Кондуктометрическое титрование

Цель работы -освоить метод кондуктометрического титрования, провести количественный анализ растворов электролитов

Теоретическая часть

Под прохождением электрического тока через вещество понимают движение (перенос) электрических зарядов от одного полюса к другому под действием внешнего электрического поля. Способность вещества проводит электрический ток называется электропроводностью. Мерой электропроводности является количество электричества, выраженное в кулонах, которое за единицу времени проходит через электролит.

Электропроводность растворов электролитов на практике определяют по значению их сопротивления электрическому току, протекающему между двумя погруженными в раствор электродами. Измерение электропроводности растворов (так называемая кондуктометрия) позволяет решить ряд практических задач.

При кондуктометрическом титровании аналитическим сигналом, позволяющим определить точку эквивалентности, является, электрическая проводимость раствора. Этот метод с успехом применяется для анализа окрашенных и мутных растворов, когда визуальное определение точки эквивалентности затруднено. Кондуктометрическое титрование может быть использовано во всех случаях, когда реакция, происходящая при титровании, сопровождается изменением количества ионов в растворе. Это могут быть реакция нейтрализации, осаждения и комплексообразования. Характер кривых титрования зависит от изменения числа ионов и их подвижности.

Рассмотрим три примера.

1. Определение концентрации сильной кислоты путем кондуктометрического титрования щелочью

НСl+ NaOH = NaCl + Н₂О

или в ионной форме:

Н⁺ + ОН^- = Н₂О

При титровании электропроводность раствора уменьшается (рисунок 16.1, кривая 1, от точки А до точки эквивалентности В), так как у ионов Na⁺, заменяющих в процессе титрования ионы H⁺, точнее H₃О⁺, подвижность значительно меньше, к тому же происходит разбавление раствора. В момент нейтрализации электропроводность раствора достигнет минимума. При дальнейшем прибавлении щелочи в растворе будет увеличиваться общее число ионов, среди которых появляются ионы OH^-с большой подвижностью. Вследствие этого электропроводность будет возрастать (рисунок 16.1, кривая 1, от точки В до точки С).

2 Определение концентрации слабой кислоты путем кондуктометрического титрования. Кривая титрования слабой кислоты (СН₃СООН) имеет несколько другой вид (рисунок 16.1, кривая 2). В этом случае протекает реакция:

СН₃СООН + Na⁺ + OH^-→ Na⁺ + СН₃СОО^- + H₂O

Рисунок 16.1 - Кривая кондуктометрического титрования 1 -сильной кислоты сильным основанием (или сильного основания сильной кислотой) 2- слабой кислоты сильным основанием (или слабого основания сильной кислотой)

Во время титрования плохо диссоциирующую уксусную кислоту заменяют хорошо диссоциирующей солью, поэтому электропроводность раствора увеличивается (рисунок 16.1, кривая 2, от точки А до точки эквивалентности В).

ǽ С

А 1

2 В

V_экв V_NaOH

После нейтрализации кислоты электропроводность растет еще более сильно, так как в растворе появляются в избытке гидроксид-ионы OH-, обладающие большой подвижностью (рисунок 16.1, кривая 2, от точки В до точки С).

Количество щелочи, которое соответствует наименьшей электропроводности, полностью нейтрализует взятую кислоту. Зная объем взятой для титрования кислоты, а также объем и концентрацию раствора щелочи, затраченной на нейтрализацию, рассчитать концентрацию титруемой кислоты возможно по уравнению

С₁V₁ = C₂V₂;

где V₁ – объема раствора кислоты, мл; С₁ – концентрация титруемого раствора кислоты, моль/л; V₂ - объем раствора щелочи, пошедший на титрование кислоты, мл; C₂ - концентрация щелочи, моль/л.

3. Определение концентрации ионов серебра (I) в растворе путем кондуктометрического титрования раствором иодида калия. Реакция между нитратом серебра и иодидом калия сопровождается образованием малорастворимого иодида серебра:

AgNO₃ + KI = AI + KNO₃

В ходе реакции ионы Ag⁺ выводятся из раствора, но взамен их появляется эквивалентное количество ионов К⁺. Поскольку подвижности этих ионов различаются мало, в ходе титрования электрическая проводимость раствора до точки эквивалентности остается практически постоянной (рисунок 16.2, от точки А до точки В).

ǽ С

Рисунок 16.2 - Кривая кондуктометрического титрования нитрата серебра раствором иодида калия

А В

V_экв V_KI

Практическая часть

Добавление к раствору после достижения точки эквивалентности первой избыточной капли раствора иодида калия приводит к увеличению проводимости (рисунок 16.2, от точки В до точки С).

Включите прибор в сеть, прогрейте его в течение 5 мин.В колбу налейте 50 см³ исследуемого раствора (хлороводородной или уксусной кислоты) и измерьте его исходную электрическую проводимость

Бюретку заполните раствором титранта (0,1н. NaOH), точная концентрация которого известна. В колбу с исследуемым раствором из бюретки порциями по 0,5 см³ введите раствор титранта. После перемешивания измерьте электропроводность раствора. Вновь прилейте новую порцию титранта, перемешайте и измерьте электропроводность. После добавления каждой новой порции титранта повторяйте операцию. Определите ориентировочный эквивалентный объем титранта V_Э.

Титрование повторите, добавляя титрант вблизи точки эквивалентности порциями по 0,1 см³. Определите точный эквивалентный объем V_Э.

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 881; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 12 13 14 15 161718 19 20 21 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!