5. Расчет экспериментального значения массовой доли алюминия в образце соли

6. Расчет теоретического значения содержания алюминия в образце его соли по формуле кристаллогидрата (Al₂(SO₄)₃∙18H₂O).

7. Расчет относительной ошибки эксперимента.

3. Физико-химические методы анализа

3.1. Потенциометрия Вопросы для самоподготовки.

1. На чём основаны потенциометрические методы анализа?

2. Какие электроды называют электродами сравнения и индикаторными электродами? Приведите примеры.

3. Классификация электродов. Электроды первого рода

4. Классификация электродов. Электроды второго рода

5. Хлорсеребряный электрод сравнения. Приведите уравнения реакций протекающих при его работе.

6. Классификация электродов. Редокс-электроды.

7. Ионоселективные электроды. Их классификация.

8. Прямая потенциометрия. Её преимущества перед потенциометрическим титрованием.

9. Какой индикаторный электрод используют при определении рН растворов?

10. В чем заключается сущность потенциометрического титрования?

11. Как определяется точка эквивалентности при потенциометрическом титровании?

12. Виды кривых потенциометрического титрования. Привести примеры.

13. Какие виды потенциометрии используются в количественном анализе и на чем они основаны?

14. Приведите для хлорсеребряного электрода уравнение реакции протекающей при его работе.

15. Какое уравнение связывает концентрацию потенциалопределяющих ионов и потенциал индикаторного электрода?

16. Рассчитайте молярную концентрацию ионов водорода в растворе, если для гальванопары, состоящей из стеклянного и хлорсеребрянного электродов, ЭДС=0,08В, a потенциал хлорсеребряного электрода равен 0,234В. Составьте схему этой гальванопары.

17. Чему равен потенциал индикаторного электрода, если ЭДС равна 1,2В, а потенциал электрода сравнения равен 0,243В и он является катодом?

Лабораторная работа №1 потенциометрическое титрование

Установка титра раствора HCl

Экспериментальная часть

Установка для потенциометрического титрования состоит из потенциометрической ячейки (стакана для титрования), магнитной мешалки, бюретки и двух электродов: рабочего (индикаторного) электрода и электрода сравнения, которые подсоединены к потенциометру.

Подготовка установки к выполнению потенциометрического титрования.

В стакан потенциометрической ячейки переносят пипеткой на 10 мл аликвотную часть исследуемого раствора HCl и разбавляют его дистиллированной водой до 50 мл, опускаем в него магнит и помещаем стакан в центр магнитной мешалки. Затем в исследуемый раствор помещают вспомогательный электрод сравнения (хлорсеребряный) и рабочий

(стеклянный) электрод. Оба электрода подключают к соответствующим гнездам потенциометра: „всп” и „раб” электроды. Далее проверяют, чтобы погруженные электроды не мешали свободному вращению магнита. Бюретку заполняют рабочим раствором NaOH и подготавливают к титрованию. Кончик бюретки опускают в стакан потенциометрической ячейки так, чтобы он находился на 3-4 см выше уровня исследуемого раствора и не касался стенок стакана. Включают магнитную мешалку и устанавливают такую скорость вращения магнита при которой он бы не задевал электроды и не разбрызгивал раствор. Перемешивание не прекращают в течение всего титрования.

Методика выполнения потенциометрического титрования.

Переключают потенциометр в положение, позволяющее измерять ЭДС а диапазон -1÷19 и измеряют значение ЭДС раствора щелочи. По полученным данным выбирают шкалу для дальнейшего измерения ЭДС.

1. Ориентировочное титрование проводят для ориентировочного определения точки эквивалентности. Для этой цели из бюретки добавляют по 1мл раствора титранта и после каждой порции измеряют ЭДС. Титрование продолжают до тех пор, пока изменение ЭДС не достигнет максимального значения, а при добавлении новых порций рабочего раствора не уменьшится до малой величины.

Результаты измерений ЭДС заносят в таблицу 1.

Таблица 1.

Результаты ориентировочного титрования.

Объем титранта, мл	ЭДС, мВ	ΔΕ, мВ	Объем титранта, мл	ЭДС, мВ	ΔΕ, мВ
0		-	-	-
-	-		11		-
1		-	-	-
-	-		12		-
2		-	-	-
	-		13		-
3		-	-	-
-	-		14		-
4		-	-	-
-	-		15		-
5		-	-	-
-	-		16		-
6		-	-	-
-	-		17		-
7		-	-	-
-	-		18		-
8		-	-	-
-	-		19		-
9		-	-	-
-	-		20		-
10		-

Скачек потенциала лежит между _____________мл, Vк.т.т..≈_______мл

2. Точное титрование в области скачка ЭДС. Подготовка к точному титрованию аналогична подготовке к пробному титрованию. Затем к анализируемому раствору прибавляют титрант в объеме V₁ на 1 мл меньше, чем это соответствует значению к.т.т., найденному при пробном титровании.

V₁ =Vк.т.т. – 1 =

Вносят в таблицу 2 значение ЭДС при этом объеме (V₁) и продолжают титровать, добавляя титрант по каплям (по две капли), записывая значение ЭДС после прибавления каждой порции.

После достижения скачка ЭДС, как и прежде, продолжают титровать, убеждаясь в малом изменении ΔΕ с каждой порцией прибавленного титранта. Затем отмечают общий объем, затраченного на титрование титранта, в миллилитрах (V₂).

Все данные вносят в таблицу 2.

Таблица 2.

Результаты потенциометрического титрования для точного нахождения к.т.т.

Объем титранта, капли мл	ЭДС, мВ	ΔΕ, мВ	Объем титранта, капли	ЭДС, мВ	ΔΕ, мВ
V1= мл		-	-	-
-	-		22		-
2		-	-	-
-	-		24		-
4		-	-	-
	-		26		-
6		-	-	-
-	-		28		-
8		-	-	-
-	-		30		-
10		-	-	-
-	-		32		-
12		-	-	-
-	-		34		-
14		-	-	-
-	-		36		-
16		-	-	-
-	-		38		-
18		-	-	-
-	-		40		-
20		-	V2= мл

Скачек потенциала лежит между____________каплями.

Зная число капель (n), вычисляют объем одной капли (V) в миллилитрах.

Вычисление объема титранта NaOH, точно соответствующего к.т.т. (V_NaOH) проводят по формуле:

Где V₁ – объем титранта до начала титрования по каплям, мл;

m - число капель, прибавленное до скачка потенциала;

а - число капель порции раствора, вызывавшего скачек ЭДС (2 капли);

V - объем одной капли, мл.

Расчет концентрации исследуемого раствора HCl проводят по формуле с точностью до четвертого знака после запятой:

3. Нахождение значения к.т.т. графическим методом проводится на основании кривых двух типов.

1) Кривая потенциометрического титрования показывает зависимость ЭДС системы (ось ординат – y) от объема прибавленного рабочего раствора (ось абсцисс – х).

График строят, используя данные точного титрования.

По кривой титрования определяют точку эквивалентности, которая находится в середине скачка титрования.

Для этого проводят касательные к начальному и конечному участкам кривой титрования и по середине касательной скачка титрования определяют точку эквивалентности.

По графику определяем, что Vк.т.т.=______мл и рассчитываем концентрацию HCl с точностью до четвертого знака после запятой по формуле:

2) Дифференциальные кривые титрованияиспользуют для большей точности определения точки эквивалентности.

Их строят по данным точного титрования,предварительно рассчитав значения , которые откладывают на оси ординат, а объем титранта на оси абсцисс. Наибольшее значениеимеет в точке эквивалентности.

Таблица 3.

Результаты потенциометрического титрования для точного нахождения к.т.т.

по дифференциальной кривой титрования.

Объем титранта, мл	ΔΕ, мВ	, мВ/мл	Объем титранта, мл	ΔΕ, мВ	, мВ/мл
	-	-	-		-
-		-		-
	-		-		-
-		-		-
	-		-		-
-		-		-
	-		-		-
-		-		-
	-		-		-
-		-		-
	-		-		-
-		-		-
	-		-		-
-		-		-
	-		-		-
-		-		-
	-		-		-
-		-		-
	-		-		-
-		-		-
	-		-		-

ΔV = 2 V (объем двух капель титранта).

Строят график в координатах значений (ось ординат -y) и объем титранта NаOH (ось абсцисс – x)

Расчет концентрации исследуемого раствора HCl проводят по формуле с точностью до четвертого знака после запятой:

Вывод