Заняття №14

Тема: Потенціометрія. Визначення окисно-відновного потенціалу.

Актуальність теми: Потенціометричний метод дозволяє визначити концентрацію йонів водню в розчинах і різних біологічних рідинах. Наявність доступних вимірювальних приладів робить цей метод широко використовуваним на практиці. Знання закономірностей виникнення електродних потенціалів, будови електродів, вимірювання рН середовища дає в руки медиків інструмент для діагностики і коректування важливого показника різних рідин внутрішнього середовища організму.

Навчальні цілі:

Знати: суть методу потенціометрії, який дозволяє визначити концентрацію йонів в різних середовищах, будову електродів, принцип вимірювання за допомогою потенціометра.

Вміти: підготувати прилад до роботи, вимірювати рН різних розчинів і біологічних рідин, провести потенціометричне титрування і визначити концентрацію досліджуваного розчину.

Самостійна позааудиторна робота студентів.

1. Механізм виникнення подвійного електричного шару.

2. Електродний потенціал, фактори від яких залежить його значення.

3. Рівняння Нернста для окисно-відновних систем.

4. Стандартні електродні потенціали.

5. Класифікація електродів.

6. Електроди визначення. Скляний електрод, йонселективні електроди.

7. Електроди порівняння. Водневий електрод. Хлорсрібний електрод.

8. Суть потенціометричного методу визначення рН розчинів і біологічних рідин.

9. Потенціометричне титрування. Які електроди при цьому застосовуються?

10. Криві потенціометричного титрування. Визначення точки еквівалентності графічним методом.

11. Застосування методу потенціометрії в медицині.

12. Зубні протези в стоматології. Проблеми гальванозу.

Контрольні питання.

1. Електродні потенціали, причини виникнення.

2. Рівняння Нернста.

3. Електроди 1 і 2-го роду.

4. Що таке стандартні електродні потенціали?

5. Будова і принцип дії водневого електроду.

6. Будова і принцип дії електроду порівняння.

7. Будова і принцип дії скляного електроду.

8. Будова і принцип дії мембранного електроду.

9. Як визначають стандартні електродні потенціали?

10. Що таке потенціометричне титрування?

11. Які складові необхідні для визначення рН розчину?

12. Як визначити точку еквівалентності при потенціометричному титруванні?

13. Що таке йонселективний електрод?

14. При потенціометричному титруванні до 20 мл розчину NaOH додавали по 1 мл розчину HCl C_(HCl) = 0,15 моль /л. При цьому рН розчину змінювалось дуже повільно і до досягнення рН 9,7 було витрачено 14 мл розчину HCl. Після цього розчин HCl стали додавати порціями по 0,1 мл і при додаванні 0,4 розчину HCl рН різко змінився до 4,3. Розрахувати молярну концентрацію еквівалентів NaOH .

Самостійна робота на занятті.

Виконати лабораторні роботи:

1. Визначити потенціометричним методом рН розчинів електролітів та біологічних рідин.

2. Порівняти одержані дані з теоретичними значеннями.

3. Визначити концентрацію розчину хлоридної кислоти методом потенціометричного титрування розчином гідроксиду натрію.

Методика виконання роботи

Робота 1 Потенціометричне визначення рН розчинів електролітів та біологічних рідин.

рН- метр включають у електромережу на 15-20 хв. для прогріву. Хлорсрібний і скляний електрод разом із термометром під’єднюють до вимірювального блоку приладу і опускають у досліджуваний розчин. Ручку термокомпенсації ставлять навпроти значення за показом термометра. Натискають на клавішу «рН» і клавішу діапазон вимірювань

«1-14». Відмітивши покази приладу, на їх підставі натискують клавішу, яка відповідає більш вузькому діапазону рН. Записують визначення рН розчинів і біологічних рідин у таблицю:

№ п/п	Досліджуваний розчин	Кд	рН
			експериментально	теоретично
1	0,1 М НСООН	1,77*10-4
2	0,1 М СН3СООН	1,75*10-5
3	0,1 М ССІ3СООН	1,4*10-3
4	0,1М NH4OH	1,77*10-5
5	Шлунковий сік
6	Сироватка крові

Використовуючи дані таблиці, обчислити теоретичне значення рН досліджуваних розчинів слабких електролітів. Зробити висновки, порівнюючи числові значення рН одержані експериментально і теоретично.

Після роботи, сполоснувши електроди дистильованою водою, залишити їх в дистильованій воді. Вимкнути прилад.

Робота 2 Визначення концентрації соляної кислоти методом потенціометричного титрування гідроксидом натрію.

В чистий стакан відміряють 20 мл досліджуваного розчину НСІ, вносять в нього магнітик і ставлять на магнітну мішалку. Над посудиною прилаштовують мірну бюретку з 0,1 М розчином NаОН. Занурюють електроди (хлорсрібний і скляний) у досліджуваний розчин, вмикають рН-метр і вимірюють рН розчину до введення титранту і після кожної порції його додавання по 0,5 мл стандартного розчину результати вимірювання заносять у таблицю:

№ п/п	Об’єм титранту, мл	рН

За результатами вимірювань будують графік (криву титрування). На осі абсцис відкладають об’єм титранту (NаОН), а на осі ординат – відповідні значення рН.

Знайшовши за графіком еквівалентну точку і опустивши з неї перпендикуляр на вісь абсцис, установлюють об’єм лугу, який витрачено на титрування певного об’єму досліджуваного розчину кислоти.

Користуючись відомим співвідношенням С_k*V_k=C_л*V_л, визначити концентрацію кислоти і зробити висновок.