ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей и физической химии

Лабораторная работа №1

По дисциплине:Химия, часть 2

Тема: Определение степени диссоциации слабого электролита

кондуктометрическим способом

Выполнили: ст. группы НБШ – 21 /Федорова А.Р./

(должность) (подпись) (Ф.И.О)


Проверил: доцент / Сергеев В.В. /

(должность) (подпись) (Ф.И.О)

РЕФЕРАТ
Вопрос диссоциации электролитов в растворе занимал многих ученых, в том числе Вант-Гоффа и Аррениуса. Было замечено, что изотонический коэффициент iвыражается не целыми числами, как это могло быть, если бы электролиты на ионы диссоциировали полностью, а дробными, которые с разбавлением раствора, возрастая, приближаются к целым числам.

Как объяснил Аррениус, в растворе лишь часть электролита диссоциирует на ионы. Он ввел понятие степени диссоциации электролита для количественного описания данного явления.

Позднее установили, что электролиты можно разделить на сильные и слабые, причем для первых понятие степени диссоциации неприменимо: они распадаются на ионы в растворе практически без остатка, а отклонение изотонического коэффициента обуславливается взаимным притяжением противоположных ионов друг к другу.

Так как слабые электролиты диссоциируют частично, то в растворе устанавливается динамическое равновесие между ионами и недиссоциированными молекулами. К слабым электролитам относятся едва ли не все органические кислоты и основания, например амины, малорастворимые и нерастворимые неорганические вещества, некоторые растворимые кислоты (Н₂СО₃, H₂S, HCN) и основания (NH₄OH).

Метод кондктометрического анализа заключается в исследовании зависимости концентрации электролита от электропроводности раствора. Кондуктометрическое титрование, одна из разновидностей кондуктометрии, – способ определения содержания вещества по излому кривой титрования. Связь между электропроводностью раствора и концентрацией веществав 1885 году ввел немецкий физик Кольрауш.

---

Различные методы кондуктометрии могут быть использованы практически для любых реакций и сред, например, высокочастотное кондуктометрическое титрование характеризуется отсутствием контакта электродов со средой, что применяется при исследованиях алкалоидов и фармацевтичеких препаратов.

В настоящее время существуют методики, основанные на методе кондуктометрии, для определения количества поваренной соли в сычужном сырье (пищевая промышленность), малых количеств углерода в сталях металлов и даже для изучения фитопланктона, концентрации и размеров клеток с помощью кондутометрического цитометра.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящем отчете применяются следующие термины с соответсвтующими определениями:

Степень диссоциации	- отношение числа его молекул, распавшихся в данном растворе на ионы,к общему числу его молекул в растворе.
Слабый электролит	- электролиты, частично диссоциирующие в водном растворе с установлением динамического равновесия между ионами и недиссоциированными молекулами в растворе.
Кондуктометрическое титрование	- метод анализа, основанный на определении эквивалентного объема титранта путем последовательного измерения электрической проводимости анализируемого раствора после добавления очередной порции взаимодействующего с ним титранта.
Удельная электропроводность	- мера способности вещества проводить электрический ток.
Концентрация	- величина, количественно характеризующая содержание компонента относительно всей смеси.
Титрант	- раствор определенного реагента известной концентрации, который вступает в реакцию с аналитом пробы.
Кривая титрования	- кривая титрования – это график зависимости концентрации (или логарифма концентрации) формы определяемого компонента от доли титрования, объема или количества молей добавленного титранта.
Нормальная концентрация	- количество эквивалентов данного вещества в 1 литре смеси.
Эквивалентная электропроводность	- это мера проводимости всех ионов, образующихся при диссоциации1 эквивалента электролита при данной концентрации

---

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Цель работы

Получить зависимость удельной электропроводности от содержания слабого электролита в растворе, проанализировать концентрацию раствора слабой кислоты методом кондуктометрического титрования.

Используемое оборудование

Кондуктометр; магнитная мешалка; химический стакан объемом 100 мл – 5 шт.; химический стакан объемом 50 мл – 1 шт.; химический стакан объемом 250 мл – 1 шт.; мерные колбы объемом 250 мл – 4 шт.; мерная пипетка объемом 50 мл – 1 шт.; мерная пипетка объемом 10 мл – 1 шт.; бюретка для титрования объемом 25 мл – 1 шт.; гидроксид натрия – раствор 1 моль/л; слабая кислота – СН3СООН– раствор 1 моль/л.

Ход эксперимента

Приготовить 4 последовательно разведенных раствора уксусной кислоты. Отобрать пробы в стакан и измерить кондуктометром удельную электропроводность растворов, начиная с самого разбавленного, полностью погружая электроды в раствор и промывая их соответсвующим исследуемым раствором перед каждым измерением.

Для получения данных построения кривой титрования подготовить бюретку, залить в нее раствор щелочи и довести нижний мениск жидкости до нуля, отобрать пробу (аликвоту) уксусной кислоты в химический стакан 250 мл, поставить его на магнитную мешалку, погрузить в стакан электрод, дистиллированной водой довести уровень жидкости в стакане до полного покрытия ею электродов, включить магнитную мешалку, определить показания кондуктометра, через каждые 2 минуты добавлять к кислоте 1 мл раствора щелочи и записывать показания прибора, продолжать титрование до 20 мл использованного раствора щелочи.

Содержание протокола

Таблица 1 – Результаты исследования

Наименование слабого электролита	уксусная кислота
Химическая формула слабого электролита
Ориентировочное значение концентрации слабого электролита , моль/л	0,5
Концентрация титранта , моль/л	1
Объем пробы слабого электролита, взятого для титрования , мл	10

---

Таблица 2 – Зависимость удельной электропроводности от концентрации слабого электролита

№ колбы	Концентрация, моль/л (по ориентировочному значению)	Удельная электропроводность χ, мкСм/см
1		605,7
2		282,7
3		129,8
4		55,12

Таблица 3 – Индивидуальное контрольное задание

№ п/п	,мл	Удельная электропроводность χ, мкСм/см
1	0	1453,7
2	1	1555,9
3	2	1723
4	3	1819
5	4	2229
6	5	2593
7	6	3165
8	7	3466
9	8	3944
10	9	4358
11	10	4746
12	11	5345,0
13	12	6549,0
14	13	8032,0
15	14	9118,0
16	15	10510,0
17	16	11281,0
18	17	12450,0
19	18	13460,0

Продолжение таблицы 3

20	19	14580,0
21	20	15830,0

---

Обработка результатов

1 Построение и исследование кривой кондуктометрического титрования



Рисунок 1 – Обработанное изображение кондуктометрической кривой титрования.

По графику эквивалентный объем щелочи мл.

Точное значение концентрации слабого электролита вычисляется по формуле:

(1)

где – эквивалентный объем щелочи, определенный по кривой титрования, мл;

– концентрация раствора щелочи, экв./л;

– объем аликвоты слабого электролита, мл.

2 Определение константы и степени диссоциации слабого электролита
2.1 Вычисление эквивалентной электропроводности каждого раствора по

формуле:

(2)

где – удельная электропроводность, См/м;

– нормальная концентрация раствора слабого электролита, экв/л.
Пример расчета эквивалентной электропроводности для С_N=0,1экв/л. Для последующих значений вычисления проведены аналогично.

---

Смотрите также файлы

• Методические указания Структурными элементами магистерской диссертации являются титульный лист содержание введение.docx

• Исследование функции и построение ее графика План исследования ооф.docx

• Решение должен принять суд относительно допустимости доказательств.docx

• Химия пнінен 11сыныпа арналан тест тапсырмалары.docx

• Судебномедицинская деонтология.doc