Опыт 2. Точное определение рН растворов потенциометрическим методом

 

Для выполнения опыта необходимы: универсальный иономер ЭВ-74, электрод сравнения (каломельный электрод), индикаторный или измерительный электрод, набор растворов электролитов, дистиллированная вода, стаканчики вместимостью 50 мл, фильтровальная бумага.

Для точного определения рН потенциометрическим методом необходимо подобрать набор растворов кислот и щелочей различных концентраций, в том числе те растворы, которыми пользовались в опыте 1. Значение рН каждого из этих растворов определяется с помощью иономера ЭВ-74 (рис. 2).

Рис. 2. Преобразователь (вид спереди) иономер:

1 – показывающий прибор; 2 – кнопки выбора рода работы;

3 – выключатель сети; 4 – индикация включения;

5 – кнопки выбора диапазона; 6 – ручки оперативного управления

Порядок определения рН растворов на иономере ЭВ-74

1. Включают прибор в сеть, предварительно нажав кнопку “t” и кнопку любого диапазона измерения рН в правом ряду кнопок, дают прибору прогреться в течение 20-30 минут.

2. Стеклянный и каломельный электроды укрепляют в держателе штатива. Стеклянный электрод присоединяют к гнезду прибора “изм”, а каломельный к гнезду “всп” на задней стенке прибора. Из каломельного электрода вынимают пробочку бокового ответвления для лучшего контакта электрода и исследуемого раствора.

3. Помещают электроды в стаканчик с исследуемым раствором.

4. Нажимают следующие клавиши: “1-19”, “анионы-катионы”, “рХи”.

5. Считывают значение рН раствора по стрелке с нижней шкалы панели прибора. Время установки значений рН 1-2 минуты.

6. Для более точного измерения рН используют клавиши диапазонов: “1-4”, “4-9”, “9-14” или “14-19”, снятие показаний производится по верхней шкале прибора “0-5”. Например, при нажатой кнопке диапазона “4-9” стрелка прибора остановилась на отметке 2 верхней шкалы “0-5”. Прибавив к начальному значению рН этого диапазона (4) величину 2, получаем искомое значение рН = 4 + 2 = 6.

Полученные данные записывают в табл. 4.

 

Таблица 4

Результаты определения рН растворов

 

Раствор	Концентрация раствора	рН раствора

 

В выводе сравните индикаторный и потенциометрический методы по точности определения значения рН.

Опыт 3. Гидролиз солей. Определение степени гидролиза солей методом

Измерения рН растворов

 

Для выполнения опыта необходимы: универсальный иономер ЭВ-74, электрод сравнения (каломельный электрод), индикаторный или измерительный электрод, набор растворов электролитов, дистиллированная вода, стаканчики вместимостью 50 мл, фильтровальная бумага.

 

Гидролиз солей - это реакция взаимодействия ионов воды с ионами растворенных в ней солей с образованием слабого электролита.

Гидролиз обнаруживается по смещению равновесия реакции диссоциации воды: Н₂О ⇄ Н⁺ + ОН^–, вследствие связывания одного или двух ионов воды ионами соли с образованием слабодиссоциирующего или нерастворимого продукта. Гидролиз – процесс, обратный реакции нейтрализации.

Количественно гидролиз определяется по степени гидролиза h. Для вещества, подвергающегося гидролизу, степень гидролиза – это отношение числа молекул, подвергшихся гидролизу, к общему числу растворенных молекул. Степень гидролиза зависит от константы гидролиза, а также от температуры и от концентрации соли.

Для определения степени гидролиза солей необходимо:

Этап 1. Измерить рН воды и рассчитать концентрации ионов Н⁺ и ОН^– .

Этап 2. Измерить рН растворов солей заданных молярных концентраций.

Этап 3. Рассчитать значение концентраций ионов Н⁺ или ОН⁻, образующихся в растворе за счет процесса гидролиза данной соли.

Этап 1. Измерение рН дистиллированной воды и расчет концентрации ионов Н⁺ + ОН⁻ в воде.В стакан емкостью 50 мл наливают 25 мл дистиллированной воды и измеряют рН. Зная значение рН, определяют С_Н+, а затем, используя значение ионного произведения воды, определяют С_ОН-.

Этап 2. Измерение рН растворов солей заданных молярных концен- траций и расчет концентраций ионов Н⁺ и ОН^– в этих растворах.В стакан емкостью 50 мл наливают 25 мл одного из растворов по указанию преподавателя и проводят измерение рН среды с помощью универсального иономера ЭВ-74. Результаты измерений заносят в табл. 5 и записывают уравнение гидролиза взятой для исследования соли в молекулярном и ионном виде.

Таблица 5

 

Результаты исследования гидролиза растворов солей

 

Раствор	Концентрация раствора	рН раствора	Вывод по гидролизу соли (по катиону или по аниону, полный или частичный гидролиз)

Этап 3. Расчет степени гидролиза (h) данной соли.Расчет степени гидролиза исследуемой соли проводят следующим образом.

Для кислотного гидролиза используют формулу

 

. (5)

 

Для щелочного гидролиза используют формулу

 

, (6)

 

где С_Н +, С_ОН - и С_соли – молярные концентрации соответственно ионов Н⁺, ОН^– и соли (в моль/л).

В выводе укажите, подвергается ли изучаемая соль гидролизу? По скольким ступеням проходит гидролиз? Протекает ли полный гидролиз или он идет частично, какие продукты гидролиза указывают на полный или частичный гидролиз? Является ли гидролиз данной соли обратимым или он необратим?