Определение значений водородного показателя (pH) водных растворов
Подождите немного. Документ загружается.
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
Томский политехнический университет
Факультет: Химико-технологический
Направление (специальность): Химическая технология и биотехнология
Кафедра: Физической и аналитической химии
Лабораторная работа по физической химии
Определение значений
водородного показателя (pH) водных растворов
Выполнил
Студент гр. аааа ааааа
Руководитель
канд. хим. наук, доц. бээээээ
Томск 2009
Цель работы.
Определить значение pH ряда водных растворов методом потенциометрии с
использованием стеклянного и хингидронного электродов
Теоретическая часть.
Под рН (водородный показатель) понимается отрицательный десятичный
логарифм активности ионов водорода в растворе
рН = -lg a
н+
.
Можно использовать и гидроксильный показатель рОН =-lg a
OH-
. При
постоянной температуре рН + рОН = const, поэтому для характеристики как
кислотности, так и основности водных растворов вполне достаточно знать
только рН. Для потенциометрического определения содержания других
ионов или молекул также можно пользоваться соответствующими
показателями, например pNa
+
, pS0
4
2-
; рСНзОН и т.д. Но на практике широкое
применение нашел только водородный показатель, характеризующий
кислотность среды.
При определении рН методом ЭДС составляют гальванический элемент, в
котором потенциал одного из электродов зависит от активности ионов
водорода. Это могут быть электроды водородный, хингидронный,
стеклянный и др. В качестве вспомогательного электрода при измерениях рН
применяют обычно каломельный электрод с различной концентрацией KCl.
При точных вычислениях рН необходимо учитывать диффузионный
потенциал на границе двух растворов или принимать меры для его
устранения.
Экспериментальная часть.
1. Тщательно вымытый стаканчик на 50 см
3
устанавливают в штатив
модуля и наливают в него примерно 40 см
3
заранее приготовленного
буферного раствора (рекомендуется стаканчик и электроды
предварительно ополоснуть буферным раствором). Стаканчик
закрывают крышкой и устанавливают стеклянный и хлоридсеребряный
электроды и термодатчик.
2. После установления равновесия (равновесие устанавливается в течение
3-5 минут) производят измерение ЭДС составленного гальванического
элемента.
3. Повторяют опыт с другими приготовленными растворами. Полученные
данные заносят в таблицу.
4. Заменяют стеклянный электрод на платиновый и повторяют всю серию
опытов (согласно п.п. 1-3) с той лишь разницей, что в каждый раствор
добавляют небольшое количество хингидрона (Время установления
равновесия после добавления хингидрона составляет примерно 2-3
минуты.)
5. Проводят расчет значений рН растворов, полученных двумя способами
и сравнивают результаты расчетов между собой.
2
Используемые формулы:
EbpHE
b
EE
pH
'
'
Таблица «Результаты измерений»
Раствор Стеклянный эл. Хингидронный эл Погрешность
E, В pH E, В pH Стекл. Хинг.
буфер 0,114 4,62 0,207 4,62 - -
№1 0,247 2,37 0,207 2,32 18,5% 16%
№2 0,113 4,64 0,216 4,47 0,21% 3,87%
№4 0,249 2,34 0,341 2,25 30% 25%
№5 0,257 2,25 0,335 2,46 2,27% 11,82%
№6 0,272 1,95 0,376 1,76 39,29% 25,71%
Вывод.
В ходе лабораторной работы было определено значение pH ряда водных
растворов методом потенциометрии с использованием стеклянного и
хингидронного электродов
Определено ЭДС двух гальванических элементов с раствором, pH которого
известен (4,62) составленных из стеклянного и хлоридсеребрянного
электродов и хингидронного и хлоридсеребряннного электродов
E’
ст
=0,114 В
Е’
хг
=0,207
При измерении ЭДС этих гальванических элементов с различными
растворами, был рассчитан их pH.
Полученные значения были сравнены с табличными и было выяснено, что
стеклянный электрод более точно определяет значение pH, чем
хингидронный.
3