Электрохимия Методические указания к занятию № 11
Тема: Равновесные электродные процессы. Потенциометрия.
Цель: Сформировать знания о механизмах возникновения электродных потенциалов как основы биоэлектрических явлений, обеспечивающих процессы жизнедеятельности. Освоить метод потенциометрического титрования, широко используемый в клинических лабораториях.
Исходный уровень:
Понятие об электролитической диссоциации, электролитах, неэлектролитах.
Вопросы для обсуждения:
Металлические электроды, их классификация. Механизм возникновения электродного потенциала
Вычисление и измерение электродных потенциалов. Уравнение Нернста для электродов первого и второго рода.
Электроды сравнения и определения (стандартный водородный, хлорсеребряный, стеклянный).
Потенциометрия.
Диффузионные и мембранные потенциалы.
Рекомендуемая литература для подготовки:
Болтромеюк В.В. Общая химия. Гродно: ГГМУ, 2009. ст. 313-321; 327-331, 338-340
Болтромеюк В.В. Физическая и коллоидная химия. Общая химия. Гродно: ГГМУ, 2010. ст. 313-321; 327-331, 338-340
Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия. М., Высш. шк., 1975, с. 59-75.
Конспект лекций.
Практическая часть занятия
Лабораторная работа: Определение концентрации сильной кислоты методом потенциометрического титрования.
Принцип метода заключается в том, что эквивалентную точку определяют не по изменению цвета индикатора, как при обычном титровании, а по скачку величины потенциала индикаторного (ионоселективного) электрода в эквивалентной точке.
При титровании окрашеных или мутных растворов, когда невозможно применить обычные индикаторы, этот метод является особенно удобным.
Ход работы: Прибор рН-121 включают в сеть и прогревают не менее 25 мин В стаканчик емкостью 50 мл отмеряют 10 мл анализируемого раствора HСl, измеряют рН и записывают значение его в рабочий журнал. Прибавляют из бюретки 0,1 н. NaOH к раствору кислоты в стаканчике поочередно в следующих количествах: четыре раза по 2 мл, три раза по 0,5 мл, а дальнейшее титрование проводят, добавляя по 0,2 мл щелочи. После каждого прибавления жидкость перемешивать, затем измерить рН. рН изменяется вначале медленно, вблизи эквивалентной точки - резко, а затем снова медленно. После резкого скачка величины рН прибавляют 3-4 раза по 0,5 мл щелочи каждый раз измеряя рН. Титрование прекращают после того, как получают три мало отличающихся значения величины рН. Результаты заносят в таблицу:
|
№ измерений |
объем добавленной щелочи, V, мл |
рН |
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|
|
7 |
|
|
|
8 |
|
|
|
9 |
|
|
|
10 |
|
|
|
11 |
|
|
|
12 |
|
|
|
13 |
|
|
|
14 |
|
|
|
15 |
|
|
Записывают уравнение протекающей реакции:
________________________________________________________________________________________________________________
На основании полученных данных строят график, откладывая на оси абсцисс число мл щелочи, а на оси ординат - значение рН. Точка эквивалентности находится на середине вертикальной части кривой. По графику находят число мл щелочи, соответствующее эквивалентной точке, спроектировав середину скачка на ось абсцисс.
Расчет: Зная V и N щелочи, вычисляют начальную концентрацию исследуемого раствора кислоты по формуле:
Вывод: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Дата ___________ Подпись преподавателя___________