Определение рН раствора фотоэлектроколориметрическим методом

 

Цель работы. Научиться определять рН растворов с помощью фотоэлектроколориметрического метода.

Задание: определить рН одного-двух растворов по указанию преподавателя; сопоставить полученный результат с расчетным для данной протолитической системы.

Оборудование и реактивы: колориметр КФК-2 с набором кювет, штатив с пробирками, бюретки, воронки, пипетки градуированные. Водный р-р карбоната натрия (с=0,1 моль/л), набор индикаторов по Михаэлису, универсальный индикатор, исследуемые растворы, дистиллированная вода.

Сущность работы. М етод основан на использовании кислотно-основных индикаторов, представляющих собой слабые кислоты или основания, изменяющие характер или интенсивность окраски в обратимых реакциях протонирования - депротонирования. У одноцветных индикаторов молекулярная форма бесцветна, а ионная - окрашена. Пример одноцветного индикатора – n -нитрофенол:

 

 

При прибавлении к водному раствору n-нитрофенола небольшого количества сильной кислоты сопряженное основание (Ind^-) переходит в соответствующую бесцветную кислоту (HInd); интенсивность окраски уменьшается или она исчезает вовсе. Наоборот, прибавление небольшого количества сильного основания вызывает смещение равновесия в противоположном направлении: концентрация окрашенной формы индикатора (Ind^-) возрастает, интенсивность окраски усиливается. Изменение соотношения HInd и Ind^- сопровождается визуальными изменениями в определенном диапазоне значений pH, что позволяет судить о положения равновесия и, следовательно, определять pH:

c(Ind^-)

pH= pK_a+lg -----------

c(HInd),

где рК_а- силовой показатель индикатора.

Сущность фотоэлектроколориметрического метода определения рН заключается в измерении оптической плотности (А_х) испытуемого раствора с индикатором и раствора, в котором добавленный индикатор полностью ионизирован и имеет максимальную интенсивность окраски, т.е. максимальную оптическую плотность (А_max).

 

Выполнение эксперимента:

1. Выбирают одноцветный индикатор для измерения рН.

2. Готовят колориметр КФК-2 к работе.

3. Готовят растворы для фотометрирования.

4. Измеряют оптическую плотность анализируемого раствора.

5. Измеряют оптическую плотность раствора индикатора, в котором он полностью ионизирован.

6. Рассчитывают степень ионизации индикатора в исследуемом растворе.

7. Рассчитывают рН исследуемого раствора.

 

 

Экспериментальные данные

Приблизительное значение рН _____________

Выбранный индикатор ____________________________

Светофильтр ___________________

Значения оптической плотности: А_х = ______________ А_max = ________________

 

Обработка результатов эксперимента.

1. Рассчитывают степень ионизации индикатора α в исследуемом растворе, для чего используют соотношение: α =А_х/А_max.

2. Для расчета рН используют уравнение:

рК_а+ lg α

рН= -----------

1- α

Расчеты:

* В Выводе указывают значение рН исследуемого раствора, относительную ошибку.

Выводы

 

Дата _______ Занятие _________

 

Задания для самостоятельной работы

 

5.69; 5.70; 5.72; 5.75

 

Дата _______

Лабораторная работа 6.2