Лабораторная работа 1: Зависимость электропроводности от концентрации сильного электролита Цель работы

Установление зависимости удельной и эквивалентной электропроводности от концентрации сильного электролита, а также определение _.

Приборы и реактивы

1. Компьютер с компьютерной измерительной системой "Вернье".

2. Датчик удельной электрической проводимости.

3. Механическая мешалка.

4. Стаканчики (емкостью 200мл), 4шт.

5. Раствор HCl, 0,1 М, 100мл.

6. Раствор KСl 0,01 М, 100мл.

7. Дистиллированная вода.

8. Мерные колбы емкостью 100 мл, 2шт.

9. Пипетка емкостью 5 мл, 1шт.

10. Промывалка.

11. Емкость для слива реактивов.

12. Лабораторный термометр.

13. Аналитические весы.

14. Бюретка емкостью 50 мл.

Последовательность проведения эксперимента

1. Собрать измерительную установку согласно схеме, приведенной на рис. 3. Согласно схеме компьютер соединен с измерительной ячейкой через интерфейс (аналогово-цифровой преобразователь). Этот прибор преобразует сигналы электронного датчика (в вольтах) в коды компьютера. Поэтому перед началом любого эксперимента датчик необходимо откалибровать, т.е. соотнести электрический сигнал датчика с известным значением измеряемой величины.

2. Включить компьютер и компьютерную измерительную систему. Подсоединить ко второму порту (Port2) интерфейса датчик удельной электрической проводимости.

Рис.3 Схема установки для определения электропроводности в зависимости от концентрации электролита.

3. Осуществить калибровку датчика электропроводности согласно следующей инструкции. Тумблер на усилителе переключить в положение 0 - 20000 мкСм. В качестве первой реперной точки использовать дистиллированную воду, электропроводность которой принять равной нулю. В качестве второй реперной точки принять электропроводность 0,01 М раствора KCl при температуре воздуха в лаборатории. Данные по электропроводности KCl различной концентрации при различных температурах приведены в табл.1.

4. Полученную калибровку сохранить в программе "SERIAL" под именем, например, "cond 18", где "cond" - означает "conductivity", а 18 – температура, при которой проведена калибровка. Данной калибровкой можно воспользоваться в другие дни, когда температура воздуха в лаборатории будет 18⁰С.

5. В главном меню компьютера (MAIN MENU) перейти с помощью стрелок в положение "O - Other Options" и нажать клавишу "Enter".

6. В "Other Options" с помощью стрелок выбрать опцию "I - Select Inputs" и нажать клавишу "Enter".

Таблица 1

Удельная электрическая проводимость растворов KCl в интервале температур 0 - 30⁰С

сКСl, моль/л	, См/м при температуре, ^0С
	0	5	10	15	20	25	30
0.01	0,0776	0,0896	0,1020	0,1147	0,1278	0,1413	0,1552
0.02	0,1521	0,1752	0,1994	0,2243	0,2501	0,2765	0,3036
0.1	0,715	0,822	0,933	1,048	1,167	1,288	1,412
1.0	6,541	7,414	8,319	9,252	10,207	11,180	-

7. В Select Inputs нажать клавишу "пробел". На подсвеченном 1-Рort1 "On" заменится "Off". Стрелкой подсветить "2-Рort2". Нажать клавишу "пробел". "Off" заменится "On". Нажать клавишу "Enter". Загорится предложение "Active Input": "Port(2)". Нажать клавишу "Enter". На вновь полученном экране высветить "X-Return to Main Menu". Нажать клавишу "Enter".

8. На вновь полученном экране высветить "X-Return to Main Menu". Нажать клавишу "Enter".

9. С помощью стрелок подсветить "L-Load Calibration File". Нажать клавишу "Enter".

10. В Select Inputs клавиши стрелкой подсветить "В-Рort2". Нажать клавишу "Enter".

11. На возникшей красной табличке с помощью стрелок ,высветить "Y-Yes". Нажать клавишу "Enter".

12. В таблице калибровок выбрать необходимую калибровку "cond 18. cal". В соответствии с программой загрузки данных нажать три раза "Enter".

13. После всех этих операций на экране появится главное меню. В главном меню выйти в "R- Graph in Real Time". Нажать клавишу "Enter" три раза.

14. В надписи "Minimum anticipated input" в мигающий квадратик ввести "0", тем самым Вы задаете нижний предел измерения электропроводности. Нажать клавишу "Enter".

15. В надписи "Maximum anticipated input" в мигающий квадратик ввести 0,008. Нажать клавишу "Enter", тем самым задается верхний предел измерения электропроводности.

16. В надписи "Do you wish to store the data in memory" стрелками ,установить "Y – Yes" ,тогда экспериментальные данные будут сохранены в памяти компьютера.

17. B надписи "How long do you want to take readings" установить 0-00-60-00 (60 мин - время проведения эксперимента). Так устанавливается длительность эксперимента: число дней – число часов – число минут, число секунд.

18. Нажать три раза клавишу "Enter" для выхода в главное меню.

19. Убрать металлический столик, опустить стаканчик с калибровочным раствором KCl, промыть датчик и мешалку дистиллированной водой.

20. На экране внизу в рамочке появится значение ~ 4.06 х 10^-7и на оси Y появится голубая точка, которая со временем будет превращаться в прямую, параллельную оси Х.

21. Прилить из бюретки 7мл 0,1 М раствораHClпри включенной мешалке. На экране появится ступенька, характеризующая удельную электропроводность нового раствора. Значение в рамочке будет изменяться в пределах ошибки около среднего значения, которое необходимо записать в табл. 2.

22. Прилить из бюретки 1 мл 0,1 М раствора HClпри включенной мешалке. На экране появится вторая ступенька, характеризующая удельную электропроводность вновь полученного раствора. Значение в рамочке будет изменяться в пределах ошибки около среднего значения, которое снова необходимо записать в табл.2.

23. Аналогичные операции провести до тех пор, пока не закончится вся бюретка, т.е. к 100 мл не будет прилито 25 мл 0.1 М раствора HCl. Полученные данные занести в табл. 2. Получаемые концентрации после добавления очередной порции кислоты рассчитываются по формуле:

,(моль/литр),

где V-суммарный объем добавленного раствора кислоты.

Таблица 2

Экспериментальные данные

с, моль/литр	с	, См/см	, Смсм/г-экв.
0,006542	0,080883	0,00247	377,6
0,007407	0,086066	0,00277	373,9
0,008257	0,090867	0,0031116	377,3
0,009091	0,095346	0,003382	372,0
0,00991	0,099549	0,003681	371,4
0,010714	0,10351	0,003963	369,9
0,011504	0,107259	0,004246	369,0
0,012281	0,110818	0,00452	368,0
0,013043	0,114208	0,004795	367,6
0,013793	0,117444	0,005045	365,7
0,01453	0,12054	0,005311	365,5
0,015254	0,123508	0,005553	364,0
0,015966	0,126358	0,005804	363,5
0,016667	0,129099	0,00603	361,8
0,017355	0,13174	0,006274	361,5
0,018033	0,134286	0,006514	351,2
0,018699	0,136745	0,006724	359,6
0,019355	0,139122	0,006958	359,5
0,02	0141421	0,007152	357,6