya asid hidroklorik, yang tepat meneutralkan isi padu tetap alkali, contohnya larutan natrium hidroksida, menggunakan penunjuk untuk menunjukkan takat akhir.

Radas dan bahan

• Buret (contohnya buret 50 cm³) dengan kaki retort dan pengapit
• Pipet (contohnya pipet 25 cm³) dan pengisi pipet
• Kelalang kon
• Jubin putih
• Corong turas dan bikar kecil
• Botol basuh berisi air suling
• Asid hidroklorik cair dan larutan natrium hidroksida
• Penunjuk yang sesuai, contohnya fenolftalein

Prosedur

1. Bilas pipet dengan sedikit alkali, kemudian guna pengisi pipet untuk menyukat isi padu tetap alkali ke dalam kelalang kon yang bersih.
2. Tambah dua atau tiga titis fenolftalein ke dalam kelalang; larutan bertukar merah jambu.
3. Bilas buret dengan sedikit asid, kemudian isi buret dengan asid, dan pastikan ruang di bawah injap terisi tanpa gelembung udara.
4. Catat bacaan awal buret, mengambil dasar meniskus pada aras mata.
5. Letakkan kelalang kon di atas jubin putih di bawah buret supaya perubahan warna mudah dilihat.
6. Alirkan asid ke dalam kelalang, sambil menggoncang kelalang secara berterusan untuk mengadun kandungannya.
7. Apabila takat akhir menghampiri, ditunjukkan oleh warna merah jambu yang pudar lebih perlahan di tempat asid jatuh, tambah asid titis demi titis.
8. Berhenti sebaik sahaja warna merah jambu hilang dan larutan menjadi tidak berwarna. Inilah takat akhir.
9. Catat bacaan akhir buret dan cari isi padu asid yang digunakan (titar).
10. Ulang pentitratan sehingga dua titar hampir sama (keputusan sepadan), dan gunakan purata titar yang sepadan.

Pemerhatian yang dijangka

Alkali dengan fenolftalein berwarna merah jambu. Apabila asid ditambah dan digoncang, warna merah jambu berkelip dan pudar. Pada takat akhir, satu titis asid menukar seluruh larutan daripada merah jambu kepada tidak berwarna, dan warna tidak kembali apabila digoncang. Titar yang sepadan hampir sama antara satu sama lain, yang menunjukkan bacaan boleh dipercayai.

Inferens dan kesimpulan

Pada takat akhir, asid telah tepat meneutralkan alkali, jadi bilangan mol asid yang bertindak balas sama dengan bilangan mol alkali didarab nisbah mol dalam persamaan seimbang. Bagi tindak balas satu mol asid bertindak balas dengan satu mol alkali, mol asid sama dengan mol alkali pada takat akhir. Jika kepekatan dan isi padu satu larutan diketahui, kepekatan yang satu lagi boleh dikira daripada purata titar. Kesimpulannya, peneutralan lengkap pada takat akhir, dan hubungan isi padu tetap membolehkan kita mencari kepekatan yang tidak diketahui.

Kemahiran proses sains (gaya Kertas 3)

Definisi secara operasi bagi takat akhir. Takrifkan takat akhir secara operasi sebagai saat satu titis asid menukar warna penunjuk secara kekal, di sini, daripada merah jambu kepada tidak berwarna, dengan goncangan berterusan.

Mengenal pasti pemboleh ubah. Jika siasatan membandingkan titar yang diperlukan bagi alkali berbeza kepekatan, pemboleh ubah dimanipulasi ialah kepekatan alkali, pemboleh ubah bergerak balas ialah isi padu asid yang diperlukan untuk mencapai takat akhir, dan pemboleh ubah dimalarkan ialah isi padu alkali yang dipipet, kepekatan asid, dan penunjuk yang digunakan.

Menjadualkan data. Lukis jadual pentitratan dengan baris bagi bacaan akhir, bacaan awal dan isi padu asid yang digunakan, dan lajur bagi pentitratan kasar dan pentitratan tepat, semua isi padu dicatat pada ketepatan yang sama seperti dibenarkan buret.

Membuat inferens. Terangkan mengapa hanya titar sepadan yang dipuratakan: pentitratan kasar pertama melepasi takat akhir, jadi ia digunakan hanya untuk mencari takat akhir anggaran, bukan dalam purata.

Langkah keselamatan

• Pakai gogal keselamatan, kerana asid dan alkali kedua-duanya menghakis dan boleh mencederakan mata.
• Guna pengisi pipet dan jangan sekali-kali memipet dengan mulut, supaya larutan menghakis tidak tersedut ke dalam mulut.
• Apit buret dengan kukuh dan isi di bawah aras mata, supaya asid tidak tumpah ke muka semasa mengisi.
• Basuh sebarang percikan asid atau alkali daripada kulit dengan segera menggunakan banyak air, kerana kedua-duanya boleh melecur.

Ralat lazim

• Gelembung udara pada hujung buret. Gelembung yang terlepas semasa pentitratan menokok titar ketara; alirkan sedikit asid dahulu untuk mengisi hujungnya.
• Tidak membilas buret dan pipet. Air yang tertinggal di dalam mencairkan larutan dan menukar titar; bilas setiap satu dengan larutan yang akan diisinya.
• Membaca buret dengan paralaks. Sentiasa baca dasar meniskus pada aras mata, jika tidak isi padu salah.
• Melepasi takat akhir. Menambah asid terlalu cepat berhampiran takat akhir membawa warna melepasi perubahan; tambah titis demi titis dan goncang.
• Mempuratakan titar kasar. Masukkan hanya titar tepat yang sepadan dalam purata.

Cara guru kami menggunakan eksperimen ini

Dalam kelas Kimia SPM satu-ke-satu, diajar dalam bahasa Inggeris dari RM50 sejam, kami melatih rutin pentitratan, bilas, pipet, penunjuk, isi tanpa gelembung, titar ke takat akhir titis demi titis, ulang untuk keputusan sepadan, sehingga menjadi lumrah. Kerana soalan pentitratan berulang merentasi Kimia SPM dan menjadi amali Kertas 3 yang klasik (Kertas 3 ialah Ujian Amali yang menaksir kemahiran proses sains), kaedah yang kemas dan diterangkan dengan baik di sini melindungi markah mudah yang ramai pelajar hilang kerana teknik semata-mata.