Теоретическая часть

Растворимость соли c (моль·дм³) – это её равновесная молярная концентрация в насыщенном растворе. В случае малорастворимой соли её растворимость в единицах молярной концентрации можно рассчитать, измерив электрическую проводимость насыщенного раствора такой соли по уравнению

Молярная электрическая проводимость такого раствора (Ʌ) практически равна молярной проводимости его при бесконечном разбавлении (Ʌ^∞), вследствие малой концентрации электролита в растворе. Величину Ʌ^∞ можно рассчитать по справочным данным, используя уравнение Ʌ^∞= . Вместо удельной электрической проводимости (к_соли) используют разность (к_р-ра-к_воды), так как проводимость воды (к_воды) и раствора (к_р-ра) в этом случае соизмеримы. Таким образом, определив величину и удельные электрические проводимости воды и раствора исследуемой соли, можно вычислить растворимость соли по уравнению:

, Моль·дм3

Зная растворимость соли, определяют произведение растворимости (К_s), то есть константу равновесия гетерогенной реакции растворения малорастворимой соли:

Константа равновесия такой реакции, называемая произведением растворимости соли, равна:

где и - активности катиона и аниона в растворе. Если в растворе отсутствуют электролиты, содержащие ионы исследуемой соли и практически полностью отсутствуют другие электролиты, то, учитывая малую растворимость соли, можно перейти от активностей компонентов к их концентрациям. Тогда из уравнения мы получаем:

Исходя из этого уравнения концентрация катионов = и анионов = . Тогда получаем:

где и , с – молярная концентрация соли в исследуемом растворе (растворимость соли).

Таким образом, произведение растворимости малорастворимой соли определяется концентрацией насыщенного раствора этой соли и числом её ионов в растворе.

Цель работы: Ознакомиться с методом кондуктометрии.

- определить растворимость и произведение растворимости;

- заполнить таблицу.

Оборудование и материалы: Компьютер, датчик, два химических стакана (50 см³), мерный цилиндр на 25 см³.

Реактивы: насыщенные растворы солей: карбонат кальция CaCO₃, сульфат бария BaSO₄; раствор KCl 0,01 н, дистиллированная вода.

Ход работы

Для выполнения данной работы необходимо первоначально определить постоянную ячейки. Затем определить удельную электропроводность дистиллированной воды, которую будут использовать далее для опытов. Для этого в тщательно вымытый химический стакан помещают 20 мл дистиллированной воды. Измеряют её электропроводность, рассчитывают её удельную электропроводность.

Проводят измерение электропроводности насыщенного раствора соли. Для этого раствор соли слегка взбалтывают. Наливают 20 мл мутного раствора в измерительную ячейку. Дожидаются осветления раствора, производят измерение его сопротивления (проводимости). Рассчитывают удельную электропроводность, растворимость и произведение растворимости соли.

Алгоритм лабораторной работы

Подключить датчик к компьютеру: моно штекер в вход наушника, стерео штекер в линейный вход. Установить электроды в специальные держатели. Включить компьютер.

Ополоснуть химический стакан, электрод дистиллированной водой. Поместить стакан в ячейку для измерений. Налить мутный, но без осадка раствор , или объёмом 20 мл в химический стакан. Установить стакан в специальную подставку, поместить в раствор датчики. Запустить на компьютере программу “Visual Analyzer”, в появившемся окне выбрать вкладку “Main”. Перед вами появится список функций. В подменю отметить Volt-meter. В окне данного режима отметить DC (постоянный ток), mV (милливольт). Нажать на кнопку On, программа начинает измерения.

В ходе проведения работы будет изменяться концентрация или состав раствора, поэтому устанавливается режим UC (усреднение данных).

После окончания измерения необходимо промыть электроды дистиллированной водой.

Оптимально количество снимаемых точек равно 1200. Именно при этом значении данные в окне Volt-meter стабилизируются.