Кондуктометрическое титрование

В кондуктометрическом титровании могут использоваться реакции кислотно-основного взаимодействия, осаждения, комплексообразования. Преимуществом метода кондуктометрического титрования является возможность дифференцированного определения веществ в многокомпонентных системах и в окрашенных и мутных растворах. Кондуктометрическое титрование индивидуальных электролитов может быть проведено с относительной ошибкой ± 1 %, при титровании смеси электролитов – ± 2%, нижний предел определяемых концентраций – 10^-4 моль/дм³.

Кондуктометрическое титрование протолитов и их смесей

Электропроводность растворов сильных кислот и сильных оснований определяется в основном ионами H₃O⁺ (в кислоте) или OH^- (в сильном основании), т.к. они обладают наибольшей подвижностью (см. таблицу 2.1). По мере прибавления титранта электропроводность, замеряемая после добавления каждой порции титранта, понижается вследствие замены высокоподвижных ионов менее подвижными катионами основания (или анионами кислоты). После достижения точки эквивалентности электропроводность повышается вследствие накопления ионов OH^- или H₃O⁺ титранта. Точка эквивалентности определяется графически экстраполяцией прямых до их пересечения (рисунок 2.2, а).

Рисунок 2.2 – Кривые кондуктометрического титрования:

а – сильная кислота титруется сильным основанием

б – слабая кислота титруется сильным основанием

При титровании слабых протолитов электропроводность вначале имеет значительно меньшую величину, обусловленную низкой степенью диссоциации слабого электролита. Вблизи точки эквивалентности наблюдается более размытый переход от одного участка кривой к другому (рисунок 2.2, б).

Возможность анализа смеси протолитов зависит от концентрации протолитов и соотношения констант диссоциации (рисунок 2.3). При титровании смеси сильного и слабого протолитов наблюдаются 2 точки эквивалентности, если соблюдается неравенство: К₁:К₂ > 10⁴, где К₁ и К₂ - константы диссоциации сильного и слабого протолитов.

Рисунок 2.3 - Кривая кондуктометрического титрования смеси кислот

В этом случае первым титруется сильный протолит, электропроводность значительно понижается, затем титруется слабый электролит, электропроводность незначительно повышается за счет накопления ионов с невысокой подвижностью (катионов и анионов). После достижения второй точки эквивалентности электропроводность раствора увеличивается вследствие возрастания концентрации ионов OH^- или (H₃O⁺) с высокой подвижностью.

1. Аппаратура кондуктометрических измерений

Для определения электропроводности растворов электролитов преимущественное распространение получил мостовой метод, цепь моста питается переменным током. Измерение проводится по обычной схеме моста Уитстона (рисунок 2.4), в котором r_x - ячейка, состоящая из стеклянного сосуда и двух плоскопараллельных жестко закрепленных электродов (рисунок 2.5), r₂, r₃, r₄ – постоянные сопротивления; Г – измерительный прибор, отградуированный в единицах электропроводности, См. При кондуктометрическом титровании используется микробюретка емкостью 10 см³ , которая устанавливается над ячейкой.

Кондуктометр марки ОК-102/1 включают в электрическую сеть. Тумблер включения ставят в положение “вкл.”. Прибор прогревается в течение 15 мин. Выключают прибор только после окончания работы.

Рисунок 2.4 – Схема моста Уитстона

Рисунок 2.5 – Схема сосуда с прочно закрепленными