Кондуктометрическое определение степени и константы ионизации уксусной кислоты 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Кондуктометрическое определение степени и константы ионизации уксусной кислоты



Цель занятия: изучить теоретические основы кондуктометрического метода: изучить строение кондуктометра и научиться определять сопротивление растворов с помощью этого прибора, научиться определять степень и константу ионизации слабых электролитов кондуктометрическим методом.

 

 

Лабораторная работа № 1

Определение степени (a) и константы (К) ионизации

Уксусной кислоты

 

Для определения a и К необходимо знать электропроводимость раствора. Однако экспериментально обычно определяют сопротивление, т.е. величину обратную электропроводимости.

Определение R проводится с помощью мостовой схемы Кольрауша (рис.1), где:

В – генератор переменного тока высокой чистоты (1000-3000 Гц);

RХ – сопротивление сосуда с исследуемым раствором:

 

RМ – магазин сопротивлений;

В АБ – реохорд;

М–микроамперметр

Если мост сбалансирован с помощью

реохорда, ток не проходит через нуль-

А \ C \Б инструмент и

АС

Rx RM RХ = RМ -------

СБ

принципиальная схема (рис.1)

(рис.1) реализована в кондуктометре

 

 

Внешняя панель кондуктометра.

10 3 4 5 8 1. Ручка регулятора усиления усилителя

с выключателем сети (усиление)

х 2. Ручка регулятора чувствительности

прибора (чувствительность)

3. 4. 5. Ручки переключателя плечей

сравнения

6.7. Ручки емкостной компенсации

8. Коэффициент умножения

1 2 9 6 7 (стандартное сопротивление)

9.Переключатель«амплитуда»и фаза»

(рис.2)

10. Индикатор равновесия моста

 

Порядок работы на приборе

 

1. Подключить прибор к сети переменного тока (220 В).

2. Повернуть ручки 1 и 2 до упора влево (но не до щелчка).

3. Прогреть прибор 10 мин.

4. Тумблер 9 установить в положение «амплитуда».

5. Опустить электроды до полного погружения в исследуемый электролит.

6. Установить с помощью ручки в стандартное сопротивление того же порядка, что и исследуемое (по указанию преподавателя).

7. Установить ручки 3, 4, 5 в положение «0».

8. Повернуть ручку 1 по часовой стрелки так, чтобы стрелка индикатора 10 ушла за метку 30.

9. Вращением ручки 3 добиться максимального смещения стрелки индикатора 10 к нулевой отметки шкалы (в окошечке над ручкой 3 появится цифра - число Ом).

10. Вновь сместить стрелку индикатора за метку «30» ручкой 1, а затем ручкой 4 приблизить ее к «0» шкалы. (Если при вращении ручки 4 стрелка удаляется от «0» шкалы, 10 завышено предыдущее значение и его надо уменьшить с помощью ручки «3»).

11. Вывести стрелку за метку 30 с помощью ручки 2 и вернуть ее к «0» вращением ручки 5.

12. Записать показания прибора.

Экспериментальная часть

Определить константу электродов кондуктометра. Физический смысл которой выражается отношением расстояния между электродами к их площади, устаревшее название константы электродов – постоянная сосуда. Кэ показывает на какую величину отличается найденное в опыте сопротивление электролита от удельного сопротивления, измеренного в сосуде, где l = 1 cм и S =1 см2. КЭ = c*R.

Определение проводят с помощью стандартного раствора, с известным значением удельной электропроводимости c, обычно это раствор KCl c C(1/z) = 0,02 моль/л c = 0,002397 Ом-1 см-1, при 180 С и 0,002553 Ом-1 см-1 при 210 С.

 

ХОД РАБОТЫ:

1. Стандартный раствор КСl налить в стаканчик.

2. Погрузить электроды в раствор так, чтобы они полностью находились в нем.

3. Установить стандартное сопротивление на коэффициент «1», т.к. сопротивление раствора КС1 с С(1/z) 0,02 моль/л имеет порядок сотен Ом.

4. Найти сопротивление RКС1. По формуле Кэ = cКСl * RKCI определить константу электродов.

5. Определить сопротивление растворов СН3СООН при различных разведениях (0,1; 0,05; 0,025 моль/л), учитывая, что сопротивление СН3СООН с С(1/z) 0,1 моль/л имеет порядок сотен, с С(1/z) 0,05 и 0,025 моль/л - тысяч Ом, следовательно при двух последних концентрациях необходимо перевести ручку 8 так, чтобы коэффициент пересчета равнялся 10.

6. Каждое определение Rx повторить 2 раза, взять среднее значение согласно которому вычислить константу и степень ионизации всех трех концентраций уксусной кислоты по формулам:

1. c СН3СООН = Кэ / RCH3COOH

2. l= (c* 1000) / C(1/z)

3. l¥= ПСН3СОО- + ПН+

4. a= l/l¥

5. К = a2 *С(1/z)

1-a

6. [H+] = a *C(1/z)

7. Полученные результаты занести в таблицу

 

С(1/z) R(Oм) cОм-1см-1 lОм-м2моль-1 a К [H+]
0,1            
0,05            
0,025            

 

Подвижность некоторых ионов при бесконечном разведении 250С

 

Катион Ом-1см2моль-1 анион Ом-1см2моль-1
H+ 349.8 OH-  
Li+ 38.7 Cl- 76.3
Na+ 50.1 Br- 78.4
K+ 73.5 I- 76.9
NH4+   NO3- 72.0
Ag+ 61.9 CH3COO- 40.9

 

8. Построить графики зависимости удельной и молярной электропроводимостей от разбавления, объясните ход кривых.

 

       
   


c l

 

С С

 

Вопросы и задачи для самостоятельной работы студентов

 

1. От каких факторов и как зависит электропроводимость?

2. Как изменяются удельная и молярная электропроводимость от разбавления?

3. Почему при приготовлении растворов для кондуктометрии необходима дистиллированная вода?

4. Какой физический смысл термина «постоянная сосуда», почему при кондуктометрическом титровании определять Кс не обязательно?

5. Как будет изменяться электропроводимость при титровании смеси растворов сильной и слабой кислот сильной щелочью?

6. Как определить растворимость труднорастворимого электролита с помощью кондуктометра?

7. Как определить ионное произведение воды с помощью кондуктометра?

8. Сопротивление сыворотки крови, измеренное в сосуде с

Кс = 0,9986 равно 100 Ом, найдите удельную электрическую проводимость сыворотки крови.

9. Молярная электрическая проводимость уксусной кислоты равна 30*10-4 Ом-1м2моль-1, концентрация 6,5*10-4 моль/л. Рассчитайте рН кислоты, если l¥Н+ = 345*10-4 Ом-1м2моль-1,. l¥СН3СОО- = 41*10-4 Ом-1м2моль-1

10. При кондуктометрическом титровании 10 мл смеси HCl и CH3COOH кислот раствором NaOH c C(1/z) 0,1 моль/л был получен следующий график зависимости R от VNaOH. Определить массу CH3COOH в мерной колбе, объем которой 100 мл.

R

 

 

 
 

 


1 2 3 4 5 67 8 9 10 11 12 13 14 15 VNaOH

 

11. Подвижность иона NH4+ равна 64 Ом-1см2моль-1, а иона ОН- 174 Ом-1см2моль-1. Найдите удельную электрическую проводимость раствора аммиака при a = 0,01, С(1/z) 0,1 моль/л.

12. Найдите концентрацию электролита, если степень диссоциации 0,6, а константа 9*10-3.

13. Удельная электрическая проводимость насыщенного раствора бензоата серебра при 298 К равна 9*10-2 Ом-1 м-1, а c Н2О, на который приготовлен раствор 3,8*10-4 Ом-1 м-1. Рассчитайте ПР бензоата серебра, если l¥Ag+ = 350*10-4 Ом-1 м2 моль-1, l¥ С6Н5СОО- = 32,4*10-4 Ом-1 м 2 моль-1.

14. Найдите рН раствора одноосновной кислоты, если удельная электропроводимость ее раствора с С(1/z) 0,5 моль/л при 250С равна 0,0009 Ом-1см-1. l¥=345Ом-1см2моль-1.

16. Калий гидроксид массой 0,759 г растворили в воде, объем полученного раствора 0,80 л. Сопротивление этого раствора в ячейке с постоянной равной 0,80 Ом-1см-1, равно 184 Ом. Рассчитайте молярную электрическую проводимость гидроксида калия.

17. Электрические подвижности ионов калия и ОН- ионов равны соответственно 7,62*10-4 и 20,5*10-4 Ом-1см2моль-1. Рассчитайте молярную электрическую проводимость гидроксида калия при бесконечном разведении.

 

Семинар по теме

Кондуктометрия

 

1. Покажите сущность, достоинства, недостатки, область применения кондуктометрии.

2. Особенности проводников первого и второго рода.

3. Дайте определение понятию электрическая проводимость, удельная и молярная электрическая проводимость. Их размерность и уравнение связи между ними.

4. Изменение удельной электрической проводимости с разбавлением.

5. Изменение молярной электрической проводимости с разбавлением.

6. Закон Кольрауша. Схема Кольрауша.

7. Дайте определение терминов: «константа сосуда» и «константа электродов» способы их определения.

8. Что является экспериментальным подтверждением наличия гидратации и сольватации ионов.

9. Определение степени и константы ионизации слабых электролитов.

10. Определение ионного произведения воды.

11. Определение произведения растворимости труднорастворимых электролитов.

12. Кондуктометрическое титрование. Какой вид имеют кривые кондуктометрического титрования для реакций: 1) титрования сильной кислоты сильным основанием; 2) слабой кислоты сильным основание

13. Как определяют «коэффициент Тарусова».

14. Удельная и молярная электропроводимость водного раствора хлорида бария при 250С равны соответственно

1,191*10 -3 Ом-1см-1 и 119,1 Ом-1см2моль-1. Рассчитайте молярную концентрацию эквивалента и молярную концентрацию хлорида бария в анализируемом растворе.

 

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-01-25; просмотров: 355; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.84.7.255 (0.035 с.)