Лабораторная работа №5 Колориметрическое определение рН

Сущность метода и ход определения. Определение проводят по цвету кислотно-основного индикатора, добавляемого в пробу в виде раствора или зафиксированного на индикаторной бумаге. Возникшую окраску индикатора сравнивают с окраской стандарта. Результаты выражаются в десятых долях рН и считаются приближенными.

     Реактивы и оборудование

Универсальный индикатор со шкалой сравнения.

Набор индикаторной бумаги для определения рН.

Пробирки.

 

Лабораторная работа №6.

Потенциометрическое определение рН

 

Сущность метода. Потенциометрическое определение рН со стеклянным электродом основано на том, что изменение значения рН на единицу в определенной области рН вызывает изменение потенциала электрода на 58,1 мВ при 20° С. Пределы линейной зависимости потенциала электрода от рН обусловлены свойствами стеклянного электрода.

Мешающие влияния. Результат определения зависит от температуры пробы. Влияние температуры компенсируется специальным устройством, вмонтированным в прибор. Если такой прибор отсутствует, то пробу нужно нагреть или охладить до требуемой температуры (20° С).

Потенциометрическому измерению не мешают окраска, мутность, взвесь, свободный хлор, присутствие окисляющихся или восстанавливающихся веществ или повышенное содержание солей в пробе.

Точность потенциометрического определения снижается при пользовании загрязненными электродами. Для исследования сильно загрязненных проб следует иметь отдельный электрод, применяемый только для этой цели. Если возникает необходимость обезжирить электрод, пользуются куском тонкой материи, смоченной эфиром или раствором синтетического моющего вещества. Затем несколько раз промывают электрод дистиллированной водой и вытирают его каждый раз для удаления обезжиривающего вещества. При необходимости электрод регенерирует, погружая его на 2 ч в 2%-ный раствор соляной кислоты, и тщательно промывают дистиллированной водой. В нерабочее время электрод следует хранить в дистиллированной воде.

Реактивы и оборудование.

Иономер или рН-метр со стеклянным электродом (измерительный электрод) и хлоридсеребряным или каломельным электродом (электрод сравнения), настроенный по буферным растворам

Ход определения

Электроды тщательно промывают дистиллированной водой. Для определения рН среды отбирают пробу воды, нагревают ее до 20°С и измеряют рН воды.

Кислотность

Кислотностью называют содержание в воде веществ, вступающих в реакцию с сильными основаниями. К таким веществам относят:

1) сильные кислоты, полностью диссоциирующие в разбавленных растворах с образованием ионов водорода (соляная кислота, азотная кислота и т.п.);

2) слабые кислоты (уксусная кислота, сернистая кислота, угольная кислота, сероводород и т.п.);

3) катионы слабых оснований (ионы аммония, железа, алюминия, органических оснований и т.п.). Соединения, содержащие эти катионы, гидролизуются с образованием ионов водорода.

В конце титрования веществ второй группы гидроксидом натрия раствор должен содержать соответствующие этим слабым кислотам отрицательно заряженные ионы, например:

СН₃СООН + ОН ^–® СН₃СОО ^– + Н₂О

Н₂СО₃ + ОН ^-  ® НСО₃^- + Н₂О

которые, гидролизуясь, придают раствору слабощелочную реакцию. Слабощелочная реакция создается также и при полном превращении некоторых катионов, входящих в состав третьей группы, в слабые основания. Расход гидроксида натрия или калия для нейтрализации таких веществ отражает общую кислотность воды. Для определения общей кислотности воды применяют индикаторы, цвет которых изменяется в слабощелочной среде, например, фенолфталеин (окраска появляется при рН= 8,4). Можно проводить и потенциометрическое титрование.

В природных водах кислотность в большинстве случаев зависит только от содержания углекислоты. Естественную часть кислотности создают также гуминовые и слабые органические кислоты. В этих случаях рН воды не бывает ниже 4,5. В загрязненных водоемах может содержаться большое количество сильных кислот или солей за счет сброса промышленных сточных вод, в таких случаях рН может быть ниже 4,5. Вода водоемов, в которые попадают шахтные и рудничные воды, в результате гидролиза солей тяжелых металлов, может иметь рН <3.

Часть общей кислотности, снижающей рН ниже 4,5, называется свободной кислотностью.

 

Лабораторная работа №7