Referat Lucrari De Laborator
Mai jos puteti citi fragmente din
Referat Lucrari De Laborator si de asemenea puteti face
Download Referat lucrari de laboratorCiteste fragmente din Referat Lucrari De Laborator
REFERAT
LUCRÄ‚RI PRACTICE DE LABORATOR
CUPRINS
securitatea muncii în ateliere, laboratoare unde se lucrează cu
substanţe chimice.....................1
verificarea
echivalenţilor.........................................................
....................................................2
i. prepararea unor soluţii de diferite
concentraţii...........................................................
..............7
ii. stabilirea titrului ÅŸi factorului
soluţiilor.............................................................
.....................10
analiza unor parametrii fizico-chimici ai apelor reziduale din industria
minieră carboniferă....12
determinarea ph-ului, acidităţii, alcalinităţii şi durităţii
apelor industriale.................................17
determinarea bioxidului de carbon, oxigenului şi substanţelor
oxidabile...................................24
determinarea tendinţei de autoîncălzire a
cărbunilor.............................................................
.....31
factorii care influenţează deplasarea echilibrului chimic şi viteza
de reacţie.............................33
deteminarea tensiunii electromotoare a pilelor
electrice.............................................................39
BIBLIOGRAFIE
A. MATEI, CHIMIE GENERALÄ‚ “LUCRÄ‚RI PRACTICEâ€Â, PETROÅžANI 1993
SECURITATEA MUNCII ÃŽN ATELIERE, LABORATOARE UNDE SE
LUCREAZÄ‚ CU SUBSTANÅ¢E CHIMICE
Obligaţiile studenţilor:
Să cunoască şi să respecte regulile privind manipularea
substanţelor chimice, folosirea ustensilelor si aparaturii.
Să folosească corect echipamentul de protecţie.
Să cunoască şi să respecte normele privind P.S.I.
Să cunoască măsurile de prim ajutor în caz de accidente.
Să păstreze ordinea şi curăţenia.
Reguli privind manipularea substanţelor chimice şi utilizarea
ustensilelor ÅŸi a aparaturii:
Substanţele chimice se păstrează în flacoane închise şi
etichetate.
Se interzice aplecarea asupra flacoanelor cu substanţe chimice.
Transvazarea lichidelor se face cu grijă evitând stropirile.
Procesele în urma căror se degajă vapori sau gaze se execută în
nişe cu ventilaţie.
Încălzirea substanţelor chimice se poate face numai în vase
termorezistente la flacără de bec de gaz, pe plite electrice, băi de
apă sau nisip în cuptoare.
Utilizarea gazului din recipienţi sub presiune se face folosind
reductoare de presiune.
Dacă în atmosferă se degajă substanţe toxice se opreşte operaţia,
se reţine respiraţia, se deschid geamurile, şi se parăseşte
încăperea.
Dacă se produce aprinderea unor substanţe se decuplează curentul, se
indepartează alte substanţe inflamabile din vecinătate şi se începe
stingerea prin acoperire sau stropire cu apă.
În caz de nevoie se anunţă formaţiunea de pompieri.
În caz că pielea vine în contact cu un acid sau o bază se spală
locul cu multă apă şi se neutralizează innapoi cu o bază slabă
(bicarbonat de sodiu) respectiv cu un acid slab (oţet).
VERIFICAREA ECHIVALENÅ¢ILOR
Consideraţii teoretice:
Într-o reacţie chimică, reactanţii reacţionează în cantităţi
(m), proporţionale cu echivalenţii lor chimici (E).
Dacă A + B → produşi, expresia generală a legii
echivalenţilor este:
Calculul echivalenţilor chimici (E):
unde:
masa molară a acidului;
numărul de protoni cedaţi de acid;
În general E pentru o bază (hidroxid):
ÃŽn care:
masa moleculară a bazei (hidroxidului);
numărul grupelor acceptoare de protoni (numărul de grupe
hidroxilitice din hidroxid)
ÃŽn care:
masa moleculară a sării;
numărul grupelor cationice;
cifre de încărcare a cationului.
Exemple de calcul:
Partea experimentală:
determinarea echivalentului chimic al acidului sulfuric:
Aparatură şi materiale necesare:
soluţie de NaOH
fenolftaleină
biuretă
pahare Erlenmayer
stativ
Modul de lucru:
Pentru determinarea echivalentului gram al acidului sulfuric, acesta se
tratează co o soluţie de NaOH de concentraţie cunoscută. Are loc o
reacţie de neutralizare conform ecuaţiei chimice:
Cunoscând echivalentul gram al hidroxidului de natriu ca fiind 40 g
şi cantităţile în greutate ale celor două substanţe care
reacţionează, se determină echivalentul gram al acidului sulfuric pe
baza relaţiei:
de unde:
ÃŽn care:
cantitatea de grame de acid sulfuric intrată in reacţie:
(g)
cantitatea în grame de NaOH intrată în reacţie:
(g)
şi Na OH intraţi în reacţie.
concentraţiile soluţiilor de acid şi bază.
.
. Se fac aceste determinări de mai multe ori şi se calculează media
aritmetică a echivalentului acidului sulfuric.
)
Aparatură şi materiale necesare:
Albastru de timol (indicator)
Biuretă
Pahare Erlenmeyer
Stativ
Modul de lucru:
de concentraţie cunoscută.
Cunoscând echivalentul gram al acidului sulfuric şi cantităţile în
greutate ale sărurilor de natriu care reacţionează, se determină
echivalenţii gram ai celor trei săruri.
Relaţia de calcul este de forma:
de unde:
intrată în reacţie:
cantitatea in grame de sare intrată în reacţie
şi sare intrată în reacţie
- reprezintă concentraţiile soluţiilor de acid şi sare (Titrul)
) câte 25 ml soluţie, se pun întrun Erlemeyer şi se complectează
cu apă distilată până la aproximativ 50 ml soluţie.
În paharele cu soluţiile de săruri se adaugă câte 2-3 picături de
albastru de timol (indicator) şi se titrează cu acid sulfuric de la
albastru până la viraj roşu.
Se citesc cu exactitate volumele soluţiei utilizate la titrare.
pentru toate cele trei cazuri.
Se compară cu rezultatele obţinute cu echivalenţii chimici ai
sărurilor obţinuţi prin calcul.
Se fac trei determinări de acelaş fel pentru a afla media aritmetică
a echivalenţilor chimici al sării respective.
I. PREPARAREA UNOR SOLUÅ¢II DE DIFERITE CONCENTRAÅ¢II
II. STABILIREA TITRULUI ÅžI FACTORULUI SOLUÅ¢IILOR
I. Prepararea unor soluţii de diferite concentraţii
Consideraţii teoretice:
Soluţiile sunt amestecuri omogene formate din două sau mai multe
substaţe ale căror proprietăţi variază cu raportul dintre
componente.
În orice soluţie se disting două componente principale: substanţa
dizolvată numită solvat şi substanţa în masa în care este
dispersată uniform solvatu numit solvent.
Raportul dintre cantitatea de solvat şi solvent exprimă concentraţia
soluţiei. Concentraţia soluţiilor reprezintă cantitatea de
substanţă dizolvată intr-o anumită cantitate de soluţie sau
dizolvant.
Concentraţia soluţiilor se poate exprima astfel:
Concentraţie procentuală, “%†– reprezintă cantitatea de
substanţă exprimată in grame conţinută în 100 grame soluţie:
Concentraţia normală “n†–reprezintă numărul de echivalenţi
gram de substanţă dizolvată intr-un litru de soluţie
Concentraţia molară „m†– reprezintă numărul de moli de
substanţă dizolvată într-un litru de soluţie
Concentraţia molală – reprezintă numărul de moli de substanţă
dizolvată în 1000 g dizolvant
Partea experimentală
10%.
Materiale necesare :
Sare solidă NaCl şi KCl
Soluţie HCl concentrat, 37 %, d=1,19
Balanţă farmaceutică
Cilindru gradat
Pahare Berzelius 300ml
Mod de lucru:
Se calculează cantitatea de NaCl solidă necesară pentru 200g soluţie
5% şi se cântăreşte cu balanţa farmaceutică.
100 g sol. NaCl.......................C % g NaCl
200 g sol. NaCl..................... x g NaCl
g NaCl
Se pune cantitatea de NaCl cântărită într-un pahar Berzelius şi se
adaugă cantitatea de apă necesară (190 ml) măsurată cu cilindru
gradat.
Volumul de soluţie HCl concentrate se măsoară cu ajutorul unui
cilindru gradat şi se completează cu apă distilata pana la 50 ml.
0,1 n.
Materiale necesare:
p.a.
concentrat 96 %, d = 1,84
p.a.
Baloane cotate, pisetă
Sticlă ceas, pâlnii
Pipete gradate
Mod de lucru
0,1 n.
g KOH p.a. Se cântăreşte pe o sticlă de ceas cantitatea calculată
şi se introduce întu-un balon cotat de 250 ml. Se completează cu apă
distilată până la semn,agitând pentru dizolvare.
Din tabel avem pentru:
conc. 96%
Ceea ce în volum reprezintă:
conc. 96 %
Se adaugă în balonul cotat mai întâi puţină apă distilată şi
apoi se adaugă volumul de acid sulfuric concentrat rezultat din calcul
şi măsurat cu ajutorul unui cilindru gradat. Se agită cu grijă şi
se comletează cu apă distilată până la semnul balonului cotat.
este substanţă titrimetrică, care permite prepararea unei soluţii
etalon, cu ajutorul căruia determinăm titrul soluţiilor aproximative
de bază.
.
Cantitatea necesară pentru volumul propus va fi:
Substanţa cântărită pe o sticlă de ceas se aduce cantitativ în
balonul cotat cu 250ml prin spălarea sticlei de ceas cu apă distilată
din pisetă. Se completează conţinutul balonului cotat la semn cu apă
distilată.
II. Stabilirea titrului şi factorului soluţiilor
Consideraţii teoretice:
Soluţiile obţinute dintr-o probă cântărită de substanţe pot fii
soluţii etalon sau soluţii aproximative.
Soluţiile etalon sunt acelea pentru a căror preparare se folosesc
substanţe foarte pure şi nealterabile. Concentraţia lor corespunde
exact valorii teoretice calculate (acid oxalic, dicarbonat de potasiu,
etc.) in cazul soluţiilor aproximative (baze, acizi, etc.)
concentraţia se determină experimental prin titrul soluţiei T, care
reprezintă cantitatea în grame de substanţa conţinută într-un
milimetru de soluţie. Numărul care arată de câte ori o soluţie este
mai concentrată sau mai diluată decât soluţia de concentraţie
exactă se numeşte factor. Se notează cu F. Factorul se calculează cu
raportul:
Stabilirea concentraţiei exacte a unei soluţii se face prin
determinarea volumului de reactiv consumat de substanţa analizată
intr-o reacţie chimică dată. Reactivul are o concentraţie cunoscută
şi se adaugă în cantitatea strict necesară stabilită pe baza
ecuaţiei chimice. Importantă este stabilirea punctului de echvalenţă
care marchează sfâşitul reacţiei. În acest scop se folosesc
indicatori, substanţe care îşi schimbă brusc culoarea la adăugarea
unui exces mic de reactiv. Concentraţia se exprimă prin titru,
respectiv prin facorul soluţiei.
Partea experimentală
Determinarea concentraţiei unei soluţii aproximative de KOH 0,1 n
Materiale necesare:
0,1 n
Indicator –fenolftaleină
Biurete si stativ cu cleme
Pahar Erlenmayer
Mod de lucru:
0,1 n se foloseşte ca reactiv o soluţie de acid oxalic 0,1 n. Se
umple o biuretă cu soluţie de acid oxalic şi alta cu soluţie de
hidroxid de potasiu. Se ia o probă de 20 ml acid aoxalic într-un pahar
Erlenmayer,se diluează cu apă şi se încălzeşte la 70-800 C pentru
îndepărtarea CO2. Se adaugă 2-3 picături de fenolftaleină şi se
titrează cu KOH 0,1 n până la apariţia unei coloraţii slabe. Se
execută două probe.
Calculul titrului ÅŸi factorului:
Ecuaţia chimică dupa care se desfăşoară titrarea este:
Notăm:
(echivalentul gram al acidului oxalic
(echivalentul gram al hidroxidului de K)
vol. de acid oxalic luat în analiză, ml.
vol.de hidroxid de K, folosit la titrare, ml.
- titrul soluţiei de acid oxalic (0,0063033 g/ml)
titrul soluţiei de hidroxid de K
Factorul soluţiei:
Rezultatul va fi media aritmetică a celor două determinări.
Observaţie: titrul teoretic al soluţiei de KOH 0,1 n este 0,0056 g/ml.
ANALIZA UNOR PARAMETRII FIZICO-CHIMICI AI APELOR
REZIDUALE DIN INDUSTRIA MINIERÄ‚ CARBONIFERÄ‚
Consideraţii teoretice
Apele uzate (reziduale) sunt apele cărora prin utilizare li s-au
modificat calităţile chimice, biologice sau fizice inclusiv
temperatura sau radioactivitatea, ape de precipitaţii sau din alte
surse,care fără a fi făcut obiectul unei folosiri s-au încărcat cu
substanţe străine, provenite de la activităţile sociale sau
economice; ape de mină şi de zăcământ, orice alte ape care au
făcut obiectul unei folosiri anterioare.
Industria minieră foloseşte şi restituie cantităţi relativ mari de
apă din procesul tehnologiei de extracţie şi preparare al
cărbunelui. Staţiile de cărbune, în majoritatea bazinelor
carbonifere, prezintă intercalaţii de argilă şi marnă, care prin
tăiere mecanizată sunt antrenate în producţia de cărbune.
Principalul impurificator al apelor de mină îl constituie suspensiile
argiloase rezultate din procesul de exploatare. ÃŽn cazul apelor
reziduale provenite de la preparaţiile de cărbune principalul
impurificator îl constituie tot suspensiile, dar in acestă situaţie
sunt prezente şi particule de cărbune. De asemenea, apele de la
preparaţiile de cărbune mai conţin şi motorină şi spumanţi
proveniţi de instalaţiile de flotaţie.
Principalele caracteristici ale apelor de mină şi ale celor de la
preparaţii sun prezentate în tabel cu valorile maxime admise de
normele în vigoare pentru deversarea în emisar.
Caracteristici U/M Ape de preparaţie Ape de mină
Suspensii
Conţinut de cenuşă
pH
CO2
Săruri
SO42-
Cl
Ca
Hg
Sl
Duritate totală mg/l
%
-
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
grade 40.000-55.000
67-70
6-6,5
20-70
120-200
Urme
Urme
20-30
5-15
1-4
- 125-18.000
-
6,9-7,5
400-1000
-
175-700
7-20
8-25
5-60
4-6
3,6-6,7
După cum se observă din tabel, modificări importante ale unor
parametri chimici nu intervin în urma utilizării apelor în industria
minieră. De aceea se impune controlul doar asupra următorilor
parametri: suspensii; conţinut de cenuşă; pH; aciditate;
alcalinitate; densitate-pentru nămoluri.
Turbiditatea sau suspensiile.
Turbiditatea sau tulburitatea reprezintă gradul de opacitate imprimat
unei ape, de substanţele în suspensie sau în stare coloidală.
Compuşii care determină turbiditatea sunt de natură diversă şi se
găsesc în diferite grade de dispersie de la coloizi până la
suspensii gravitaţionale. Suspensiile gravitaţionale sunt de natură
silicoasă şi se depun repede. Suspensiile pământoase şi cele
argiloase sunt în general în stare coloidală. Turbiditatea se poate
determina prin metode optice, situaţie când se exprimă în grade de
turbiditate (grade de silice Jakson). Se înţelege prin grad de silice
turbiditatea unei ape echivalentă turbidităţii date de un conţinut
de un mg SiO2/dm3. Conform STAS 6323/61, un grad de turbiditate
reprezintă tulbureala produsă de 1 mg
caolin sau pământ de infuzorii în suspensie într-un litru de apă
distilată.
Suspensiile se pot determina gravimetric prin determinarea în acest
mod a suspensiilor reţinute pe hârtia de filtru.
pH, aciditate, alcalinitate
pH-ul unei ape se exprimă prin concentraţia ionilor de H. La
deversarea apelor reziduale trebuie avut în vedere faptul că pentru
desfăşurarea normală a proceselor biologice, este necesar un domeniu
restrâns de pH cuprins între 6,5-8,5. Depăşirea acestor limite duce
la distrugerea completă a ciclului biologic.
Aciditatea se datoreÅŸte de obicei CO2 liber, mai rar acizilor organici
şi minerali. Dintre acizii organici mai frecvent sunt prezenţi acizii
humici.
şi fosfaţilor.
Partea experimentală:
Aparatură necesară:
Turbidimetru
Soluţii etalon turbiditate
Cilidru gradat 100ml, pipete
Pâlnie, hârtie de filtru
Balanţă şi etuvă
Indicatori pH, scală pH
Ape reziduale, evacuare emisar; alimentare staţie epurare;
Determinarea suspensiilor totale
Mod de lucru
Determinarea suspensiilor este proba care se efectuează pentru un mare
număr de puncte de control în instalaţiile de preparare. Efectuarea
probei se face în felul următor: se recoltează proba din deversarea
conductei parcurgând cu vasul colector întreaga şuviţă de lichid
până la umplerea vasului. Se va lua în lucru proba de la alimentarea
staţiei de epurare a apei. Din vasul cu proba recoltată din
alimentarea staţiei de epurarea apei se iau 100 ml apă pentru
determinarea gravimetrică a suspensiilor. Formarea acestei probe se
face măsurând 100 ml suspensie într-un cilindru gradat de 100 ml sub
permanentă agitare. O agitare necorespunzătoare duce la eliminarea din
proba a particulelor mari care sedimentează rapid, viciind astfel
determinarea. Se filtrează proba pe hârtie de filtru cu bandă roşie.
Se usucă proba în etuvă reglată la 1050C până când la două
cântăriri succesive se determină o grutate constantă. Se determină
suspensiile cu următoarea relaţie:
ÃŽn care:
A- masa suspensiilor filtrate ÅŸi uscate (mg)
B- masa hârtiei de filtru (mg)
V- volumul soluţiei luate în lucru (ml)
Determinarea turbidităţii
Determinarea turbidităţii se face determinând înălţimea stratului
de apă care permite observarea clară a unui reper negru pe fond alb
iluminat cu o lumină difuză.
Se umple tubul cu apa de analizat şi se priveşte de sus în jos
pentru a vedea banda neagră de pe disc. În cazul când banda nu este
vizibilă se scoate apa din tub prin robinetul lateral până ce banda
devine vizibilă. Se citeşte înălţimea coloanei de apă. Pentru
aprecierea turbidităţii în grade de silice se va trasa curba de
etalonare folosind soluţiile etalon de turbidităţi cunoscute. Prin
această metodă se va determina turbiditatea probei de la evacuare
emisar.
Determinarea pH- lui
Determinarea pH-ului se face folosind metoda colorimetrică cu scară
de comparare. Pentru aceasta se iau 10 ml din apa limpede rezultată în
urma filtrării probei (evacuare emisar) sau a limpezirii acesteia (rin
sedimentare). Peste această probă se intrioduc 0,6 ml indicator. Se
agită şi se compară coloraţia obţinută cu ceea a unei scări de
etalonare.
Determinarea alcalinităţii
Determinarea alcalinităţii se face faţă de fenolftaleină (pH- 8,2)
şi faţă de metiloranj (pH- 4,4). Alcalinitatea faţă de
fenolftaleină constituie alcalinitatea permanentă şi este dată de
bazele libere şi de carbonaţii alcalini. Pentru determinarea ei se iau
100 ml apă de analizat şi se adaugă 2 picături de fenolftaleină.
Dacă apare o coloraţie roz, proba se titrează cu o sluţie HCl 0,1 n
până la incolor. Alcalinitatea permanentă se exprimă în ml HCL N/
dm3 şi se calculează cu relaţia:
ml HCl 1N/ dm3 = V· f
în care:
V – volumul ,în ml de HCl 0,1 n folosit la titrare
f - factorul soluţiei de HCl 0,1 n
Alcalinitatea faţă de metiloranj reprezintă alcalinitatea totală şi
este dată de bazele libere,carbonaţi şi bicarbonaţi alcalini. Pentru
determinarea ei se iau 100 ml apă de analizat şi se adaugă 3
picături metiloran. Se titrează cu HCl 0,1 n până ce culoarea
virează de la galben-citric la galben-portocaliu. Daă la încput are
culoarea galben- portocaliu, această alcalinitate este egală cu zero.
Alcalinitatea totală se exprimă în ml HCl N/ dm3 şi se calculează
cu relaţia.
ml HCl 1N/ dm3 = V· f
Determinarea acidităţii
Determinarea acidităţii se face faţă de fenolftaleină (pH -8,2) ţi
faţă de metilranj (pH – 4,4).
Aciditatea faţă de fenolftaleină constituie aciditatea totală şi
este dată de bioxidul de carbon. Pentru determinarea ei se iau 100 ml
apă, se adaugă 2 picături indicator şi se titrează cu o soluţie
NaOH 0,1 n până la o coloraţie roz. Dacă apa a fost roz de la
început, atunci aciditatea este egală cu zero. Aciditatea totală se
exprimă în ml soluţie NaOH N/ dm3 şi se calculează cu relaţia:
ml NaOH N/ dm3 = V· f
în care:
V – volumul de soluţie NaOH 0,1 n folosiţi la titrare (ml)
f – factorul soluţiei NaOH 0,1 n
Aciditatea faţă de metiloranj reprezintă aciditatea permanentă
datorată acizilor minerali. Pentru determinarea ei se iau 100 ml apă
şi se adaugă 2-3 picături indicator. Dacă apare coloraţie
galben-citriu această aciditate este egală cu zero. În caz contrar se
titrează cu o soluţie NaOH 0,1 n până la viraj din
galben-portocaliu la galben-citriu. Aciditatea permanentă se exprimă
în ml NaOH N/ dm3 şi se calculează cu ajutorul relaţiei:
ml NaOH N/ dm3 = V· f
Determinarea densităţii
Această determinare este utilizată pentru analiza nămolurilor
rezultate în urma decantării apelor. Pentru determinarea densităţii
într-un cilindru gradat, cântărit în prealabil gol se pun 500 ml
nămol. Se cântăreşte cilindrul din nou şi se calculează densitatea
cu ajutorul relaţiei:
ÃŽn care:
densitatea (g/cm3);
mi = masa cilindrului gradat gol (g)
mf = masa cilindrului gradat cu proba de analizat (g)
V = volumul luat în probă (ml).
Rezultatele obţinute se trec în tabelul de mai jos:
Apa de analizat Tipul determinării U/M Valoarea
Alimentarea staţiei epurare Suspensii totale
Evacuare emisar turbiditate
pH
alcalinitate totală
alcalinitate permanentă
aciditate totală
aciditate permanentă
Nămol
DETERMINAREA pH-ULUI, ACIDITÄ‚Å¢II, ALCALINITÄ‚Å¢II
ÅžI DURITÄ‚Å¢II APELOR INDUSTRIALE
Consideraţii teoretice:
Apa care se utilizează în procesele tehnologice industriale se
numeşte apă industrială. În funcţie de domeniul de utilizare,
apelor industriale li se cere să se încadreze în anumiţi parametrii
fizico-chimici, în limite, uneori deosebit de restrânse.
După utilizări, apele industriale se împart în următoarele
categorii:
Ape de răcire- sunt folosite la răcirea unor aparate, utilaje sau
produse. Aceste ape trebuie să fie lipsite de suspensii de orice fel,
lipsită de microorganisme, stabilă la depuneri şi să nu prezinte
pericol de coroziune.
Apă tehnologică- este utilizată direct în procesul tehnologic pentru
obţinerea diverselor produse şi nu impune condiţii prea severe de
puritate, decât în unele situaţii speciale.
Apă de spălare- este folosită la spălarea utilajelor, a diferitelor
piese sau produse. Trebuie să fie lipsită de suspensii, de compuşi
agresivi, de uleiuri sau substanţe grase.
Apa de alimentare a cazanelor de abur- este apa folosită pentru
obţinerea aburului şi impune, în funcţie de temperatură şi
presiunea de lucru a cazanului condiţii din ce în ce mai severe de
lucru. Aceste ape trebuie să fie lipsite de suspensii, de duritate, de
acizi liberi, oxigen, bioxid de carbon, grăsimi şi uleiuri, sulfaţi
silicaţi, etc.
Principalele proprietăţi ale apelor industriale.
pH, aciditate, alcalinitate.
. Acidul carbonic se disociază conform reacţiei:
Unde:
Din această relaţie rezultă efectul tampon al unui asemenea sistem,
potrivit căruia pH-ul variază puţin cu diluţia, dar mult cu
schimbarea acestui raport. ÃŽn apele reziduale valoarea pH-ului depinde
însă şi de conţinutul de CO2 liber. Cea mai mare parte a CO2
existent în apă este dizolvat fizic. Între concentraţia CO2 liber
(CO2 aq) şi acidul carbonic există un raport constant. Ca urmare,
variaţia pH-ului se poate exprima prin relaţia:
Unde:
şi se determină în prezenţa metiloranjului (pH=4,4). Practic
toată alcalinitatea este dată de bicarbonaţii de calciu şi de
magneziu. Hidroxidul de sodiu este prezent în ape reziduale puternic
bazice. Alcalinitatea permanentă este dată de bazele libere şi de
carbonaţii alcalini şi se determină în prezenţa fenolftaleinei
(pH=8,2)
Duritatea
Duritatea este propietatea conferită de către totalitatea sărurilor
solubile de calciu şi magneziu. În funcţie de anionii implicaţi se
deosebesc:
Duritate temporară (dt), dată de suma bicarbonaţilor de calciu şi de
magneziu. La încălzire dt se elimină, având loc reacţiile:
Duritatea permanentă (dp), formată din celelalte sărurisolvite de
calciu şi de magneziu (sulfaţi, cloruri, etc.).
Duritatea totală (dT) este suma celor două durităţi.
Duritatea se exprimă în grade de duritate. Gradul de duritate
reprezintă în România duritatea echivalentă a 10 mg CaO/dm3 (fiind
identic cu gradul german).
În funcţie de duritatea lor, apele naturale se pot clasifica în:
Foarte moi dT=0-4 grade;
Moi dT=4-8 grade;
Slab dure dT=8-12 grade;
Mijlocii dure dT=12-18 grade;
Dure dT=18-30 grade;
Foarte dure dT=peste 30 grade.
Apa dură provoacă greutăţi mari în folosinţele industriale, ca de
exemplu depunerea de cruste, în cazul cazanelor de abur, în
spălătorii măresc cantităţile de agenţi de spălare, deoarece
formează săpunuri insolubile.
Calciu ăi magneziu.
Datorită unor caracteristici biochimice şi fiziologice distincte,
este util să se cunoască concentraţia ionilor de Ca2+ şi Mg2+
separat. Astfel, magneziul se găseşte în apă sub formă de sulfaţi,
care în concentraţie mare imprimă apei un gust dezagreabil şi un
efect laxativ. De asemena, magneziul mai poate fi prezent în apă sub
formă de cloruri şi bicarbonaţi.
Calciu este prezent în toate apele sub formă de bicarbonaţi,
sulfaţi sau cloruri. Excesul de calciu imprimă apei un gust sălciu,
fiind incriminat în favorizarea calculozei renale; lipsa de calciu pare
a juca un rol în producerea unor tulburări funcţionale ale cordului
(aritmii) până la infarctul de miocard.
Aparatură şi materiale necesare:
Biurete
Amestec indicatori pentru determinarea pH-ului, scară de etalonare,
pH-metru, soluţii tampon pentru diferite valori de pH
Vase conice
HCl 0,1n; NaOH 0,1n; complexon III 0,01
Indicatori: negru de eriocrom T, murexid, metiloranj, fenolftaleină.
Mod de lucru
Determinarea pH-ului apei
Metoda colorimetrică folosind scara de comparare
Se iau 10 ml apă de analizat şi se introduc intr-o eprubetă peste
care se adaugă 0,6 ml din amestecul de indicatori. Se agită şi
coloraţia obţinută se compară cu scara de etalonare. Amestecul de
indicatori este format din roÅŸu de metil ÅŸi albastru de brom-timol.
Metoda electrochimică cu electrod de sticlă
Diferenţa de potenţial existentă între un electrod de sticlă şi
un electrod de referinţă, introduşi în proba de apă de analizat,
variază lliniar cu pH-ul probei.
‚
„
R
T
h
h
0
B
„
T
j|
h
h
h
h
h
h
h
h
h
h
h
h
h
h
j
h
h
h
h
è‘Ũ葠Ũ摧翯ù à ¨€&䘋
j
怀梄æ„ÂĤ摧翯ù
èÂÂËÂè‘Ũ葞ËÂ葠Ũ摧翯ù à ¨€&䘋
Ã¥
Ã¥
Ã¥
Ã¥
h
h
j
h
h
&echilibrarea aparatului după instrucţiunile de utilizare. Etalonarea
(echilibrarea) aparatului se efectuează folosind soluţiile tampon cu
pH cunoscut şi se corectează cu ajutorul butonului de corectare a
abaterii. Pentru aceasta se pune într-un pahar Berzelius soluţie
tampon în care apoi se imersează electrozii. După efectuarea
reglării aparatului se spală electrozii cu apă distilată şi apoi se
clătesc cu apă de analizat. Se introduc electrozii în apa de analizat
şi se citeşte pH-ul direct pe indicatorul de la aparat. Se efectuează
mai multe determinări şi se face apoi media rezultatelor.
Metoda colorimetrică prezintă unele inconveniente, cum ar fi:
Nu se poate folosi pentru apele tulburi sau colorate
Apele cu salinitate crescută pot modifica tenta indicatorului
Clorul rezidual poate afecta culoarea indicatorului
Metoda electrochimică este mai precisă şi poate fi utilizată şi
pentru apele tulburi sau colorate.
Determinarea alcalinităţii
Alcalinitatea permanentă (p) se determină prin titrarea cu HCl 0,1n
în prezenţa fenolftaleinei (pH=8,2), când au loc reacţiile:
Pentru efectuarea probei se iau 100 ml apă de analizat şi se introduc
într-un vas conic, peste care se adaugă 2 picături de fenolftaleină.
Dacă nu apare coloraţia roz, alcalinitatea permanentă este zero. În
cazul apariţiei coloraţiei roz, proba se titrează cu HCl 0,1n până
la incolor. Alcalinitatea permanentă se exprimă în ml HCl 0,1n/dm3
şi se calculează cu relaţia:
ml HCl n/dm3=V*f
ÃŽn care:
V- ml HCl 0,1n folosiţi la titrare
f- factorul soluţiei HCl 0,1n
Alcalinitatea totală (m) se detrmină prin titrare cu HCl 0,1n în
prezenţa metiloranjului (pH=4,4) când au loc, pe lângă reacţiile:
şi reacţia:
Se iau 100 ml de apă de analizat într-un vas conic, se adaugă 2-3
picături de metiloranj şi se titrează cu HCl 0,1n până când
culoarea virează de la galben-citriu la galben-portocaliu.
Alcalinitatea totală se calculează cu relaţia:
ml HCl n/dm3=V*f
Determinarea acidităţii
Pentru determinarea acidităţii totale se iau 100 ml de apă de
analizat într-un vas conic şi se titrează cu soluţie de NaOH 0,1n
în prezenţa a 2 picături de fenolftaleină până la apariţia
coloraţiei roz persistente. Aciditatea totală se exprimă în ml NaOH
n/dm3 şi se calculează cu relaţia:
ml NaOH n/dm3=V*f
ÃŽn care:
V- volumul de NaOH 0,1n folosit la titrare
f- factorul soluţiei NaOH 0,1n
Dacă apa are pH-ul mai mare de 4,5 aciditatea reală este zero. În
caz contrar se iau 100 ml apă de analizat, se adaugă 2-3 picături de
metil oranj şi se titrează cu NaOH 0,1n până ce coloraţia
galben-portocaliu, virează spre galben-citriu. Aciditatea reală se
calculează conform relaţiei:
ml NaOH n/dm3=V*f
Duritatea
Ionii de calciu ÅŸi de magneziu cu proprietatea de a complexa cu sarea
de sodiu a acidului etilen-diamintetraacetic. Sfârşitul reacţiei este
marcat de indicatori specifici cum ar fi negru de erioorom. Pentru a
determina duritatea totală se iau 100 ml apă de analizat intr-un vas
conic. Se adaugă 2 ml soluţie tampon pentru a obţine pH-ul 10 şi 0,1
g indicator erioocrom, apoi se titrează cu complexom III până ce
culoarea virează de la roşu ca vânul la albastru net.
ÃŽn care:
V- volumul de complexon III 0,01n folosit la titrare; ml;
f- factorul soluţiei de complexon;
v- volumul de apă de analizat, ml.
Pentru a determina duritatea temporară se foloseşte alcalinitatea
totală m. Dacă alcalinitatea permanentă nu este zerose va utiliza
diferenţa m-p dintre volumele de HCl 0,1n cu care s-au efectuat ele
două titrări.
Unde:
V- volumul de HCl 0,1n folosit la titrare, ml;
f- factorul soluţiei HCl 0,1n;
v- volumul de apă de analizat luat, ml.
Duritatea permanentă se calculează cu relaţia:
dp=dT-dt
Calciu ÅŸi magneziu
Calciu se determină priin titrare cu complexon III la pH =12-13 în
prezenţă de murexid, valoarea de pH la care magneziu este precipitat
sub formă de Mg(OH)2.
Se iau 100 ml apă de analizat într-un vas conic, se adaugă 4 ml
soluţie tampon şi 0,1 mg murexid. Se titrează cu complexon III până
ce virează de la roz la violaceu.
Relaţiile de calcul sunt:
ÃŽn care:
V1- volumul de complexon III folosit la titrare, ml;
f- factorul soluţiei de complexon III
v- volumul de apă de analizat luat în lucru, ml;
V- volumul de complexon III folosit la determinarea dT, ml.
Se repetă fiecare determinare de două ori făcându-se media, iar
rezultatele se trec în următorul tabel:
Determinarea U/M Proba 1 Proba 2 Media
pH
alcalinitate totală, m
aciditate totală
aciditate reală
dt
dp
dT
Ca2+
Mg2+
DETERMINAREA BIOXIDULUI DE CARBON, OXIGENULUI ÅžI
SUBSTANÅ¢ELOR OXIDABILE
Consideraţii teoretice
Apa care se utilizează în procesele tehnologice industriale se
numeşte apă industrială. În funcţie de domeniul de utilizare,
apelor industriale li se cere să se încadreze în anumiţi parametrii
fizico-chimici, în limite, deosebit de restrânse.
Principalele proprietăţi ale apelor industriale
Bioxidul de carbon
Bioxidul de carbon se găseşte frecvent în apă sub formă de
carbonaţi (complet legaţi), bicarbonaţi (semilegat) şi mai rar sub
formă de bioxid de carbon liber. Între forma liberă şi sărurile
acidului carbonic se stabileşte următorul echilibru:
Existenţa uneia sau alteia dintre formulele de mai sus este în
funcţie de pH-ul apei:
la pH =< 4,0; CO2-ul este prezent numai sub formă de CO2 liber;
la pH = 8,4; CO2-ul există numai sub formă de bicarbonaţi;
la pH >=10,5; CO2-ul se găseşte numai sub formă de carbonaţi.
Expresia constantei de echilibru pentru ecuaţia:
este dată de relaţia:
Deoarece concentraţia apei şi a carbonatului se consideră constante
ÅŸi:
Relaţia devine:
Din relaţia de mai sus, rezultă că pentru menţinerea
bicarbonaţilor în soluţie, este necesară o anumită cantitate de
bioxid de carbon liber, denumit –bioxid de carbon aferent--, iar
cantitatea de bioxid de carbon, ce depăşeşte această limită
reprezintă –bioxidul de carbon agresivâ€â€capabil de a dizolva noi
cantităţi de carbonaţi, tercându-i sub formă de bicarbonaţi
solubili. La scăderea cantităţii bioxid de carbon, sub limita
necesară menţinerii bicarbonaţilor în soluţie, are loc precipitarea
unei cantităţi corespunzătoarede carbonaţi. Între diferite forme de
bioxid de carbon avem următoarea relaţie:
Bioxidul de carbon liber nu dăunează calităţii apei potabile, din
contră îi conferă un gust plăcut de prospeţime. Bioxidul de carbon
afresiv poate face apa nepotabilă, datorită faprului că poate dizolva
anumite metale toxice. ÃŽn apa de alimentare a cazanelor CO2 liber
trebuie să lipsească, deoarece produce o puternică coroziune.
Oxigenul
În apele meteoritice şi în cele freatice concentraţia oxigenului
dizolvat este aproape de limita de solubilitate, determinată de
presiunea parţială şi temperatură. Apele subterane de mare adâncime
conţin foarte puţin oxigen dizolvat dtorită reacţiilor chimice. În
apele de suprafaţă, concentraţia oxigenului depinde şi de
numeroasele procese fizice, chimice şi biologice ale ciclului vieţii
acvatice. Ca urmare a proceselor de degradare aerobă poate apărea un
deficit de oxigen, care poate provoca dispariţia completă a vieţii
aerobe. Deficitul de oxigen este diferenţa dintre cantitatea de oxigen
care saturează apa la presiunea şi temperatura dată şi conţinutul
real. Există o corelaţie directă între oxigenul dizolvat şi
concentraţia materiilor organice de apă. Prezenţa oxigenului
favorizează deferizarea şi demanganizarea apei, formarea stratului de
protecţie în reţeaua de distribuţie şi tot odată conferă gust de
prospeţime apei potabile. În apa de alimentare a cazanelor oxigenul
este nedorit, fiind un factor activ de coroziune.
Substanţe organice
Conţinutul de substanţe organice defineşte gradul de impurificare
organică, care se poate exprima în diferite moduri. Oxidabilitatea
chimică sau consumul chimic de oxigen (CCO) reprezintă cantitatea de
oxigen echivalentă cu consumul de oxidant (KMnO4, K2Cr2O7) format la
mineralizarea substanţelor organice dintr-un dm3 de apă. Metoda este
uzual folosită, dar prezintă inconvenientul că nu indică întreg
conţinutul de materii organice, ci doar pe cele oxidabile în
condiţiile determinării, tot odată fiind afectată de erori datorită
prezenţei substanţelor anorganice uşor oxidabile.
Consumul biochimic de oxigen, CBO5, reprezintă cantitatea de oxige
necesară pentru mineralizarea biochimică a substanţelororganice
dintr-un dm3 de apă la temperatura de 20o C.
Partea experimentală
Determinarea bioxidului de carbon din apă.
Determinarea bioxidului de carbon liber
Aparatură şi materiale necesare
Vase Erlenmeyer
Biurete
Soluţie HCl 0,05n
Soluţie NaOH 0,05n
Fenolftaleină
Tartrat de sodiu ÅŸi de potasiu 50%
Carbonat de calciu
Amestec alcalin de iodură şi azidă
Amidon soluţie 0,5%
Acid sulfuric 1 3
Tiosulfat de sodiu 0,025n
Sulfat manganos 50%
Sticle cu dop ermetic
Soluţie KMnO4 0,01n
Soluţie H2C2O4 0,01n
Mod de lucru
Metoda se bazează pe transformarea bioxidului de carbon liber din apă
în bicarbonat, folosind o soluţie de hidroxid de sodiu şi apoi
titrarea excesului de hidroxid cu acid clorhidric în prezenţă de
fenolftaleină.
Detreminarea orientativă- se iau câţiva ml de apă de analizat şi
se introduc într-o capsulă de porţelan, apoi se adaugă două
picături de fenolftaleină. Dacă apare o coloraţie roz, nu este
prezent CO2 liber. În cazul când nu apare coloraţia roz se
procedează astfel: într-un pahar Erlenmeyer se introduc 200 ml apă e
analizat peste care se mai adaugă 10 ml soluţie de NaOH 0,05n, 2 ml
tartrat de sodiu şi potasiu şi două picături de fenolftaleină. În
cazul în care nu a aparut o coloraţie roz, se vor mai adăuga încă
10 ml NaOH 0,05n. Volumul de soluţie de NaOH se va măsura cu
precizie. Soluţia rezultată se va titra cu HCl 0,05 până la
decolorare. Conţinutul de CO2 liber se va calcula cu relaţia:
Unde:
V –ml NaOH 0,05n adăugaţi
f – factorul soluţiei de NaOH 0,05n
V`- ml soluţie HCl 0,05n folosiţi la titrare
f `- factorul soluţiei de HCl 0,05n
Determinarea bioxidului de carbon total legat
Metoda se bazează pe neutralizarea carbonaţilorprezenţi în apă
prin titrare cu un acid mineral în prezenţa fenolftaleinei.
Într-un flacon Erlenmeyer se introduc 100 ml apă de analizat, două
picături de fenolftaleină ş se titrează cu HCl 0,05n până ce
culoarea roşie virează în roz slab. Conţinutul de CO2 legat se
calculează cu relaţia:
Unde:
V- ml HCl 0,05n folosiţi la titrare
f- factorul soluţiei de HCl 0,05n
Determinarea bioxidului de carbon semilegat
Metoda se bazează pe neutralizarea bicarbonaţilor din apă cu un acid
mineral în prezenţa metiloranjului ca indicator. Se iau 100 ml apă de
analizat şi se introduc într-un flacon Erlenmeyer peste care se
adaugă 2 picături de metiloranj şi se titrează cu HCl 0,05n până
ce culoarea virează de la galben-citriu la galben-portocaliu.
Aplicâd corecţia pentru CO2 legat avem:
Unde:
V`- ml HCl 0,05n folosiţi la titrare
V – ml HCl 0,05n folosiţi la determinarea CO2 legat
f- factorul soluţiei HCl 0,05n
Deteminarea bioxidului de carbon agresiv
Bioxidul de carbon agresiv are proprietatea de a transforma carbonatul
de calciu în bicarbonat care se determină prin titrare cu acid
clorhidric.
Se iau doua flacoane Erlenmeyer cu dop rodat şi se introduce în
fiecare aceeaş cantitate de apă de analizat. Într-unul din vase se
introduc 3-5 g CaCO3 pro analiză, fin pulverizat şi se agită după
care se lasă în repaus minimum 24 ore, agitând din când în când.
Din ambele flacoane se iau din lichidul supernatant câte 100 ml şi se
introduc în alte două flacoane. Se titrează fiecare probă cu HCl
0,05n în prezenţa a două picături de metiloranj până ce culoarea
virează de la galben-citriu la galben-portocaliu.
Unde:
V- volumul HCl 0,05n folosit la titrarea probei în care s-a adăugat
carbonat de calciu
Vl- volumul HCl 0,05n folosit la titrarea probei fără carbonat de
calciu
f- factorul soluţiei de HCl 0,05n
Determinarea oxigenului
Oxigenul dizolvat în apă oxidează hidroxidul manganos, care în
mediu acid scoate iodul din iodura de potasiu în cantitate echivalentă
cu oxigenul dizolvat în apă şi se titrează cu tiosulfat de sodiu.
Apa se recoltează în sticle închise, cu grijă ca să nu se aereze
în timpul manipulărilor. Sticla se umple complet, se introduc 2 ml
soluţie de sulfat manganos şi 2 ml amestec alcalin de iodură-azidă.
Se pune dopul şi se agită conţinutul flaconului. În prezenţa
oxigenului se formează un precipitat brun-roşcat, iar în absenţa
acestuia precipitatul rămâne alb. După depunerea completă a
precipitatului se elimină cu atenţie cca. 10 ml din lichidul
supernatant şi se adaugă 5 ml H2SO4 1 : 3.
Se pune dopul şi se amestecă bine pînă ce precipitatu se dizolvă
complet. Se transversează conţinutul cantitativ într-un flacon
Erlenmeyer şi se titrează cu tiosulfat 0,025n până se obţine o
coloraţie galbenă apoi se adaugă 1 ml amidon şi se continuă
titrarea până la decolorarea completă a culorii albastre a
amidonului.
Unde:
V- ml soluţie de tiosulfat folosiţi la titrare;
f- factorul soluţiei de tiosulfat de sodiu 0,025n;
Vl- cantitatea de apă de analizat recoltată, ml.
Determinarea substanţelor oxidabile din apă (metoda cu permanganat)
Permanganatul de potasiu oxidează substanţele organice din apă în
mediu acid şi la cald, iar permanganatul rămas în exces se determină
cu acid oxalic.
Se introduc 100 ml apă de analizat într-un flacon Erlenmeyer
pregătit în prealabil fără urme de substanţe organice, peste care
se adaugă 5 ml H2SO4 1:3 şi 10 ml permanganat de potasiu exact
măsurat. Se fierbe pe sită exact 10 min. din momentul când începe
fierberea. Se îndepărtează vasul de pe sită şi se adaugă în
soluţia fierbinte 10 ml acid oxalic exact măsurat. Soluţia
decolorată se titrează cu permanganat de potasiu până la apariţia
unei coloraţii slab roz,persistente.
ÃŽn care:
V- ml KMnO4 0,01n adăugaţi iniţial în probă;
Vl- ml KMnO4 0,01n folosiţi la titrarea probei;
fl- factorul soluţiei de KMnO4 0,01n
V2-ml H2C2O4 0,01n adăugaţi în probă pentru decolorare;
f2-factorul soluţiei de apă de analizat luată în lucru, ml.
Pentru fiecare probă se fac câte două determinări.
Rezultatele obţinute se vor trece în următorul tabel:
Parametru de analizat U/M Proba 1 Proba 2 Media
CO2 total
CO2 legat
CO2 semilegat
CO2 agresiv
O2
oxidabilitatea
DETERMINAREA TENDINÅ¢EI DE AUTOÃŽNCÄ‚LZIRE
A CÄ‚RBUNILOR
Consideraţii teoretice
Industria extractivă se caracterizează prin condiţii specifice de
lucru, condiţii impuse atât de particularităţile naturale cât şi
de caracterul procesului de producţie. Aceste necesită o serie de
măsuri speciale care să nu ducă la periclitarea vieţii lucrătorilor
prin accidente sau îmbolnăviri de factură profesională.
Asupra modului în care se produce autoaprinderea cărbunilor s-au emis
mai multe ipoteze care pot fi înglobate în următoarele teorii:
Teoria oxidării piritei;
Teoria oxidării cărbunelui, considerată în prezent cea mai
importantă;
Teoria fenolică
Teoria bacteriană
Cărbunii în contact cu atmosfera vor absorbi oxigen, fapt care poate
duce prin oxidare la aprinderea autmată a lor.
Pentru a preveni apariţia focurilor endogene, este necesar să se
determine tendinţa de autoîncălzire a cărbunilor în scopul
clasificării straturilor din acest punct de vedere.
Cercetătorii polonezi, făcând mai multe încercări cu probe de
cărbune din diferite mine, au demonstrat că reprezentarea grafică a
modului în care decurge reacţia sistemului (perhidro-cărbune) are
alură diferenţială pentru cărbunii cu tendinţă de autoîncăzire
şi pentru cei fără tendinţă de autoîncălzire.
Partea experimentală
Materiale necesare
Probe de cărbune de granulaţii specificate în referat;
Termometru;
Eprubete;
Apă distilată;
Perhidrol 20%
Modul de lucru
Se cântăresc 3 g cărbune de granulaii diferite: -0,250; -0,315; -0,4
şi +0,5 mm care se amestecă cu 2 cm3 de apă distilată, după care se
notează temperatura iniţială.
Peste cărbunele astfel amestecat se toarnă 9 cm3 perhidrol 20%. Se
citeşte temperatura în fiecare minut până la atingerea temperaturii
de 50oC. După depăşirea temperaturii de 50oC, se notează timpul
corespunzător creşterii temperaturii, din 10 în 10 grade, iar
rezultatele se trec într-un tabel de forma tabelului de mai jos:
Tipul cărbunelui Granulaţia
(mm)
Temperatura
(oC) Timpul
(minute) Observaţii
1.
2.
3.
4.
5.
Cu datele obţinute se constituie diagrama de variaţie a temperaturii
în funcşie de timp, care este caracteristică fiecărui strat de
cărbune în parte.
Se execută cel puţin două determinări cu acelaş fel de cărbune
iar dacă rezultatele diferă cu mai mult de 10%, se efectuează o nouă
determinare.
Ca măsură a gradului de pregătire a cărbunelui pentru
autoîncălzire se admite viteza medie de creştere a temperaturii (Vr)
la timpul (t) în care s-a obţinut temperatura maximă.
(oC/min)
Aceste date obţinute vor trece în tabelul următor:
Tipul cărbunelui Tipul de reacţie tr(min) Temperatura (oC) Vr
(oC/min)
Iniţială Maximă Variaţia de temperatură
1.
2.
3.
4.
5.
Se compară curbele obţinute cu curbele din literatură şi se trag
concluzii asupra tendinţei de autoîncălzire a cărbunilor.
FACTORII CARE INFLUENÅ¢EAZÄ‚ DEPLASAREA ECHILIBRULUI
CHIMIC ÅžI VITEZA DE REACÅ¢IE
Consideraţii teoretice
Legea acţiunii maselor.
cC + dD, la echilibrul celor două viteze de reacţie sunt egale:
[B]b
= Ke
= (c + d) – (a + b) – variaţia numărului de moli
Kp = Kc (RT)∆n = Kk (p)∆n
reprezintă legea acţiunii maselor.
Guldeberg şi Waage au stability că raportul dintre produsul
concentraţiilor produşilor de reacţie la puteri egale cu
coeficienţii lor stoechimetrici şi produsul concentraţiilor
reactanţilor la puteri numeric egale cu coeficienţii lor
stoechiometrici este constantă, numită constantă de echilibru Kc
Deplasarea echilibrului chimic se face în conformitate cu principiul
lui Le Châtelier. Conform acestui principiu, dacă un system aflat ăn
echilibru chimic suferă o constângere, echilibrul se deplasează în
sensul diminuării constrângerii.
Factorii care influenţează deplasarea echilibrului chimic sunt:
temperature, presiunea şi concentraţia.
Influenţa temperaturii.
Creşterea temperaturii unui sistem în echilibru (la p = constant)
favorizează reacţia ce consumă caldură (endotermă) şi
defavorizează reacţia ce se produce cu degajare de căldură
(exotermă). Reacţiile reversibile,dacă sunt endoterme într-un
sens,sunt exoterme în sensul invers.
2 CO2
Influenţa presiunii.
Este caracteristică reacţiilor de echilibru în faza gazoasă care se
produc cu variaţie de volum. Creşterea presiunii (la t0 C = constant)
determină deplasarea echilibrului în sensul concentraţiei de volum,
echivalent cu micşorarea numărului de moli.
2 NH3
Influenţa concentraţiei.
Modificarea concentraţiei unuia din componenţii amestecului de
reacţie,va determina desfăşurarea reacţiei chimice în sensul care
se consumă substanţa adăugată.
În lucrarea de faţă se va urmării deplasarea echilibrului chimic în
funcţie de concentraţie. Se va studia în mediu omogen, lichidul,
reacţia dintre FeCl3 (clorură ferică) şi NH4SCH (sulfocianură de
amoniu) cu formarea de Fe(SCN)3 (sulfocianură ferică) şi NH4Cl
(clorură de amoniu)
Fe(SCN)3+ 3NH4CL
Calitativ se va observa deplasarea echilibrului chimic prin compararea
culorilor diferitelor probe în care sa variat pe rând concentraţia
uneia din substanţele iniţiale sau finale. Culoarea FeCl3 în soluţie
este galben-roşcată, a Fe(SCN)3 este roşu intens, iar NH4SCN şi
NH4Cl sunt incolore.
Materiale necesare.
Pahar Berzelius
Eprubete
Soluţii de FeCl3 şi NH4SCN în sticlă picurătoare
NH4Cl
Spatulă
Pipetă
Modul de lucru.
În paharul Berzelius se pun circa 100 ml apă şi se adaugă 10-11
picături de soluţie FeCl3 şi 10-12 picături NH4SCN. Din soluţia
obţinută se toarnă volume egale în 4 eprubete, astfel:
În eprubeta 1 se adaugă 4-5 picături de soluţie FeCl3
În eprubeta 2 se adaugă 4-5 picături de sol. NH4SCN
În eprubeta 3 se pune un vârf de spatulă de NH4Cl şi se agită
până la dizolvare
Eprubeta 4 serveÅŸte drept etalon de culoare.
Se compară culorile obţinute cu , culoarea soluţiei din eprubeta
etalon şi schimbările de culoare se explică în funcţie de modul în
care s-a produs deplasarea echilibrului chimic.
Să se tragă concluziile pentru sensul în care s-a deplasat
echilibrul chimic în cele 3 eprubete.
Factorii care influenţează viteza de reacţie.
Consideraţii teoretice.
În cursul unei reacţii chimice cantităţile de reactanţi descresc
continuu iar cantităţile de produşi cresc continuu.
Se numeşte viteza de reacţie - variaţia concentraţiei
reactanÅ£ilor sau produÅŸilor de reacÅ£ie Ã