Определение значения рСа в анализируемом растворе.

Измеряют величину потенциала электрода в анализируемом растворе и по калибровочному графику определяют концентрацию ионов кальция. Время установления потенциала обычно не превышает 1 мин.

По окончании работы электрод хранить в растворе 0,01 моль/л СаСl₂. Если перерыв в работе более 5 суток, то электрод следует хранить закрытым колпачком в сухом виде и перед следующими измерениями вымачивать в 0,01 М растворе СаСl₂.

Для повышения точности измерений надо корректировать калибровочный график, проводя измерения по калибровочным растворам в начале каждого рабочего дня.

Следует учитывать, что величина рСа коррелирует с концентрацией свободных ионов кальция в исследуемой среде. При наличии комплексообразования или иных явлений, вызывающих связывание ионов кальция, его аналитическая концентрация может сильно отличаться от концентрации свободных ионов и не определяться прямой ионометрией, требуя, например, потенциометрического титрования или применения метода стандартных добавок.

Влияние посторонних ионов удовлетворительно описывается уравнением, предложенным комиссией I PAC:

где z_m – заряд иона М.

Вопросы для самоподготовки

1. Понятие о растворах и их свойствах. Законы, характеризующие эти свойства.

2. Сформулируйте законы электропроводности: Кольрауша, Аррениуса и Оствальда; охарактеризуйте удельную и эквивалентную электропроводности и их зависимости.

3. Опишите криоскопический, кондуктометрический и потенциометрический методы исследования, их сущность и применение.

4. Ионное произведение воды, понятие о рН, рОН и рК растворов. Общая, активная и обменная кислотности и методы их определения .

5. Буферные растворы, их классификация и основные свойства. Механизм буферного действия, буферная емкость и ее определение.

6. Электроды, их строение, электродный потенциал и его уравнение.

7. Типы электродов и гальванических элементов, применяемых при определении рН.

ЗАДАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ 4

ЗАДАНИЕ 1. Определение концентрации, молярной массы и величины осмотического давления растворов неэлектролитов

Криоскопическим методом.

Цель работы.

1. Освоить методику криоскопического метода исследования.

2. Определить концентрацию, молекулярную массу и осмотическое давление исследуемого раствора (см. с. 280-282 ).

3. Рассчитать относительную ошибку работы.

ЗАДАНИЕ 2. Определение количества растворенных веществ и величины осмотического давления почвенных или растительных вытяжек.

Цель работы.

1. Освоить методику криоскопического метода исследования.

2. Определить общее содержание растворенных веществ в вытяжках исследуемых почв и растений (см. с. 280-282 ).

3. Сделать выводы.

ЗАДАНИЕ 3. Определение изотонического коэффициента, кажущейся степени электролитической диссоциации, осмотического давления и ионной силы растворов сильных электролитов.

Цель работы.

1. Освоить методику криоскопического метода исследования.

2. Определить изотонический коэффициент (см. с. 280-282).

Рассчитать осмотическое давление, кажущуюся степень диссоциации и ионную силу раствора.

ЗАДАНИЕ 4. Определение степени и константы электролитической диссоциации методом электропроводности.

Цель работы.

1. Освоить метод кондуктометрии.

2. Определить степень и константу электролитической диссоциации растворов NH₄OH или CH₃COOH (см. с. 282-283 ).

3. Рассчитать относительную ошибку работы.

4. Изобразить графически χ =¦(С), α = ¦(С) и λ_v = ¦(V).

5. Сделать выводы.

ЗАДАНИЕ 5. Определение содержания различных ионов в растворах методом кондуктометрического титрования.

Цель работы.

1.Освоить методику кондуктометрического титрования.

2.Определить содержание заданных ионов (Н⁺, ОН^-, Cl^-, SO₄^2- и др.) в растворах (см. с. 283-284).

3.Рассчитать относительную ошибку работы.

ЗАДАНИЕ 6. Определение рН и буферной емкости почвенных

растворов потенциометрическим методом.

Цель работы.

1. Освоить колориметрический и потенциометрический методом определения рН (см. с.285-286 ).

2. Определить величины рН и буферной емкости почвенных вытяжек образцов почв различных горизонтов.

3. Сопоставить данные рН и буферных емкостей и сделать выводы.

ЗАДАНИЕ 7. Приготовление буферных растворов и изучение

их свойств.

Цель работы.

1.Освоить методику потенциометрического метода.

2.Приготовить буферную смесь и изучить ее свойства (см.с.286-

288).

3. Рассчитать буферную емкость и сделать выводы.

ЗАДАНИЕ 8.Приготовление буферных растворов и расчет активности водородных ионов.

Цель работы:

1. Освоить методику потенциометрического метода.

2. Составить буферные системы согласно заданию и измерить величины их рН (см. с 288-289).

3. Рассчитать активность водородных ионов в растворах.

4. Определить ошибку работы и сделать выводы.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ

ЗАДАНИЕ 1 –3. Методика измерения криоскопическим методом

1. Подготовка к работе. Собирают криоскоп, во внутреннюю пробирку наливают 50 см³ дистиллированной воды, опускают термометр и мешалку. Во внешний сосуд помещают охлажденную смесь, состоящую из снега или измельченного льда и соли, реакция растворения которой сопровождается поглощением тепла (например, NaCl) в соотношении с 1 : 3.

2. Измерение температуры замерзания растворителя (Т_з).

При помощи специального проволочного смесителя осторожно перемешивают растворитель (Н₂О) в пробирке до момента появления кристаллов, фиксируют и записывают в табл. 4.13 значения Т_з. При необходимости большей точности измерение температуры проводят с помощью термометра Бекмана. Пробирку вынимают из криоскопа, нагревают рукой или струей воды до исчезновения кристаллов и опыт по определению температуры замерзания повторяют, находя среднее значение Т_з.

Таблица 4.13 Результаты криоскопических исследований

Исследуемое вещество (хим. формула) ___, m = 0,5 -1,0 г. Растворитель – вода, W = 50 г

	Измерение Тз		Росм, н/м2	М	Сm, моль/кг	I	α	μ
		среднее
Растворитель				—-	——	—	——	—	—	—
Раствор

3. Измерение температуры замерзания раствора ( ).

В пробирку, содержащую 50 см³ воды добавляют точно взвешенную навеску (0,5-1 г) исследуемого вещества, помещают ее в охлаждающую смесь и равномерно перемешивают раствор, измеряют его температуру замерзания. Опыт повторяют, определяют среднее значение Т, данные записывают в табл. 4.13.

4. Вычисления.Понижение температуры замерзания раствора (LТ_з) находят как разность между температурами замерзания раствора(Т_з,р-ра) и растворителя(Тз,о)

LТ_з = Т_з(,о)- Т_з(,р-ра.₎ , (4.152)

Зная LТ_З можно рассчитать:

для неэлектролитов:

а) - молярную концентрацию, С_m

; (4.153)

б) - осмотическое давление, Р_осм

; (4.154)

где: Р_осм – осмотическое давление; R – универсальная газовая постоянная (см. приложение); Т - температура окружающей среды, К;

в) - молекулярную массу растворенного вещества, М

; (4.155)

для электролитов:

а )- изотонический коэффициент (i) :

i = , (4.156)

где ;

б) - кажущуюся степень диссоциации электролита (a) :

(4.157)

где: n – количество ионов, на которые диссоциирует данный электролит;

- в) - ионную силу раствора (m,) - см. ур-ние 4.23.

ЗАДАНИЕ 4. Методика измерения кондуктометрическим методом

 

Для определения степени и константы электролитическй диссоциации с помощью кондуктометра (см. правила работы) измеряют удельную электропроводность растворов различной концентрации (например, NH₄OH, CH₃COOH). Затем, используя уравнения (4.159, 4.160), рассчитывают эквивалентную электропроводность(l_v) и степень диссоциации (a)по формуле:

 

, (4.159)

где - эквивалентная электропроводность бесконечно или предельно разбавленного раствора, находится по закону Кольрауша как сумма подвижностей ионов при предельном разбавлении:

. (4.160)

Значения и см. Приложение.

 

Таблица 4.15 Результаты работы по методу электропроводности

 

Раствор	С, кмоль/м3	, См/м	λV, См.м2/кмоль	Α	Кд˙

 

Для слабых электролитов согласно закону разбавления Оствальда можно определить константу электролитической диссоциации

 

. (4.161)

 

Результаты измерений и расчетов заносят в табл. 4.15 и согласно цели работы строят графические зависимости, рассчитывают ошибку работы (см. Приложение) и делают выводы.

 

ЗАДАНИЕ 5. Методика кондуктометрического титрования

 

Метод основан на измерении электропроводности раствора при титровании. Применяется для определения содержания различных ионов, без предварительного выделения, в том числе в окрашенных и мутных растворах.

Проведение эксперимента возможно только при соблюдении следующих условий:

1) при титровании определяемый ион (или ионы) должен образовывать малорастворимое или малодиссоциируемое соединение;

2) ион, имеющий большую подвижность ( ) должен заменяться ионом, имеющим меньшую подвижность (см. Приложение).

Для выполнения работы берут определенный объем ( V_x) исследуемого раствора и измеряют его электропроводность. Затем из бюретки добавляют точно отмеренный объем раствора реагента ( 0,5 – 1,0 см³ ) известной концентрации, тщательно перемешивают и вновь измеряют электропроводность. Данные заносят в таблицу 4.16.

Таблица 4.16 Результаты кондуктометрического титрования

 

№№ п/п	Объем раствора реагента, см3	L, См	Примечание

Титрование продолжают до тех пор, пока 3-4 измерения не покажут увеличение электропроводности. По экспериментальным данным строят кривую кондуктометрического титрования (см. рис. 4.24), по которой находят объем раствора реагента в точке эквивалентности (V₁) и рассчитывают концентрацию исследуемого раствора (С_х) по формуле:

, (4.162)

где: С₁ – молярная концентрация эквивалента реагента.

Кроме того, рассчитывают содержание определяемого иона (m_x)

m_x =C_x V Э 10 ^-3 , г (4.163),

ошибку измерений и делают выводы;

---

Предыдущая6789101112131415161718192021Следующая