CO₂/carbonaatgehalte bepalen via wateranalyseset

1.Onderzoeksvraag

Wat is het verschil in CO₂ gehalte in kraantjeswater, bruiswater en gedemineraliseerd water?

2.Voorbereiding

Een buffer is een waterige oplossing van stoffen die zich in een bepaald evenwicht bevinden en een bepaalde pH aannemen. Bij verdunning of bij toevoegen van een zuur of een base zal de pH nagenoeg constant blijven. Een bufferoplossing bestaat uit een zwak zuur en het zout van de geconjugeerde base of uit een zwakke base en het zout van het geconjugeerde zuur.

HZ ↔ H⁺ + Z^–

In welke mate de reactie verloopt wordt gegeven door de Kz waarde of zuurconstante.

De reacties die optreden in een bufferoplossing:

1) HZ + H₂O ↔ H₃O⁺ + Z^–

2) Z^– + H₂O ↔ HZ + OH^–

Som: 2 H₂O ↔ H₃O⁺ + OH^–

De wet van  Le Châtelier is geldig, namelijk: als in een chemisch systeem een evenwichtsverstoring optreedt, dan zal het evenwicht zodanig verschuiven dat die verandering tenietgedaan wordt. Met andere woorden, als er een zuur toegevoegd wordt aan het systeem, zal er aanvankelijk meer H₃O⁺ gevormd worden, maar het buffersysteem zorgt voor een verschuiving van het evenwicht van reactie 1 naar rechts.

*Invloed CO₂

Koolstofdioxide lost  weinig op in water en er ontstaat koolzuur:

CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃

Koolzuur is een zwak zuur en splitst zich er ontstaan bicarbonaat- en carbonaationen:

H₂CO₃ ↔ HCO₃ ^– + H⁺ ↔ CO₃^2- + 2H⁺

Toevoegen van CO₂ aan water leidt dus tot de verzuring van de pH. Het buffersysteem zorgt ervoor dat de reactie in de tegengestelde richting gaat, en de pH zo constant houdt.

a.Materiaal + stoffen

• – Wateranalyseset
• – Bruiswater
• – Kraantjeswater
• – Gedemineraliseerd water

b.Opstelling (foto)

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

1. Neem 5 ml van het staal dat je wilt onderzoeken en doe dit m.b.v. de spuit die in de wateranalyseset zit.
2. Breng dit in het bekertje dat in de wateranalyseset zit.
3. Voeg 2 druppels van het reagens 1 uit de wateranalyseset.
4. Titreer met reagens 2 uit de wateranalyseset. Gebruik het spuitje van 1 ml uit de wateranalyseset als buret.

b.Waarneming (+ foto’s)

4.Reflecteren

Reagens 1: koper mix indicator

Reagens 2: HCL oplossing 0.0356mol/l

Men gaat kijken hoeveel zuur er nodig is om de indicator van kleur te doen veranderen. Door de bufferende werking van CO₂ kunnen we zo vaststellen welk staal het meeste CO₂ bevat. Hoe meer zuur we moeten toevoegen, hoe meer CO₂ in het staal aanwezig is.

In het bruiswater is het meeste CO₂ aanwezig, in het gedemineraliseerd water het minste, het kraantjeswater zit er tussen in.