pH и температура
Исследование
Цель
Выяснить, может ли рН растворов меняться в зависимости от температуры, при которой проводилось измерение.
Гипотеза
При изменении температуры растворов меняется константа диссоциации растворенных кислот и щелочей и, следовательно, величина рН.
Оборудование и материалы
- Химические стаканы с притертой крышкой емкостью 50-100 мл (3 шт.).
- Дистиллированная вода (300 мл).
- Питьевая сода (1 чайная ложка).
- Лимонная кислота (1 чайная ложка).
- Емкость для водяной бани (алюминиевая или эмалированная кастрюля, либо миска).
- Спиртовой термометр (от 0 до 50°C) или цифровой датчик температуры.
- Цифровой датчик pH, лабораторный pH-метр, лакмусовые бумажки или иной индикатор кислотности.
Обоснование
Работая вместе, мы сможем получить более точные данные о зависимости рН различных растворов от их температуры.
Протокол проведения исследования
- Наполните заранее подготовленные чистые химические стаканы дистиллированной водой.
Один из них сразу плотно закройте крышкой.
Во втором растворите чайную ложку лимонной кислоты и закройте крышкой.
В третьем растворите чайную ложку питьевой соды и тоже закройте крышкой.
Подпишите приготовленные растворы, например, буквами «Н», «К» и «Щ»: «Н» – нейтральный раствор (дистиллированная вода), «К» – лимонная кислота, «Щ» – щелочь (раствор соды). - Поместите все три стакана в холодильник на 2-3 часа. Затем, вынув из холодильника, расположите на дне кастрюли или миски и аккуратно налейте в нее воду так, чтобы она не поднималась выше середины высоты растворов. В один из растворов поместите градусник (или цифровой датчик температуры), лучше для этого выбрать стакан с дистиллированной водой.
- Медленно нагревайте (на газовой или электрической плите, либо с помощью горелки) воду в водяной бане и внимательно следите за показаниями термометра (датчика термометра)
- Первое измерение кислотности следует выполнить, когда температура растворов (не воды в водяной бане!) достигнет 10°C. Для этого надо вынуть стаканы из водяной бани, открыть крышки и измерить кислотность каждого из растворов. Измерение можно проводить цифровым датчиком pH, лабораторным pH-метром, лакмусовыми бумажками (полосками) или иными индикаторами кислотности.
- Если вы используете цифровой датчик или лабораторный pH-метр, то их желательно заранее откалибровать (см. проект «Калибруем инструменты»).
Повторите измерение три раза, всякий раз сначала тщательно промывая, а затем протирая насухо датчик. Внесите все три измерения в Анкету проекта. Программа автоматически вычислит среднее значение, просуммировав эти три значения кислотности и разделив полученную сумму на 3. Полученное значение и будет считаться кислотностью. (Результаты вы увидите в момент отправки Анкеты. Их также можно будет посмотреть в разделе «Результаты» в своей Анкете после ее отправки.) - Если вы используете лакмусовые бумажки, измерение кислотности проводится следующим образом: полоску индикаторной бумаги надо обмакнуть в исследуемый раствор, затем положить на белую непромокаемую подложку и быстро сравнить её окраску с эталонной шкалой. Далее выберите наиболее близкий цвет на шкале и по нему получите значение кислотности жидкости. Измерение лакмусовыми бумажками, как и в случае с датчиками, следует повторить три раза и все три значения внести в Анкету.
- Если вы используете цифровой датчик или лабораторный pH-метр, то их желательно заранее откалибровать (см. проект «Калибруем инструменты»).
- По завершении измерений закройте крышками стаканы, поместите их в водяную баню и продолжайте нагревать растворы
- Второе измерение проведите, когда температура растворов достигнет 25°С. Методика измерения остается прежней.
Затем снова закройте стаканы и продолжайте нагревать растворы в водяной бане. - Третье измерение проведите при температуре растворов 40°С. Методика остается прежней.
- По каждому из измерений (для каждой температуры) заполните Анкету проекта.
- Следите за ходом проекта, участвуйте в обсуждении результатов, полученных другими участниками.
Техника безопасности
Будьте аккуратны при нагревании растворов. Обязательно наденьте очки для предохранения глаз и не снимайте их в течение всего времени экспериментов. Будьте очень осторожны обращаясь с химическими растворами! Работайте в резиновых перчатках и защитных очках.