Работа 8. Влияние разбавления на рН буферного раствора

Задача работы: выяснить, как зависит рН буферного раствора от разбавления его водой.

Оборудование, реактивы: пробирки, 0,1М растворы уксусной кислоты и ацетата натрия, пипетки на 1, 5, 10 мл, универсальный индикатор, цветная шкала рН.

Выполнение работы:

1. В трех пробирках (№1, 2, 3) готовят буферные растворы с тем же соотношением сопряженных компонентов, как и в работе 5. В другие три пробирки (№4, 5, 6) переносят по 2 мл каждой смеси и разбавляют их 6 мл дистиллированной воды. В шесть полученных пробирок прибавляют по 2 капли индикатора метилрота и перемешивают легким постукиванием.

2. Сравнить между собой цвета в пробирках №1,2,3 и №4,5,6. Сделать вывод: зависит ли рН буферного раствора от соотношения компонентов?

3. Сравнить между собой цвета в пробирках №1 и 4; №2 и 5; №3 и 6. Сделать вывод: зависит ли рН буферного раствора от разбавления?

4. Для обоснования полученных результатов, рассчитать рН для шести приготовленных растворов (все расчеты привести). Для расчета используют уравнение Гендерсона- Гассельбаха:

 

 

рК(СН₃СООН) = 4,76 – табличная величина.

 

5. Оформляют работу. Формулируют выводы.

 

Работа 9. Влияние кислоты и щелочи на рН буферного раствора

Задача работы: выяснить, как добавление небольшого количества сильной кислоты или основания влияет на рН буферного раствора.

Оборудование, реактивы: пробирки, 0,1М растворы уксусной кислоты и ацетата натрия, пипетки, универсальный индикатор, цветная шкала рН.

Выполнение работы: В трех пробирках готовят буферный раствор из 5 мл 0,1М раствора уксусной кислоты и 5 мл 0,1М раствора ацетата натрия.

1. Затем прибавляют в одну пробирку 5 капель 0,1М раствора HCl, в другую – 5 капель 0,1М раствора NaOH, в третью – 5 капель дистиллированной воды и в каждую – по 2 капли индикатора метилрота.

2. Сравнить между собой цвета в пробирках.

3. Сделать вывод: зависит ли рН буферного раствора от соотношения компонентов?

4. Оформляют работу.

 

ТЕМА 5. ЭЛЕКТРОХИМИЯ

В этом разделе представлена работа, в которой используется электрохимический метод анализа растворов электролитов – потенциометрия. Одной из ее разновидностей является рН – метрия, в которой определяют рН растворов – одной из самых важных характеристик сред организма и жидких лекарственных средств.

 

Работа 10. Потенциометрический метод определения рН растворов при помощи стеклянного электрода

Задача работы: изучение степени обратимости ионных реакций, определяющих потенциал мембранного стеклянного электрода, нахождение кислотности контрольного раствора.

Оборудование, материалы, реактивы: стеклянный электрод с Н⁺ - функцией, хлорсеребряный электрод сравнения, термометр на 50 ˚С, набор стандартных растворов для рН-метрии (или 0,05 М раствор HCl), раствор Вейбеля (или другой контрольный раствор с рН_х), хромовая смесь, мерная посуда.

Выполнение работы:

1. Подготавливают к работе стеклянный электрод. Для этого выдерживают его несколько минут в хромовой смеси, промывают дистиллированной водой и высушивают фильтровальной бумагой.

2. Составляют гальваническую цепь для измерения потенциала стеклянного электрода. В стаканчик емкостью 50 – 100 мл вводят стеклянный электрод и внешний хлоридсеребряный электрод сравнения. Выводы от электродов подключают к вольтметру (рН – метру, который работает в режиме измерения напряжения).

3. Заполняют стакан раствором (20 – 30 мл) с известным значением рН (обычно это буферный раствор для рН – метрии). Измеряют температуру. Производят измерение потенциала стеклянного электрода (дожидаясь стационарного значения). По окончании измерения, отставляют стаканчик с измеряемым раствором и подставляют стаканчик с дистиллированной водой. Это делается для того, чтобы промыть электрод от предыдущего раствора, а также, чтобы стеклянный электрод не пересыхал. Сливают буферный раствор в ту посуду, где он хранится в лаборатории. Перед тем как подставить стаканчик с новым раствором, электрод высушивают фильтровальной бумагой, чтобы не произошло разбавления, а следовательно изменения концентрации ионов водорода. Проделывают то же самое с серией растворов с известными значениями кислотности. Пока меняют буферный раствор, стеклянный электрод постоянно должен находиться в дистиллированной воде. Результаты измерений заносят в таблицу 4.

Таблица 4

рНа
Ест, В

При отсутствии стандартных растворов для рН – метрии готовят из 0,05 М (или 0,1М) раствора HCl последовательным разбавлением серию растворов с концентрацией 0,02; 0,01; 0,005; 0,002 и 0,001 М. Растворы готовят в мерных колбах на 100 или 50 мл. Расчет объема исходного раствора V_исх с концентрацией С_исх (0,05М или 0,1 М раствор HCl), который необходим для приготовления растворов с заданной концентрацией С_необ (необходимой) ведут по формуле: , где V_колбы – объем мерной колбы, в которой готовят раствор. Кислотность этих растворов рассчитывают по формуле: рН_а = - lg (g_±(HCl) · C_HCl), где С_HCl – молярная концентрация, а g_±(HCl) – молярный средний коэффициент активности соляной кислоты, приведенный в таблице 5.

Таблица 5

СНСl, М	0,001	0,002	0,005	0,01	0,02	0,05	0,1
g±(НСl)	0,965	0,953	0,926	0,904	0,874	0,830	0,695

 

Растворы соляной кислоты обратно в посуду не сливают.

4. Строят зависимость Е_ст от рН_а. Проверяют ее линейность, находят наклон линейного участка dЕ_ст / d(рН_а) = ∆Е_ст / ∆ (рН_а). Сопоставляют полученное значение с теоретическим, равным 2,3RT/F или 0,059 В при 298 К.

5. Заливают в стаканчик желудочный сок (или другой раствор с неизвестным рН_х). Измеряют потенциал стеклянного электрода, определяют по графику кислотность данного раствора, сравнивают с нормой.

6. Анализируют результаты, формулируют выводы, оформляют работу.