Xút (NaOH) khi bảo quản lâu ngày trong không khí thường bị carbonate hóa. Một nhóm học sinh nghiên cứu tài liệu và xác định được chỉ thị phù hợp để xác định điểm tương đương khi dùng dung dịch chuẩn HCl chuẩn độ NaOH và Na2CO3 là phenolphthalein, và chuẩn độ NaHCO3 là methyl da cam, từ đó nhóm học sinh đưa ra giả thuyết: “Có thể dùng phương pháp chuẩn độ acid–base với các chỉ thị phenolphthalein và methyl da cam có thể xác định được phần trăm NaOH bị carbonate hóa khi bảo quản với sai số của phép chuẩn độ nhỏ hơn 1%”. Để chứng minh giả thuyết đó, tiến hành thí nghiệm sau:
Bước 1: Tiến hành pha 200 mL dung dịch X gồm NaOH 2 mol/L và Na2CO3 0,2 mol/L và dung dịch chuẩn HCl 0,5M.
Bước 2: Lấy 5 mL dung dịch X cho vào bình tam giác, thêm tiếp 5–6 giọt phenolphthalein lắc đều rồi tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn HCl 0,5M đến khi màu hồng của dung dịch trong bình tam giác vừa mất thì ghi lại thể tích HCl là V1 mL.
Bước 3: Thêm tiếp 5–6 giọt methyl da cam thì dừng lại thấy tổng thể tích dung dịch chuẩn độ đến khi thấy màu của dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ, ghi lại thể tích HCl đã dùng là V2 mL.
Học sinh tiến hành 3 lần ở bước 2 và 3, ghi được các giá trị V1, V2 ở bảng sau:
Thí nghiệm ở bước 2
1
2
3
Giá trị V1 (mL)
22,1
22,1
22,2
Giá trị V2 (mL)
24,0
23,9
24,1
a) Hai phản ứng xảy ra ở bước 2 là:
OH⁻ + H⁺ → H₂O và CO₃²⁻ + H⁺ → HCO₃⁻
b) Ở bước 3, nếu cho chỉ thị methyl da cam vào trên buret thì kết quả chuẩn độ vẫn không thay đổi.
c) Nồng độ NaOH trong dung dịch X xác định theo kết quả thí nghiệm là 2,02 mol/L.
d) Từ kết quả thí nghiệm thu được ở trên ta có thể giải thích giả thuyết học sinh đưa ra là đúng.