You are currently browsing the tag archive for the ‘πρωτολυτικοί δείκτες’ tag.

Στο πείραμα που παρουσιάζεται στο video αποδεικνύεται η μεταβολή στο χρώμα των δεικτών οξέος-βάσης ανάλογα με το pH τους διαλύματος στο οποίο βρίσκονται. Για την σχετική θεωρία δές στο κεφάλαιο 2.4 του βιβλίου «Γενική Χημεία Γ΄Λυκείου Θετ. Κατ.».

Το πείραμα έχει ως εξής:

  • Σε δοκιμαστικό σωλήνα τοποθετείται απεσταγμένο νερό
  • Στο απεσταγμένο νερό προστίθενται σταγόνες δείκτη οξέος-βάσης. Ο δείκτης σε ουδέτερο διάλυμα έχει χρώμα πράσινο
  • Στο παραπάνω δοκιμαστικό σωλήνα προστίθεται διάλυμα βάσης (ΝaOH). Το διάλυμα γίνεται αλκαλικό και ο δείκτης παίρνει χρώμα βαθύ ιώδες (βαθύ μόβ)
  • Στον δοκιμαστικό σωλήνα προστίθεται στερεό CO2 (ξηρός πάγος) το οποίο καθώς διαλύεται στο νερό δίνει Η2CO3 το οποίο ως οξύ εξουδετερώνει την βάση και κάνει το διάλυμα όξινο.  Ο δείκτης δίνει στο διάλυμα χρώμα κίτρινο-κόκκινο. Εάν το Η2CO3 ήταν ισχυρό οξύ το διάλυμα θα γινόταν κόκκινο που είναι το χρώμα που παίρνει ο δείκτης σε pH<2.
  • Στο τέλος γίνεται αναστροφή της διαδικασίας προσθέτοντας βάση στο όξινο διάλυμα. Το διάλυμα γίνεται προοδευτικά ουδέτερο και τελικά αλκαλικό και ο δείκτης αλλάζει χρώμα από κίτρινο-κόκκινο (σε όξινο διάλυμα) σε πράσινο (σε ουδέτερο διάλυμα) και τελικά σε ιώδες (σε αλκαλικό διάλυμα).

Ενα αντίστοιχα διαφωτιστικό video είναι το παρακάτω όπου εξηγεί γραπτώς τα διάφορα στάδια του πειράματος:

Η θεωρία στο άρθρο αυτό προέρχεται από την ενότητα 2.1.4 του βιβλίου  «Γενική Χημεία Γ΄ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης» – Κ. Καλαματιανός.   Λεπτομερής παρουσίαση του βιβλίου, αποσπάσματά του και τρόποι αγοράς δίνονται στον ιστότοπο:

  https://sites.google.com/site/kalamatianosbooks  

 Το βιβλίο διατίθετα στον παραπάνω ιστότοπο σε ειδική προνομιακή τιμή.

  

 Το βιβλίο διατίθεται στα παρακάτω βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων):  Ιανός (Σταδίου 24, Αθήνα  –  Αριστοτέλους 7, Θεσ/νίκη), Κορφιάτης (Ιπποκράτους 6, Αθήνα) , Γρηγόρη (Σόλωνος 71, Αθήνα) ΕλευθερουδάκηςΠατάκης, Σαββάλας-Βιβλιορυθμός (Ζωοδ. Πηγής 18 & Σόλωνος, Αθήνα), «Βιβλιοεπιλογή» Γ.Χ.  Αναστασάκης (Σόλωνος 110, Αθήνα) , Βιβλιοχώρα (Χαριλάου Τρικούπη 49, Αθήνα), ΒΕΡΓΙΝΑ, ΨΑΡΑΣ (Θεσ/νίκη), ΠΑΙΔΕΙΑ (Κανάρη 11, Λάρισα).

 

Μέχρι τώρα έχουμε εξηγήσει με αρκετή λεπτομέρεια τα παρακάτω:

  •  Τι λέμε pH ενός διαλύματος (τον ορισμό του)
  •  Πώς υπολογίζεται το pH ενός διαλύματος
  •  Πώς μπορεί να «κρατηθεί» σχετικά σταθερό το pH ενός διαλύματος (χρήση ρυθμιστικού διαλύματος)

 Εκείνο όμως το οποίο δεν έχει συζητηθεί ακόμη είναι πώς μπορεί να μετρηθεί πειραματικά το pH ενός διαλύματος.

Υπάρχουν δύο βασικοί τρόποι:

  •  Χρήση δεικτών οξέων-βάσεων (δές σχετικό άρθρο και video)
  •  Χρήση πεχαμέτρου

 Tί ουσίες είναι οι δείκτες;

Οι δείκτες οξέων-βάσεων είναι συνήθως ασθενή οργανικά οξέα ή ασθενείς οργανικές βάσεις και έχουν την ιδιότητα να εμφανίζουν διαφορετικό χρώμα ανάλογα με το pH του διαλύματος μέσα στο οποίο βρίσκονται.

 Πώς προετοιμάζονται οι δείκτες στο εργαστήριο;

 Συνήθως είναι στερεές ουσίες οι οποίες διαλύονται σε κατάλληλο διαλύτη (π.χ. αιθανόλη) και μερικές σταγόνες του διαλύματος που προκύπτει προστίθεται στο διάλυμα του οποίου θέλουμε κατά προσέγγιση να προσδιορίσουμε το pH.  [1]

Ονομάζονται δείκτες γιατί όταν μερικές σταγόνες του διαλύματος τους προστίθενται σε ένα διάλυμα το χρώμα που παίρνει το διάλυμα δείχνει κατά προσέγγιση το pH του. 

 Πώς όμως δρα ο δείκτης και πώς εξηγείται ότι το χρώμα του αλλάζει καθώς μεταβάλλεται το pH του διαλύματος μέσα στο οποίο βρίσκεται;

 Ο δείκτης είναι ένα ασθενές οξύ ή μία ασθενής βάση που στην μη ιοντισμένη μορφή του έχει διαφορετικό χρώμα από ότι στην ιοντισμένη μορφή του. Για παράδειγμα εάν ο ιοντισμός του δείκτη παρασταθεί με την εξίσωση:

ΗΔ   +  H2O          Δ   +  H3O+                 [2.20]

τότε στην μη ιοντισμένη μορφή του (ΗΔ) έχει άλλο χρώμα (π.χ. κίτρινο) από ότι στην ιοντισμένη μορφή του (Δ) (που π.χ έχει κόκκινο χρώμα). Με σταδιακή προσθήκη οξέος η ισορροπία [2.20] μετατοπίζεται προς τα αριστερά οπότε το κίτρινο χρώμα επικρατεί στο διάλυμα. Αντίθετα, με προσθήκη βάσης η ισορροπία μετατοπίζεται προς τα δεξιά οπότε το κόκκινο χρώμα επικρατεί.

 Για να προσδιορισθεί η περιοχή αλλαγής χρώματος του δείκτη αρκεί να γραφεί η εξίσωση των Ηenderson-Hasselbach για την περίπτωσή του:

 pH = pka + log [Δ] / [HΔ]      [2.21]

όπου ka είναι η σταθερά ιοντισμού του δείκτη ΗΔ.

 Πειραματικά αποδεικνύεται ότι όταν 90% ή περισσότερο από τον δείκτη βρίσκεται ως ΗΔ (δηλαδή όταν [Δ] / [HΔ] ≈ 0,1) τότε το χρώμα του  ΗΔ επικρατεί στο διάλυμα και έτσι εμφανίζεται κίτρινο. Εάν 90% ή περισσότερο από τον δείκτη βρίσκεται ως Δ  (δηλαδή όταν [Δ] / [HΔ] ≈ 10) τότε το χρώμα του  Δ επικρατεί στο διάλυμα και έτσι εμφανίζεται κόκκινο. Αντικαθιστώντας τους παραπάνω λόγους στην εξίσωση των Ηenderson-Hasselbach βρίσκεται η περιοχή pH όπου αλλάζει χρώμα ο δείκτης:

 pH = pka + log [Δ] / [HΔ] = pka + log(0,1) = pka – 1       [2.22]

  και

 pH = pka + log [Δ] / [HΔ] = pka + log(10) = pka + 1        [2.23]

 

Όταν [Δ] = [HΔ] τότε pH = pka και το χρώμα του δείκτη είναι ένα «μείγμα» κίτρινου και κόκκινου δηλαδή εμφανίζεται να έχει πορτοκαλί χρώμα.

Aπό τις σχέσεις [2.22] και [2.23] προκύπτει ότι ο δείκτης αλλάζει χρώμα μεταξύ δύο μονάδων pH (όταν το pH είναι μεταξύ των τιμών pka + 1 και  pka – 1). 

 Γενικά λοιπόν για πρωτολυτικούς δείκτες τύπου ΗΔ με σταθερά ιοντισμού ka ισχύει:

 Αν pH < pka – 1, τότε επικρατεί το χρώμα του ΗΔ (μη ιοντισμένη μορφή)

 

Αν pH > pka + 1, τότε επικρατεί το χρώμα του Δ (ιοντισμένη μορφή)

 Αν pH = pka τότε το χρώμα είναι ένα «μείγμα» του χρώματος του ΗΔ και του Δ.

 Στο video που δίνεται παρακάτω παρουσιάζεται η σχετική θεωρία για τους δείκτες οξέος-βάσης καθώς και η χρήση τους για τον προσδιορισμό του pH διαλυμάτων:


[1] Δείκτες υπάρχουν όμως σήμερα και σε μορφή χαρτιού (γνωστό ως πεχαμετρικό χαρτί). Το χαρτί εμποτίζεται κατάλληλα με ένα ή περισσότερους δείκτες επιτρέποντας έτσι να προσδιορίζεται το pH σε μεγάλο εύρος. Οταν τοποθετηθεί το πεχαμετρικό χαρτί μέσα σε διάλυμα του οποίου θέλουμε να βρούμε το pH ο συνδυασμός των χρωμάτων που παίρνουν οι δείκτες στο χαρτί συγκρίνεται με κατάλληλο πίνακα συνδυασμού χρωμάτων και pH. Για παράδειγμα ο συνδυασμός χρωμάτων στο πεχαμετρικό χαρτί παρακάτω πλησιάζει περισσότερο προς τον συνδυασμό που αντιστοιχεί στον χρωματικό πίνακα σε pH = 3.

 

 


 

 

Από τον πρόλογο του βιβλίου:

 

Τα εκπαιδευτικά βιβλία τόσο στο λύκειο αλλά και στην τριτοβάθμια εκπαίδευση αποτελούν καταλυτικό παράγοντα στην διδακτικο-μαθησιακή διαδικασία. Η σημασία τους καθίσταται μεγαλύτερη και κρισιμότερη, όταν κρίνεται η πρόσβαση των μαθητών-σπουδαστών σε ανώτερη βαθμίδα εκπαίδευσης-κύκλο σπουδών.

 

 Βιβλίο: «ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ Γ΄ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ», Συγγραφέας: Κ. Καλαματιανός

Σχήμα  20,5 x 29,2

Eξώφυλλο / Εσωτερικό : Τετραχρωμία

Σελίδες: 417

ΙSBN 978-960-93-2031-3

 

 Το βιβλίο-βοήθημα «Γενική Χημεία Γ΄Λυκείου Θετ. Κατεύθυνσης» απευθύνεται κυρίως στο υποψήφιο για την τριτοβάθμια εκπαίδευση αλλά και σε όσους ενδιαφέρονται να καταλάβουν ή να θυμηθούν βασικές έννοιες στην Χημεία. Προσπάθεια έχει γίνει ώστε:

  •  Να παρουσιασθεί όσο το δυνατόν με απλούστερο τρόπο και ποιο αναλυτικά η θεωρία της χημείας της Γ’ λυκείου. Στόχος είναι να μπορούν να προσεγγίσουν νοηματικά την ύλη με μεγαλύτερη ευκολία οι αναγνώστες. Έρευνα δείχνει ότι το 34% των μαθητών της Γ’ λυκείου θεωρούν ότι τα νοήματα των κειμένων εξηγούνται ανεπαρκώς σε σχολικά εγχειρίδια. Το 25% των μαθητών της  Γ’ λυκείου θεωρεί πώς για να γίνουν ποιο κατανοητά τα σχολικά εγχειρίδια χημείας θα πρέπει να είναι ποιο αναλυτικά.
  • Να δοθεί μεγάλος αριθμός λυμένων ασκήσεων (περιέχονται περισσότερες από 400 λυμένες ασκήσεις) καθώς βοηθούν στην εμπέδωση της ύλης
  • Να παρέχονται στρατηγικές επίλυσης των ασκήσεων (μεθοδολογία ασκήσεων) καθώς το 20% των μαθητών της Γ’ λυκείου εκφράζει αυτή την ανάγκη (δες βιβλιογραφία στο τέλος του βιβλίου: Ματσαγγούρας , 1998)
  • Να δοθούν αρκετά παραδείγματα (ιδιαίτερα από την καθημερινή ζωή) καθώς η σύνδεση της χημείας με την καθημερινή ζωή την καθιστά ποιο κατανοητή και ελκυστική για τους μαθητές-σπουδαστές (δες βιβλιογραφία στο τέλος του βιβλίου: Παραλίκα και Κουλουμπαρίτση, Επιθ. Εκπαιδ. Θεμάτων, Παιδαγωγικό Ινστιτούτο, 2007)
  • Να παρουσιασθεί ή ύλη στην αρχή κάθε ενότητας με σύντομο και παραστατικό τρόπο σε μορφή διαγραμμάτων ροής. Στόχος είναι να μπορεί ο αναγνώστης να συνδυάσει στοιχεία που περιέχει το κείμενο που ακολουθεί με όσα ο ίδιος γνωρίζει για το θέμα που διαβάζει
  • Να παρέχονται αρκετές εικόνες ή σχήματα/σχέδια. Η παρουσίαση της εικόνας ενεργεί ως γνωστικό σχήμα-πλαίσιο που βοηθά την κατανόηση, σύνδεση και αναπαράσταση των εννοιών που υπάρχουν στο κείμενο (δες βιβλιογραφία στο τέλος του βιβλίου: Παραλίκα και Κουλουμπαρίτση, Επιθ. Εκπαιδ. Θεμάτων, Παιδαγωγικό Ινστιτούτο, 2007)

Ελπίζοντας ότι τα παραπάνω έχουν επιτευχθεί προσδοκία είναι να αποτελέσει το βιβλίο αυτό ένα πολύτιμο βοήθημα για την κατανοήση της ύλης του μαθήματος της χημείας και την επιτυχία στις εξετάσεις.

Το βιβλίο διατίθεται στα παρακάτω βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων):  Ιανός (Αθήνα – Θεσ/νικη), ΚορφιάτηςΓρηγόρη, ΕλευθερουδάκηςΠατάκης,  Σαββάλας-Βιβλιορυθμός, «Βιβλιοεπιλογή» Γ.Χ.  Αναστασάκης, Βιβλιοχώρα, Βεργίνα, Ψαράς (ΘΕΣ/NIKH), Παιδεία (ΛΑΡΙΣΑ).

 Λεπτομερής περιγραφή του βιβλίου και αποσπάσματα του δίνονται στον παρακάτω ιστότοπο όπου είναι δυνατό να αγορασθεί και σε ειδική προνομιακή τιμή (περιορισμένος αριθμός βιβλίων).  Για τους τρόπους αγοράς του βιβλίου πατήστε εδώ.  Τα έξοδα αποστολής είναι δωρεάν εντός Ελλάδας για απλό δέμα.

 https://sites.google.com/site/kalamatianosbooks/

 

Ιουλίου 2019
Δ Τ Τ Π Π Σ Κ
« Ιαν.    
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  

Άρθρα

Αρχείο Άρθρων

Blog Statistics

  • 82.016 hits (απο 20-09-2010)
Αρέσει σε %d bloggers: