Prtakt_fiz_him-och

иметь концентрацию намного большую, чем титруемый раствор (обычно в 10 раз).

измеряется сопротивление исходного раствора.

титрант из бюретки подается в ячейку порциями; после добавления каж-

дой порции измеряется сопротивление раствора. Сначала сопротивление раствора будет увеличиваться. О достижении эквивалентной точки судят по появлению максимума сопротивления, после которого оно при даль-

нейшем добавлении титранта будет снижаться.

более точно эквивалентную точку можно определить по кривой кондук-

тометрического титрования (см. “Проведение опыта”).

Проведение опыта.

1.Проверить оснащение рабочего места.

2.Приготовить по указанию преподавателя раствор хлороводородной (со-

ляной) кислоты. Залить его в ячейку кондуктометра.

3.Опустить в ячейку чисто вымытый стержень магнитной мешалки. Со-

брать установку в соответствии с описанием.

4.Заполнить бюретку титрантом (1 н. NaOH).

5.Измерить и записать в таблицу сопротивление R исходного раствора ки-

слоты (см. Работу 3.1.)

6.Добавить из бюретки 1 мл титранта и вновь измерить сопротивление.

7.Повторять операцию п.6 до тех пор, пока сопротивление раствора не достигнет максимума. После этого повторить еѐ еще не менее трех раз.

Все данные занести в таблицу и сверить у преподавателя.

82

8.Рассчитать электрическую проводимость каждого раствора, принимая

=1/R.

9.Получить у преподавателя контрольный раствор кислоты неизвестной концентрации. Провести кондуктометрическое титрование. Данные показать преподавателю и занести в таблицу экспериментальных данных.

10.Привести в порядок рабочее место и сдать его дежурному.

11.Построить по экспериментальным данным кривые титрования для

учебного и контрольного растворов в координатах R – VNaOH и 1/R – VNaOH, как показано на рисунке ниже.

83

12.Проверить соответствие кривой титрования учебного раствора исход-

ным данным. Рассчитать по закону эквивалентов концентрацию кислоты в учебном и контрольном растворе:

СНСl = (СNаОН Vx)/VНСl .

13.Данные сверить у преподавателя и занести в таблицу.

14.Сформулировать выводы.

Работа 3.3.

Определение растворимости и произведения растворимости труднорастворимой соли.

Цель работы: определение растворимости и произведения раство-

римости труднорастворимой соли кондуктометрическим методом.

Целевые задачи: выяснение прикладных возможностей кондукто-

метрии; закрепление навыка пользования кондуктометром.

По значению удельной электрической проводимости насыщенного раствора труднорастворимой соли можно рассчитать еѐ концентрацию и,

следовательно, вычислить растворимость и произведение растворимости.

Так как в насыщенном растворе труднорастворимой соли концен-

трация очень мала, его эквивалентная проводимость практически совпада-

ет с . Поэтому для данного случая можно принять:

нов (закон Кольрауша), еѐ можно рассчитать с помощью справочных дан-

ных.

84

Ввиду малой удельной проводимости раствора в расчетное уравне-

ние следует ввести поправку на проводимость воды. При этом получаем

окончательное уравнение:

хранится в посуде из кварца или стекла марки «пирекс».

Если С – концентрация насыщенного раствора бинарного электролита, то

Методику определения растворимости трудно растворимых солей

можно использовать также и для определения констант устойчивости ком-

плексных соединений.

Оснащение рабочего места.

Термометр

Ячейка для определения электропроводимости

Растворы трудно растворимых солей

Проведение опыта.

1.Проверить оснащение рабочего места. Измерить и записать температу-

ру, при которой проводится опыт.

2.Получить у преподавателя насыщенный раствор труднорастворимой соли.

3.Собрать кондуктометрическую установку (см. работу 3.1). Ячейку про-

мыть дистиллированной водой (не менее 3 раз) и измерить сопротивле-

85

ние дистиллированной воды. Рассчитать удельную электрическую про-

водимость воды. Результат занести в таблицу экспериментальных дан-

ных.

4.Залить в ячейку эталонный раствор KCl и измерить его сопротивление для расчета константы ячейки.

5.Вновь промыть не менее 5 раз ячейку дистиллированной водой. Запол-

нить ячейку исследуемым раствором соли. Измерить его сопротивление и рассчитать удельную проводимость.

6.Пользуясь справочными таблицами, рассчитать по закону Кольрауша эквивалентную электрическую проводимость соли при бесконечном разведении.

7.С помощью уравнений (1) и (2) рассчитать концентрацию насыщенного раствора соли (в моль/л) и еѐ произведение растворимости.

8.Считая, что из-за малой концентрации раствора его плотность близка к плотности воды, и, следовательно, молярная концентрация приблизи-

тельно равна моляльности, вычислить растворимость (s) соли в г на 100

г воды:

s = (C M)/10 ,

где М - молярная масса соли; 10 – пересчетный коэффициент для перехода от 1000 к 100 г воды.

9.Результаты сверить у преподавателя и занести в таблицу. Сравнить по-

лученное значение со справочным.

86

87

Тема 4. Потенциометрия.

Основными областями использования потенциометрических измере-

ний в фармации являются контроль рН среды при получении веществ и анализ лекарственных форм. Измерение показателя рН и других иономет-

рических данных используется в биохимических и клинических исследо-

ваниях: при определении кислотности желудочного сока, рН крови,

концентрации СО2 и различных ионов в крови и других жидкостях орга-

низма.

Поддержание постоянства рН среды необходимо при приготовлении инфузионных растворов. Изогидричность (равенство рН раствора рН плазмы крови) достигается использованием буферных растворов.

Потенциометрическое титрование (локализация точки эквивалентно-

сти по характерному изменению рН) является фармакопейным методом и используется в фармацевтическом анализе.

Потенциометрические методы исследования могут быть применены для определения ряда физико-химических характеристик веществ: кон-

станты диссоциации, показателя кислотности рКа, растворимости трудно-

растворимых соединений, активности растворов электролитов.

Важнейшей областью применения потенциометрических методов является контроль качества воды. Кроме того, они могут быть использова-

ны для определения констант равновесия реакций, в том числе применяе-

мых в фармацевтическом анализе, и связанных с ними термодинамических величин.

Изучив данную тему и выполнив лабораторные работы, относящиеся к ней, студент должен знать:

что такое буферные растворы, буферная ѐмкость, механизм буферного действия;

устройство электродов 1-го и 2-го рода;

88

методы определения рН растворов;

расчет концентрации водородных ионов;

виды гальванических элементов и принципы их действия;

понятие об электродвижущей силе (ЭДС) и о потенциалах, возникаю-

щих в гальваническом элементе;

уравнение Нернста для расчета ЭДС гальванических элементов и элек-

тродных потенциалов.

Студент должен уметь:

проводить измерения с помощью рН-метра;

рассчитывать концентрацию водородных ионов и определять величину буферной ѐмкости буферных растворов;

рассчитывать объѐмы сопряжѐнных кислоты и основания, необходимые для приготовления буферных растворов с заданными значениями рН.

Студент должен приобрести или закрепить навыки:

работы с рН-метром;

приготовления и отмеривания растворов;

титрования;

табулирования величин, построения и анализа графиков.

Вопросы для самоподготовки

1.Химические источники тока (гальванические элементы), их виды. Элек-

троды, полуэлементы, цепи. Электродвижущая сила (ЭДС), еѐ связь с энергией Гиббса протекающей в элементе реакции.

2.Электродные потенциалы. Контактный и диффузионный потенциалы и способы сведения их к минимуму.

89