Методи визначення рН розчинів

Активністьйонів гідрогену через вимірювання рНможна визначити в основному двома методами: колориметричним та потенціометричним.

 

Колориметричний метод визначення рН грунтується на властивості кислотно-основних індикаторів змінювати своє забарвлення в залежності від активності йонів гідрогену в розчині. Кислотно-основні індикатори представляють собою складні органічні сполуки - слабкі електроліти, щоволодіють кислотними або основними властивостями та дисоціюютьза рівняннями:

HInd ⇄ H⁺+Ind^-

 

або IndOH ⇄ Ind⁺+OH^-.

де HInd - молекулярна форма індикатора (має одне забарвлення), Ind⁺, Ind^- - йонні форми індикатора (мають інші забарвлення). Кожний індикатормає своє значення рН переходу одного забарвлення в інші.

 

Потенціометричний метод визначення водневого показника полягає в наступних вимірюваннях. Якщо помістити електрод, який називається індикаторним в розчин, рН якого треба виміряти, на границі електрод-розчин виникає різниця потенціалів, яка є функцією рН розчину. Індикаторними електродами бувають: водневий, хінгідронний, скляний. В сучасних рН-метрах (або йономірах) як індикаторний застосовується скляний електрод, який представляє собою скляну трубку з тонкостінною кулькоюна її кінці зі спеціального сорту скла (літієвого, натрієвого тощо). В середину кульки заливають розчин відповідного електроліту, наприклад 0,1н розчин хлоридної кислоти і вводять в розчин срібну дротинку, покриту тонким шаром нерозчинної солі AgCl. При зануренні електроду в розчин у поверхневі шари скла електроду із розчину інтенсивно проникають йони гідрогену, витісняючи йони лужного металу, наприклад йони натрію:

Н⁺_{(розчин)}+Na⁺_(скло ) ⇄ Н⁺_(скло) + Na⁺_{(розчин)}

Це приводить до появи різниці потенціалів, величина якої залежить тільки від активності йонів Гідрогену в розчині.

Другим електродом (електродом порівняння), як правило, застосовують хлорсрібнийабо каломельний електрод. Останній застосовуюгь частіше. Він складається з пробірки, яка заповнена розчином КCl (як правило, насиченим), в яку поміщена крапля меркурію, покрита тонким шаром важкорозчинної солі "каломелі" (Нg₂Cl₂) (звідси назва елементу).

 

Експериментальна частина

Прилади, посуд, реактиви:

1.рН-метр

2.Конічні колби на 100 см³ - 5 шт.

3.Мірна колба на 100 см³ - 1 шт.

4.Піпетка 10 см³ - 1 шт.

5.Універсальний індикатор

6.Розчин хлоридної кислоти (0,1н)

 

Методичні вказівки:

Готують 5 розчинів, концентрація яких відрізняється на порядок від попереднього, методом десятикратного розбавлення. Вихідним розчином є 0,1 розчин НCl, тобто 0,1; 0,01; 0,001; 0,0001; 0,00001М розчини кислоти.

Результати записуються в таблицю.

Залежність рН від концентрації (активності) НСl

№ п/п	Конц. HCl, моль/дм3	f	РН
Наближ.	Точне	За Індикатором	Теоретично розраховане рН=-lg(f∙C)
1.	0,1	0,796
2.	0,01	0,904
3.	0,001	0,965
4.	0,0001
5.	0,00001