Кондуктометрическое титрование

Кондуктометрическое титрование – определение концентрации электролита в растворе путем измерения его электропроводности. Кондуктометрия является особенно полезной при титровании мутных или сильно окрашенных растворов.

Пусть раствор сильной кислоты HCl неизвестной концентрации титруется раствором сильного основания NaOH. При этом происходит реакция нейтрализации. Водородные ионы Н⁺, обладающие большой подвижностью, в растворе замещаются менее подвижными катионами основания Na⁺. Электрическая проводимость вследствие этого уменьшается и в точке эквивалентности становится минимальной. Добавление избытка щелочи приводит к появлению в растворе высокоподвижных гидроксид-ионов ОН^-. Это вновь приводит к увеличению электрической проводимости.

Минимум на кривой титрования, отвечающий резкому изменению электрической проводимости, соответствует объему раствора щелочи, пошедшего на титрование раствора кислоты, концентрацию которого определяют. Концентрацию вычисляют по следующей формуле:

N_кV_к = N_щV_щ,

где: N_к и N_щ – нормальности кислоты и щелочи, а V_к и V_щ – объемы кислоты и щелочи соответственно.

При титровании раствора слабой кислоты CH₃COOH раствором сильного основания NaOH происходит замещение слабого электролита (кислоты), плохо диссоциирующего на ионы, на сильный электролит (соль) полностью диссоциирующий на ионы. Так как соль распадается на малоподвижные ионы, то электрическая проводимость возрастает незначительно. Появление избытка щелочи после достижения точки эквивалентности приводит к появлению высокоподвижных гидроксид-ионов, вследствие чего электрическая проводимость резко возрастает.

а) HCl + NaOH  NaCl + H2O

б) CH3COOH + NaOH  CH3COONa + H2O

При титровании смеси сильной и слабой кислот первоначально титруется сильная кислота, а затем слабая. На кривой титрования образуются два излома: первый отвечает окончанию титрования сильной кислоты, а второй – слабой. Объем V₁ отвечает количеству щелочи, пошедшей на титрование сильной кислоты, а разность объемов V₂ – V₁ количеству щелочи, пошедшей на титрование слабой кислоты.

HCl + CH3COOH + 2NaOH  NaCl + CH3COONa + 2H2O

Электрохимические реакции, электродные потенциалы, гальванические элементы

Электрохимические реакции представляют собой процесс обратный электролизу. При электролизе электрическая энергия превращается в химическую, в электрохимических реакциях, химическая энергия превращается в электрическую.

Электрохимическим (гальваническим) элементом наз. устройство для получения электрического тока за счет протекания электрохимических реакций. Несколько электрохимических элементов, соединенных последовательно, образуют электрохимическую цепь.

Важнейшей количественной характеристикой электрохимического элемента или цепи является электродвижущая сила (ЭДС), которая равна разности потенциалов между концами проводников первого рода, присоединенных к конечным электродам элемента.