МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К выполнению лабораторно-практических занятий и самостоятельных работ по дисциплине «Физическая и коллоидная химия» по теме Электрохимические методы исследования растворов электролитов

1.3.5. Найти эквивалентную электрическую проводимость бромида лития, если опытным путем найдено: (KBr) = 151,9; (K2SO4) = 153,3; (Li2SO4) = 117,1 См см2/моль.

1.3.6. Предельная эквивалентная электропроводность ацетата аммония при 25С (CH3COONH4) = 114,4 См см2/моль. Найдите эквивалентную электропроводность уксусной кислоты при бесконечном разбавлении, если (NH4+) = 73,7; (H+) = 349,8 См см2/моль.

1.3.3. Определение растворимости и произведения растворимости малорастворимых соединений

Для малорастворимых соединений между ионами в растворе и твердыми кристаллами устанавливается динамическое равновесие:

Amn+Bnm-(тв.) ↔ mAn+(водн.) + nBm-(водн.).

Константа, характеризующая этот равновесный процесс при данной температуре, носит название произведения растворимости (KSO):

KSO=[An+]m [Bm]n. Так как концентрация ионов в растворе ничтожно мала, можно считать, что коэффициент электропроводности fλ равен единице, тогда λС= λ∞. По закону Кольрауша λ∞ = λК+ + λА-, следовательно, эту величину легко рассчитать, воспользовавшись справочными данными (Приложение). Эквивалентная и удельная электрические проводимости связаны между собой соотношением (1.2.1): , из которого легко найти эквивалентную или молярную концентрацию раствора, а также рассчитать произведение растворимости.

Пример 4. Удельная электропроводность раствора бромида серебра κ= 1,576×10-6 См/см, а воды, в которой растворена соль, 1, 519×10-6 См/см при 18оС. Найдите произведение растворимости бромида серебра.

Решение: Увеличение электропроводности раствора по сравнению с чистой водой обусловлено появлением в ней катионов серебра и бромид-анионов., поэтому κ(AgBr) = κ(AgBr×aq) – κ(H2O).

κ(AgBr) = (1,567 – 1,519) × 10-6 = 5,7 ×10-8 См/см.

Из таблицы подвижности ионов (Приложение) находим: λ∞(Ag+) =53,2; λ∞(Br-) = 68,2 См см2/моль.

λ∞(AgBr) = λ∞(Ag+) + λ∞(Br-) = 53,2 + 68,2 = 121,4 См см2/моль.

СЭ= 5,7×10-8×10-3/1,214×102 = 4,7×10-7 моль/л. KSO(AgBr) = [Ag+][Br-].

KSO= (4,7×10-7)2 = 2,21×10-13.

Задачи для самоподготовки

1.3.7. При 18оС удельная электрическая проводимость йодида серебра равна 4,144×10-8См/см, а удельная электрическая проводимость предельно чистой воды, перегнанной в вакууме, определенная в тех же условиях равна 4×10-8См/см. Вычислите произведение растворимости соли.

1.3.8. При 18оС удельная электрическая проводимость сульфата бария

2,623×10-6 См/см, а предельно чистой воды 4,00×10-8 См/см. Найдите концентрацию соли в насыщенном растворе и произведение растворимости.

1.3.4. Кондуктометрическое титрование

Метод измерения электропроводности нашел применение в объемном анализе под названием «кондуктометрическое титрование». Он широко используется при исследовании мутных и окрашенных растворов, которые невозможно титровать с применением обычных индикаторов. Метод успешно применяется в тех случаях, когда между анализируемым и титрующим растворами протекают реакции ионного обмене или окислительно-восстановительные реакции, в результате которых проводящая способность растворов изменяется. Причиной изменения электропроводности может быть:

*образование малодиссоциированных соединений (реакция нейтрализации);

*выпадение в осадок труднорастворимых соединений (реакции осаждения);

*замена более подвижных ионов менее подвижными и наоборот.

Так как подвижности разных ионов отличаются друг от друга, в точке эквивалентности на прямой титрования (см. график, рис. 1.3.1) наблюдается заметный излом.

Пример 5. Поясните сущность кондуктометрического титрования на примерах реакции нейтрализации едким натром: а) соляной кислоты; б) уксусной кислоты; в) смеси этих кислот.

Решение. А) на рис. 1.2. представлен ход кривых основно-кислотного титрования.

Рис. 1.2. Кривые кондуктометрического титрования кислота + основание.

А) сильная кислота + сильное основание:

H+ + Cl - + Na+ + OH - = Na+ + Cl - + H2O

λ∞(HCl) = 378,3; λ∞(NaCl) = 217,3 См см2/моль.