Потенциометрическое титрование

 

ПЛАН

1. Потенциометрическое титрование. Принцип и особенности метода.

2. Вид и анализ кривых потециометрического титрования в зависимости от химизма протекающих при титровании реакций, состава раствора, его концентрации и природы титранта.

3. Интегральная и дифференциальная кривые титрования.

4.Титрование в неводных растворителях.

 

Лабораторная работа:

"ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОЕ ТИТРОВАНИЕ РАСТВОРА

ХЛОРОВОДОРОДНОЙ КИСЛОТЫ РАСТВОРОМ ГИДРОКСИДА НАТРИЯ".

 

 

ЧТО ДЕЛАТЬ	КАК ДЕЛАТЬ
1. Провести титрование раствора НCl, используя в качестве титранта 0, 1 н раствор NaOH.	1. В химический стаканчик внести, отмерив пипеткой, 15 мл исследуемого раствора HCl. 2. Собрать гальванический элемент из стеклянного электрода, опущенного в раствор HCl, и хлорсеребряного электрода. Измерить рН раствора. 3. К исследуемому раствору порциями по 1 мл добавлять раствор NaOH. После добавления каждой порции титранта раствор перемешать и после установления равновесия на стеклянном электроде снять показания рН раствора. После резкого изменения рН добавлять еще 3-4 порции титранта, по 1 мл каждая.
2. Построить интегральную и дифференциальную кривые титрования, по которым определить эквивалентный объем NaOH	1. Интегральную кривую титрования построить в координатах рН-объем титранта. Точку эквивалентности и эквивалентный объем NaOH найти по средней части второго линейного участка кривой. 2. Дифференциальную кривую построить в координатах: Vср - среднее значение между последующими объемами приливаемого титранта. Точку эквивалентности и эквивалентный объем определить по пику на кривой титрования.
3. Рассчитать концентрацию HCl в растворе.	1. Концентрацию HCl в растворе рассчитать по формуле: где VHCl = 15 мл; CNaOH = 0, 01 н VNaOH - эквивалентный объем титранта, определенный по кривой титрования

 

Литература.

 

1. Евстратова К.И., Купина Н.А., Малахова Е.Е. "Физическая и коллоидная химия" - стр.160-200.

2. Стромберг А. Г., Семченко Д. П. "Физическая химия" - стр. 248-276.

3. Лекционный материал.

 

ЗАНЯТИЕ №7

ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД АНАЛИЗА

 

ПЛАН

1. Законы Фарадея. Электрохимические эквиваленты.

2. Выход вещества по току.

3. Скорость электрохимических процессов.

4. Электродная поляризация.

5. Поляризация концентрационная и химическая.

6. Электролиз. Напряжение разложения.

7. Поляризационные кривые для обратимых и необратимых систем.

8. Использование электролиза.

9. Полярография (установка, методика проведения).

10. Полярограмма. Причины искажения полярографических волн.

11. Полярографический качественный и количественный анализ.

 

Литература

1. Евстратова К. И., Купина Н. А., Малахова Е. Е. "Физическая и коллоидная химия" - стр.201-217.

2. Лекционный материал.

 

З А Н Я Т И Е №8

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ: КОНДУКТОМЕТРИЯ, ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ, ПОЛЯРОГРАФИЯ.

(Итог)

 

При подготовке к итоговому занятию по электрохимии рекомендуется пользоваться методическими рекомендациями на предыдущие занятия по этой теме.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Евстратова К. И., Купина Н. А., Малахова Е. Е. "Физическая и коллоидная химия". М. 1990 - стр.160-200.

2. Стромберг А. Г., Семченко Д. П. "Физическая химия". М. 1999 - стр. 234-275.

3. Голиков Г.А. «Руководство по физической химии». М. 1988. стр. 215-248.

4. Лекционный материал.

 

 

ЗАНЯТИЕ №9

СВОЙСТВА БУФЕРНЫХ РАСТВОРОВ

 

I ПЛАН ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ

1. Буферные растворы: определение понятия.

2. Состав буферных растворов.

3. Механизм буферного действия при добавлении к буферному раствору небольших количеств сильной кислоты, щелочи или при разведении.

4. Уравнение для расчета рН буферных растворов (уравнение Гендерсона-Гассельбаха), образованных слабой кислотой и солью этой кислоты и сильного основания или слабым основанием и солью этого основания и сильной кислот. Вывод уравнения.

5. Факторы, влияющие на величину рН буферных растворов.

6. Использование уравнения Гендерсона-Гассельбаха для:

а. Объяснения механизма действия буферных растворов при разведении.

б. Выделения факторов, от которых зависит рН буфера.

в. Расчета рН буфера, рК слабого электролита, входящего в его состав, соотношения концентраций компонентов (или объемов компонентов), необходимого для приготовления буфера с заданным значением рН.

7. Зона буферного действия - качественная и количественная характеристика. Интервал соотношения концентрацией буферных растворов, определяемых зоной буферного действия.

8. Буферная емкость - качественная и количественная характеристика.

9. Зависимость величины буферной емкости от:

а. Концентрации буферного раствора.

б. Соотношения концентраций компонентов буферного раствора.

в. Природы буфера.

10. Буферные кривые, их анализ.

11. Способы приготовления буферных растворов.

12. Практическое использование буферных растворов.

13. Значение буферных систем для биологии, медицины.

 

II. ЦЕЛЬ САМОПОДГОТОВКИ:

1. Изучить свойства буферных растворов

2. Научиться решать задачи с использованием уравнения Гендерсена-Гассельбаха и уравнений буферной ёмкости раствора.

3. Научиться моделировать буферные растворы.

4. Понять химические основы механизма коррекции рН жидкостей организма человека буферными растворами.

 

III. ИСХОДНЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ДАННОЙ ТЕМЫ:

1. Свойства растворов сильных и слабых электролитов.

2. Равновесие, состояние равновесия, константа равновесия.

3. рН растворов и методы его вычисления.

4. Способы выражения концентрации растворов.

5. Нахождение логарифмов и антилогарифмов чисел для вычисления рН.

6. Кислотно-основные реакции.

7. Определение рН при помощи индикаторов.

8. Владение техникой титрования.

 

IV. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ:

1. Что такое буферный раствор (система)?

2. Из чего состоят буферные системы?

3. Какие виды буферных систем (растворов) вы знаете?

4.Назовите состав следующих буферных растворов:

а) аммиачный б) ацетатный в) фосфатный г) карбонатный.

5. Напишите уравнения реакции взаимодействия компонентов буферных систем с кислотой (ионное и молекулярное). Какой компонент будет здесь в первую очередь использоваться?

6. Какой компонент буферного раствора используется при добавлении избытка основания или щёлочи? Приведите примеры в виде молекулярных и ионных уравнений.

7. Выведите уравнение Гендерсена-Гассельбаха для расчёта концентрации ионов водорода в буферном растворе в общем виде. Как будет выглядеть это уравнение в логарифмическом виде для ацетатной буферной системы?

8. Что произойдёт со значением рН буферной системы, если в уравнении Гендерсена-Гассельбаха соотношение кислоты и её соли (или основания и её соли) изменить в 10 раз?

9. Что называется буферной ёмкостью? По каким уравнениям её можно рассчитать? В каких единицах она выражается и от чего зависит?

10. При каких условиях в буферной системе ёмкость по кислоте совпадает численно с ёмкостью по основанию?

11. Перечислите основные буферные системы организма. Какова доля в % каждой из них в общей сумме буферных оснований?

12. Каков нормальный рН крови человека?

Чем обусловлено постоянство рН крови человека?

13. Приведите примеры введения лечебных растворов (каких) при патологических сдвигах кислотно-щелочного равновесия.

Продемонстрируйте это уравнениями соответствующих реакций.

 

V Лабораторная работа

ПРИГОТОВЛЕНИЕ АЦЕТАТНОГО БУФЕРНОГО РАСТВОРА С ЗАДАННЫМ ЗНАЧЕНИЕМ рН И ИЗМЕРЕНИЕ ЕГО БУФЕРНОЙ ЕМКОСТИ

Буферными называют растворы, способные поддерживать постоянство рН среды при добавлении небольших количеств кислоты, щелочи или при разведении.

Буферные растворы используются для поддержания необходимой кислотности среды при проведении ряда химических реакций в лаборатории и в различных технологических процессах; как стандартные растворы при определении рН; при определении ИЭТ белков и др.

Если необходимо приготовить буферный раствор, состоящий из слабой кислоты и соли, образованной этой кислотой и сильным основанием, то для расчета следует использовать уравнение в виде:

При равенстве концентраций растворов кислоты и соли, взятых для приготовления буферного раствора, уравнение будет иметь вид:

Задание №1: Приготовить 20 мл ацетатного буферного раствора с заданным преподавателем значением рН, используя растворы СН3СООН и СН3СООNa c концентрациями 0,1 моль/л.

значение константы диссоциации СН3СООН принять равным 1,75 10–5.

I. Рассчитать объемы растворов кислоты и соли, которые надо взять для смешивания.

II. Приготовить буферный раствор.

В сухую колбу или стакан внести, отмерив пипеткой рассчитанные объемы (мл) растворов СН3СООН и СН3СООNa с концентрациями 0,1 моль/л. Содержимое колбы перемешать.