Работа № 5. Потенциометрическое титрование смеси органических кислот в неводной среде.

1.Дайте определение следующим понятиям: потенциал, эдс, гальванический элемент, электроды I, II. III рода, индикаторный электрод, электрод сравнения.

Электрод сравнения-это электрод имеющий постоянный потенциал. В качестве электродов сравнения используется нормальный водородный электрод (НВЭ),каломельный и хлорсеребряный электроды.

Электродвижущей силой (ЭДС) гальванического элемента называется измеренная разность потенциалов между двумя электродами

Электродом I рода называется электрод, представляющий собой металл, опущенный в раствор, содержащий хорошо растворимую соль этого металла и обратимый вокруг этого катиона. Например: Zn|ZnSO₄, Al|AlCl₃, Fe|FeSO₄.

Электродом II рода называется электрод, представляющий собой металл, покрытый слоем своей трудно растворимой соли, содержащей одноименный анион и обратимый вокруг этого аниона. Примерами электродов II рода могут служить каломельный и хлорсеребряный электроды.

Электродом III рода называют электрод, представляющий собой платину, опущенную в раствор смеси окислителя и восстановителя: Pt | Fе²⁺ Fе³⁺,

Гальваническим элементом называется система, состоящая из двух электродов, погруженных в электролит, в которой происходит преобразование химической энергии в электрическую за счет окисли­тельно-восстановительной реакции.

Два электрода, погруженные в соответствующие растворы, имеют свои собственные потенциалы и образуют гальванический элемент, ЭДС которого равна алгебраической разности этих потенциалов:

ЭДС = Е1 – Е2

При погружении металлического электрода (пластинки) в раствор хорошо растворимой соли того же металла, между твердой и жидкой фазами устанавливается равновесие:Ме0 Men+ + n .

Металлическая пластинка заряжается, т.е. приобретает вполне определенный потенциал, величина которого зависит как от природы металла, так и от природы и концентрации (активности) раствора.

Индикаторным называется электрод, потенциал которого зависит от концентрации анализируемых ионов в растворе.

2.Сущность метода прямой потенциометрии.

Прямая потенциометрия используется в основном для измерения рН растворов. Для проведения такого анализа берут два электрода и погружают их в испытуемый раствор. Один электрод является индикаторным, другой – электродом сравнения.Прямую потенциометрию называют методом малых концентраций, так как можно работать с разбавленными растворами, при которых f = 1, тогда а = с.

Этот вид измерений находит применение в научно – исследовательской практике носит прямолинейный характер. В качестве индикаторных электродов метода рН – метрии используются водородный, хингидронный, стеклянный и ряд других.

3.Сущность метода потенциометрического титрования.

Потенциометрическое титрование чаще всего используют в титриметрическом анализе для определения точки эквивалентности. При потенциометрическом титровании концентрация (активность) участвующих веществ или ионов все время изменяется, следовательно, изменяется и равновесный потенциал электрода. Точка эквивалентности определяется как точка максимума на кривой. Потенциометрическое титрование проводят по реакциям:

• нейтрализации,

• окисления-восстановления,

• осаждения,

• комплексообразования.

В качестве электрода сравнения применяется хлорсеребрянный электрод.

Потенциометрическое титрование имеет ряд преимуществ по сравнению с визуальными титриметрическими методами анализа. Этот метод более чувствителен и дает возможность определить вещества в мутных и сильно окрашенных растворах, титровать вещества раздельно в одной и той же порции раствора и наконец, автоматизировать процесс титрования.

К некомпенсационным методам можно отнести и потенциометрическое титрование с биметаллической парой электродов. Этот метод основан на том, что некоторые инертные металлы с разной скоростью отзываются на изменение потенциала системы. Например, платина быстро реагирует на изменение отношения концентраций окисленной и восстановленной формы, а вольфрам медленно. Поэтому, если опустить платиновый и вольфрамовый электроды в титруемый раствор, содержащий окислительно-вос­становительную систему, и измерять разность потенциалов меж­ду ними в ходе титрования, то до точки эквивалентности она бу­дет близка к нулю, а в точке эквивалентности резко возрастет.

Скорость некоторых окислительно-восстановительных реак­ций, особенно с участием органических веществ, оказывается не­достаточной для использования их в титрометрических методах. В этих случаях электроды поляризуют путем пропускания не­большого тока (1,0 - 5,0 А), что резко увеличивает скорость установ­ления равновесных потенциалов и существенно — скачок титро­вания. Титрование под током позволяет проводить анализ систем, которые в отсутствии тока потенциометрически не титруются