Havvand
Kemirapport 3
[navn fjernet] 2.z
[navn fjernet] Kemi
2.z Havvand NAG
2
Formål:
Formålet ved dette forsøg er at bestemme saltindholdet og densiteten i havvand. Vi skal se om
vores resultater stemmer overens med litteraturen.
Apparatur:
Vægt
Petriskål
Pipette, 25 mL, med sugebold
Varmeskab
Målekolbe 250 mL, med prop
Stativ med klemme og muffe
Burette
Tragt
Konisk kolbe, 250 mL
Måleglas, 10 mL
Kemikalier:
0,0500 M AgN0
3
0,1 M K
2
CrO
4
Havvand (afhængigt af saltholdigheden kan det være hensigtsmæssigt at ændre den
fortyndingsfaktor, som anvendes i vejledningen)
Teori:
Blandingen saltvand er en homogen, hvilket vil sige, at blandingen ser ensartet ud, også når
den undersøges med et mikroskop. Da saltvand er en flydende homogen, kaldes det en
opløsning. I en opløsning af eksempelvis 5 g NaCl i 95 g vand, hvor man får en blanding på i alt
100 g, kan man udregne masse%, som udregnes vha. formlen:
hvor
er den samlede masse af stofblandingen (målt i gram),
er massen af
blandingen som indeholder stoffet A (målt i gram) og
er blandingens indhold af A i
masse%.
[navn fjernet] Kemi
2.z Havvand NAG
3
Da NaCl udgør 5 g ud af de 100 g vil regnestykket sådan ud:
Når der er tale om en blanding vil man også ofte gerne finde densiteten og
stofmængdekoncentrationen. Forholdet mellem stofs masse og volumen kaldes stoffets
densitet og siger noget om stoffets tæthed:
Hvor er betegnelsen for densiteten (måles i enheden
), m er massen og V er volumen.
Stofmængdekoncentrationen siger altså noget om koncentrationen af et bestemt stof i
opløsning og udregnes vha. formlen:
Hvor
selvfølgelig er stofmængekoncentrationen (målt i
også kaldet M og udtales
”molær”),
er den anvendte stofmængde af A (målt i mol) og V er altså volumen (målt i L).
Et eksempel kunne være at vi har 2,00 mol NaCl som opløses i så meget vand, at opløsningens
volumen bliver 5,00 L, beregnes stofmængdekoncentrationen af NaCl således:
I eksemplet oven over bliver NaCl altså fortyndet i vandet, ved at tilsætte mere og mere vand
(det rene opløsningsmiddel), så opløsningens volumen bliver større.
[navn fjernet] Kemi
2.z Havvand NAG
4
På figuren oven over ser vi at opløsningens volumen stiger fra
til
. Ved fortyndingen
bliver stofmængdekoncentrationen af det opløste stof (NaCl i vand) mindre. Da
stofmængdekoncentrationen altså også ændrer sig kan vi sige at den ændrer sig fra
til
. Da der ikke tilsættes mere NaCl, er stofmængden derfor den samme før og efter og
udregnes vha. formlen:
Vi er mest interesserede i at finde vores nye stofmængdekoncentration, derfor kan vi
omformulere formlen og få:
Vi skal i anden del af forsøget måle chloridkoncentrationen i havvand ved titrering med en
sølvnitratopløsning. Dvs. at vi skal udføre vores forsøg vha. analysemetoden titreranalyse.
Metoden er lettest at forklare, ved at beskrive hvordan vi i en opløsning af natriumcholrid skal
finde den ukendte stofmængdekoncentration af Cl
-
:
Først overfører vi 5,00 mL af opløsningen med en pipette til en konisk kolbe, hvorefter der
tilsættes en indikator (forklares i følgende tekst). Som vist på figuren her under titreres
(dryppes) det afmålte volumen opløsning med 0,0100 M AgNo
3
fra buretten. Ved titreringen
dannes der et hvidt bundfald af søvchlorid:
Reaktionen sker under titreringen og kaldes titreringsreaktionen. I starten er det selvfølgelig
underskud af sølvioner, men hvis man fortsat drypper sølvchlorid i, vil man på et tidspunkt
komme til titreringsreaktionens ækvivalenspunkt, hvor Cl
-
er brugt op.
[navn fjernet] Kemi
2.z Havvand NAG
5
Det er indikatoren, der fortæller os hvornår vi er nået til ækvivalenspunktet. Som indikator
anvendes kaliumchromat (K
2
CrO
4
). Inden titreringen tilsættes ca. 5 dråber 0,1 M
kaliumchromat, som giver væsken en gul farve. Når titreringsreaktionens ækvivalenspunkt
passeres, dannes der et blivende rødt bundfald af sølvchromat:
(indikatorreaktionen)
Gul Rødt bundfald
Eksperiment første del
Fremgangsmåde:
Første afdeling gennemføres som fællesforsøg. En ren tør petriskål vejes. Noter skålens masse
i et skema af følgende udseende: vandet henstilles i varmeskab ved f.eks. 150°C, indtil vandet
er fuldstændigt fordampet, hvorefter massen af skål og tørstof bestemmes.
Efterbehandling:
Beregninger:
Masse af tom skål
Masse af skål med 25 mL
havvand
Masse af skål efter
opvarmning
Masse af 25 mL
havvand
Masse af
tørstof
Indhold af salte i
masse%
Havvands
densitet
[navn fjernet] Kemi
2.z Havvand NAG
6
Eksperiment anden del
Fremgangsmåde:
Man starter anden afdeling af øvelsen med at fortynde havvand. Chloridionkoncentrationen er
nemlig så stor, at det er nødvendigt af fortynde inden titreringen.
Overfør 25,0 mL havvand med pipette til en 250 mL målekolbe, hvorefter der fyldes op med
demineraliseret vand til mærket på kolbens hals. Efter grundig omrystning er det fortyndede
havvand klar til brug.
Overfør 25,0 mL fortyndet havvand med pipette til en 250 mL konisk kolbe.
Tilsæt ca. 5 mL 0,1 M K
2
CrO
4
.
En burette fyldes med 0,0500 M AgNO
3
og nulstilles.
Opløsningen i kolben titreres derefter med sølvnitratopløsningen fra buretten. Sørg for grun-
dig sammenblanding ved at holde kolben i roterende bevægelse.
Titreringen afbrydes, når en enkelt dråbe fremkalder en svag, blivende rødfarvning i kolben.
Omslaget skal altså bestemmes med en dråbes nøjagtighed. Derefter aflæses buretten.
Eventuelt gentages titreringen.
Efterbehandling:
Da vi blev bedt om at lave anden del af eksperimentet to gange har jeg udregnet ud fra
begge resultater (kaldt første gang og anden gang)
1. Beregn stofmængden af AgNO
3
i det tilsatte volumen 0,0500 M AgNO
3
. Hvor stor
en stofmængde Ag
+
er der tilsat?
Første gang =
(Det betyder, at der også er 0,00034 mol Cl
-
, da de ækvivalente mængder er 1:1)
Anden gang =
(Det betyder, at der også er 0,000385 mol Cl
-
, da de ækvivalente mængder er 1:1)
Volumen 0,05 M
AgNO
3
[Cl
-
] i fortyndet havvand
[Cl
-
] i havvand
NaCl-indhold i
masse%
[navn fjernet] Kemi
2.z Havvand NAG
7
2. Hvor stor en stofmængde Cl
-
indeholder 25,0 mL fortyndet havvand (se
titreringsreaktionens reaktionsskema)?
Første gang =
Anden gang =
3. Beregn [Cl
-
] i fortyndet havvand.
Første gang =
Anden gang =
4. Hvad er [Cl
-
] i ufortyndet vand?
10 gange stærkere (fra 25 mL til 250 L):
Første gang =
Anden gang =
5. Antag at chloridionerne udelukkende findes sammen med natriumioner, og
beregn massen a NaCl i 1 liter havvand.
Første gang
Anden gang
6. Anvend densiteten af havvand fra første del af øvelsen til at finde massen af 1
liter havvand, og beregn derefter NaCl-indholdet i masse%.
Første gang (med resultater fra første del af øvelsen):
Densitet havvand =
Massen af 1 L havvand =
Masse% =
[navn fjernet] Kemi
2.z Havvand NAG
8
Anden gang (med resultater fra første del af øvelsen):
Densitet havvand =
Massen af 1 L havvand =
Masse% =
Første gang (med tabelværdi):
Tabelværdien til densiteten af 1 L havvand =
Massen af 1 L havvand =
Masse% =
Anden gang (med tabelværdi):
Tabelværdien til densiteten af 1 L havvand =
Massen af 1 L havvand =
Masse% =
.
Diskussion:
Sammenlign NaCl-procenten med det saltindhold, som blev målt i første del af øvelsen.
Hvordan kan man forklare eventuelle forskelle mellem de to tal?
Procentvise afvigelse:
Første gang (med resultater fra første del af øvelsen):
.
Anden gang (med resultater fra første del af øvelsen):
.
Første gang (med tabelværdi):
.
Anden gang (med tabelværdi):
[navn fjernet] Kemi
2.z Havvand NAG
9
Den meget store afvigelse skyldes en meget betydningsfuld fejlkilde; da vi skulle lave vores
fortynding af havvand i demineraliseret, kom vi til at tilsætte for meget demineraliseret vand,
så fortyndingen blev alt for svag, i forhold til hvad den i virkeligheden skulle have været.
Derudover kan der have været andre fejlkilder, som en upræcis vejning af havvandet og
skålen før og efter forsøget, eller andre upræcise aflæsninger og målinger. Dette kan have
påvirket vores resultat af massen af tørstof og dermed givet os en stor afvigelse.
Konklusion:
Vi kan altså konkludere ud fra første del at det totale indhold af salte i havvand ved
inddampning er 1,5% i masse% og at havvands densitet derfor er 882,4 g/L. Ud fra anden del
konkluderes at chloridkoncentrationen i havvand ved titrering med en sølvnitratopløsning er
mellem 0,136
- 0,154
og havde et NaCl indhold i masse% på mellem 0,772% - 1,02%.
Da vores fejlkilder desværre var meget betydningsfulde, fik vi en stor procentvis afvigelse,
hvilket gør at vores resultater ikke har været så troværdige.
Vist fra første eksperiment, kan vi altså se, at man kan udvinde helt almindeligt køkkensalt,
natriumchlorid (NaCl), fra havvand, ved at dampe vandet fra. Man kan også udregne
havvandets densitet og finde havvans densitet vha. titreranalyse.