Лабораторная работа 8.3. Кондуктометрическое титрование

 

Цель работы: выполнение кондуктометрического титрования слабой и сильной кислоты, а также смеси сильной и слабой кислот сильным основанием.

Реактивы: растворы сильных и слабых кислот, сильных и слабых оснований (по заданию преподавателя).

Оборудование: реохордный мост Р-38, кондуктометрическая ячейка, стакан вместимостью 100 мл, бюретки вместимостью 25 мл.

Методика работы

 

Для кондуктометрического титрования используют специальную ячейку или химический стакан вместимостью 100 мл с платиновыми электродами, в который заливается исследуемый раствор. При кондуктометрическом титровании нет необходимости определять константу ячейки К _я и каждый раз рассчитывать удельную электрическую проводимость. Однако константа ячейки не должна изменяться до конца работы. Для уменьшения влияния разбавления раствора титрантом на константу ячейки и на электрическую проводимость раствора кондуктометрическое титрование следует проводить в 10-20 раз более концентрированным раствором титранта. Так как c = K _я / R, то вместо c можно брать 1/ R и строить график зависимости этого отношения от объема реагента, пошедшего на титрование (V _T). При этом характер кривой, описывающей зависимость 1 /R = f (V _T ), соответствует характеру кривой c = f (V _T ). По перегибу кривой находят точку эквивалентности. Если эта точка получается нечеткой, ее определяют экстраполяцией (продолжением прямолинейных участков кривой до пересечения). На основании найденного объема титранта в точке эквивалентности рассчитывают молярную концентрацию эквивалентов кислоты в исследуемом растворе по формуле

С _кисл = С _щ V _{щ, т.э} / V _кисл, (8.19)

где С _кисл и С _щ – молярные концентрации эквивалентов кислоты и щелочи, моль/л; V _кисл и V _щ,.т.э – объемы раствора кислоты и щелочи в точке эквивалентности, мл.

Для выполнения работы необходимо провести кондуктомет-рическое титрование сильной и слабой кислот, а также смеси сильной и слабой кислот сильным основанием. Сами кислоты и основания, их концентрации, а также соотношение их в смеси кислот указываются преподавателем.

В химический стакан вместимостью 100 мл наливают 20 мл исследуемого раствора кислоты концентрации» 0,1 моль/л или 20 мл смеси сильной и слабой кислот приблизительно равных концентраций. Затем в стакан помещают электроды. Необходимо следить, чтобы они были погружены в раствор полностью. Если это условие не выполняется, объем раствора в стакане увеличивают. Электроды присоединяют к реохордному мосту Р-38 и определяют исходное сопротивление раствора (методику измерения на приборе см. в лаб. работе 8.1). После этого в стакан из микробюретки добавляют 0,2 мл раствора щелочи (титрованного) концентрации 1 моль/л, тщательно перемешивают и вновь определяют сопротивление раствора. Прибавление раствора щелочи порциями по 0,2 мл повторяют несколько раз. Проводят два-три параллельных титрования и результаты их наносят на один график 1/ R от V _щ разными точками. Кривую кондуктометрического титрования следует строить по полученным данным одновременно с экспериментом, чтобы получить полную кривую. Затем через полученные точки необходимо провести прямые до их пересечения. Точки пересечения ветвей кривых титрования дают точку эквивалентности, по которым находят V _{щ, т.э}. Концентрации взятых для исследования растворов кислот рассчитывают по уравнению (8.19).

 

Таблица 8.4

Данные кондуктометрического титрования

Титруемый раствор (указать)

V к, мл	V щ, мл	R, Ом	1/ R, Ом	V щ, т..э, мл	С щ, моль/л	С к, моль/л

 

На основании полученных результатов необходимо:

1) для каждой точки титрования рассчитать удельную проводимость раствора;

2) построить график c = f (V _T );

3) по графику определить эквивалентный объем титранта V _{щ, т.э};

4) рассчитать концентрацию исследуемого раствора С _кисл;

5) результаты измерений и расчетов сводятся в табл. 8.4.

Вопросы для самостоятельной подготовки и контроля

 

1. Что называется удельной, молярной и эквивалентной электрической проводимостью? Как они взаимосвязаны?

2. Что такое константа ячейки и как она определяется?

3. Поясните зависимости удельной и эквивалентной электрической проводимостей от концентрации и разведения.

4. Как вычислить степень и константу диссоциации слабого электролита исходя из электрической проводимости раствора?

5. Как графически находят значение предельной электрической проводимости сильного электролита?

6. В чем сущность кондуктометрического метода титрования?

7. Поясните ход кривых кондуктометрического титрования а) раствора сильной кислоты раствором сильного основания; б) раствора слабой кислоты раствором сильного основания; в) смеси растворов сильной и слабой кислот раствором сильного основания.

8. Недостатки и достоинства кондуктометрического метода.