I. Получение зависимости удельной электропроводности от содержания слабого электролита в растворе

1. Приготовить серию из 4 последовательно разбавленных растворов слабого электролита:

1.1. Мерной пипеткой объемом 50 мл отобрать исходный раствор, поместить его в мерную колбу № 1 на 250 мл, довести до метки дистиллированной водой; закрыть колбу пробкой и перемешать раствор, переворачивая колбе не менее 40 раз;

1.2. Из колбы № 1 в колбу № 2 перенести при помощи мерной пипетки 50 мл раствора, довести объем в колбе № 2 дистиллированной водой до метки, закрыть колбу пробкой и перемешать раствор, переворачивая колбе не менее 40 раз;

1.3. Повторить с колбами № 3 и № 4.

2. Пробы приготовленных и исходного растворов отобрать в маркированные химические стаканы объемом 100 мл.

3. Измерить удельную электропроводность приготовленных растворов слабой кислоты путем погружения электрода кондуктометра в стакан с раствором. Начинать измерения следует с самого разбавленного раствора. При погружении электрода в раствор необходимо следить за тем, чтобы щель электрода была полностью закрыта раствором. При переходе от одного раствора к другому электрод следует насухо протереть кусочком фильтровальной бумаги.

4. Результаты измерений занести в таблицу 1.

II. Анализ концентрации раствора слабой кислоты методом кондуктометрического титрования.

1. Получить от преподавателя раствор слабой кислоты.

2. Отобрать аликвоту 10 мл в химический стакан объемом 250 мл.

3. В бюретку залить раствор гидроксида натрия и «занулить» бюретку.

4. Поставить пробу на магнитную мешалку и поместить в раствор якорь магнитной мешалки.

5. Погрузить в стакан с пробой электрод кондуктометра.

6. Долить в стакан для титрования дистиллированную воду до закрытия щели электрода раствором.

7. Включить магнитную мешалку.

8. Зафиксировать показания кондуктометра.

9. Приливать гидроксид натрия из бюретки порциями по 1 мл, фиксируя после каждой порции щелочи значение электропроводности раствора.

10. Титрование продолжать до получения изменения хода зависимости удельной электропроводности от объема щелочи.

11. Данные занести в таблицу 2.

Содержание протокола лабораторной работы

1. Название слабого электролита.

2. Химическая формула слабого электролита.

2. Ориентировочное значение концентрации слабого электролита (указано на емкости с этим электролитом) С₀.

3. Концентрация раствора гидроксида натрия (титранта) С_NaOH.

Объем пробы слабого электролита, взятый для титрования V_а = _____ мл

Таблица 1 - Зависимость удельной электропроводности от концентрации слабого электролита

Таблица 2 - Данные для построения кривой кондуктометрического титрования

*!!!!! Единицы измерения – см. на табло прибора!!!!!!

Обработка экспериментальных данных

I. Определение точного значения концентрации слабого электролита

1. По данным таблицы 1 построить кривую кондуктометрического титрования, которая будет иметь вид, показанный на рис. 4

Рис. 4. Экспериментальная кривая кондуктометрического титрования.

2. Обработать графически кривую титрования, как показано на рис. 5.

Рис. 5. Обработка экспериментальной кривой титрования и определение точки эквивалентности.

3. От места пересечения прямых опустить перпендикуляр с оси абсцисс и определить значение эквивалентного объема щелочи (см. рис. 3).

4. Точное значение концентрации слабого электролита вычислить по формуле:

,

где V_Э – эквивалентный объем щелочи, определенный по кривой титрования, мл; С_NaOH – концентрация раствора щелочи, экв./л; V_a – объем аликвоты слабого электролита, мл.

II. Определение константы и степени диссоциации слабого электролита

Далее в расчетах используется точное значение концентрации слабого электролита, определенное в п. I.

1. Вычислить эквивалентную электропроводность каждого раствора по формуле:

.

2. Заполнить таблицу:

3. По данным таблицы построить графики зависимостей c = f(C) и 1/λ = f(λС).

4. По графику 1/λ = f(λС) найти 1/λ^∞ посредством экстраполяции зависимости на ось ординат 1/λ и вычислить λ^∞. Полученное значение λ^∞ сопоставить с данными [1]. При наличии сильного расхождения в дальнейших расчетах рекомендуется использовать справочные данные.

5. Рассчитать значение степени диссоциации по уравнению:

.

6. Вычислить значение константы диссоциации по уравнению:

.

7. Результаты вычислений занести в таблицу:

8. Среднее квадратичное отклонение σ рассчитывают по уравнению:

,

где t – коэффициент Стьюдента. Для доверительной вероятности 0,95·t = 3,2.

9. Окончательный результат представляют в виде:

K_d = K_{d среднее} ± σ.