Лабораторна робота № 13 пряме визначення електропровідності водних розчинів кондуктометрією

Мета роботи: ознайомитися з методом кондуктометрії.

В ході виконання роботи студенти повинні:

• знати що таке кондуктометрія та кондуктометричне титрування;

• вміти визначати електропровідність водних розчинів методом кондуктометрії.

Прилади та реактиви: Ячейка для вимірювання електропровідності, реохордний місток Р-38, мірний циліндр на 100мл, хімічна склянка 150–250мл, водяна баня, серія стандартних розчинів KCl: 0,1н, 0,05н, 0,02н, 0,01н, 0,005н, 0,001н, концентрована HNO₃.

Завдання:

1. Виміряти електропровідність розчину.

2. Визначити константу електролітичної ячейки.

Попередні вказівки: Питома електропровідність обумовлюється іонами, що присутні в розчині, і залежить від концентрації та природи іонів, температури та в’язкості розчину. Питома електропровідність – величина зворотня опору, вимірювана в заданих умовах з використанням ячейки спеціальною конструкції. Виражається в сименсах на метр або Ом^-1. Прямі кондуктометричні вимірювання використовують для визначення якості води, оцінки забруднення води, визначення загального вмісту солей в мінеральній, морській та річній воді, а також для концентрування індивідуальних електролітів в їх розчинах. Для розчинів сильних електролітів характерна майже лінійна залежність електропровідності від концентрації приблизно до величини 10 і 20%. При більш високих концентраціях електропровідність зменшується, тому що міжіонне притягання затрудняє рух іонів у розчині.

Хід виконання роботи

Завдання 1. Вимірювання електропровідності.

В електролітичну ячейку налити аналізований розчин так, щоб платинові електроди були повністю занурені в нього, та підключають провідники до клем. Перед початком вимірювань за допомогою коректора встановлюють стрілку гальванометру на нульову відмітку при положенні перемикача «точно». Потім переводять перемикач в положення «КЗ», перемикач «живлення» повинен знаходитись в середньому положенні. Після цього включають прилад в мережу живлення. При включенні загоряється індикаторна лампа. Обертанням перемикача вибирають значення плеча порівняння R. Після цього ручкою реохорда стрілку гальванометра переводять до нуля. Проводять відлік значення опору порівняльного плеча і відлік відношення плечей. Опір розчину розраховують за формулою

R_x= mR.

Питому електропровідність розраховують за формулою:

χ=k/R_x,

де k – постійна електролітичної ячейки.

Завдання 2. Визначення константи електролітичної ячейки.

Для визначення константи ячейки готують 0,1н КCl (7,456г КCl розчиняють в 1л дист. води), з якого шляхом розведення одержують 0,01н розчин КCl. Електролітичну ячейку промивають концентрованою нітратною кислотою, потім багаторазово ополіскують дистильованою водою, а потім 0,01н розчином КCl і визначають опір цього розчину. Після цього виливають розчин із ячейки і промивають 0,1н розчином КCl та проводять вимірювання його опору. Визначення константи слід проводити при постійній температурі. Константу ячейки розраховують за формулою:

k=χ∙R,

де χ – питома електропровідність розчину КCl взятої концентрації, R – опір розчину в ячейці. Після закінчення вимірювань електролітичну ячейку промивають дистильованою водою.

концентрація КCl, моль/л	питома електропровідність при 25°С, мС/м
0,1	1278
0,05	670
0,02	277
0,01	141
0,005	72
0,001	14,7

Контрольні запитання:

1. Що таке електропровідність розчинів?

2. Які одиниці виміру електропровідності?

3. Що таке кондуктометрія?

4. В чому суть методу прямої кондуктометрії?

5. Які реакції використовують в методі кондуктометрії?

6. Що таке питома електропровідність?

7. Від чого залежить питома електропровідність?

Матеріал для звіту:

1. Оформити титульний лист.

2. Розрахувати константу електролітичної ячейки.

3. Зробити висновок.

Література:

1. Основы аналитической химии. В 2 кн.: Учебник для вузов /Под редакцией Ю.А. Золотова. – М.: ВШ, 1996. Кн. 2.

2. Васильев В.П. Аналитическая химия. Кн. 2: Физико-химические методы анализа. М.: Дрофа, 2006.