Сегодня: 10 | 12 | 2019

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

Электропроводность раствора понижается по мере добавления к титруемому раствору кислоты раствора щелочи за счет связывания катионов водорода и гидроксид - анионов в малодиссоциированное соединение – воду (участок ab). В момент полной нейтрализации в растворе останутся только катионы натрия и хлорид–анионы λ∞(NaCl) = 43,3 + 65,3 = 108,6 См см2/моль – точка b. Дальнейшее прибавление щелочи ведет к повышению электропроводности (участок bc).

Б) слабая кислота + сильное основание:

CH3COOH + Na+ + OH - = CH3COO - + Na+ + H2O

На участке ab электропроводность раствора растет вследствие замещения малодиссоциированной кислоты ее солью. После достижения точки эквивалентности (точка b) электропроводность раствора растет еще больше за счет введения избыточных ионов ОН -

В) смесь слабой и сильной кислот + сильное основание:

На графике наблюдается три участка (ab, bc, cd). Первый соответствует титрованию сильной кислоты, второй – слабой, третий – избыточной щелочи.

Пример 6. Рассмотрите ход кривых кондуктометрического титрования на примере реакции осаждения, протекающей между растворами нитрата серебра и хлорида натрия.

Решение. При добавлении к раствору хлорида натрия небольших порций раствора нитрата серебра происходит падение электропроводности за счет связывания катионов серебра и хлорид-анионов в малорастворимую соль. Точка эквивалентности соответствует электропроводности раствора нитрата натрия: λ∞(NaNO3) = 43,5 +61,7 =195,2 См см2/моль.

Ag+ + NO3- + Na+ + Cl - = AgCl↓ + Na+ + NO3-. После прохождения точки эквивалентности электропроводность резко возрастает, так как подвижность ионов серебра превышает подвижность ионов натрия. (Приложение. Табл.1)

При кондуктометрическом титровании нет необходимости в определении константы сосуда и расчете электропроводности. Вместо последней на оси координат можно откладывать величину электрической проводимости L.

L = 1/R (см. раздел 1.2.1).

Пример 7. При кондуктометрическом титровании 25 мл соляной кислоты раствором 5н КОН были получены следующие результаты:

Объем КОН, мл

0,32

0,60

0,92

1,56

2,00

2,35

Удельная электропроводность, См/см

3,2

2,56

1,86

1,64

2,38

2,96

Определите нормальность кислоты.

Решение. Построим график в координатах κ – V(KOH). Спроектируем точку излома на ось объема и найдем эквивалентный объем щелочи, израсходованной на полную нейтрализацию кислоты, содержащейся в 25 мл исходного раствора. Рассчитаем эквивалентную концентрации соляной кислоты, воспользовавшись формулой: Сэ(НСl)×V(HCl) = Cэ (KOH)×V(KOH)

Ответ: V(KOH)= 1,24 мл; Сэ(НСl) = 0,248 моль/л

Задачи для самоподготовки

1.3.9. При титровании 25 мл соляной кислоты 1,5 Н раствором едкого натра получены следующие данные:

Объем щелочи, мл

0

4,5

6,25

10,0

κ, См/м

0,872

0,215

0,290

0,552

Определите нормальность соляной кислоты.

1.4. Экспериментальная часть

1.4.1. Измерение электрической проводимости. Определение постоянной сосуда

Для определения электролитической проводимости может использоваться Кондуктометрическая ячейка – стеклянный сосуд без дна с двумя электродами известной площади, прочно укрепленными на фиксированном расстоянии друг от друга. Электроды выполнены из платиновой черни. Ячейку погружают в раствор электролита. Сопротивление кондуктометрической ячейки измеряют при помощи мостика Уитсона (рис. 1.3.).

.

Рис. 1.3. Мостик Уитсона с кондуктометрической ячейкой.

Скользящий контакт перемещается по проволочному сопротивлению до тех пор, пока осциллограф не зарегистрирует минимальный сигнал. В этом положении контакта (точка Х) сопротивление ячейки Rя определяется соотношением