Лабораторна робота № 10

Методика визначення:

1. Ставиться задача визначення рН у різноманітних кислих розчинах із використанням хингідроного електрода. Досліджуваний розчин поміщають у склянку, додають трохи хингідрона (на кінчику шпателя) і занурюють платиновий дротик. Отриманий електрод з'єднують сольовим містком із яким-небудь електродом порівняння і вимірюють ЕРС_х компенсаційним методом, попередньо встановив значення ЕРС акумулятора (див. попередню лабораторну роботу). Зверніть увагу, що в хингідроно-каломельном елементі роль катода виконує хингідроний електрод, тому що він позитивніший за каломельний (Е_кл = +0, 244 В). Таку ж роль він грає й у парі з хлор-срібним електродом порівняння (Е_хс = +0, 201 В). Отже, ЕРС_х = Е_хг – Е_пор, де Е_пор – це потенціал електрода порівняння. Використовуючи вираження для Е_хг, одержимо: ЕРС_х = 0, 704 - 0, 059рН – Е_пор. Звідкі

2. Потенціометричним методом можна знайти також загальну (що титрується) кислотність, що являє собою молярну концентрацію еквівалента узятого розчину кислоти, (потрібно пам'ятати, що активна кислотність складає частину загальної кислотності, що залежить від ступеня розпаду молекул на іони). Потенціометричне титрування кислоти лугом проводиться, як і звичайне титрування, але відрізняється від нього засобом встановлення точки еквівалентності. У точно відміряний об’єм досліджуваного розчину занурюється електродна пара, що складається з електрода порівняння, потенціал якого не змінюється при титруванні, і робочого електрода, потенціал якого залежить від рН і змінюється за тим же законом, як змінюється рН при титруванні: по мірі додавання лугу рН спочатку змінюється незначно, при переході через точку еквівалентності - стрибкоподібно (на 4-5 одиниць), потім знову плавно. Таким чином, точку еквівалентності при потенціометричному титруванні визначають за різким стрибком ЕРС. Оскільки тут не потрібно знати величину ЕРС, а потрібно встановити тільки вигляд кривої залежності ЕРС від рН, поступають таким чином. Робочий скляний електрод і електрод порівняння підключають до приладу (рН-метру) і записують число поділів, що відповідають початковому положенню стрілки на шкалі приладу. Потім додають із бюретки розчин лугу з відомою концентрацією С_л и записують число поділів за шкалою приладу після додавання кожного см³ лугу. За отриманими даними будується графік: вісь абсцис – об’єм лугу в см³, вісь ординат - число поділів за шкалою приладу. На графіку відзначають точку, що лежить у середині крутого підйому (а), і знаходять еквівалентний об’єм лугу(V_л), опускаючи з цієї точки перпендикуляр на вісь абсцис. Концентрацію розчину визначають за звичайною аналітичною формулою (у моль/дм³):

Завдання для самостійної роботи

Підготувати теоретичний матеріал за темою, оформити лабораторний журнал, підготуватися до відповіді на контрольні питання.

Контрольні питання:

1. Що таке потенціометрія?

2. Які електроди потрібно вибирати як робочі для тієї або іншої задачі? Яке рівняння лежить в основі потенціометричного визначення концентрації іонів?

3. Які електроди використовуються як робочі при визначенні рН і чому?

4. У чому різниця механізму виникнення потенціалу хингідроного електрода від водневого?

5. Умовний запис хингідроного електрода. Складіть запис хингідроно-каломельного елементу.

6. Чому каломельний електрод у парі з водневим є катодом, а в парі з хингідроним - анодом?

7. Як знайти рН за допомогою хингідроно-каломельного елементу?

8. У чому полягає принцип потенціометричного титрування? Як встановлюють точку еквівалентності при потенціометричному титруванні?

9. Чому для визначення загальної й активної кислотності за допомогою скляного електрода не можна використовувати звичайну компенсаційну схему?