МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет"

Кафедра промышленной теплоэнергетики.

(наименование кафедры)

Махин Олег Сергеевич

(фамилия, имя, отчество студента)

Факультет

ЭиТ

курс

1

группа

615

ОТЧЁТ

о лабораторном практикуме №2 определение уровня pH в природных и сточных водах

Отметка о зачёте

(дата)

Руководитель практикума

старший преподаватель

Новожилова А. В.

(должность)

(подпись)

(и.,о., фамилия)

Архангельск

2011

1. Понятие рН.

Водородный показатель рН – это мера активности ( в случае разбавленных растворов отражает концентрацию) ионов водорода в растворе, количественно выражающая его кислотность. Вычисляется как отрицательный (взятый с обратным знаком) десятичный логарифм активности водородных ионов, выраженной в моль/дм³:

рН = -lg [H⁺].

2. Понятие рОн.

Показатель основности раствора рОН – это обратная величина рН, равная отрицательному десятичному логарифму концентрации ионов ОН^- в растворе:

pOH = -lg [OH^-]; pOH = 14 – pH

3. Методы определения уровня рН.

Индикаторный метод.

Для грубой оценки концентрации водородных ионов широко используются кислотно-основные индикаторы – органические вещества-красители, цвет которых зависит от рН среды. К наиболее известным индикаторам относятся лакмус, фенолфталеин, метилоранж и др.

Определение рН индикаторным методом затруднено для мутных или окрашенных растворов.

Для быстрого анализа неизвестных растворов применяются рН-индикаторная бумага, имеющая точность определения рН не более ±1, что недостаточно для контроля качества природной, питьевой или сточной воды.

Потенциометрический метод.

Использование специального прибора – рН-метра – позволяет измерять рН в более широком диапозоне и более точно (до 0, 01 единицы рН), чем с помощью индикаторов.

Потенциометрический метод анализа – это электрохимический метод, основанный на измерении потенцила индикаторного (измерительного) электрода, значения которого селективно зависят от активной концентрации определяемого иона.

Способ отличается удобством и высокой точностью, особенно после калибровки индикаторного электрода в избранном диапазоне рН. Можно определить рН в растворах, в которых индикаторное определение невозможно.

Аналитический метод.

Определение производится путем кислотно-основного титрования и также дает точные результаты кислотности растворов. Раствор известной концентрации (титрант) по каплям добавляется исследуемому раствору, в который введен индикатор. При их смешивании протекает химическая реакция. Точка эквивалентности – момент, когда титранта точно хватает, чтобы полностью завершить реакцию, - фиксируется с помощью изменения цвета раствора. Далее по известным концентрации и объему добавленного раствора титранта вычисляется кислотность или щелочность раствора.

4. Характеристика электродов, используемых при потенциометрическом методе определения рН.

Хлорсеребряный электрод.

Представляет собой систему Cl^- | AgCl, Ag. Он состоит из серебряной проволочки, покрытой равномерным слоем хлорида серебра и погруженной в раствор хлорида калия, содержащий некоторое количество хлорида серебра, хорошо проводящего электрический ток. Электрод легко воспроизводим, прост в изготовлении, мало зависит от побочных реакций.

Ионоселективные электроды.

Ионоселективные электроды - это индикаторные (измерительные) электроды с высшей специфичностью к отдельному иону. Наибольшее применение получили ионоселективные электроды со стеклянной мембраной, а также мембраной из твердых и жидких ионитов разных типов.

Стеклянный электрод.

Стеклянный электрод – особый класс индикаторных ионоселективных электродов, характерной реакцией которых является обмен ионов (Н⁺, Na⁺ и др.) между двумя фазами: анализируемым раствором и стеклом электродной мембраны. Чувствительная мембрана выполнена в виде шарика и соприкасается с наружной стороны с анализируемым раствором, а с внутренней стороны- с внутренним раствором, заполняющим шарик. Определение потенциала стеклянного электрода производится путем измерения разности потенциалов между двумя сторонами стеклянной мембраны (шарика).