5. Кондуктометрический анализ.

Метод основан на измерении электропроводимости растворов, которая обусловлена наличием заряженных частиц (ионов). Число ионов в растворе зависит от природы электролита (сильный или слабый) и его концентрации. Аналитическим сигналом является удельная электропроводность, которая в определенных условиях (отсутствие релаксационного и электрофоретического эффектов, приводящих к торможению скорости движения ионов) прямопропорциональна концентрации:

 =

В данное соотношение входит эквивалентная электропроводимость, которая зависит от скорости движения ионов (подвижности) – катионов и анионов:  = (+) + (-). Значение подвижностей приводятся в справочной литературе.

В аналитических целях наиболее широко применяется кондуктометрическое титрование. Измеряют удельную электропроводимость по мере добавления титранта. По результатам строят кривую в координатах  = f(V), по излому на которой находят точку эквивалентности, определяют объем, пошедший на титрование и рассчитывают концентрацию анализируемого раствора.

Можно, основываясь на расчетах эквивалентной электропроводимости для заданной реакции, качественно предсказать вид кривой титрования. При этом для упрощения расчетов делают некоторые допущения, а именно, изменением концентрации за счет разбавления и значениями К_Д и ПР для слабых электролитов пренебрегают.

Пример: Определить вид кривой кондуктометрического титрования и выполнить чертеж, если NаОН титруется НС1, концентрации которых 1 моль/л, изменением объема пренебречь. Значения подвижностей в справочной литературе.

Решение: Уравнение реакции имеет вид:

NаОН + НС1  NаС1 + Н₂О

а) Рассчитаем  в начальной точке, когда еще не добавлен титрант 0%.

Электропроводимость обусловлена только за счет диссоциации щелочи: NаОН  Nа⁺ + ОН^-, тогда

 = ( Nа⁺) + (ОН^-) = 50,1 + 198,3 = 248,4

б) Рассчитаем  в точке, когда добавлено 100% титранта – точка эквивалентности.

Электропроводимость обусловлена: NaCI  Na⁺ + CI^-

H₂O  м.д.с.

  (Na⁺) + (CI^-) = 50,1 + 76,3 = 126,4

в) Рассчитаем  в точке, когда добавлено 200% титранта. Электропроводимость обусловлена: NaCI  Na⁺ + CI^-

H₂O  м.д.с.

НСІ  Н⁺ + СІ^-

 = (Na⁺) + (H⁺) + 2(CI^-) = 50,1 + 350,0 + 276,3 = 602,8

г) Строим по полученным данным графическую зависимость.



0,6

0,4

0,2

0 100 200 V, %

В том случае, когда ионы не однозарядны, например, FeCI₃, то согласно закону эквивалентов, на 1 моль эквивалента CI^- требуется 1 моль эквивалента Fe³⁺, равный 1/3 Fe³⁺, тогда  = (1/3 Fe³⁺) + (CI^-).

На основе данных таблицы 5, выполнить самостоятельно предложенные задания.

Некоторые значения подвижностей моль эквивалентов ионов (предельные эквивалентные электропроводимости) при 25⁰С и бесконечном разбавлении приведены в приложении к таблице 17.

Таблица 17

Определить вид кривой кондуктометрического титрования, используя значения подвижностей ионов, для точек 0; 100; 200% добавленного титранта (изменением объема, величинами К_Д и ПР для слабых электролитов пренебречь):

№	Титруемое вещество, с = 1 моль/л	Титрант, с = 1моль/л
1	Н2SO4	KOH
2	СН3СООNа	НСІ
3	АgNО3	KCI
4	ВaСІ2	Nа2SО4
5	Ni(NO3)2	КОН
6	КОН	HNO3
7	NH4СI	LiOH
8	СН3СООК	Н2SО4
9	Са(NО3)2	K2CO3
10	NaНСО3	НСІ
11	Рb(NО3)2	NаОН
12	АgNО3	КІ
13	Sг(NО3)2	Н2SO4
14	FеСІ3	СsOН
15	HN03	NаОН
16	НСІ	Pb(NO3)2
17	(NH4)2SO4	KOH
18	СаСl2	Na2CO3
19	RbОН	НClO4
20	Mg(NO3)2	NaОH
21	НВг	КОН
22	РЬ(СН3СОО)2	НСІ
23	CdCI2	NaOH
24	НВг	АgNO3
25	Ва(ОН)2	Н2SО4

Значения подвижностей моль эквивалента ионов.

Катион - подвижность	Анион – подвижность
H+ - 350	OH- - 198,4
Li+ - 38,7	F- - 55,4
Na+ - 50,1	CI- - 76,3
K+ - 73,5	Br - - 78,1
Rb+ - 77,8	I- - 76,8
Cs+ - 77,3	NO3- - 71,5
Ag+ - 61,0	Ѕ SO42- - 80,0
NH4+ - 73,5	CH3COO- - 41
Ѕ Mg2+ - 53	Ѕ CO32- - 69,8
Ѕ Ca2+ - 59,5	CIO4- - 67,3
Ѕ Sr2+ - 59,4	HCO3- - 44,5
Ѕ Ba2+ - 63,6
Ѕ Cd2+ - 63,6
Ѕ Pb2+ - 69,5
⅓ Fe3+ - 68
Ѕ Ni2+ - 49

Есептерді шығару

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________