Работа 6. Кондуктометрическое титрование

Кондуктометрическое титрование используют для определения концентрации электролита в растворе. Этот метод основан на изменении электропроводности в процессе титрования и очень удобен при исследовании окрашенных и мутных растворов.

 

а) б) с)

Рис.3.4 Кривые кондуктометрического титрования: а) сильной кислоты сильным основанием, б) слабой кислоты сильным основанием, в) смеси сильной и слабой кислот сильным основанием.

 

При титровании сильной кислоты сильным основанием (рис.3.4а) происходит уменьшение электропроводности раствора в результате связывания ионов Н ⁺, обладающих высокой подвижностью.

 

HCl + NaOH=NaCl + H₂O

H⁺ + OH^- = H₂O

Суммарное число ионов в растворе сохраняется, так как ионы водорода эквивалентно заменяются менее подвижными ионами В точке эквивалентности (т.э) в растворе присутствуют только Na⁺ и Cl^-, и электропроводность W=1/R достигает минимума. При дальнейшем добавлении щелочи возрастает, так как появляется избыток щелочи, содержащей ионы гидроксила с большой подвижностью.

При титровании слабой кислоты (рис.3.4 б) сильным основанием происходит замещение слабого электролита (кислоты), мало диссоциирующего на ионы, на сильный электролит (СН₃СООNa)

 

CH₃COOH + NaOH=CH₃COONa + H₂O

Электропроводность раствора возрастает незначительно (аb) вследствие низкой подвижности образующихся при диссоциации соли ионов. Появление избытка щелочи (V_щ>V_э) приводит к резкому увеличению электропроводности в результате появления ионов OH ^-, обладающих высокой подвижностью (bc).

При титровании смеси сильной и слабой кислот первоначальное падение электропроводности объясняется (участок ab на рис. 3.4, в)объясняется теми же причинами, что и при титровании сильной кислоты до достижения точки эквивалентности. Повышение электропроводности раствора после достижения первой точки эквивалентности(на участке bc) вызывается теми же причинами, что и в случае титрования слабой кислоты до точки эквивалентности. После достижения второй точки эквивалентности в растворе накапливаются ионы ОН^-, поэтому электропроводность раствора на участке сd растет более резко, чем на участке bc.

 

Цель работы: Определить концентрацию электролита в растворе методом кондуктометрического титрования.

 

Порядок выполнения работы:

1. Получить у лаборанта раствор КОН 0,05 моль/л, цилиндр и бюретку на 25 или 50 мл, раствор соляной кислоты неизвестной концентрации.

2. Ячейку промыть дистиллированной водой.

3. С помощью цилиндра налить в ячейку 50 мл раствора соляной кислоты.

4. В бюретку налить раствор щелочи и установить уровень раствора на нулевой отметке.

5. Опустить в стакан электрод с ячейкой и поместить стакан под слив бюретки с раствором щелочи.

6. Измерить электропроводность раствора кислоты в такане и записать в табл.3.2.

7. Добавлять по 1 мл раствора щелочи, после каждой порции щелочи перемешивать раствор в стакане и измерять его электропроводность. Результаты измерений записывать в табл.3.2. Добавление щелочи проводить, пока не получите 4-5 возрастающих значений электропроводности.

8. По окончании работы выключить прибор и привести в порядок рабочее место.

9. По результатам измерений построить кривую кондуктометрического титрования - зависимость электропроводности раствора W от объема добавленной щелочи V_щ.

10. По графику определить точку эквивалентностиV_э, опустив перпендикуляр на ось абсцисс из точки пересечения двух ветвей кривой.

11. Рассчитать концентрацию соляной кислоты по формуле:

 

С_к = Cщ∙(Vэ / V_к),

 

где: С _к - искомая концентрация соляной кислоты, С_щ - молярная концентрация щелочи (С=0,05 моль/л), V_K - объем взятого для титрования раствора кислоты (50мл), V_э - эквивалентный объем раствора щелочи, найденный по графику.

 

Vщ, мл
W,Ом^-1

Таблица 3.2

 

 

Контрольные вопросы

К защите работы:

1. В чем заключается сущность кондуктометрического титрования?

2. В каких случаях можно использовать кондуктометрическое титрование?

3. Можно ли использовать кондуктометрическое титрование для определения концентрации солей?

4. Нарисуйте кондуктометрическую кривую титрования КОН раствором HCI и напишите ионы, присутствующие в растворе для каждого участка кривой.

5. Нарисуйте кондуктометрическую кривую титрования уксусной кислоты раствором КОН.