WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 ||

Этап 1. Приготовление рабочего раствора и определение его концентрации В мерный цилиндр на 1 л вливают 150 мл имеющегося в лаборатории исходного раствора серной кислоты (0,1 М) и доводят дистиллированной водой до 1 л. Концентрация полученного рабочего раствора серной кислоты, в соответствии с (3.25), примерно составляет 0,015 М. Для ее окончательного уточнения после тщательного перемешивания раствора отбирают пипеткой 50 (точно!), выливают в коническую колбу на 100 мл и титруют 0,1 М раствором щелочи с индикатором "метиловый оранжевый". Из результатов трехтитрований берут среднее значение объема щелочи, пошедшей на нейтрализацию, и находят начальную концентрацию рабочего раствора Снач.

Этап 2. Проведение электролиза Собирают установку, представленную нарис. 3.9.

R Рис. 3.9. Установка для мА определения чисел переноса методом Гитторфа:

1 - анодное пространство;

1 2 - катодноепространство;

3 - электролитический мостик с краном.

В два одинаковых стакана на 500 мл вливают по 400 мл рабочего раствора и соединяют их электролитическим мостиком (3). Затем в стаканы опускают платиновые или свинцовые электроды и подключают их к источнику постоянного тока через сопротивление R. С помощью этого сопротивления быстро задают силу тока около 50 мА и включают секундомер.

Электролиз ведут 50 - 60 минут. Ток контролируют по миллиамперметру, записывая показания каждые 2 – 3 мин. При использовании стабилизатора тока сопротивлениенагрузки R следует исключить.

Внимание! Будьте очень осторожны! Напряжение на электродах в ходе электролиза может быть 200 В и выше! После завершения электролиза выключают источник тока, отсоединяют электроды от электрической цепи и открывают кран мостика (3), чтобы раствор стек в католит и анолит.

Этап 3. Определение концентрации H2SO4 в католите после электролиза Удалив из стакана катод, размешивают католит, а затем трижды титруют аликвоты по 50 мл раствором NaOH (см. Этап 1), определяя конечную концентрацию рабочего раствора в католитеСKOH.

ОБОРУДОВАНИЕ, РЕАКТИВЫ, МАТЕРИАЛЫ Ячейка для определения чисел переноса; стенд; Т-образная ячейка для измерения сопротивления растворов два стакана на 500 мл ;

;

электролитический мостик; два платиновых и два свинцовых электрода;

генератор постоянного тока (Umax = 300 B); миллиамперметр до 50 мА ;

магазин сопротивлений на 105 Ом; секундомер; мерная посуда; конические колбы на 100 и 250 мл ; 6 - 8 конических колб на 50 мл ; индикатор "метиловый оранжевый"; растворы HCl, H2SO4, NaOH и KOH (С = 0,1 моль/л); резиновая груша; фильтровальная бумага.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ Если работа выполнялась по Варианту 1, по ее результатам представляют калибровочный график 1/Rx - С, указывают исходную концентрацию рабочего раствора Сисх и концентрацию католита после электролиза Скон. В Варианте 2 указывают только обе концентрации рабочего раствора серной кислоты – исходную и конечную.

Далее рассчитывают заряд, пропущенный через раствор. Если сила тока в опыте оставалась постоянной, то Q = I t, причем сила тока выражается в ампераха время проведения электролиза – в секундахЕсли же,.

ток менялся, определяют заряд графическим интегрированием зависимости I от t как площадь под этой кривой. Наконец, вычисляют изменение концентрации раствора в катодном пространстве (с учетом знака):

С = Скон – Сисх.

Число переноса анионаврастворах кислот вычисляют по формуле tA = - (F/Q). СVкат; (3.26) число переносакатиона врастворахщелочей - tK = (F/Q).СVкат. (3.27) В этих формулах F = 96 500 Кл/моль, Vкат - объем католита (в Варианте 1 - 0,01 л, в Варианте 2 - 0,4 л ).

Формулируя выводы к работе, необходимо ответить на следующие вопросы:

1. Каковы вычисленные по формуле (3.26) или (3.27) значения tA или tK, а также найденное значение числа переноса для иона противоположного знака 2. Соответствуют ли значения tA или tK справочным величинам, какова относительная погрешность измерения 3. Какие числа переноса Вы получили - истинные или кажущиеся Почему ЛИТЕРАТУРА 1. Физическая химия / К.С. Краснов Н.К. Воробьев, И.Н. Годнев и, др.; Под редК.С. Краснова: В 2-x кн. – М., 1995. – Кн. 2. – С. 32 - 37.

.

2. Дамаскин Б.Б. Электрохимия / Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий, Г.А.

Цирлина. - М., 2001. - С. 129 135.

- 3. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия / Л.И. Антропов. - М., 1984. - С. 102 – 106; 102 - 109.

4. Справочник по электрохимии / Под. ред А.М. Сухотина - Л.,..

1981. – С.80-87.

5. Краткий справочник физико-химических величин / Под. ред.

А.А. Равделя, А.М. Пономаревой. - Л., 1983. – С.122.

Работа КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКОЕ ТИТРОВАНИЕ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ В объемном анализе, когдарастворы окрашены или мутны, цветные индикаторы применяться немогут. В этих случаях определение точки эквивалентности возможно на основе зависимости удельной электропроводности титруемой смеси ж от объема постепенно прибавляемого титрующего раствора V. При эквивалентных количествахреагентовкривая -V ж часто имеет настолько четкий излом, что регистрация этого момента не вызывает затруднений. На практике фиксируется сопротивление Rx титруемого раствора в ячейкедля определения электропроводности. Поскольку ж ~1/ RX, то момент нейтрализации можно сразу находить из зависимости 1/Rx от V или непосредственно Rx от V.

Суть метода заключается в следующем. При титровании кислоты ще+ лочью происходит постепенная замена ионов ионами металла Ме+, H3O обладающих меньшей подвижностью; а также образованиеводы, обладающей крайне низкой собственной электропроводностью. По этой причине сопротивлениетитруемого раствора по мере добавления щелочи возрастает, а в точке эквивалентности достигает минимума. Дальнейшие введение MeOH приводят к снижению Rx за счет появления избыткаОН - - ионов. Ясно, что графики зависимости 1/Rx от V имеют обратный вид.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ Ознакомление с методом кондуктометрического титрования, построение зависимостей 1/Rx от V в разных вариантахацидиметрического титрования, определениеконцентрации контрольного раствора кислоты.

Работа состоит из пяти этапов:

1. Титрование одноосновной сильной кислоты (HCl, HNO3) известной концентрации.

2. Титрование одноосновной слабой кислоты (СН3СООН) известной концентрации.

3. Титрованиесмеси одноосновных сильной и слабой кислот известной концентрации.

4. Титрование двухосновной сильной кислоты (H2SO4) известной концентрации.

5. Титрованиеконтрольного раствора кислоты.

По указанию преподавателя число этаповможет быть уменьшено. Титрантом во всехслучаях является раствор NaOH с концентрацией, в 5-10 раз больше концентрации кислоты.

Для ориентировки нарис. 3.10 приводятся примерные формы кривых титрования, соответствующиеЭтапам 1-4. Пунктиром отмечены точки эквивалентности.

1 1 Rx Rx VNaOH VNaOH 1 3 Rx Rx 0 V1 V2 0 V VVNaOH VNaOH Рис. 3.10. Формы кривых кондуктометрического титрования кислот основанием: 1- сильная одноосновная кислота; 2 – слабая одноосновная кислота;

3 - смесь одноосновных сильной и слабой кислот; 4 – двухосновная кислота.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ При кондуктометрическом титровании применяют ячейку для измерения электропроводности растворов Ее размеры и конструктивные осо.

бенности должны позволять использованиемагнитной мешалки.

Этап 1. Титрование одноосновной сильной кислоты (HCl, HNO3) известной концентрации Передопытом ячейку для измерения электропроводности тщательно промывают дистиллированной водой, стараясь неповредить Pt-электроды, затем подсушивают фильтровальной бумагой. Ополаскивать ячейку рабочим раствором нельзя! В ячейку наливают 20 25 мл (точно!) 0,01 - 0,1 М соляной или азотной кислоты. Электроды должны быть полностью закрыты жидкостью. Если этого не произойдет, добавьте в ячейку дистиллированной воды. Затем ячейку подключают к установке для измерения элек тропроводности растворови определяют ее сопротивление Rx, как описано в Работе 1 данного Раздела.

Размешивая раствор магнитной мешалкой, приливают определенными порциями из бюретки титрованный раствор NaOH и всякий раз измеряют Rx. Удобно провести вначале грубое титрование приливая по 0,5 –, 1 мл раствора. Установив таким образом ориентировочное положение точки эквивалентности, приливают (порциями) еще примерно такой же объем щелочи, после чего заканчивают опыт. Наконец, со свежей порцией кислоты проводят точноетитрование, добавляя из бюретки по 0,1 мл непосредственно перед и после прохождения точки эквивалентности.

Этап 2. Титрование одноосновной слабой кислоты (СН3СООН) известной концентрации Титруют уксусную кислоту СН3СООН раствором щелочи. Процедура титрования та же. Точку эквивалентности следует наблюдать по характерному излому на 1/Rx, VNaOH – кривой (см. рис. 3.10).

Этап 3. Титрование смеси одноосновных сильной и слабой кислот известной концентрации Готовят смесь HCl и СН3СООН, взяв для этого, к примеру, по 25 и 40 мл кислот одинаковой исходной концентрации. При титровании щелочью прежде оттитровывается сильная, а потом – слабая кислота. Поэтому на 1/Rx,Vщ - кривой нужно зарегистрировать две точки эквивалентности (см. рис. 3.10).

Этап 4. Титрование двухосновной сильной кислоты (H2SO4) известной концентрации Титруют серную кислоту H2SO4. На 1/Rx,VNaOH - кривой нужно зарегистрировать две точки эквивалентности, отвечающие нейтрализации по первой и по второй ступеням, отвечающим образованию NaHSO4 и Na2SOсоответственно. В отличие от предыдущего случая объемы щелочи (V1 и V2), затраченные на каждую ступень, должны быть одинаковы.

Этап 5. Титрование контрольного раствора кислоты Титруют контрольный раствор, выданный преподавателем. Поскольку результат заранее неизвестен, при грубом титровании следует приливать больший объем щелочи, чем в предыдущих случаях.

ОБОРУДОВАНИЕ, РЕАКТИВЫ, МАТЕРИАЛЫ Ячейка для измерения электропроводности растворов магнитная, мешалка, бюретка на 25 мл, пипетка на 20-25 мл, растворы HCl, HNO3, CH3COOH, H2SO4 с молярной концентрацией 0,01 - 0,1 М, раствор NaOH концентрацией 0,1 - 1,0 М.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ Все кривые титрования представляют в координатах1/Rx – VNaOH.

Через нанесенные точки проводят прямые линии, продолжая их до пересечения. Абсциссав точкепересечения соответствует объему щелочи, необходимому для нейтрализации кислоты. Расчет молярной концентрации титруемого раствора кислоты выполняется наосновесоотношения:

nэкв Vщел щел Cкисл = Сщел. (3.28) Vкисл nэкв кисл Здесь Vкисл – объем раствора кислоты, взятого для титрования;

Vщел - пошедший на нейтрализацию кислоты объем щелочи; nэкв – число эквивалентов кислоты или щелочи в 1 моле вещества; Сщел – молярная концентрация щелочи. В случаес NaOH = 1.

nэкв NaOH Следует учесть, что при титровании смеси двух кислот (Этап 3) объем щелочи, пошедший нанейтрализацию второй (слабой) кислоты, должен быть отсчитан не от нуля, а от первой точки эквивалентности.

Найдя молярные концентрации растворов и зная исходные, вычисляют относительную погрешность титрования. Вычертивкривую титрования для контрольного раствора, делают заключениео его составе (сильная или слабая кислота, смесь сильной и слабой кислот и т.д.), после чего находят концентрацию (или концентрации).

Формулируя выводы к работе, необходимо ответить на следующие вопросы:

1. На чем основан метод кондуктометрического титрования 2. Каковы возможные причины погрешностей при титровании растворовизвестной концентрации 3. Каковы предположительный состав контрольного раствора и его концентрация ЛИТЕРАТУРА 1. Дамаскин Б.Б.Электрохимия / Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий, Г.А. Цирлина. - М., 2001. – С. 604.

2. Физическая химия / К.С. Краснов, Н.К. Воробьев, И.Н. Годнев и др.; Под редК.С. Краснова: В 2-x кн. – М., 2001. – Кн. 2. – С. 47 - 48.

.

3. Стромберг А.Г. Физическая химия / А.Г. Стромберг, Д.П. Семченко.

- М., 2001. – С. 246 - 247.

4. Шаталов А.Я. Практикум по физической химии / А.Я. Шаталов, И.К. Маршаков. - М., 1975. - С. 21 - 26.

5. Скорчеллетти В.В. Теоретическая электрохимия / В.В. Скорчеллетти.

- Л., 1974. - С. 158 - 161.

СОДЕРЖАНИЕ Предисловие РАЗДЕЛ I ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И КАТАЛИЗ РАБОТА КИНЕТИКА ГИДРОЛИЗА УКСУСНОГО АНГИДРИДА РАБОТА КИНЕТИКА РАСТВОРЕНИЯ СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ В ВОДЕ РАБОТА НАБЛЮДЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ КАТАЛИЗА В РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ ЙОДИДА КАЛИЯ ПЕРСУЛЬФАТОМ АММОНИЯ РАБОТА КИНЕТИКА ОМЫЛЕНИЯ ЭТИЛАЦЕТАТА З 1. И АДАНИЕ ССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ОМЫЛЕНИЯ УКСУСНО - ЭТИЛОВОГО ЭФИРА В КИСЛОЙ СРЕДЕ З 2. И АДАНИЕ ССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ОМЫЛЕНИЯ УКСУСНО-ЭТИЛОВОГО ЭФИРА В ЩЕЛОЧНОЙ СРЕДЕ РАБОТА КИНЕТИКА КАТАЛИТИЧЕСКОГО РАСПАДА ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА РАЗДЕЛ II КИНЕТИКА ЭЛЕКТРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ РАБОТА ЭЛЕКТРОЛИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ РАБОТА ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ ГАЛЬВАНОСТАТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ З 1. И АДАНИЕ ЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ АНОДНОГО РАСТВОРЕНИЯ МЕДИ В ХЛОРИДНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ З 2. И АДАНИЕ ЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА НА СТАЦИОНАРНОМ МЕДНОМ ЭЛЕКТРОДЕ В КИСЛЫХ ХЛОРИДНЫХ ИЛИ СУЛЬФАТНЫХ РАСТВОРАХ З 3. И АДАНИЕ ЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА НА ВРАЩАЮЩЕМСЯ ДИСКОВОМ ЭЛЕКТРОДЕ З 4. И АДАНИЕ ССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИНГИБИТОРОВ НА КИНЕТИКУ АНОДНЫХ И КАТОДНЫХ ПРОЦЕССОВ НА ЖЕЛЕЗЕ В КИСЛОЙ СРЕДЕ РАБОТА ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ КОРРОЗИОННОГО ЭЛЕМЕНТА РАЗДЕЛ III ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ РАБОТА ИЗМЕРЕНИЕ СОБСТВЕННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ ВОДЫ ИЛИ ВОДНО-ОРГАНИЧЕСКОГО РАСТВОРИТЕЛЯ РАБОТА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНОЙ МОЛЯРНОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ СИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА РАБОТА ПРОВЕРКА ЗАКОНА РАЗБАВЛЕНИЯ ОСТВАЛЬДА РАБОТА ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТАНТЫ ДИССОЦИАЦИИ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ В РАЗНЫХ РАСТВОРИТЕЛЯХ РАБОТА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЕЛ ПЕРЕНОСА ИОНОВ МЕТОДОМ ДВИЖУЩЕЙСЯ ГРАНИЦЫ РАБОТА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЕЛ ПЕРЕНОСА ИОНОВ МЕТОДОМ ГИТТОРФА РАБОТА КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКОЕ ТИТРОВАНИЕ Содержание Составители : Введенский Александр Викторович, Калужина Светлана Анатольевна, Кондрашин Владимир Юрьевич, Кравченко Тамара Александровна, Протасова ИринаВалентиновна, ТутукинаНинаМихайловна Редактор ТихомироваО.А.

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 ||






















© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.