3. Потенціометричне визначення рН, розрахунок константи дисоціації слабкої кислоти

Потенціометричний метод визначення рН розчину слабкої кислоти дає можливість розрахувати константу дисоціації. Якщо для досліду взяти слабку кислоту , то відомий математичний вираз закону розведення Оствальда:

можна замінити рівністю: ,

де К – константа дисоціації кислоти;

 – ступінь дисоціації;

с(х) – молярна концентрація кислоти.

Молярна концентрація йонів водню в розчині слабкої кислоти зв’я- зана з ступінню дисоціації і константою дисоціації відношенням:

.

Логарифмуючи рівність , одержуємо

.

Звідси .

Виконання роботи полягає у визначенні рН розчину слабкої кислоти з відомою молярною концентрацією. Для вимірювань рекомендується брати розчини з молярною концентрацією від 0,01 моль/л до 0,5 моль/л.

У хімічний стаканчик об’ємом 50 мл наливають 20–30 мл дослід- жуваного розчину слабкої кислоти. У розчин обережно занурюють елек- троди, щоб кулька скляного електроду повністю знаходилася у розчині. Вимірюють рН розчину за допомогою рН-метра і розраховують рК за формулою .

Потім за допомогою таблиці антилогарифмів визначають константу дисоціації. Порівняти одержану величину з табличною. Визначити абсо-лютну і відносну похибку.

Іх. Хімічна кінетика і каталіз

1. Визначення швидкості розкладу тіосульфатної кислоти

Для роботи необхідно: 0,1 моль/л розчин ; 1 моль/л; штатив з пробірками; бюретка; секундомір.

Тіосульфатна кислота утворюється при взаємодії тіосульфату натрію з сульфатною кислотою:

Реакція протікає дуже швидко. Розклад тіосульфатної кислоти проходить відносно повільніше:

Дослід 1. Залежність швидкості розкладу тіосульфатної кислоти від її молярної концентрації

У три пробірки наливають із бюреток розчин з молярною концентрацією с₁= 0,1 моль/л і дистильовану воду в об’ємах, що вказані в табл. 1. У другі три пробірки наливають із бюреток по 0,005 л розчину (с()= 1 моль/л). Зливають попарно приготовлені розчини і, перемішують і відмічають за секундоміром час (t) від моменту зливу розчинів до помутніння у результаті появи осаду сірки.

Молярну концентрацію тіосульфату натрію с₂() і початкову молярну концентрацію тіосірчастої кислоти с() у приготовлених сумішах розраховують за формулою:

,

де V() – об’єм розчину тіосульфату натрію, який додали, л;

V_{(суміші)} – об’єм суміші, що досліджується, л.

Таблиця 1

№ досліду	Об’єми розчинів, 10-3м3			с(H2S2O3) у суміші, що досліджується, кмоль/м3	t, с
	Na2S2O3	Н2О	H2SO4
1.	0,001	0,004	0,005	0,01
2.	0,003	0,002	0,005	0,03
3.	0,005	0,000	0,005	0,05

Роблять висновки про вплив молярної концентрації тіосірчастої кислоти на швидкість протікання реакції, порівнюючи час від моменту зливання розчинів до помутніння у результаті появи осаду сірки.

Дослід 2. Залежність швидкості розкладу тіосульфатної кислоти від температури

У три пробірки наливають по 0,005 л розчину з молярною кон- центрацією с() = 0,1 моль/л, у три інші – по 0,005 л розчину зс() = 1 моль/л. Поміщають усі пробірки у стакан з водою і через 5 хвилин, вимірявши температуру води у стакані, зливають вміст однієї пари пробірок з розчинами і , відмічають час t від моменту злива розчинів до помутніння у результаті появи осаду сірки. Потім приливають у стакан трохи гарячої води, щоб температура збільшилась приблизно на 10 К. Витримують розчини при цій температурі 5 хвилин і зливають вміст другої пари пробірок із розчинами:і , відмічаючи час від моменту зливу розчинів до помутніння у результаті появи осаду сірки. Дослід з останньою парою пробірок проводять при температурі приблизно на 20 К вище початкової. Результати заносять у табл. 2.

Таблиця 2

№ дослідів	Температура, К	t, с
1.
2.
3.

Роблять висновок про вплив температури на швидкість хімічної реак- ції, будуючи графік залежності .

2. КАТАЛІТИЧНИЙ ВПЛИВ ЙОНІВ ФЕРУМУ НА ШВИДКІСТЬ ОКИСЛЕННЯ ЙОДИСТОВОДНЕВОЇ КИСЛОТИ ПЕРСУЛЬФАТОМ АМОНІЮ

Для роботи необхідно: 0,5 моль/л розчини КІ, Н₂SO₄, СuSO₄, FeSO₄, (NH₄)₂S₂O₈; термостат; холодильник; дистильована вода; розчин крохмалю; конічні колби на 250 мл, піпетка.

Реакція окислення йодистоводневої кислоти персульфатом амонію можна описати рівнянням:

.

Ця реакція відбувається повільно. При наявності каталізатора – йонів міді і заліза – ця реакція істотно прискорюється.

У роботі експериментально визначають вплив йонів заліза і міді на швидкість окислення.