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= pKa+lg -----------
c(HInd),
где рКа- силовой показатель индикатора.
Сущность фотоэлектроколориметрического метода определения рН заключается в измерении оптической плотности (Ах) испытуемого раствора с индикатором и раствора, в котором добавленный индикатор полностью ионизирован и имеет максимальную интенсивность окраски, т.е. максимальную оптическую плотность (Аmax).
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: Ах = ______________ Аmax = ________________
Обработка результатов эксперимента.
1. Рассчитывают степень ионизации индикатора α в исследуемом растворе, для чего используют соотношение: α =Ах/Аmax.
2. Для расчета рН используют уравнение:
рКа+ 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
