1 Определение значения рНо

1.1 Измерение рН растворов

В мерную колбу вместимостью 25 см³ помещают аликвотную часть 5 см³ раствора соли двухвалентного металла (с(M²⁺) = 0.1 моль/дм³) и объем раствора доводят дистиллированной водой до метки на колбе.

Раствор количественно переносят в стакан вместимостью 100 см³_, добавляют 5 см³ раствора сильной кислоты (с(Н⁺) = 0.1 моль/дм³) и погружают в полученный раствор стеклянный и хлорсеребряный электроды рН-метра. Шарик стеклянного электрода должен быть полностью погружен в исследуемую жидкость. Из бюретки вместимостью 25 см³ при непрерывном перемешивании исследуемого раствора с помощью магнитной мешалки добавляют по 0.5 см³ раствора гидроксида натрия (с(ОН^-) = 0.1 моль/дм³), измеряя рН раствора после добавления каждой порции титранта. Опыт прекращают после второго скачка рН на кривой титрования (не менее 25 см³ титранта).

Экспериментальные значения физических величин представляют в таблице 15.2.

Опыт повторяют еще раз.

Таблица 15.2 – рН раствора в процессе титрования кислого раствора соли металла (II) раствором гидроксида натрия

Опыт 1		Опыт 2
Объем титранта	рН раствора	Объем титранта	рН раствора
Vт, см3		Vт, см3

2 Математическая обработка результатов измерений

2.1 Определение пр по значению рНо

Изображают зависимости рН от объема прилитого титранта.

По кривой титрования определяют:

– объем раствора гидроксида натрия, пошедший на титрование кислоты;

– объем раствора гидроксида натрия, пошедший на осаждение ионов металла;

– рН начала образования гидроксида металла (II).

Рассчитывают в растворе, в момент начала образования осадка:

1) молярную концентрацию всех ионов;

2) ионную силу (I ), по формуле (150);

3) коэффициент активности  ионов М²⁺, исходя из формулы:

_. (178)

где z – заряд иона;

I – ионная сила, моль/дм³.

Коэффициент уравнения (178) описывает зависимость коэффициента активности от свойств растворителя и температуры:

(179)

где N_A = 6.02210²³ моль^-1 – постоянная Авогадро;

_о = 8.85410^-12 Ф/м (Ф  м^-2кг^-1с⁴А²) – диэлектрическая проницаемость вакуума;

 – диэлектрическая проницаемость воды;

k = 1.38110^-23 Дж/К (м²кгс^-2K^-1);

Т – температура, К.

Подставив все постоянные значения физических величин в уравнение (179), получаем:

(дм³/моль)^1/2 . (180)

При Т = 25 С А = 0.509 (дм³/моль)^1/2;

4) активность металла (II) по формуле:

, моль/дм³, (181)

 – коэффициент активности ионов металла (II),

с(M²⁺) – молярная концентрация ионов металла (II), моль/дм³;

5) значение рН_о , исходя из формулы (176);

6) ПР, исходя из формулы (177);

7) среднее значение двух измерений ПР и его стандартное отклонение.

Таблица 15.2 – Значения ПР малорастворимых гидроксидов двухвалентных металлов, рассчитанные по значениям рН_о

Номер опыта	Молярная концентрация ионов, с(Х), моль/дм3			Ионная сила I,	Kоэф-фи-циент активности 	Активность металла (II) а(М+2),	рН	рНо	ПР,
	М+2	SO42-	Na+, Cl-, NO3-