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

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

Кафедра технологии и оборудования производства жиров и эфирных масел

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К выполнению лабораторно-практических занятий и самостоятельных работ по дисциплине «Физическая и коллоидная химия» для студентов 3 курса специальности 7 091 704 – «Технология бродильных производств и виноделия», 7 091 705 – «Технология жиров и жирозаменителей», 7 091 709 – «Технология хранения, консервирования и переработки молока» по теме:

Электрохимические методы исследования растворов электролитов.

1. Метод электрической проводимости растворов. Кондуктометрическое титрование

2. Метод определения электродвижущих сил химических источников тока и электродных потенциалов. Потенциометрическое титрование.

Содержание

Введение

Во многих однокомпонентных и многокомпонентных системах, например, в растворах электролитов, под воздействием внешнего электрического поля равновесное состояние нарушается. Для восстановления равновесия в системе наряду с беспорядочным тепловым движением начинается преимущественное движение заряженных частиц от одного полюса к другому - возникает электрический ток. Способность системы проводить электрический ток называется электропроводностью. Характер и количество частиц, несущих заряды, определяется природой веществ, составляющих систему, фазовым состоянием системы, температурой, давлением, разностью электрических потенциалов между полюсами и т. д. Растворы электролитов, чистые вещества, – а это ионные кристаллы в твердом и расплавленном состоянии, вода, плазма и др. относятся к проводникам второго рода, обладающим ионной (электролитической) проводимостью.

Изучение электропроводности ионопроводящих систем позволяет получить исходные данные для расчета многих физико-химических величин, таких как произведения растворимости труднорастворимых соединений, степень и термодинамические константы диссоциации слабых электролитов, коэффициенты электропроводности сильных электролитов. Наиболее важное прикладное значение явления электропроводности – кондуктометрическое титрование, применяемое для объемного анализа водных и неводных растворов, физиологических и биологических жидкостей, окрашенных растворов, эмульсий, суспензий. Кондуктометрическое титрование широко используется для автоматического контроля и регулирования технологических процессов.

Не менее важным является исследование процессов, протекающих на границе фазового раздела Металл – раствор. Возникающий при этом скачек электродного потенциала в двойном электрическом слое дает возможность оценить активность металлов. Применение электрохимических методов имеет огромное прикладное значение. Эти методы позволили, прежде всего, создать приборы для определения рН растворов, концентрации ионов в водных и неводных средах. Измерение электродвижущих сил гальванических элементов дало возможность рассчитать основные термодинамические функции окислительно-восстановительных процессов. Именно с применением электрохимии связано определение многих физико-химических констант. Потенциометрическое же титрование является в настоящее время одним из важнейших методов исследования процессов, протекающих в растворах электролитов.

1. Лабораторная работа №1. Метод электрической проводимости растворов. Кондуктометрическое титрование

1.1. Цель и задачи Работы

1. Ознакомление с областью применения метода электропроводности для решения конкретных физико-химических задач:

- определения степени и константы диссоциации слабых электролитов;

- определения коэффициента электропроводности сильных электролитов;

- определения произведения растворимости малорастворимых ионных соединений.

2. Освоение метода кондуктометрического титрования.

3. Приобретение навыков в решении физико-химических задач аналитическим и графическим способами.

1.2. Краткие теоретические сведения об электропроводности водных растворов электролитов

1.2.1. Проводники электрического тока и электропроводность

Электрический ток представляет собой поток электрических зарядов. Этот поток зарядов протекает по проводнику. Выделяют проводники двух типов.

Электронные проводники (проводники первого рода). Поток зарядов в электронном проводнике представляет собой поток электронов. Вследствие этого в электронном проводнике Не происходит переноса Вещества. К электронным проводникам принадлежат металлы.

Электролитические проводники (проводники второго рода). Поток зарядов в электролитическом проводнике обусловлен перемещением ионов. Так что в данном случае Происходит перенос вещества. Электролитические проводники называют электролитами. Ими могут быть чистые вещества, например, расплавы солей, или водные растворы кислот, оснований и солей.