527

Лабораторная работа № 3

Осмос и осмотическое давление

Осмос – самопроизвольная диффузия растворителя в раствор через полупроницаемую мембрану. Требованиям полупроницаемости в большей или меньшей степени отвечают различные оболочки растительного и животного происхождения, а также некоторые материалы, полученные искусственно, например пленка коллодия.

Осмотическое давление – это давление, которое возникает на единице поверхности полупроницаемой мембраны. Примером искусственной полупроницаемой оболочки может служить оболочка из гексацианоферрата (II) меди, получаемого по реакции:

2 CuSO4 + K4[Fe(CN)6] → Cu2[Fe(CN)6] + K2SO4

Цель работы: получение искусственной полупроницаемой мембраны.

Оборудование: цилиндр.

Реактивы: K4[Fe(CN)6] кристаллический, 5 % раствор

CuSO4.

Порядок выполнения работы

Цилиндр наполнить 5 % раствором CuSO4 и опустить в него кристаллик K4[Fe(CN)6]. На поверхности кристалла образуется сплошная пленка Cu2[Fe(CN)6], пропускающая воду, но задерживающая частицы солей. Вследствие разной концентрации растворителя (воды) внутри оболочки и вне ее вода начинает проникать через оболочку. Оболочка растягивается и разрывается в самом слабом месте. На этом месте вновь возникает пленка из Cu2[Fe(CN)6] и так постепенно развивается вытянутая полость, очертаниями напоминающая водоросль или гидру, вид которой примерно через час зарисовать в тетрадь.

Записать примеры влияния осмоса в биологических системах.

31

Лабораторная работа № 4

Потенциометрическое определение константы и степени диссоциации уксусной кислоты

Цель работы: изучение влияния разбавления на степень диссоциации и рН растворов CН3СООН.

Оборудование: иономер со стеклянным и хлоридсеребряным электродами; химические стаканы ѐмкостью 50-100 мл, 2 бюретки.

Реактивы: растворы CН3СООН разной концентрации (по указанию преподавателя от 0,1н до 0,5н CН3СООН).

Порядок выполнения работы

1.Получить у преподавателя растворы CН3СООН разной концентрации.

2.Определить рН каждого из растворов на рН-метре (иономере).

3.Вычислить концентрацию ионов водорода [H+] в моль/л. Так как водородный показатель рассчитывается по уравнению:

где К – константа диссоциации электролита (прил., табл.3), α – степень диссоциации электролита, С – эквивалентная концентрация кислоты.

32

Лабораторная работа № 5

Буферные растворы

Цель работы: изучение свойств буферных растворов.

Оборудование: иономер со стеклянным и хлоридсеребряным электродами; химические стаканы ѐмкостью 50-100 мл; пипетки.

Реактивы: 0,1н НСl; 0,1н NaOH; 0,1н СН3СООН; 0,1н СН3СООNa; дистиллированная вода.

Порядок выполнения работы

1. Получить у преподавателя номер варианта и приготовить по таблице заданный буферный раствор, отмерив при помощи бюретки заданные количества кислоты и соли.

Таблица

Варианты заданий

2. Рассчитать теоретическое значение рН заданного

где К – константа диссоциации кислоты (прил., табл. 3); Ск, Сс – конечные концентрация кислоты и соли,

соответственно.

Так как при сливании растворов происходит их разбавление, то исходные концентрации кислоты и соли ( Cк/ и Сс/ ) существенно отличаются от конечных концентраций.

концентрации рассчитывают по следующим

34

ТЕМА III. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ РАСТВОРОВ

Контрольные вопросы по теме:

1.Теория электролитической диссоциации.

2.Что такое удельная электропроводность, эквивалентная электропроводность, подвижность ионов?

3.Какие различия наблюдаются в изменении эквивалентной электропроводности с разбавлением в растворах слабых и сильных электролитов?

4.Методы определения электропроводности.

5.Кондуктометрическое титрование.

6.Применение методов электропроводности в химии и агрономии:

а) определение степени и константы диссоциации слабого электролита, б) определение произведения растворимости

малорастворимых соединений, в) определение влажности зерна и сельскохозяйственных продуктов,

г) определение солесодержания в природных водах и почве.

7.Высокочастотная кондуктометрия.

36

Лабораторная работа № 6

Кондуктометрическое определение степени и константы электролитической диссоциации слабого электролита

Цель работы: изучить влияние концентрации слабого электролита на изменение величины степени и константы диссоциации.

Оборудование: кондуктометр, стаканы ѐмкостью

100 мл.

Реактивы: растворы СН3СООН нескольких концентраций (по указанию преподавателя от 0,1н до 0,5н CН3СООН).

Порядок выполнения работы

1.Растворы разной концентрации уксусной кислоты налить в стаканы, поочередно измерить удельную электропроводность (χ), записать показания прибора в таблицу. Электрод для определения электропроводности предварительно перед каждым измерением промыть дистиллированной водой, обсушить фильтровальной бумагой, погрузить электрод в раствор полностью до верхней границы электрода.

2.Рассчитать эквивалентную электропроводность раствора:

(1)

где χ – удельная электропроводность, См/м; Сн – эквивалентная концентрация.

3. Рассчитать степень электролитической диссоциации

(α):

37

ТЕМА IV. ЭЛЕКТРОХИМИЯ

Контрольные вопросы по теме:

1.Электродный потенциал. Уравнение Нернста.

2.Двойной электрический слой на границе металл-раствор.

3.Стандартный электродный потенциал.

4.Схема и устройство водородного, стеклянного, каломельного, хлоридсеребряного, хингидронного электродов.

5.Гальванический элемент, расчет электродвижущей силы.

6.Концентрационный гальванический элемент.

7.Ионоселективные электроды. Ионометрия.

9. Связь редокс-потенциала почвы с еѐ плодородием.

Лабораторная работа № 7

Определение стандартного потенциала стеклянного электрода

Цель работы: вычислить потенциал стеклянного электрода и сделать вывод о его исправности.

Оборудование: иономер, стеклянный и хлоридсеребряный электроды, 2 стакана ѐмкостью 50 мл.

Реактивы: дистиллированная вода, серия буферных растворов с рН: 1,68; 3,56; 4,01; 6,86; 9,12.

Стеклянный электрод является ионоселективным электродом с водородной функцией, его потенциал зависит от концентрации ионов водорода и используется для анализа содержания ионов водорода в растворе и для определения

39

рН.

Стеклянный электрод требует осторожного обращения, так как толщина стеклянного шарика составляет десятые доли миллиметра, и его легко повредить.

В результате эксплуатации поверхность стеклянного электрода загрязняется компонентами растворов, поэтому наблюдается дрейф (изменение потенциала электрода), при котором нельзя оценить правильность показаний прибора. При работе со стеклянным электродом всегда следует измерять его электродный потенциал и проводить настройку иономера по буферным растворам с различными значениями рН.

Порядок выполнения работы

1.Включить прибор за 15 минут до анализа в сеть для прогрева. Записать схему цепи, указать, какой электрод является индикаторным, а какой – электродом сравнения. Электроды должны находиться в стакане с дистиллированной водой.

2.Измерить электродвижущую силу в вольтах (Е, В) каждого буферного раствора, для этого 20-30 мл раствора налить в химический стакан и опустить в раствор электроды. Экспериментальные данные представить в виде таблицы.

3. Определить по справочным данным (прил., табл. 5)

40