Зависимость электропроводности растворов от концентрации

Электропроводность чистой, тщательно дистиллированной воды близка к нулю и возрастает по мере повышения концентрации раство­ренных в ней веществ.

З ависимость электропроводности растворов от температуры.

Подвижность ионов сильно зависит от температуры раствора, и поэтому с увеличением темпе­ратуры электропроводность возрастает.

 

30.

Прямая кондуктометрия – метод, позволяющий определять концентрацию электролита путем измерения электропроводности раствоа.

Достоинства прямой кондуктометрии: простота эксперимента; высокая чувствительность (до ~10-4 моль/л); сравнительно малая погрешность определения (0,1-2%).

Недостатки прямой кондуктометрии: электропроводность – величина аддитивная и дает информацию об общей концентрации ионов в растворе; малая селективность метода.

Применение прямой кондуктометрии в анализе: для контроля качества дистиллированной воды и жидких пищевых продуктов (молока, напитков и др.); для определения общего содержания солей в минеральной, морской, речной воде; для определения растворимости малорастворимых электролитов; для исследования кинетики химических реакций и расчета констант равновесия.
Достоинства кондуктометрического титрования:

• титрование можно проводить в мутных, окрашенных, непрозрачных средах;
• высокая чувствительность и малая погрешность определения;
• анализ можно автоматизировать.
  Недостатки кондуктометрического титрования:
  относится малая селективность.
  Применение кондуктометрического титрования:
• титрование сильных и слабых кислот, оснований, аминов в широком диапазоне концентраций;
  определение многих катионов (Fе3+, Сu2+, Ni2 и др.) и анионов (Cl-, Br-, I-, оксалат, тартрат, салицилат и др.), общей жесткости
  
• Высокочастотное кондуктометрическое титрование.

31.

Кондуктометрическое титрование – метод анализа, основанный на определении содержания вещества по излому кривой титрования. Кривую строят по измерениям удельной электропроводности раствора, меняющейся в результате химических реакций в процессе титрования.

Кривая титрования – это график зависимости рН среды в колбе от объема добавленного титранта. Кривая титрования характеризуется точкой эквивалентности, точкой нейтральности, скачком титрования, линией нейтральности.

Кривые титрования — кривые, показывающие изме­нение концентраций веществ в процессе прохождения химических и электрохимических реакций титрования.

значение:

• дают возможность обнаружить, в какой мере та или иная реакция проходит количественно, т.е. можно ли ее использовать для титрования (оценка целесообраз­ности титрования);

• дают возможность установить, за изменениями какой величины лучше всего следить в ходе титрования, как эта величина изменяется и как можно обнаружить ко­нец титрования;

• дают возможность найти точку эквивалентности;

• дают возможность подобрать подходящий индикатор.

Построение кривой титрования.

Расчет начинается с определения рН исходного титруемого раствора. Сильные кислоты в водном растворе диссоциированы нацело, поэтому концентрация ионов Н⁺ будет равна концентрации кислоты (НА).

рН = -lgс_НА

Значения рН раствора до точки эквивалентности будут определяться концентрацией неоттитрованной кислоты, так как все добавляемые ионы ОН^- будут связываться.

В точке эквивалентности в системе находится соль и вода, поэтому рН раствора определяется ионным произведением воды, т.е. рН 7. После точки эквивалентности рН среды определяется концентрацией добавленной щелочи: рН = 14 – рОН = 14 + lgс_МОН

 

Рис.1 титрование сильной кислотой сильным основанием.

Требования к индикаторам в методе нейтрализации:

1. резкое отличие в окраске двух форм индикатора в небольшом интервале рН, при добавлении малого количества гидроксид-ионов или протонов Н⁺;

2. изменение окраски должно быть обратимо; видимая окраска индикатора наблюдается лишь внутри интервала перехода окраски.

Выбор индикаторов в методе нейтрализации

 

 

Условия титрования	рН в момент эквивалентности	Индикатор
сильную кислоту титруют сильным основанием		метиловый оранжевый, метиловый красный, фенолфталеин
сильное основание титруют сильной кислотой		То же
слабую кислоту титруют сильным основанием	больше 7 (слабощелочная)	фенолфталеин
Слабое основание титруют сильной кислотой	меньше 7 (слабокислая)	метиловый оранжевый, метиловый красный

дифиринцированного титрования – это метод титрования при котором используется дифференцирующие растворители.

Дифференцирующее действие растворителя проявляется в увеличе­нии различий в силе растворенных в нем протолитов. Такие растворители используют для раздельного титрования смесей кислот или оснований, поскольку различия в показателях констант кислотности или основности веществ, растворенных в подобных растворителях, возрастают по срав­нению с водными растворами, вследствие чего становится возможным их раздельное титрование.

Так, в водном растворе хлорная и хлороводородная кислоты — сильные. В растворе же безводной уксусной кислоты они становятся слабыми с различной силой: для HClO₄ K_a ≈ 10^-4; для HCl K_a ≈ 10^-7.

В безводной уксусной кислоте сила неорганических кислот понижается в следующей последовательности: НСlO₄>HBr>H₂SO₄>HCl>HNO₃. Наиболее сильной кислотой является хлорная кислота, наиболее слабой — азотная. Поэтому при проведении титрования оснований в среде безводной уксусной кислоты в качестве титранта предпочитают выбирать раствор хлорной кислоты как наиболее сильной

Титрование слабой кислоты сильным основанием. Например, CH3COOH(водн.) + NaOH(водн) -> CH3COONa(водн.) + H2O(ж.)

Вертикальная часть кривой этого титрования приходится на область значений рН от 6,5 до 11. Следовательно, удобными индикаторами для него оказываются феноловый красный либо фенолфталеин. Индикаторы с диапазоном изменения окраски, расположенным ниже рН 6, как у метилового оранжевого, не подходят для такого титрования,

Кривая титрования слабой кислоты сильным основанием:

В начальной точке кривой титрования рН раствора будет определяться диссоциацией слабой кислоты. Если титруется уксусная кислота, то рН в водном растворе будет определяться равновесием:

СН₃СООН + Н₂О <=> СН₃СОО^- + Н₃О⁺ или СН₃СООН=СН₃СОО^- + Н⁺

рН = ¹/₂рК_кисл – ¹/₂lgс_кисл

для 0,1 М раствора уксусной кислоты рН = ½(4,76 + 1) = 2,88

При добавлении к раствору СН₃СООН сильного основания (NaOH) в результате реакции появится эквивалентное количество ацетат-иона, который в смеси с уксусной кислотой образует ацетатный буферный раствор. Концентрация ионов водорода (или рН) до точки эквивалентности рассчитывается по формуле:

рН = рК_кисл – lgc_кисл + lgс_соли

Для расчета участка кривой титрования 100 мл 0,1 М СН₃СООН до точки эквивалентности задаемся несколькими объемами щелочи (0,10 М NaOH).