Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОДОВОЛЬСТВИЯ

Кафедра химии Лабораторные работы

по дисциплине «Аналитическая химия»

по теме:

Электрохимические методы анализа

Специальность 1 - 49 01 02 «Технология хранения и переработки животного сырья»

Специализация: 1 - 49 01 02 02 Технология молока и молочных продуктов

Проверил Выполнили

Автушенко В.В. студенты группы ТЖМ – 101

___________________________ _____________________________

_____________________________

_____________________________

«_____» ______________ 2011 г. «_____» ______________ 2011 г.

Могилев 2011

Лабораторная работа № 1 Потенциометрическое кислотно-основное титрование

1.1 Цель работы: освоить методику потенциометрического кислотно-основного титрования, определить содержание сильной кислоты, слабой кислоты или их смеси в анализируемом растворе.

1.2 Приборы и реактивы: универсальный милливольтметр, электроды (хлорсеребряный и стеклянный), бюретка объемом 25 мл, пипетки объемом 10 мл, стакан, мерная колба объемом 100 мл, мешалка, стандартный раствор гидроксида натрия с концентрацией 0,1 моль/л.

1.3 Теоретические основы метода

Потенциометрические методы основаны на измерении электродвижущих сил (ЭДС):

ΔЕ = Е₁ – Е₂

где ΔЕ – электродвижущая сила, Е₁ и Е₂ – потенциалы электродов исследуемой цепи.

Один электрод является электродом сравнения, а второй электрод – индикаторным. Электроды сравнения имеют устойчивый во времени потенциал, не зависящий от концентрации ионов в анализируемом растворе. В качестве электродов сравнения чаще всего используют электроды второго рода – хлорсеребряный и каломельный. Потенциал индикаторного электрода зависит от концентрации определяемого иона. Эта зависимость выражается уравнением Нернста:

где Е° – стандартный потенциал окислительно-восстановительной системы; R – газовая постоянная, равная 8,31441 Дж∙моль^–1∙К^–1; T – абсолютная температура, К; F – постоянная Фарадея, равная 96485 Кл·моль^–1, n – число электронов, принимающих участие в реакции, a_ox, a_red – активности соответственно окисленной и восстановленной форм.

В данной работе в качестве электрода сравнения используется хлорсеребряный электрод, а в качестве индикаторного – стеклянный.

Хлорсеребряный электрод (рисунок 1) представляет собой серебряную проволоку или пластину (1), покрытую слоем AgCl и помещенную в раствор KCl (2). Уравнение Нернста для хлорсеребряного электрода имеет вид:

Как видно из уравнения, потенциал хлорсеребряного электрода зависит от активности хлорид-ионов. Обычно используется насыщенный раствор KCl.

Стеклянный электрод (рисунок 2) представляет собой тонкостенный стеклянный шарик (1), заполненный раствором HCl или каким-либо буферным раствором (2). Внутрь шарика помещают хлорсеребряный электрод (3). Достоинствами стеклянного электрода являются простота работы, применимость в широких диапазонах рН, быстрое установление равновесия. К недостаткам можно отнести хрупкость конструкции и усложнение работы при переходе к сильно щелочным и сильно кислым растворам.

Рисунок 1 – хлорсеребряный электрод

Рисунок 2 – стеклянный электрод

Потенциометрическое титрование основано на определении точки эквивалентности по результатам потенциометрических измерений. Вблизи точки эквивалентности происходит резкое изменение (скачок) потенциала индикаторного электрода. В кислотно-основном потенциометрическом титровании протекает реакция нейтрализации, в ходе которой резко меняется концентрация ионов водорода в анализируемом растворе, что и фиксируется изменением потенциала стеклянного электрода. Измерение рН производится прибором рН-метром.