Питання та вправи для самоконтролю
1. У чому сутність кондуктометричних методів аналізу?
2. Від яких факторів залежить рухливість іона у розчині: а)температура, б) концентрація іона, в) природа іона, г) присутність фонового електроліту, д) швидкість перемішування розчину?
3. Який вигляд мають криві кондуктометричного титрування для реакцій кислотно-основної взаємодії.
4. У яких розчинах: а) HCl + H2SO4; б) HCl + CH3COOH; в) H2SO4 + CuSO4; г) H2SO4 + Na2SO4 можливо визначити вміст обох компонентів методом кондуктометричного титрування розчином NaOH?
5. У яких розчинах: а) NaOH + NH4OH; б) NaOH + KOH; в) NaOH + NaCl можливо визначити вміст обох компонентів методом кондуктометричного титрування розчином HCl?
6. Визначте переваги методу кондуктометричного титрування: а) висока точність, б) висока чутливість, в) можливість титрування каламутних і забарвлених розчинів, г) можливість аналізу сумішей двох речовин без попереднього розділення, д) можливість титрування у присутності сторонніх електролітів.
7. Суміш HCl і CH3COOH, що аналізується, вмістили у мірну колбу місткістю 50,00 мл і довели водою до мітки. При титруванні 10,00 мл розчину розчином з молярною концентрацією NaOH 0,1 моль/л (стала посудини k = 1,104) отримали результати:
V(NaOH), мл 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00
χ, Cм 2,50 2,20 1,90 1,93 1,96 2,00 2,20 2,50 2,85 3,20.
Побудуйте криву титрування і визначте масу HCl і CH3COOH у вихідному розчині. (В:0,1812 г HCl і 0,1160 г CH3COOH).
3.2. Потенціометричні методи аналізу
Потенціометричний метод заснований на залежності потенціалу індикаторного електроду від концентрації йонів, що визначаються.
У загальному випадку потенціал розраховується за формулою Нернста:
де
-
електродний потенціал в умовах досліду,
В;
-
стандартний електродний потенціал, В;
R -
універсальна газова стала, Дж/(моль·К);
F -
стала Фарадея Кл/моль; Т -
абсолютна температура, К; z -
число електронів, що беруть участь у
елементарному акті електрохімічної
реакції;
-
активність.
Існують методи визначення аніонів, катіонів і активних нейтральних молекул. При цьому використовуються різноманітні типи електродів.
Електрод, який чутливий до даного виду йонів, чи речовини називається індикаторним. Він завжди використовується в парі з електродом порівняння (каломельним або хлоридсрібним). Можливо безпосереднє визначення концентрації електрохімічно-активної речовини по електродному потенціалу. Для цього будують калібрувальний графік залежності від lgс, що частіше усього має лінійний характер. За допомогою графіка по визначеному значенню знаходять концентрацію невідомого розчину.
Інший
спосіб - потенціометричне
титрування: відновлена форма (титрат)
титрується окислювачем - титрантом.
У цьому випадку, наприклад, в ацидометрії,
криві потенціометричного титрування
мають вигляд, приведений на рис.20. Точка
еквівалентності буде знаходитися в
тому місці кривої, де є максимум, тобто
в області найбільшої швидкості зміни
функції. Якщо хвиля на графіку полога,
то більшу точність має диференціальний
графік (рис. 21). Для його побудови
використовується графічне диференціювання.
Рис. 20. Інтегральний графік
потенціометричного титрування
Рис. 21. Диференціальний графік потенціометричного титрування.
Особливе місце серед потенціометричних методів займають методи, які засновані на вимірюванні рН. Для цього використовують рН-метри та іономіри.