Лабораторна робота № 9. Електрометричне визначення рН розчинів електролітів

Мета роботи — ознайомлення з електрометричним визначенням рН розчинів електролітів.

Загальні вказівки Електрометричне визначення рН розчинів засноване на вимірюванні електрорушійної сили (ЕРС) гальванічного ланцюга, який складається з двох електродів: скляного (індикаторного) та хлорсрібного (порівняльного) Скляний електрод має вигляд порожнистої кульки з літієвого електродного скла. При зануренні електрода у водні розчини іони літію поверхневого шару скла обмінюються з іонами водню, внаслідок чого виникає потенціал, величина якого залежить від активності (концентрації) іонів водню в розчині та від температури:

.

Де Ї стандартний потенціал скляного електрода, В;

Ї універсальна газова стала, 8,313 Дж· моль^-1·К^-1;

Т Ї абсолютна температура, К;

F Ї число Фарадея;

Ї активність Н⁺ іонів.

Замінивши на водневий показник одержуємо Значення рН реєструється мілівольтметром, що градуйований в одиницях рН, а прилад, яким користуються з цією метою, називають рН — метром.

Точно визначити неможливо, оскільки величина його змінюється залежно від сорту скла, температури та складу електрода. Тому перед визначенням рН розчину слід перевірити водневу функцію скляного електрода, тобто інтервал значень рН, в якому ЕРС ланцюга скляний електрод — буферний розчин — хлорсрібний електрод лінійно залежить від рН буферного розчину та тангенс кута нахилу цієї прямої дорівнює ().

Якщо при перевірці водневої функції скляного електрода встановлено, що, то електрод витримують в 0,1 М розчині декілька днів і знову проводять калібровку.

Буферними називаються розчини, рН яких не змінюється при доданні незначної кількості сильної кислоти або лугу. Буферні розчини містять компоненти, що дисоціюють з утворенням однойменного іона, але відрізняються один від одного ступенем дисоціації. Наприклад, ацетатний буферний розчин (), амонійний (), фосфатний ().

Порядок виконання роботи Дослід 1. Перевірка водневої функції скляного електрода.

Ретельно промити електроди дистильованою водою і просушити фільтрувальним папером. У склянку ємністю 100−150 мл налити 50−70 мл одного з буферних розчинів, починаючи з меншого значення рН. Занурити в нього електроди і виміряти значення ЕРС ланцюга за допомогою рН — метра.

Вміст склянки вилити, промити електроди дистильованою водою, просушити фільтрувальним папером і виміряти ЕРС ланцюга в інших буферних розчинах. Результати вимірювань записати в таблицю:

Дослід 2. Визначення рН розчинів електролітів.

У три склянки налити розчини.

Заміряти рН розчинів за допомогою рН-метра та універсального індикаторного паперу.

Результати вимірювань записати в таблицю:

Оформлення результатів роботи.

• 1. Розрахувати тангенс кута нахилу прямої ЕРС Ї рН. Порівняти його значення з теоретичною величиною Зробити висновок щодо можливості використання скляного електрода для роботи.
• 2. Записати рівняння реакцій гідролізу солей. Зробити висновок щодо реакції середовища.

Питання для самоперевірки.

• 1. Чому дорівнює рН розчину з концентрацією ОН ^- — іонів 10^-1 моль/л?
• 2. Визначити рН та рОН 0,01 молярних розчинів
• 3. Визначити концентрацію Н⁺— іонів у розчині з рН = 9.
• 4. У розчинах яких солей рН > 7: ?