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 Кя 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 = Kя / R, то вместо c можно брать 1/R и строить график зависимости этого отношения от объема реагента, пошедшего на титрование (VT). При этом характер кривой, описывающей зависимость 1/R = f (VT), соответствует характеру кривой c = f (VT). 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
Скисл = СщVщ, т.э / Vкисл, (8.19)
где Скисл и Сщ – молярные концентрации эквивалентов кислоты и щелочи, моль/л; Vкисл и Vщ, .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 Vщ 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 Vщ, т.э. Концентрации взятых для исследования растворов кислот рассчитывают по уравнению (8.19).
Таблица 8.4
Данные кондуктометрического титрования
Титруемый раствор (указать)
| Vк, мл | Vщ, мл | R, Ом | 1/R, Ом | Vщ, т..э, мл | Сщ, моль/л | Ск, моль/л |
На основании полученных результатов необходимо:
1) для каждой точки титрования рассчитать удельную проводимость раствора;
2) построить график c = f (VT);
3) по графику определить эквивалентный объем титранта Vщ, т.э;
4) рассчитать концентрацию исследуемого раствора Скисл;
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.