Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого»
Институт сельского хозяйства и природных ресурсов
Кафедра фундаментальной и прикладной химии
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТАНТЫ ДИССОЦИАЦИИ
СЛАБОЙ КИСЛОТЫ
МЕТОДОМ
ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ»
Методические указания к лабораторной работе
по физической химии для специальности
020201.65 − Фундаментальная и прикладная химия
Великий Новгород
2014
Определение константы диссоциации слабой кислоты методом потенциометрического титрования: Метод указ./Сост. И.В. Летенкова, – Великий Новгород, 2013 – 33с.
В методических указаниях изложены рекомендации по выполнению лабораторной работы по теме «Растворы электролитов».
Работа предназначена для изучения электролитической диссоциации слабых электролитов в водных растворах, а также одного из методов потенциометрии – потенциометрического титрования.
Содержание
1 Цель работы 4
2 Основные теоретические положения 4
2.1 Потенциометрическое титрование 4
2.2 Определение константы диссоциации слабой кислоты 5
3 Требования техники безопасности 6
4 Экспериментальная часть 6
5 Требования к содержанию отчета 8
6 Вопросы и задания для самоконтроля 8
Литература 9
1 Цель работы
1. Провести потенциометрическое титрование раствора слабой кислоты, построить интегральную и дифференциальную кривые потенциометрического титрования.
2. Определить концентрацию слабой кислоты и константу диссоциации, сравнить полученное значение с табличными данными.
2 Основные теоретические положения
2.1 Потенциометрическое титрование
Потенциометрическое титрование применяется для нахождения эквивалентной точки при реакциях нейтрализации, осаждения и окисления. Его применяют при исследовании мутных и окрашенных растворов, многокомпонентных растворов, и других растворов, при титровании которых визуальное определение точки эквивалентности затруднено.
В работе составляется гальванический элемент, в котором используется индикаторный электрод (в данной работе это стеклянный электрод) и электрод сравнения (хлорсеребряный).
В титруемый раствор, интенсивно помешивая, вливают из бюретки титрант. Титрант приливают небольшими порциями, сначала по 0,5 мл, затем объем уменьшают по мере приближения к точке эквивалентности. После каждого приливания измеряется рН или э.д.с. цепи, наибольшее изменение рН (э.д.с.) происходит вблизи точки эквивалентности. Титрование не прекращают, добавляя еще 3-4 мл титранта.
По полученным данным строят интегральную кривую потенциометрического титрования: рН раствора (при титровании растворов кислот и оснований) или э.д.с. (в остальных случаях) – количество прибавленного титранта (рис.1, а). По перегибу кривой определяют точку эквивалентности, которая указывает количество титранта, израсходованного на титрование. Рассчитывают концентрацию титруемого раствора, зная его объем, взятый на титрование, концентрацию и объем титранта.
Более точно точку эквивалентности определяют по дифференциальной кривой потенциометрического титрования (∆рН/ ∆V)Т = f (V) (рис.1, б). Пик на дифференциальной кривой потенциометрического титрования соответствует точке эквивалентности, так как в точке перегиба интегральной кривой рН = f (V) первая производная dpH/dV проходит через точку максимума.
Для построения дифференциальной кривой строится график, отражающий зависимость относительного изменения рН раствора – pH/V или E/V цепи от количества титранта. Так как при титровании слабой кислоты сильным основанием получается соль, образующая в сочетании со слабой кислотой буферный раствор, скачок рН вблизи точки нейтрализации слабо выражен. Очень слабые кислоты могут вообще не иметь резкого скачка рН. Для них построение дифференциальной кривой обязательно.
Рис. 1 – Кривые потенциометрического титрования водных растворов слабой кислоты (I), сильной кислоты (II): а) интегральная кривая потенциометрического титрования; б) дифференциальная кривая потенциометрического титрования
Рекомендуется производить предварительное титрование, чтобы приблизительно узнать количество титранта, которое соответствует точке эквивалентности, а затем с большей точностью провести титрование второй раз.