Кондуктометрическое титрование используют для определения концентрации электролита в растворе. Этот метод основан на изменении электропроводности в процессе титрования и очень удобен при исследовании окрашенных и мутных растворов.
а) б) с)
Рис.3.4 Кривые кондуктометрического титрования: а) сильной кислоты сильным основанием, б) слабой кислоты сильным основанием, в) смеси сильной и слабой кислот сильным основанием.
При титровании сильной кислоты сильным основанием (рис.3.4а) происходит уменьшение электропроводности раствора в результате связывания ионов Н +, обладающих высокой подвижностью.
HCl + NaOH=NaCl + H2O
H+ + OH- = H2O
Суммарное число ионов в растворе сохраняется, так как ионы водорода эквивалентно заменяются менее подвижными ионами В точке эквивалентности (т.э) в растворе присутствуют только Na+ и Cl-, и электропроводность W=1/R достигает минимума. При дальнейшем добавлении щелочи возрастает, так как появляется избыток щелочи, содержащей ионы гидроксила с большой подвижностью.
|
|
При титровании слабой кислоты (рис.3.4 б) сильным основанием происходит замещение слабого электролита (кислоты), мало диссоциирующего на ионы, на сильный электролит (СН3СООNa)
CH3COOH + NaOH=CH3COONa + H2O
Электропроводность раствора возрастает незначительно (аb) вследствие низкой подвижности образующихся при диссоциации соли ионов. Появление избытка щелочи (Vщ>Vэ) приводит к резкому увеличению электропроводности в результате появления ионов OH -, обладающих высокой подвижностью (bc).
При титровании смеси сильной и слабой кислот первоначальное падение электропроводности объясняется (участок ab на рис. 3.4, в)объясняется теми же причинами, что и при титровании сильной кислоты до достижения точки эквивалентности. Повышение электропроводности раствора после достижения первой точки эквивалентности(на участке bc) вызывается теми же причинами, что и в случае титрования слабой кислоты до точки эквивалентности. После достижения второй точки эквивалентности в растворе накапливаются ионы ОН-, поэтому электропроводность раствора на участке сd растет более резко, чем на участке bc.
Цель работы: Определить концентрацию электролита в растворе методом кондуктометрического титрования.
Порядок выполнения работы:
1. Получить у лаборанта раствор КОН 0,05 моль/л, цилиндр и бюретку на 25 или 50 мл, раствор соляной кислоты неизвестной концентрации.
2. Ячейку промыть дистиллированной водой.
3. С помощью цилиндра налить в ячейку 50 мл раствора соляной кислоты.
4. В бюретку налить раствор щелочи и установить уровень раствора на нулевой отметке.
5. Опустить в стакан электрод с ячейкой и поместить стакан под слив бюретки с раствором щелочи.
|
|
6. Измерить электропроводность раствора кислоты в такане и записать в табл.3.2.
7. Добавлять по 1 мл раствора щелочи, после каждой порции щелочи перемешивать раствор в стакане и измерять его электропроводность. Результаты измерений записывать в табл.3.2. Добавление щелочи проводить, пока не получите 4-5 возрастающих значений электропроводности.
8. По окончании работы выключить прибор и привести в порядок рабочее место.
9. По результатам измерений построить кривую кондуктометрического титрования - зависимость электропроводности раствора W от объема добавленной щелочи Vщ.
10. По графику определить точку эквивалентностиVэ, опустив перпендикуляр на ось абсцисс из точки пересечения двух ветвей кривой.
11. Рассчитать концентрацию соляной кислоты по формуле:
Ск = Cщ∙(Vэ / Vк),
где: С к - искомая концентрация соляной кислоты, Сщ - молярная концентрация щелочи (С=0,05 моль/л), VK - объем взятого для титрования раствора кислоты (50мл), Vэ - эквивалентный объем раствора щелочи, найденный по графику.
Vщ, мл | |||||||||
W,Ом-1 |
Таблица 3.2
Контрольные вопросы
К защите работы:
1. В чем заключается сущность кондуктометрического титрования?
2. В каких случаях можно использовать кондуктометрическое титрование?
3. Можно ли использовать кондуктометрическое титрование для определения концентрации солей?
4. Нарисуйте кондуктометрическую кривую титрования КОН раствором HCI и напишите ионы, присутствующие в растворе для каждого участка кривой.
5. Нарисуйте кондуктометрическую кривую титрования уксусной кислоты раствором КОН.