Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Расчеты ионных равновесий.pdf
Скачиваний:
197
Добавлен:
30.05.2015
Размер:
2 Мб
Скачать
☆

ПРЕДИСЛОВИЕ

Почти все методы аналитической химии, связанные с химическими превращениями в растворах, основаны на равновесных процессах с участием ионов. Правильный расчет ионных равновесий позволяет целенаправленно управлять химическими реакциями и создавать необходимые условия для выполнения качественных и количественных аналитических определений. Успешное освоение аналитической химии невозможно без теоретических знаний по расчету ионных равновесий и умения применять эти знания в практической работе.

При изучении основ аналитической химии необходимо научить студентов не только правильно проводить реакции обнаружения ионов, определять содержание веществ в растворе, но и математически исследовать различные равновесия, рассчитывать условия и полноту протекания аналитической реакции, равновесные концентрации химических форм элементов в системе. Поэтому в рамках общего университетского курса по аналитической химии для химических факультетов наряду с лабораторным практикумом необходимо проводить семинарские занятия по расчету равновесий, имеющих значение в аналитической химии, для закрепления теоретических основ изучаемой дисциплины.

Используемые в учебном процессе известные книги (Комарь Н.П. Основы качественного химического анализа. Ионные равновесия. – Харьков: Изд-во ХГУ, 1955; Мусакин А.П., Храпковский А.И., Шайкинд С.П. и др. Задачник по количественному ана-

4

Расчеты ионных равновесий

лизу. – Л.: Химия, 1972; Поляк Н.А., Булацкая Г.Н., Бабаевская Т.П.

Сборник задач по количественному анализу. – Минск: Изд-во Белорус. ун-та, 1973; Сборник вопросов и задач по аналитической химии / Под ред. В.П. Васильева. М.: Высш. шк., 1976; Сборник задач по аналитической химии /Под ред. В.Ф. Тороповой. − Казань: Изд-во КГУ, 1978), хранившиеся длительное время в кафедральных и библиотечных фондах, выработали свой физический ресурс и стали библиографической редкостью. Современная литература, к которой может обратиться читатель в качестве дополнительной для углубленного изучения теоретических основ аналитической химии, включена в общий список источников, использованных автором при написании этого учебного пособия.

Несмотря на то, что в настоящее время кафедры вузов в достаточной степени оснащены персональными компьютерами, для глубокого понимания подходов к решению задач моделирования химических равновесий и приобретения навыков по их расчету данное учебное пособие ориентировано на вычислительные процедуры, реализуемые с помощью электронных микрокалькуляторов для научных и инженерных расчетов. В частности, могут быть использованы калькуляторы, имеющиеся в стандартных программах WinWord.

Автор благодарен бывшему доценту кафедры аналитической химии Томского государственного университета О.В. Чащиной, обобщившей материалы семинарских занятий по расчету ионных равновесий в виде учебного пособия. Данная книга является его третьим основательно переработанным и дополненным изданием. Особую благодарность автор выражает рецензенту пособия доценту кафедры аналитической химии МГУ Г.В. Прохоровой за критические замечания, сделанные при просмотре рукописи, и ценные советы. Автор признателен также доценту кафедры физической химии и электрохимии Томского политехнического университета Э.А. Захаровой за участие в ее обсуждении.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

а− равновесная активность иона, М

ае

− активность электрона, М

с− аналитическая концентрация вещества, М

с0

− начальная аналитическая концентрация, М

сt

− концентрациятитранта, М

[A−], [Men+], [HA]

− равновесные концентрации ионовилимолекул, М

Е− равновесный потенциал, В

Е°

− стандартный потенциал, В

Е°′

− формальный (реальный) потенциал, В

Ее

− потенциалрастворавэквивалентнойточкетитрования

γ− коэффициент активности

z

−

зарядовое число иона

I

−

ионная сила раствора

α− степеньдиссоциацииэлектролита, молярнаядоля

K

−

константа равновесия

k1, k2, …

−

константыотдельныхравновесийвсистемереакций

β− константа устойчивости

β1, β2, …

− ступенчатые константы устойчивости

Ka, Kb

− константы кислотности, основности

KOH

− константа образования гидроксокомплекса

Kr

− константа редокс-перехода

KSH

− константа автопротолиза

Kw

− ионное произведение воды

Ks

− произведение растворимости

е− электрон

рНе, рНКТ

− рН раствора в точке эквивалентности и в конеч-

S

ной точке титрования

− растворимость осадка, М

v0

− начальный объем титруемого раствора, мл

v

− объем добавленного титранта, мл

Под аналитической концентрацией понимают общую концентрацию вещества в растворе без учета долевого распределения его конкретных форм.

6

Расчеты ионных равновесий

 

ve

− эквивалентный объем титранта, мл

vКТ

− объем титранта в конечной точке титрования, мл

π− емкость буферного раствора

τ− степень оттитрованности вещества

H4Y

−

этилендиаминтетрауксусная кислота

L

−

лиганд