Решение типовых задач по теме «Кондуктометрический анализ»

Задача 1. Сопротивление ячейки с 0,1 моль-экв/л раствора NaCl равно 46,8 Ом. Площадь каждого электрода 1,50 см², а расстояние между ними 0,75 см. Определите удельную и эквивалентную электрическую проводимость.

 

Решение: Электрическая проводимость раствора вычисляется по формуле:

L = 1/ R = 1/ 46,8 = 0,0214 Ом^-1 = 0,0214 См.

Рассчитываем удельную электрическую проводимость:

 

L =  (S / l);  = L l / S;  = (0,0214 ^. 0,75/ 1,50) = 0,0107 Ом^{-1 .} см^-1 =0,0107 См ^. см^-1.

Рассчитываем эквивалентную электрическую проводимость:

 = (^. 1000) / с = (0,0107 ^. 1000) / 0,1 = 107 Ом^{-1 .} см^{2 .} моль^-1 = 107 См ^. см^{2 .} моль^-1.

Ответ:  = 0,0107 См^. см^-1;  = 107 См ^. см^{2 .} моль^-1.

 

Задача 2. При кондуктометрическом титровании 50 мл раствора HCl 0,01 моль-экв/л NaOH были получены следующие данные

 

V _NaOH, мл 0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

См^. м^-1 1,50 1,09 0,67 0,63 0,99 1,35

 

Рассчитайте концентрацию HCl по данным кондуктометрического титрования.

 

Решение: Строим график кондуктометрического титрования в координатах:  - V (удельная электрическая проводимость – объем раствора титранта) и определяем по графику точку эквивалентности (5,0 мл раствора NaOH). Рассчитываем молярную концентрацию эквивалента раствора HCl из соотношения:

 

С (HCl) ^. V (HCl) = С (NaOH) ^. V (NaOH)

 

С (HCl) = С (NaOH) ^. V (NaOH) / V (HCl) = 0,01 ^.5,0 / 50 = 0,001 моль-экв/л

 

Ответ: 0,001 моль-экв/л.

 

Контрольные вопросы по теме «Кондуктометрический анализ»

1. Измерение какого свойства лежит в основе кондуктометрического анализа? В каких единицах это свойство измеряется и с помощью каких устройств?

2. Какие свойства в кондуктометрии принято обозначать символами  и ?

3. Как практически определяют концентрацию методом прямой кондуктометрии? Почему в основном используется графический путь решения? Какой вид имеет градуировочный график?

4. Какие определения невозможно выполнить методом прямой кондуктометрии: а) определение качества дистиллированной воды; б) содержания натрия и калия в морской воде; в) общего содержания примесей в технической серной кислоте; г) общего содержания солей в минеральных водах? Ответ поясните.

5. Охарактеризуйте основные узлы прибора для кондуктометрического титрования.

6. Изобразите и объясните ход кривой титрования смеси сильной и слабой кислот щелочью (на любом конкретном примере). Как найти объемы, пошедшие на титрование каждого из компонентов?

7. Как находят точку эквивалентности, если на кривой титрования нет четко выраженного излома?

8. Какие из перечисленных достоинств следует отнести к методу кондуктометрического титрования: а) высокая точность; б) высокая чувствительность; в) возможность титрования мутных и окрашенных растворов; г) возможность анализа смесей двух веществ без предварительного разделения; д) возможность титрования в присутствии посторонних электролитов?

9. В чем сущность высокочастотного титрования? Каковы особенности измерительной аппаратуры высокочастотного титрования?

10. Какие виды кондуктометрии используются в анализе?

11. Дайте определения следующим понятиям: электролит, неэлектролит, проводники 1-2 рода, общая, удельная и эквивалентная электропровод-ность, числа переноса, подвижность ионов, скорость движения ионов, кондуктометрия, коэффициент активности, степень диссоциации, конс-танта диссоциации.

12. Перечислите методы, которые относятся к электрохимическим. Дайте им краткую характеристику.

13. Прибор Кольрауша, его устройство, принцип работы.

14. Каким образом можно рассчитать константу диссоциации муравьиной кислоты, измерив, сопротивление раствора и зная его концентрацию?

15. Закон Кольрауlа. Расчет λ вћ для растворов электролитов.

16. Схема Кольрауlа.

17. Что называется постоянной сосуда? Как она определяется?

18. Закон Ома. Что называется удельной и эквивалентной электропровод-ностью?

19. Как, зная сопротивление, можно рассчитать эквивалентную и удельную электропроводность?

20. Чем прямой кондуктометрический анализ отличается от кондуктомет-рического титрования?

21. Какое свойство растворов лежит в основе кондуктометрического мето-да анализа? Прямая кондуктометрия: области применения, достоинства и недостатки.

22. Какие величины можно определить методом прямого кондуктометрии-ческого анализа? Характеристика метода.

23. Что такое подвижность ионов и какую роль она играет в кондуктомет-рическом методе анализа?

24. Установка для кондуктометрического титрования.

25. Приведите схему кондуктометрического титрования. Достоинства и недостатки метода.

26. Каким образом определяется точка эквивалентности в методе кондук-тометрического титрования и каким образом рассчитывается искомая концентрация раствора?

27. Как выглядит кривая кондуктометрического титрования сильного основания сильной кислотой?

28. Как выглядит кривая титрования слабой кислоты сильным основанием?

29. Как выглядит кривая кондуктометрического титрования по реакции осаждения на примере титрования соляной кислоты нитратом серебра?

30. Как выглядит кривая кондуктометрического титрования по реакции осаждения на примере титрования сульфата натрия хлоридом бария?

31. Установка для высокочастотного титрования. Достоинства и недостатки метода.

32. Какие процессы происходят в растворе при титровании едким натром смеси соляной и уксусной кислоты? Объясните кондуктометрические кривые. Почему при титровании уксусной кислоты электропроводность не падает, а растет?

33. Как определяется точка эквивалентности?

34. Почему возможно определение смеси кислот кондуктометрическимметодом?

35. Эквивалентная и удельная электропроводность. Какую из них изме-ряем в ходе анализа?

36. В каких единицах измеряется электропроводность?

37. Какие электроды используются в анализе? Их устройство.

38. Можно ли по виду кривых кондуктометрического титрования с уча-стием сильной кислоты и сильного основания, записанных для одних и тех же растворов в одинаковых условиях, определить порядок сливания растворов?

39. Объясните ход кривой кондуктометрического титрования смеси ио-нов Ni+2 и Са+2 раствором этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) (рис.4). Как определить объемы растворы ЭДТА для расчета концентрации ионов никеля и кальция?

Рис. 3.6. Кривая титрования смеси ионов Ni+2 и Са+2 раствором ЭДТА.

 

40. Что такое электролитическая диссоциация, какова ее движущая сила, от каких факторов зависит?

41. Количественные меры диссоциации.

42. Сильные и слабые электролиты; зависит ли сила электролита от свойств растворителя и от каких именно.

43. Закон разведения Оствальда.

44. Удельная и эквивалентная электропроводность, их зависимость от концентрации.

45. Обосновать формулу: _

46. Закон Кольрауша

47. Что такое кондуктометрия?

 

 

Литература

1. Васильев, В. П. Аналитическая химия [Текст] / В. П. Васильев. – М.: Высшая школа, 2003 – Т. 2. -

2. Коренман, Я. И. Задачи по аналитической химии [Текст] / Я. И. Коренман, П. Т. Суханов. – Воронеж: 2004 –

3. Крешков, А. П. Основы аналитической химии [Текст] / А. П. Крешков. – М.: 1970 – Т. 3. –

4. Бабко, А. К. Физико-химические методы анализа [Текст] / А. К. Бабко, К. Б. Пятницкий и др. – М.: 1968 -

5. Пиккеринг, У. Ф. Современная аналитическая химия [Текст] / У. Ф. Пиккеринг. – М.: 1977 –

6. Алесковский, В. Б. Физико-химические методы анализа [Текст] / В. Б. Алесковский, К. Б. Яцимирский. – М.: 1977 –

7. Фритц, Д. Количественный анализ [Текст] / Д. Фритц, Г. Шенк. – М.: 1978 -

8. Скуг, Д. Основы аналитической химии [Текст] / Д. Скуг, Уэст Д. – М.: Мир, 1979 – Т. 1. -

9. Основы аналитической химии. Книга 2/ Под ред. Ю.А. Золотова, М., «Высшая школа», 2004 г.

10. Основы аналитической химии. «Практическое руководство»/ Под ред. Ю. А. Золотова, М., изд. 2 «Высшая школа», 2003, c. 462.

11. Васильев В.П. Аналитическая химия, кн. 2. Физико-химические методы анализа, М.: «Дрофа», 2005, 384 с.

12. Васильев В. П. и др. Аналитическая химия. Лабораторный практикум 2 изд., М., «Дрофа», 2004, 415 с.

13. Васильев В. П. и др. Аналитическая химия: Сборник вопросов, упражнений и задач, 3 изд., М., «Дрофа», 2004, 316 с.

14. Гурова Т.А. Технический анализ и контроль производства пластмасс, М.: «Высшая школа», 1991, 280 с.

15. Михалев А.С. Технический анализ органических соединений, Екатеринбург: УГЛТУ, 2005, 248 с.

16. Оболенская А.В. и др. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы, М.: «Экология», 1991, 320 с.

17. ГОСТ Р ИСО 5725-1-6-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 5. Альтернативные методы определения прецизионности стандартного метода измерений (введен с 01. 11. 02); Часть 6. Использование значений точности на практике (введен с 01. 11. 02).

18. Гулль П., Превращение ПК в измерительный комплекс./ Пер. с фр., Изд. 2, М.: ДМК, 1999, 134 с.

19. Краткий справочник физико-химических величин/ Под ред. А.А. Равделя и А.М. Пономаревой, изд. 10, испр., СПб.: Иван Федоров, 2002, 240 с.

20. Основы аналитической химии. Книга 2/ Под ред. Ю.А. Золотова, М., «Высшая школа», 2004 г.

21. Хенце Г. Полярография и вольтамперометрия. Теоретические основы и аналитическая практика, М: Бином, 2008, 284 с.

22. Михалев А.С. Технический анализ органических соединений, Екатеринбург: УГЛТУ, 2005, 248 с.

23. Гурова Т.А. Технический анализ и контроль производства пластмасс, М.: «Высшая школа», 1991, 280 с.

24. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия. -М.: Высш. Шк., 1975.

25. Будников Г.К., Майстренко В.Н., Вяселев М.Р. Основы современного электрохимического анализа. -М.: Мир, 2003.

26. Юинг Г. Инструментальные методы химического анализа. -М.: Мир, 1989.

27. Будников Г.К. и др. Основы электроаналитической химии. -Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1986.

28. Плэмбек Дж. Электрохимические методы анализа. -М.: Мир., 1985.

29. Лопатин Б.А. Теоретические основы электрохимических методов анализа. -М.: Высш. Шк., 1975.

30. Руководство по аналитической химии./ Под ред. Ю.А.Клячко -М.: Мир, 1975. – 463 с.

31. Кальвода Р., Зыка Я., Штулик К. Электроаналитические методы в контроле окружающей среды. –М.: Химия, 1990.

32. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А. Введение в электрохимическую кинетику. –М.: Высш. Шк., 1975.

33. Доерфель К. Статистика в аналитической химии. -М.: Мир, 1987.

34. Чарыков А.К. Математическая обработка результатов химического анализа. -Л.: Химия. Ленинградское отделение, 1984.

35. Марьянов Б.М., Чащина О.В., Захарова Э.А. Математические методы обработки информации в аналитической химии. -Томск: Изд-во Том. ун-та, 1988.

36. Ионселективные электроды./ Под ред. Р. Дарста. М.: Мир, 1972.

37. Никольский Б.П., Матерова Е.А. Ионселективные электроды. -Л.: Химия, 1980.

38. Справочное руководство по применению ионселективных электродов/Пер. с англ. –М.: Мир, 1986.

39. Зозуля А. Кулонометрический анализ. -Л.: Химия. 1968.

40. Речниц Г.А. Электролиз при контролируемом потенциале. -Л.: Химия, 1967.

41. Худякова Т.А., Крешков А.П. Кондуктометрический метод анализа. -М.: Химия, 1975.

42. Физико-химические методы анализа./ Под ред. В.Б.Алесковского -Л.: Наука, 1988.

43. Физико-химические методы анализа./ Под ред. И.П Алимарина. -М.: Химия, 1986.

44. Захарова Э.А., Игнатьева Л.А. Лабораторный практикум по электрохимическим методам анализа. -Томск: Изд-во Том. ун-та. 1980.

45. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. –М.: Химия, 1989.

46. Справочник химика. Т.4. -М.-Л.: Химия, 1965.