Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Математика, химия, физика arrow Аналитическая химия

Какой вид имеет кривая кондуктометрического титрования соляной кислоты раствором гидроксида аммония? Объясните вид кривой титрования. Как определяют объем в конечной точке титрования и рассчитывают массу определяемого вещества? Какие приборы и электроды можно использовать для данного титрования?

Ответ: При сливании 2-х растворов в результате протекающей химической реакции изменяется ионный состав раствора, а, следовательно, и его электропроводность. Измеряя электропроводность можно найти эквивалентную точку. Посторонние ионы в этом случае являются фоном и не оказывают влияния на результат анализа. Точка эквивалентности будет выглядеть тем отчетливее, чем заметнее разница между электропроводностями титруемого раствора и титранта.

Рассмотрим несколько случаев:

Титрование слабой кислоты сильным основанием рассмотрим на примере титрования уксусной кислоты гидроксидом натрия:

CH3COOH + NaOH => CH3COONa + H2O

CH3COOН + Na+ + OH- => Na+ + CH3COO- + H2O

CH3COOН + OH- => H2O+ CH3COO-

В результате титрования образуется ацетат натрия, соль, которая подвержена гидролизу: CH3COONa + HOH => CH3COOH + NaOH, сдвигающая рН раствора в сторону щелочной среды. Кроме того, присутствие CH3COONa способствует уменьшению диссоциации слабой кислоты (буферное действие). Эти противоположные эффекты дают кривые с минимумом, положение которого зависит как от концентрации так и силы кислоты.

Титрование слабой кислоты сильным основанием рассмотрим на примере титрования уксусной кислоты гидроксидом аммония:

CH3COOH + NH4OH => CH3COONH4 + H2O

CH3COOH +NH4OH => CH3COO- + NH4+ + H2O

Т.к. концентрация ионов водорода очень мала, то наклон будет небольшой до точки эквивалентности. Также мала концентрация ионов гидроксила вследствие диссоциации NH4OH, поэтому после точки эквивалентности резкого возрастания кривой наблюдаться не будет. Этот случай практически не используется из-за размытости точки эквивалентности.

Титрование смеси сильной и слабой кислот сильным основанием:

CH3COOH + HCl + NaOH => NaCl +H2O + CH3COONa

В этом случае ход кривой изменяется и на кривой титрования наблюдается 2 точки эквивалентности: первая точка будет соответствовать титрованию сильной кислоты, например соляной, если взята смесь соляной и уксусной кислот. Объем, пошедший на титрование слабой кислоты определяется по формуле:

V (CH3COOH) = V2 - V(HCl); (6.1.)

Кривые кондуктометрического титрования. Если отложить по оси абсцисс значения объемов прибавляемого титрованного раствора кислоты (в миллилитрах), а по оси ординат -- величины электропроводности, получится характерная кривая кондуктометрического титрования (рис. 6). Точка эквивалентности при этом титровании совпадает с точкой минимума электропроводности.

Другой вид имеет кривая кондуктометрического титрования нитрата серебра хлоридом бария (рис. 6.1.). В этом случае в процессе титрования не наблюдается заметного изменения электропроводности, но после достижения точки эквивалентности прибавление даже незначительного избытка хлорида бария вызывает повышение электропроводности. Кривые третьего типа получаются при титровании слабых кислот сильными основаниями или слабых оснований сильными кислотами (рис. 6.2.). Здесь электропроводность до точки эквивалентности возрастает менее резко, чем после ее достижения.

Кривая кондуктометрического титрования NaOH раствором HCl

Рис. 6. Кривая кондуктометрического титрования NaOH раствором HCl.

Кривая кондуктометрического титрования AgNOраствором BaCl

Рис. 6.1. Кривая кондуктометрического титрования AgNO3 раствором BaCl2.

Кривая кондуктометрического титрования слабой кислоты сильным основанием

Рис. 6.2. Кривая кондуктометрического титрования слабой кислоты сильным основанием.

Таким образом, форма получаемой кривой кондуктометрического титрования зависит от типа титрования, а изменения электропроводности обусловлены различной подвижностью ионов (в см/сек) в одинаковых условиях опыта.

Из вышесказанного можно сделать следующие выводы:

1. Электропроводность кислот и щелочей намного выше, чем эквивалентных им по концентрации растворов солей.

2. Прямой кондуктометрический метод не пригоден для анализа многокомпонентных систем, что связано с аддитивным вкладом каждого иона в электропроводность системы в целом, но может быть применен для контроля систем, содержащих один электролит.

3. Так как величина электрической проводимости сильно зависит от температуры, измерительную ячейку следует помещать в термостат и проводить анализ при одной и той же определенной температуре.

Схема установки для проведения кондуктометрического анализа включает в себя измерительную ячейку, состоящую из двух электродов, закрепленных на фиксированном расстоянии, которые погружены в анализируемый раствор, помещенный в сосуд произвольной формы. Для уменьшения поляризации используют электроды с сильной развитой поверхностью из химически стойких материалов. Это обычно платина, покрытая платиновой чернью или графит.

Измерение электропроводности растворов электролитов практически сводится к измерению их сопротивления по мостовой схеме Уитстона обычно на приборе Кольрауша.

Наибольшее значение имеет метод, основанный на применении переменного тока. Для питания схемы применяют источники с частотой 50 - 1000 Гц, чтобы исключить побочные процессы на границе гальванического контакта электрод - анализируемая система, такие как электролиз, поляризация, которые приводят к искажению результатов измерения.

Электрическим мостом в технике измерений называют электрический прибор для измерения сопротивлений, емкостей, индуктивностей и других электрических величин, представляющих собой измерительную мостовую цепь, действие которой основано на методике сравнения измеряемой величины с образцовой мерой. Как известно, метод сравнения дает весьма точные результаты измерений, вследствие чего мостовые схемы получили широкое распространение как в лабораторной, так и в производственной практике.

Классическая мостовая цепь состоит из четырех сопротивлений Z1, Z2, Z3, Z4, соединенных последовательно в виде четырехугольника (рис. 6.3.), причем точки А, Е, В, D называют вершинами. Ветвь АВ, содержащая источник питания Un, называется диагональю питания, а ветвь ЕD, содержащая сопротивление нагрузки ZH, - диагональю нагрузки. Сопротивления Z1, Z2, Z3, Z4, включенные между двумя соседними вершинами, называются плечами мостовой цепи.

Название «мостовая цепь» объясняется тем, что диагонали, как мостики, соединяют две противолежащие вершины (диагональ нагрузки, например, ранее так и называлась - мост). Схема, представленная на рис. 6.3., известна в литературе как четырехплечный мост, или мост Уитстона.

Схема мостика Уитстона

Рис. 6.3. Схема мостика Уитстона

и двух резисторов - известной величины R и неизвестной - Rх (рис. 6.4.).

R-мост Уитстона для измерения величин сопротивлений

Рис. 6.4. R-мост Уитстона для измерения величин сопротивлений

Реохорд представляет собой укрепленную на линейке однородную проволоку, вдоль которой может перемещаться скользящий контакт D. Рассмотрим схему без участка ЕD. Замкнем ключ К. Тогда по проволоке АВ потечет ток и вдоль нее будет наблюдаться равномерное падение потенциала от величины a (в точке А) до величины b (в точке В). В цепи АЕВ пойдет ток и будет наблюдаться падение потенциала от a до e (на резисторе Rх) и от e до b (на резисторе R). Очевидно, в точке Е потенциал имеет промежуточное значение e между значениями a и b. Поэтому на участке АВ всегда можно найти точку D, потенциал которой равен потенциалу в точке Е: D=e. Если между точками Е и D включен гальванометр, то в этом случае ток через него не пойдет, т.к. цe - цD= 0.

в этом случае включается, как показано на рис. 6.5.

Мост Уитстона для определения внутреннего сопротивления гальванометра

Рис. 6.5. Мост Уитстона для определения внутреннего сопротивления гальванометра

Если потенциалы e и D равны, то сила тока в диагонали ЕD равна нулю, а поэтому замыкание и размыкание ключа К1 не будут вызывать изменения силы тока в ветвях мостовой схемы, в том числе и в ветви гальванометра.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее