Тема: Використання явища електропровідності розчинів електролітів

Актуальність теми: Здатність розчинів електролітів проводити електричний струм широко використовується в біології і медицині для діагностики і в лікувальній справі. Знання закономірностей електропровідності різних електролітів залежить від різних факторів, можливість вимірювати опір розчинів за допомогою доступних вимірювальних приладів робить даний метод необхідним для професійної підготовки лікарів.

Навчальні цілі:

Знати: залежність електропровідності розчинів від природи і різних факторів, взаємозв’язок між різними видами електропровідності, ступенем дисоціації і константою дисоціації.

Вміти: визначити опір розчину, питому і молярну електропровідність, ступінь дисоціації і константу дисоціації через вимірювання опору розчинів електролітів.

Самостійна позааудиторна робота студентів.

1. Електропровідність. Провідники 1-го і 2-го роду.

2. Електропровідність розчинів сильних і слабких електролітів. Фактори, що впливають на електропровідність.

3. Питома і молярна (еквівалентна) електропровідність розчинів.

4. Електропровідність при безмежному розведенні. Гранична електропровідність. Закон Кольрауша.

5. Вимірювання електропровідності за допомогою електродної посудини. Постійна електродної посудини.

6. Розмірність питомої і молярної електропровідності та рухливості йонів.

7. Розрахунок ступеня і константи електролітичної дисоціації через електропровідність.

8. Електропровідність клітин і тканин, їх біомедичне значення.

Контрольні питання.

1. Електропровідність сильних і слабких електролітів.

2. Від яких факторів залежить електропровідність розчину?

3. Провідники 1-го і 2-го роду.

4. Постійна електродної посудини.

5. Що таке питома електропровідність?

6. Як змінюється питома електропровідність зі зміною концентрації розчинів сильних і слабких електролітів?

7. Що таке молярна електропровідність? Як зв’язані між собою питома і молярна електропровідність?

8. Як гранична еквівалентна електропровідність зв’язана з електричною рухливістю йонів?

9. Що таке гранична електропровідність? Закон Кольрауша.

10. Опір розчину AgNO₃ з молярною концентрацією еквівалентів 0,1 моль/л при 298 К рівний 1090 Ом, а опір КСl з молярною концентрацією еквівалентів 0,02 моль/л в тій же електродній посудині при тих же умовах 4318 Ом, питома електропровідність його рівна 2,77^.10^-3 Ом^-1.см^-1. Розрахувати постійну електродної посудини, питому та еквівалентну електропровідність розчину AgNO₃.

11. Питома електропровідність розчину пропіонової кислоти з концентрацією

С(1/1С₂Н₅СООН) = 7,8^.10^-3 моль/л дорівнює 1,21^.10^-4 Ом^-1.см^-1. Обчислити ступінь і константу дисоціації пропіонової кислоти.

Самостійна робота на занятті.

Виконати лабораторні роботи:

1. Визначити константу електродної посудини.

2. Визначити електропровідність розчинів слабих електролітів.

3. Визначити ступінь і константу дисоціації досліджуваних електролітів

Методика виконання роботи

Робота 1. Визначення константи електродної посудини.

Визначення константи електродної посудини проводять за допомогою розчину електроліту, для якого відоме значення питомої електропровідності. З цією метою використовують, як правило, 0,01 М розчин Ксl, для якого при 20 ⁰С = 1,25 × 10^-3 См/м.

В посудину для визначення електропровідності наливають такий об’єм 0,01 М розчину Ксl, щоб електроди були повністю занурені в розчин. За допомогою омметра замірюють опір розчину в посудині і за формулою К = R× вираховують її константу.

Робота 2. Визначення електропровідності розчинів слабих електролітів та біологічних рідин.

Визначивши постійну (константу) електродної посудини, останню старанно промивають дистильованою водою, наливають в неї відповідний досліджуваний розчин слабкого електроліту і вимірюють опір. Одержані дані заносять у таблицю:

 

№ п/п	Досліджуваний розчин	R
1	0,1 М НСООН
2.	0,1 М СН3 СООН
3.	0,1 М ССl3 COOH
4.	0,1 М NH4 OH
5.	Шлунковий сік (1:10)				-
6.	Сироватка крові (1:5)				-

Використовуючи знайдені величини опору досліджуваних розчинів і постійну електродної посудини (K) розраховують питому електропровідність:

і молярну електропровідність:

де: - питома електропровідність

С - молярна концентрація

V – розведення,

Для розчинів слабких електролітів розрахувати також граничну молярну електричну провідність, використовуючи дані довідника про електролітичну рухливість відповідних іонів:

Результати занести в таблицю і зробити висновок.

Робота 3 .Порівняння сили електролітів на основі електропровідності їх розчинів.

Використовуючи дані із роботи № 2 про молярну електропровідність і граничну електропровідність відповідних розчинів електролітів, розраховують ступінь і константу дисоціації.

; К=

Дані занести у таблицю і зробити висновок про силу різних електролітів і як впливає введення хлору в радикал кислоти на її силу.

№ п/п	Досліджуваний розчин	a	К
1	0,1 М НСНОН
2.	0,1 М СН3 СООН
3.	0,1 М ССl3 COOH
4.	0,1 М NH4 OH

 

Заняття №16