- - страница 36

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46 

де,  а- ступінь дисоціації електроліту;

С - концентрація електроліту, моль/см ; F - стала Фарадея (96 500 Кл);

U+ , U-, Z+ , Z - - рухомості та заряди катіонів і аніонів,

відповідно (см /В-с). Електропровідність для розведених розчинів електролітів залежить від:

>      природи електроліту та розчинника - у водних розчинах при нескінченно великих розведеннях, електропровідність є найбільшою у кислот, потім у лугів і, нарешті, у солей;

^ концентрації - від кількості заряджених іонів та від значення заряду іонів;

>      швидкості руху однаково заряджених іонів до катода або анода під дією електричного поля;

^ температури - з підвищенням температури електропровідність розчину спочатку збільшується до певного максимуму, а потім знову зменшується;

^ тиску - для більшості сильних електролітів при підвищенні тиску над розчином електропровідність спочатку зростає, досягає певного максимуму, а потім знову зменшується, найчастіше до значень більш низьких, ніж ті, які спостерігаються при звичайному тиску.

Молярна еквівалентна електропровідність l - це провідність шару електроліту товщиною 1 см і між електродами такої площі, щоб між ними об'єм електроліту містив 1 моль розчиненої речовини.

Питома та молярна еквівалента електропровідності пов'язані між собою наступним співвідношенням:

l = X C^ee = х - V, (См-см2/моль-екв)

Кондуктометричні визначення найчастіше проводять з використанням струму змінної частоти, рідше - постійного струму.

В залежності від застосованого аналітичного сигналу кондуктометрич-ний аналіз поділяється на:

>       пряму кондуктометрію (частота струму 50-10000 Гц);

>       низькочастотну кондуктометрію (частота струму < 105 Гц);

високочастотну кондуктометрію (частота струму > 105 Гц).В залежності від наявності або відсутності контакту між електролітом і електродами кондуктометрію поділяють на:

>       контактну (пряма та низькочастотна);

>       безконтактну (високочастотна).

Найпоширенішими є контактний низькочастотний та безконтактний високочастотний методи.

Пряма кондуктометрія застосовується для оцінки чистоти розчинників, для визначення констант дисоціації електролітів, складу і констант стійкості комплексних сполук, розчинності малорозчинних електролітів.

Кондуктометричне титрування застосовується для кількісного визначення компонентів у сумішах кислот або основ; титрування непрозорих, мутних або забарвлених розчинів; титрування солей, які слабо гідролізуються.

У кондуктометричному титруванні застосовують реакції: нейтралізації, комплексоутворення, окисно-відновні, осадження.

Залежність електропровідності розчину від об'єму доданого титранту називається кривою кондуктометричного титрування.

 

 

 

 

 

 

 

                                                  Текв                                          Текв.            Тіекв Т2екв

Види кривих кондуктометричного титрування: . .

(а) - сильної кислоти сильною основою;

(б) - слабкої кислоти сильною основою;

(в) - суміші сильної та слабкої кислот сильною основою.

Вимірювання електропровідності або електричного опору досліджуваного розчину проводять в кондуктометричних комірках різної конструкції. Конструкція комірки повинна відповідати інтервалу вимірюваних електричних опорів, а константа комірки при вимірюваннях повинна залишатися сталою. Як джерело змінного струму з частотою 50-10000 Гц використовуються генератори звукових частот.

Константа кондуктометричної комірки К (см-1) визначається площею електродів S (см ), відстанню між ними І (см) і залежить від форми посудинита об'єму розчину:


k


_

s


відповідно   R = рК.Для визначення константи комірки використовують стандартні розчини КС1 з відомими значеннями електричної провідності при різних температурах.

Гранична електропровідність залежить від природи електроліту та температури і дорівнює сумі граничних молярних електричних провідностей

катіонів та аніонів: Л° = Аніона + Аніона .Приклад 1. Опір 0,1 н. розчину NaCl в кондуктометричній комірці з електродами площею 1,5 см на відстані 0,75 см дорівнює 46,8 Ом. Визначте питому та молярну еквівалентну електропровідності NaCl.

Розв'язання: Питому електропровідність розчину натрій хлориду розраховуємо за формулою:

_

r =------ , звідси

X s

X = —— =   0,75   = 1,02 • 10_2 См/см. r s   48,6 • 1,5

Тоді, молярна еквівалентна електропровідність дорівнює:

.   X • 1000   1,02 • 10~2 1000        С 2

А =---------- =---------------------- = 102 Смсм /моль-екв.

c 0,1

Приклад 2. Визначте питому електропровідність насиченого розчину плюмбуму сульфату, якщо добуток розчинності дорівнює ДР PbSO  = 2 • 10 _8.

Розв язання : Плюмбуму сульфат - малорозчинна у воді сполука, отже розчинність (або концентрація) його у насиченому розчині дорівнює:

PbSO4 =*=^ Pb2+ + SO42-

S = уДРpbSO  =V2 10_8 = 1,4 10_4 моль/л.

Розчин такої концентрації є розбавленим, тому вважатимемо що:

А @ А0 = аА, 2+ + А0 2 , Pb2+ SO2"

За табличними даними граничні еквівалентні електропровідності іонів дорівнюють:

0 2

Apb2+ = 139,0 См см /моль;

02

А   „ = 160,0 См см/моль, SO2"

тоді, гранична еквівалентна електропровідність плюмбуму сульфату: А0 = 139,0 +160,0 = 299,0 Смсм2/моль.

Питома електропровідність плюмбуму сульфату дорівнює:

c   299,0 • 1,4 • 10 "4    .1П _5^ .
c =------- =---------------------- = 4,19 • 10 5 См/см.

1000 1000

Для одержання більш точного значення величини питомої електропровідності розчину плюмбуму сульфату до розрахованої величини необхідно додати значення електропровідності чистої води (за табличними

даними   питома   електропровідність   чистої   води   ZH о = 4,4 • 10 См/см;

С52°о = 6,2 • 10_8 См/см).

K дис.


=a2 1

1 _ aде, a - ступінь дисоціації слабкого електроліту може бути розрахована як:a =


А

А0
1 _ 0,03

Приклад 4. Суміш об'ємом 50 см3, що містить NaOH та NH4OH, кондуктометрично відтитрували 0,010 М розчином HC1 та одержали такі дані:

 

V(HC1), мл

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

10,00

%, См/см

6,60

5,98

5,30

4,68

4,05

3,49

4,45

5,70

7,80

12,02

16,20

Побудувати криву титрування та визначити вміст (г/л) NaOH та NH4OH в досліджуваному розчині.

Розв язання: За наведеними даними будуємо криву кондуктометричного титрування та знаходимо точки еквівалентності V1 та V2.

3.     За графіком об'єм розчину HC1, який витратився на нейтралізацію NaOH (сильної основи) дорівнює: V1=5 мл, а об'єм розчину HC1, який витратився на нейтралізацію NH4OH (слабкої основи) дорівнює: V2 -V1 =7,6-5=2,6 мл.
Гранична молярна еквівалентна електропровідність розчину електроліту дорівнює:

 

a)      різниці еквівалентних електропровідностей катіона і аніона;

b)      добутку еквівалентних електропровідностей катіона і аніона;

c)      сумі еквівалентних електропровідностей катіона і аніона;

d)     відношенню еквівалентних електропровідностей катіона і аніона.

4.     У розчинах слабких електролітів з підвищенням концентрації:

 

a)        знижується ступінь дисоціації молекул електроліту;

b)       ступінь дисоціації молекул електроліту не змінюється;

c)        ступінь дисоціації молекул електроліту спочатку короткочасно підвищується, а потім знову падає;

d)       підвищується ступінь дисоціації молекул електроліту.

5.  Електропровідність 1  см   розчину, що міститься між електродами
площею
1 см2 кожний, відстань між якими дорівнює 1 см, називається:

a)        загальною електропровідністю;

b)       питомою електропровідністю;

c)        молярною еквівалентною електропровідністю;

d)       тимчасовою електропровідністю.

6.   Електричний   опір   шару   розчину   електроліту   між електродами
розраховується за законом:

a)        R = ^;                              c) R = ^;

l S

b)        R =      ;                       d) R S

х S                                        х l

7.     За допомогою якого з наведених електрохімічних методів можна визначити загальний вміст солей у розчині:

 

a)      кулонометрія;

b)      потенціометрія;

c)      кондуктометрія;

d)     електрогравіметрія;

e)      вольтамперометрія.

8.     Одним з електрохімічних методів аналізу є кондуктометрія. Кондуктометричне титрування не може бути використане для визначення складу розчину:

 

a)      сильних електролітів;

b)      слабких електролітів;

c)      малорозчинних речовин;

d)     речовин, які мають окисно-відновні властивості;

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46 


Похожие статьи