Используемое оборудование

Основной частью установки является рН-метр (иономер). Принцип его действия и работа с ним описана в лабораторной работе № 3.5 “Измерение рН растворов”. Стакан с титруемым раствором, в который помещена электродная система рН-метра, включающая стеклянный электрод (индикаторный) и хлорсеребряный электрод сравнения, устанавливается на столике магнитной мешалки. В отверстие держателя электродов вставляются термокомпенсатор рН-метра и кончик бюретки.

Выполнение работы

Приготовить 250 мл 0,1 н щёлочи и по 200 мл растворов соли 4–5 концентраций. В стакан емкостью 200 мл налить 100 мл наиболее концентрированного раствора соли. Стакан поставить на столик магнитной мешалки и погрузить в раствор активатор мешалки и электроды рН-метра. Над стаканом закрепить бюретку со щёлочью. Измерить рН раствора с точностью 0,01. Всякий раз отсчёт показаний производить, дождавшись установления постоянства показания прибора.

Включить магнитную мешалку и, добавив 0,2 мл щёлочи, снова измерить рН, не останавливая вращение мешалки. Продолжая добавлять по 0,2 мл щелочи, измерять рН после каждого добавления титранта. Когда рН начнёт изменяться менее чем на 0,1 после добавления очередного объёма щёлочи, можно приливать по 0,5 мл. Как только рН опять начнёт изменяться более чем на 0,1, щёлочь добавлять снова по 0,2 мл, а титрование продолжить до тех пор, пока с этого момента рН не увеличится на полторы единицы. Выключить мешалку, сполоснуть водой стакан, электроды и активатор мешалки и титровать следующие растворы. Наиболее разбавленные растворы начинать титровать, добавляя по 0,1 мл щелочи.

Кривые титрования изобразить на одном рисунке в таком масштабе, чтобы не снизить точность измеренных величин. По начальным значениям рН растворов соли рассчитать её константу гидролиза K_h , используя уравнение (3.47.2), и константу диссоциации K_B соответствующего слабого основания. Построить графическую зависимость¹ рН₀ от lga_ , из которой определить .

Результаты измерений и расчётов свести в таблицу.

рН0

VB

cS

lgcS

I

lga

Kh

KA

Определить средние значения произведения растворимости и константы диссоциации слабого основания и константы гидролиза соли.

Вопросы для самопроверки

1. Объясните форму кривой титрования соли металла побочной подгруппы щелочью. Как изменение концентрации соли повлияет на форму кривых титрования?

2. Какие факторы и почему влияют на наклон второго участка кривой титрования щёлочью соли металла побочной подгруппы?

3. Выведите уравнение (3.52) и (3.47.2).

4. Как будет изменяться рН гидратообразования при увеличении концентрации соли? Почему?

Задачи

1. При каком рН начнёт выпадать осадок Со(ОН)₂ (произведение растворимости 210^–15) из 0,1 М раствора СоСl₂ ( = 0,52)?

2. При титровании 100 мл раствора соли трехвалентного металла и одноосновной кислоты 0,05 н раствором щёлочи получены следующие данные. Участок на кривой титрования, соответствующий малому изменению рН, начался при рН = 3,92; до этого было израсходовано 1,2 мл щелочи. Резкий рост рН произошёл, когда в титруемый раствор было добавлено 16,8 мл щелочи. Вычислить произведение растворимости гидроксида М(ОН)₃.