- •Міністерство освіти і науки україни
- •Національний університет харчових технологій
- •Фізико-хімія води
- •Лабораторний практикум
- •Київ нухт 2013
- •Лабораторна робота № 1 визначення загальних фізико-хімічних показників
- •Завдання для виконання роботи
- •Загальні відомості
- •Потенціометричний метод
- •Значень іонної сили
- •Установки, прилади, лабораторний посуд, реактиви
- •Порядок виконання роботи
- •Колориметричний метод
- •Установки, прилади, лабораторний посуд, реактиви
- •Порядок виконання роботи
- •Опрацювання результатів
- •Йодометричне визначення
- •Установки, прилади, лабораторний посуд, реактиви
- •Порядок виконання роботи
- •Опрацювання результатів
- •Установки, прилади, лабораторний посуд, реактиви
- •Порядок виконання роботи
- •Опрацювання результатів
- •4.1. Гідрокарбонати, карбонати, лужність
- •Установки, прилади, лабораторний посуд, реактиви
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення зворотним титруванням
- •Установки, прилади, лабораторний посуд, реактиви
- •Порядок виконання роботи
- •Обчислення за балансом еквівалентів головних іонів сольового складу
- •4.2. Твердість води
- •Комплексонометричне визначення
- •Установки, прилади, лабораторний посуд, реактиви
- •Порядок виконання роботи
- •Опрацювання результатів
Потенціометричний метод
Принцип методу. Потенціометричне визначення рН зі скляним електродом ґрунтується на тому, що зміна рН розчину на одиницю приводить до зміни електродного потенціалу Е на 58,16 мВ за 20 °С відповідно до рівняння Нернста:
Е=Ео+58,16 lg [Н+], (1.4)
де Ео — нормальний потенціал скляного електрода (мВ), що залежить від властивостей скла, з якого виготовлено електрод.
У зв'язку з цим щоразу перед вимірюванням рН прилад зі скляним індикаторним електродом та хлоросрібним електродом порівняння, який має сталий потенціал за певної температури, треба калібрувати за буферними розчинами з відомими значеннями рН.
Слід пам'ятати, що скляним електродом вимірюють не концентрацію, а активність іонів водню, яка пов'язана з їх концентрацією рівнянням
ан+= fн+ [Н+], (1.5)
де fн+ — коефіцієнт активності іонів водню.
Коефіцієнт активності fн+ залежить від іонної сили µ розчину. Іонну силу у природних водах створюють практично тільки головні іони (сольові компоненти), оскільки їх концентрація значно вища за концентрацію іонів біогенних елементів, мікроелементів та органічних сполук. Іонну силу природної води обчислюють за рівнянням:
µ = ½ ∑Сі Zі2,
де Сі , Zі — відповідно концентрації (моль/дм3) і заряди головних іонів (катіонів та аніонів).
За відомою іонною силою досліджуваної води, яка як правило не перевищує 0,1 (табл. 1.1), знаходять fн+. Точну концентрацію іонів водню обчислюють за рівнянням:
[Н+] = 10-рН-рfн+ (моль/дм3),
де рfн+ = - lg fн+
Таблиця 1.1. Коефіцієнти активності іонів водню за різних
Значень іонної сили
Іонна сила µ |
0,005 |
0,001 |
0,0025 |
0,005 |
0,01 |
0,05 |
0,10 |
Коефіцієнт активності fн+ |
0,975 |
0,967 |
0,950 |
0,933 |
0,914 |
0,860 |
0,830 |
рfн+ |
0,011 |
0,015 |
0,022 |
0,030 |
0,039 |
0,066 |
0,081 |
Коефіцієнти активності для проміжних значень іонної сили знаходять екстраполяцією.
Результат вимірювання рН залежить від температури води. У сучасних рН-метрах передбачено автоматичну або ручну температурну компенсацію, яка усуває похибки, пов'язані зі зміною температури досліджуваної проби води.
Потенціометричному визначенню рН не заважають кольоровість і каламутність води, наявність у ній суспендованих речовин, окисників та відновників, а також концентрація солей у пробі. Іноді помилки у вимірюванні рН трапляються за підвищеного вмісту солей натрію або за рН > 10. У таких випадках треба користуватись спеціальними електродами, які додаються до комплекту рН-метра.
Новий скляний електрод вимочують в 0,1 М розчині соляної кислоти не менш як 8 год. Електрод зберігають зануреним у дистильовану воду. Якщо на електроді утворилася плівка сторонніх речовин, то її видаляють за допомогою м'якого ватного тампона, змоченого мийним засобом або органічним розчинником, після чого ретельно промивають дистильованою водою.
Хлоросрібний електрод порівняння заповнюють і періодично доливають насиченим розчином хлориду калію. Всередині електрода завжди мають бути кристали хлориду калію.