Визначення рн буферних розчинів

ПОТЕНЦІОМЕТРИЧНИМ МЕТОДОМ

 

Ціль роботи: Визначити рН буферних розчинів потенціометричним методом.

Послідовність виконання роботи

Використовуючи 0,1н. розчин оцтової кислоти й оцтово-кислого натрію приготувати п'ять буферних розчинів. Загальна кількість буферної суміші й кількості CH₃COOH і CH₃COONa задає викладач. Визначити величини рН буферних розчинів на рН-метрі.

Розрахувати величини рН по вищенаведеному рівнянню (6.11, 6.10, 6.9) й порівняти з отриманими эксперементально значеннями.

Дані занести в таблицю 6.1.

 

Таблиця 6.1

Склад і рН буферних розчинів

Варіанти
,мл
,мл
рН (пр)
рН (теор)

 

Контрольні питання

1. Що таке йонний добуток води?

2. Що таке рН розчину? Які значення має рН?

3. Як розрахувати рН розчину, якщо відома концентрація гідроксид-йонів?

4. За допомогою яких електродів визначають рН розчину?

5. Розповісти про будову скляного електроду.

6. Розповісти про будову хлорсрібного електроду.

7. Буферні розчини та їх властивості.

8. Що таке буферна ємність розчину?

9. Як розрахувати коефіцієнт активності?

10. Що таке йонна сила розчину?

 

Лабораторна робота №14

 

ВИЗНАЧЕННЯ СТУПЕНЯ Й КОНСТАНТИ ДИСОЦІАЦІЇ СЛАБКОГО ЕЛЕКТРОЛІТУ МЕТОДОМ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ПРОВІДНОСТІ

 

Ціль роботи – установити залежності питомої й еквівалентної електричних провідностей від концентрації розчину (або розведення) і визначити ступені й константи дисоціації слабких електролітів.

Теоретичні відомості

Молекули електролітів у водних розчинах дисоціюють на йони, які і є носіями зарядів. Електрична провідність слабких електролітів, які дисоціюють у водних розчинах частково, визначається в основному ступенем дисоціації, що залежить від концентрації електроліту та температури.

Ступінь дисоціації α можна визначити методом виміру електричної провідності. Розрізняють питому й еквівалентну електричні провідності. Питома електрична провідність χ - величина, зворотна питомому опору:

(6.14)

Електричний опір провідника R пов'язаний з питомим опором ρ рівнянням

R ═ ρ , (6.15)

де ℓ - довжина провідника; s - площа поперечного переріза.

Таким чином, (6.16)

Відповідно до закону Ома , (6.17)

де U – напруга; I – сила струму.

Отже,

(6.18)

Питома електрична провідність χ дорівнює електричній провідності 1 см³ розчину, який міститься між плоскими паралельними електродами, що знаходяться на відстані 1 см один від одного провідники з одиничними розмірами (Ѕ = 1, ℓ = 1), її виражають в Ом^-1м^-1.

Еквівалентна (молярна) електрична провідність λ – це провідність розчину такого об’єму, в якому міститься один моль електроліту, і розчин вміщений між плоскими паралельними електродами, що знаходяться на одиничній відстані один від одного, і розраховується за рівнянням

, (6.19)

де С – еквівалентна концентрація, моль/л; V – розведення (об'єм розчину, який містить 1 моль розчиненої речовини, см³).

Еквівалентна електрична провідність слабких електролітів збільшується з розведенням внаслідок зростання ступеня дисоціації електроліту.

Відповідно до закону незалежного руху йонів у розведених розчинах (закон Кольрауша)

, (6.20)

де λ⁺_∞ і λ^-_∞ йонні електричні провідності при нескінченному розведенні або рухливості йонів. Рухливості йонів пропорційні абсолютним швидкостям руху йонів:

 

λ⁺ ═ Fυ_+, λ^- ═ Fυ_-, (6.21)

 

де υ₊ і υ_- - абсолютні швидкості руху, см²·с^-1·В^-1 (F = 96500 Кл – стала Фарадея).

Абсолютною швидкістю руху йонів називається швидкість, з якої йони рухаються в електричному полі з градієнтом потенціалу 1В/см. Рухливості йонів залежать від температури, природи йона та природи розчинника. Обчислимо значення λ за рівнянням (6.19) і λ_∞ для слабкого електроліту за рівнянням (6.20), використовуючи значення йонних электрорухливостей (додаток табл. 8, 9) і перераховуємо для відповідної температури. Розрахуємо його ступінь дисоціації

(6.22)

За законом розведення Оствальда визначимо константу дисоціації слабкого електроліту К, що залежить від температури, природи розчиненої речовини й природи розчинника. Для бінарного електроліту (КА ↔К⁺+ А^-)

, (6.23)

де С – концентрація електроліту.