1- کربنات و بی کربنات

کربنات و بی کربنات (روش تیتراسیون)

الف ) کربنات

5 سی سی عصاره اشباح + 2 تا 3 قطره فنل فتالین ( محلول به رنگ صورتی) آنگاه با اسید سولفوریک یکصدم نرمال تیتر تا بی رنگ شود( در صورتی که پس از اضافه نمودن فنل فتالئین رنگ محلول صورتی نشد یعنی اینکه نمونه کربنات ندارد )

2A * N *1000

CO32- = -----------------------------

N نرمالیته اسید سولفوریک

V حجم مصرفی نمونه

** در مرحله اول تیتراسیون نصف مقدار کربنات تیتر می گردد و بصورت بی کربنات در می آید که در مرحله دوم یون بی کربنات ایجاد شده در اثر تیتراسیون کربنات به اضافه یونهای بی کربنات موجود در محیط تیتر می گردد

** کربنات در خاکهای شور وجود دارد ( در خاکهای غیر شورخیلی کم و یا وجود ندارد )

ب) بی کربنات

بر روی محلول فوق 10 قطره متیل اورانژ (محلول زرد نارنجی)آنگاه با اسید سولفوریک تیتر تا رنگ محلول پوست پیازی یا گلی شود حجم اسید مصرفی را یاداشت می کنیم

B حجم اسید مصرفی در مرحله دوم

A حجم اسید مصرفی در مرحله اول

چون نصف کربنات در مرحله اول به بی کربنات تبدیل شده لذا مقدار حجم مصرفی اسید در مرحله اول باید از حجم مصرفی در محله دوم کسر گردد

۱۰۰۰ * N * (حجم اسید در محله اولB -A حجم اسید در مرحله دوم)

HCO3-= ---------------------------------------------------------------

N نرمالیته اسید سولفوریک

V حجم مصرفی نمونه

*مقدار کربنات و بی کربنات بر حسب میلی اکی والان در لیتر سنجیده می شود

**برای اندازه گیری این مخلوط ها لازم است دو تیتراسیون انجام شود یکی از این دو تیتراسیون در حضور شناساگر با دامنه تغییر رنگ بازی مانند فنول فتالئین و دیگر ی در حضور شناساگری با دامنه تغییر رنگ اسیدی مانند متیل اورانژ انجام می شود . سپس با توجه به حجم نسبی اسید مصرف شده برای انجام تیتراسیون حجم های یکسان از محلول نمونه ترکیب اجزای موجود در مخلوط تعیین می شود . پس از آنکه ترکیب محلول مشخص شد ، داده های حجمی را می توان برای محاسبه غلظت هر جز به کار برد .

* جهت تیتراسیون از اسید سولفوریک یک دهم یا یک صدم نرمال که از بازار تهیه می شود استفاده می کنیم البته می توانیم با استفاده از اسید سولفوریک غلیظ بسازیم ولی دقت خوبی ندارد .

مواد مورد نیاز

۱- فنل فتالئین ، مقدار یک گرم فنل فتالئین را وزن کرده و در بالن صد میلی ریخته و در الکل اتیلیک ۹۶ در صد حل کرده و به حجم می رسانیم .

۲- متیل اورانژ یا نارنجی متیل، مقدار ۰۱/۰ گرم وزن کرده و در بالن ۱۰۰ میلی با آب مقطر حل نموده و به حجم می رسانیم .

۳- استاندارد اسید سولفوریک ۰۱/۰ نرمال که از بازار تهیه می شود .

شناساگرها یا معرف ها ماده‌هایی هستند که با کمک آنها می‌توان تشخیص داد که محلولی اسیدی یا بازی است.

فنل فتالئین C20H14O4

*فنل فتالئین(به انگلیسی Phenolphthalein)یا فنل فتالین پودری ریزدانهٔ و سفیدرنگ و یک ترکیب شیمیایی (با چهار گونه ملکول مختلف) با فرمول C20H14O4 است. بطور معمول بعنوان شناساگر یا معرفی برای اسید و بازها استفاده شده و دارای دامنه کاربرد PH آن از ۳ تا ۷ است.
در محیط اسیدی بیرنگ و در محیط بازی قرمز ارغوانی است . فنل فتالین در آب نامحلول است و اغلب در آزمایشها، آنرا با الکل رقیق میکنند. این ماده به خودی خود یک اسید ضعیف بوده و در محلول یون ئیدروژن آزاد میکند.

*متیل نارنجی یا متیل اورنج یکی از شناساگرهای محیطی است و رنگ این ماده در محیط اسیدی قرمز و در محیط بازی زرد است.

در حالت کلی ، شناساگرها ماده ای رنگی است که معمولا از مواد گیاهی اخذ می‌شوند و می‌توانند به شکل اسیدی یا بازی موجودیت یابند. شناساگرها برای شناسایی اسیدها و بازها به ما کمک می‌کنند.

یکی از ساده ترین راه تخمین کمی PH ، استفاده از یک شناساگر است. با افزودن مقدار کمی از یک شناساگر به یک محلول ، تشخیص اسیدی یا بازی بودن آن ممکن می‌شود.

غلظت زياد كربنات و بي‌كربنات باعث مي‌شود كه اين دسته از آب‌ها براي آبياري نامناسب شوند و مشکلاتي را ايجاد کنند.

مشکلات ناشي از بي‌کربنات فراوان آب در تغذيه گياه :

بي کربنات زياد در آب به دو صورت مستقيم و غيرمستقيم در تغذيه گياه اثر دارد. تاثير غيرمستقيم بي کربنات زياد در آب باعث تسريع در سديمي شدن خاک مي‌شود و در نتيجه

مشكلات خاك‌هاي سديم در تغذيه گياه را نيز به همراه دارد. در تغذيه گياه، اثر مستقيم بي‌کربنات زياد در آب مهم‌تر است. بي‌کربنات زياد در آب باعث ايجاد اشکال در جذب آهن و روي توسط گياه مي‌شود. يعني آبهاي داراي بي‌کربنات زياد موجب تشديد کمبود عناصري مثل آهن (Fe) و روي(Zn) ، بر روي گياه مي‌شود.گياهان زينتي به کمبود آهن حساس هستند و شرايط خاک‌هاي کشور ما بطوري است که کمبود آهن ديده مي‌شود لذا چنانچه بي‌کربنات آب زياد باشد کمبود آهن تشديد مي‌شود.بعنوان مثال کمبود آهن باعث مي‌شود رنگ برگ‌ها از حالت سبز متمايل به زرد بشود و در بعضي از گياهان ممکن است رنگ برگ کاملاً سفيد بوده يا اينکه رگ‌برگ‌ها سبز و بقيه برگ حالت زردي داشته باشد.بايد در مصرف آبهايي که بيش از ۲۰۰ ميلي‌گرم در ليتر بي‌کربنات دارند احتياط بعمل آورد.

* بی کربنات در تمامی خاکها و آب ها به مقدار متفاوت وجود دارد ( در خاکهای غیر شور مقدار آن کم است )

* در صورت شور بودن خاک حجم نمونه مورد آزمایش را نیم تا یک سی سی می گیریم

*تذکر، عصاره بدست آمده از خاکهای سدیمی معمولا کدر بوده و با معرف های رنگی قابل اندازه گیری نمی باشند لذا از پی اچ متر استفاده می کنیم که پی اچ خاتمه تیتراسیون برای یون کربنات 2/8 و بی کربنات 5/4 می باشد.

* کربنات و بی کربنات جزء آنیون های خاک محسوب می گردند ودر خاکهای دارای آهک و همچنین در اثر تنفس ریشه تولید می گردند. کربنات و بی کربنات قادرند بر روی برخی خصوصیات خاک همچون pH خاک و قابلیت حلالیت برخی عناصر موثر می باشد.

غلظت یون هیدروژن در محلول خاک ،غالبیت یون های کربنات و بی کربنات را تعیین می کند. به عبارت دیگر یعنی زمانیکه pH خاک کاهش یابد یا غلظت یون هیدروژن افزایش یابد میزان آنیون بی کربنات و اسید کربنیک غالب خواهد بود. اما با افزایش pH و در نتیجه خنثی گردیدن یون هیدروژن توسط یون هیدروکسیل میزان آنیون کربنات در خاک بیشتر خواهد شد.

اهمیت بیشتر یون کربنات و بی کربنات اثر بر روی قابلیت استفاده عناصر غذایی می باشد. وجود یون های کربنات و بی کربنات بر روی قابلیت استفاده از عناصر غذایی به خصوص آهن بسیار موثر است. چون ترکیبات کربنات و بی کربنات آهن بسیار نامحلولند و در نتیجه در چنین شرایطی قابلیت استفاده آهن توسط گیاه بسیار کاهش یافته و در نتیجه علائم کلروز بر روی برگ گیاه ظاهر می شود. در چنین شرایطی بایستی با تنظیم pH خاک سبب افزایش حلالیت چنین یون هایی گردید.

منابع خطا:

1) خطا در برداشتن حجم مورد نظر از نمونه

2) ريختن بيش از حد معرف ها نيز مي تواند يكي از عوامل خطاي آزمايشي باشد.

3) شرايط محيطي(شرايط آزمايشگاه)، كه مثلاً مقدار CO2 موجود در محيط مي توان باعث ايجاد خطا شود.

3) خود آب مقطر ممكن است داراي مقداري كربنات و بيكربنات باشد.

4) خطا در اثر نمونه برداري: در اين آزمايش زمانيكه نمونه برداشته مي شود اگر تا هنگام مصرف نمونه طولاني باشد در اثر تجزيه ي مواد آلي كه در نمونه وجود دارد فشار CO2 بالا رفته و از طرفي چون نمونه در يخچال نگهداري مي شود لذا حلاليت CO2 بالا مي رود و در نتيجه مقدار بيكربناتي كه به دست مي آيد مقداري بيشتر است.

5) مواد مورد استفاده ممكن است داراي مقداري ناخالصي باشند كه بر نتايج آزمايش تاثير گذار خواهد بود.

اثر کربنات ها در خاک به شرح زیر است:

- افزایش شدید pH خاک

- رسوب کاتیون های کلسیم و منیزیم که در گرد هم آوردن رس ها موثرند.

- رسوب عنار غذایی مهم در خاک که این عناصر شامل اکثر پر مصرف ها و کم مصرف هاست.

اثر بی کربنات ها در خاک به شرح زیر است:

- اغلب سبب رسوب کاتیون های عناصر کم مصرف خصوصاً Fe می شود.

-pH خاک را به سمت قلیایی سوق می دهد.

هدف:

هدف از انجام این آزمایش تعیین مقدار کربنات ( -2CO3 ) و بی کربنات (-HCO3 ) موجود در محلول خاک می باشد چرا که این کربنات و بی کربنات بر عوامل بسیار مهمی در خاک که از جمله تنظیم اسید ی وبازی بودن و همچنین تنفس ریشه تاثیر گذار است.

نتیجه گیری:

* کربنات ها و بی کربنات ها دو عنصر غذایی گیاه به حساب نمی آیند و نقش مهمی در تغذیه ندارند.لذا این دو آنیون نقشی در حاصلخیزی خاک نداشته ولی بر عملکرد محصول تاثیر می گذارند.

* هر خاک حاصلخیزی بارور نیست در حالیکه هر خاک باروری حاصلخیز است در واقع بی کربنات و کربنات ها بر باروری خاکها تاثیر می گذارند.

* دی اکسید کربن وجود دارد و مقدار آن هم بیش از 0.03% است. تنفس ریشه ها و میکروارگانیسم های خاک مقدار زیادی دی اکسید کربن تولید می کنند که با آب خاک ترکیب شده و اسید کربنیک بوجود می آورند.

* اسید کربنیک تولید شده نیز تجزیه گردیده و بی کربنات ها را بوجود می آورند.

* انحلال کربنات ها باعث آزاد شدن مقدار دی اکسید کربن در خاک می شود.

اکثر آبهای زیر زمینی بویژه آب جاهای کم عمق، مقادیر قابل توجهی بی کربنات محلول دارند به طوری که از نوع بی کربنات های Ca و Mg و گاهی نیز Na می باشند. طعم گس متمایل به شیرینی آب بعضی چاهها از آنها ناشی می شود.

کربنات کلسیم

چون این نمک حلالیت بسیار کمی دارد ، باعث شوری خاک ها نمی شود

کربنات کلسیم چون حلالیت کمی دار برای گیاهان زراعی مسموم کننده نیست و تنها کربنات پی اچ قلیایی ایجاد شده می تواند از جذب بعضی از عناصر مخصوص ، عناصر کم مصرف به جز مولیبدن جلوگیری به عمل آورد . به همین دلیل کمبود عناصر کم مصرف آهکی و مخصوصا در گیاهان حساس و درختان میوه دیده می شود . یون کربناتی که از انحلال آهک در خاک ایجاد می شود ، می تواند توسط گیاهامن جذب شده و باعث ایجاد کمبود آهن در گیاهان شود .

1- کربنات و بی کربنات

مطالب مشابه :

گزارش کار آلکالیمتری

آلکالیمتری

از تجزیه

از تجزیه

1- کربنات و بی کربنات

آزمایش تیتراسیون

تیتراسیون اسید-باز

از تجزیه

گزارش کار آزمایشگاه شیمی تجزیه 1(نسخه متفاوت)