Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В.Плеханова

(технический университет)»

Кафедра общей и физической химии

Утверждаю Зав. кафедрой общей и физической химии профессор Чиркст Д.Э. ___________________________ «____» _____________2011 г.

методические указания к лабораторным работам

по дисциплине «Экоаналитическая химия и ФХМА»

направление подготовки 022000 «Экология и природопользование»,

профиль подготовки: «Природопользование»

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Составитель: доц. Черемисина О.В.

Санкт-Петербург

2011

Введение

Лабораторные работы по экоаналитической химии и физико-химическим методам анализа проводятся с целью закрепления теоретического материала, который излагается на лекциях и самостоятельно прорабатывается студентами по учебникам и учебным пособиям. В ходе лабораторного практикума студенту ставится задача освоить приемы и методы ведения физико-химического эксперимента, приобрести навыки работы с аппаратурой, научится основным способам обработки экспериментальных данных и оценки погрешностей полученных результатов.

Методические указания в сжатой форме знакомят студентов с основными теоретическими положениями, относящимися к данной лабораторной работе или группе лабораторных работ со схожей тематикой, основным оборудованием и приемами работы на нем, правилами оформления лабораторных протоколов, обработкой результатов эксперимента.

Лабораторная работа № 1. Выбор состава и приготовление буферного раствора с заданным значением рН

Цель работы: научиться выбирать состав буферного раствора с заданным значением рН, рассчитывать количества компонентов, необходимые для приготовления буферного раствора. Познакомиться с понятием ёмкости буферного раствора и научиться её определять. Освоить современные методы измерения водородного показателя растворов с помощью рН-метров.

Сущность работы: Студент получает от преподавателя задание приготовить 100 мл буферного раствора с заданным значением рН в интервалах от 4,0 до 5,4 и от 8,5 до 10,0, а также определить его ёмкость. определение состава буфера с заданным рН начинают с подбора слабой кислоты или слабого основания таким образом, чтобы показатель их константы диссоциации отличался от заданного значения рН или рОН не более, чем на единицу в соответствии с формулой рK_Д = рН  1.. При этом пользуются справочными таблицами.

Приборы и реактивы.

рН-метр;

мерные цилиндры объемом 100 мл и объемом 50 мл;

пипетка Мора объемом 5 мл;

мерная или коническая колба объемом 100 мл;

коническая колба для титрования объемом 50 мл;

бюретка объемом 25 мл;

уксусная кислота, 0,2 М раствор;

ацетат натрия, 0,2 М раствор;

гидроксид натрия, 0,2 М раствор;

хлорид аммония, 0,2 М раствор;

соляная кислота для титрования, 0,05 н. раствор;

гидроксид натрия для титрования, 0,05 М раствор;

фенолфталеин;

метилоранж.

Выполнение работы

I. Выбрать реактивы для приготовления буферного раствора.

Определение состава буфера с заданным рН начинают с подбора слабой кислоты или слабого основания таким образом, чтобы показатель их константы диссоциации отличался от заданного значения рН или рОН не более, чем на единицу в соответствии с формулой рKd = рН  1. При этом пользуются справочными данными.

II. Рассчитать объемы реактивов для приготовления буферного раствора.

Т.к. концентрации компонентов буферного раствора одинаковы, при расчете объемов компонентов можно пользовать в формуле расчета рН буферного раствора соотношение объемов компонентов.

Для ацетатного буферного раствора объемы кислоты и соли можно вычислить исходя из системы уравнений:

, pK_d(CH₃COOH) = 4,756.

Для аммиачно-хлоридного буферного раствора следует рассчитать объемы гидроксида натрия и хлорида аммония. Необходимый для формирования буферного раствора гидроксид аммония получится по реакции:

NH₄Cl + NaOH = NH₄OH + NaCl.

, pK_d(NH₄OH) = 4,752.