Работа № 5. Потенциометрическое титрование

Цель работы – физико-химическое исследование свойств растворов электролитов методом потенциометрии − кислотности среды, концентрации раствора, определение степени и константы диссоциации веществ.

Оборудование

1. рН-метр (рН-340 или ЛПУ-01) с датчиком.

2. Две бюретки с воронками.

Последовательность выполнения работы

1. Включить рН-метр в электросеть и дать ему прогреться 10−15 мин. Изучить инструкцию к прибору.

2. В чистый стаканчик из бюретки точно отмерить 20 мл испытуемого раствора (по указанию преподавателя).

3. Освободив столик со стаканчиком от креплений, извлечь электроды из дистиллированной воды и осторожно осушить их фильтровальной бумагой.

4. Погрузить электроды в испытуемый раствор и измерить значение рН раствора.

5. Из другой бюретки при непрерывном перемешивании добавлять в стаканчик с испытуемым раствором по 1 мл раствора щелочи известной концент­рации. После каждой порции измерять и записывать значения рН раствора. Общее количество добавленной щелочи не должно превышать 15 мл.

6. Для более точного измерения повторить опыт, уменьшая порции щелочи до 0,5 мл в интервале резкого изменения рН. Результаты измерений занести в таблицу.

Испытуемый раствор_________________

Концентрация щелочи________________

Объем приливаемой щелочи	рН	∆рН/∆V

6. По окончании работы промыть электроды дистиллированной водой и оставить их погруженными в стаканчик с дистиллированной водой.

8. По результатам опыта:

а). Построить интегральную потенциометрическую кривую в координатах: рН − объем щелочи (мл) и дифференциальную кривую в координатах: ∆рН/∆V − объем щелочи.

б). По интегральной кривой определить рН в точке эквивалент­ности и рассчитать концентрацию ионов гидроксила ОН^-.

в). По дифференциальной кривой определить объем раствора щело­чи в точке эквивалентности и рассчитать концентрацию испытуемого раствора, используя уравнение (2.49).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ

1. Как определяется точка эквивалентности на кривой потенциометрического титрования и какой состав раствора ей соответствует?

2. Как выглядит кривая потенциометрического титрования раствора NaОН раствором H₂SO₄? Каково значение рН в точке эквивалентности в данном случае?

3. По кривой титрования, полученной в работе, определите концентрацию ионов Н⁺ и ОН^- в точке эквивалентности.

4. Определите рН 0,1 н раствора NaОН (α = 100%).

Работа № 6. Определение константы диссоциации слабой кислоты и константы гидролиза соли

Цель работы – определение физико-химических констант электролитов: константы диссоциации уксусной кис­лоты и константы гидролиза уксуснокислого натрия.

Оборудование

1. рН-метр (рН-340) с датчиком.

2. Четыре стеклянные колбочки.

3. Мерные цилиндры.

Последовательность выполнения работы

Опыт 1.

1. Приготовить в четырех колбах по 30 мл раствора уксусной кислоты СН₃СООН разной концентрации (см. табл.), разбавляя дистиллированной водой исходный раствор – О,1 н СН₃СООН.

2. Измерить рH растворов на рН-метре (описание прилагается к прибору).

3. Полученные результаты оформить в таблицу.

Концентрация СН3СООН С, г-экв/л)	0,1 н	0,05 н	0,025 н	0,0125 н
pH
lgC
pK

5. Построить график зависимости рН от логарифма концентрации, отло­жив по оси абсцисс логарифм концентрации кислоты, а по оси ординат − значения рН. Провести экстраполяцию (продление) полученной прямой на ось ординат. Отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат, соответствует значению 1/2 .

6. Рассчитать по уравнению

рН = 1/2 - 1/2 lgС

для всех концентраций, найти ее среднее значение и сравнить со зна­чением , полученным графически. Определить .

Опыт 2

1. Для определения константы гидролиза ацетата натрия СН₃СООNa приго­товить по 30 мл растворов соли разной концентрации (согласно табл. 6.2), разбавляя дистиллированной водой исходный раствор 0,1 н СН₃СООNa.

2. Измерить рН растворов на рН-метре.

3. Полученные результаты записать в таблицу

Концентрация CH3COONa С, г-экв/л	0,1 н	0,05 н	0,025 н	0,0125 н
pH
lgC

4. По данным таблицы построить график, отложив по оси ординат рН, а по оси абсцисс lgC. проведя экстраполяцию полученной прямой на ось ординат. Отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат, соответствует значению 14 – 1/2 lgК_Г.

5. Определить К_г и сравнить значение К_г с рассчитанной по формуле

К_г = К _Н2О/ Величину взять из предыдущего опыта,

а К _Н2О = 10^-14.