Определение концентрации ионов методом ионометрии. Определение содержания ионов в растворе с помощью ионоселективных электродов

Цель работы – определить степень и константу диссоциации слабой кислоты путём измерения электропроводности раствора. 

Сущность работы – при титровании сильной кислоты щелочью электропроводность раствора до точки эквивалентности линейно понижается, т.к. нейтрализуются высокоподвижные ионы водорода. Нейтрализация слабой кислоты сопровождается повышением проводимости раствора до точки эквивалентности, что объясняется образованием хорошо диссоциирующей соли. Избыток щелочи при титровании вызывает резкое повышение электропроводности раствора. По кондуктометрическим кривым находят число миллилитров раствора щелочи, вступившего в реакцию с кислотами, и рассчитывают их содержание в титруемом растворе, пользуясь известными формулами.

На оси ординат откладывают электропроводность, а на оси абсцисс – объем титранта. По точке эквивалентности, найденной графически, вычисляют концентрацию электролита:

                                                          (1)

где С_Т – концентрация титранта, г-экв/л; V_T – объём титранта, установленный по точке эквивалентности, мл; V_A – объём пробы анализируемого раствора, мл.

1). Построение кривой кондуктометрического титрования:

Таблица полученных измерений:

VT	Электропроводность раствора, мСм/см
0	221,3
1	213,9
2	211,8
3	209,8
4	209,4
5	209,2
6	206,3
7	205,8
8	197,2
9	189,4
10	188
11	207
12	229,9
13	247,8

Пользуясь результатами измерения, построим график зависимости электропроводности от объема титранта:

На графике получили точку эквивалентности с координатами: Это означает, что V_T =18. По формуле (1) находим концентрацию электролита:

.

Из графика видно, что титрование проводилось слабой кислоты щелочью.

2).

Таблица полученных результатов:

Электролит	Концетрация р-ра Экв/л
4	0,0016	64,6
3	0,008	130,8
2	0,04	297,4
1	0,2	662

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

График зависимости удельной электропроводности от концентрации

График зависимости эквивалентной проводимости от квадратного корня концентрации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра ОТХ

Лабораторная работа

По дисциплине:                                 Физическая химия

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема:        Определение константы нестойкости тиоционата (родонита) железа фотометрическим методом

Выполнил: студент  гр. ОП-04             ______________               / А.О./

                                                                                                            ^{(подпись)                                              (Ф.И.О.)}  

Дата: __________________

ПРОВЕРИЛ:

Руководитель:       доцент                   ____________                      / О.В. /

                                             ^{(должность)                                        (подпись)                                                       (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2006

Цель работы: Определение константы  нестойкости энергии Гиббса образования тиоционата комплекса железа (III).

Приборы и реактивы:

• Фотокалориметр КФК-3
• Мерные колбы ёмкостью 50 мл.-7 шт.
• Пипетки градуированные на 1 мл. и 10 мл.
• Стандартный раствор соли железа 0,1 г/л
• Азотная кислота разбавленная 1:1
• Роданид аммония, 10%-ый раствор

Основные понятия и формулы:

Константой нестойкости называют константу равновесия диссоциации комплекса на составляющие его ионы или молекулы

Свободная энергия диссоциации комплекса на ионы равна:

По закону Гесса:

n=1
моль/л	мл.	D	моль/л	моль/л	моль/л
1.4*10-4	2 3 4 5 6	1.066 1.193 1.248 1.348 1.452	0.000131 0.000117 0.000112 0.000103 0.000096	0.004 0.006 0.008 0.010 0.012	250 166 125 100 83

                                                                                                                                             

n=2
моль/л	мл.	D	моль/л	моль/л	моль/л
1.4*10-4	2 3 4 5 6	1.066 1.193 1.248 1.348 1.452	0.000131 0.000117 0.000112 0.000103 0.000096	0.004 0.006 0.008 0.010 0.012	62500 27777.78 15625 10000 6944.44

n=3
моль/л	мл.	D	моль/л	моль/л	моль/л
1.4*10-4	2 3 4 5 6	1.066 1.193 1.248 1.348 1.452	0.000131 0.000117 0.000112 0.000103 0.000096	0.004 0.006 0.008 0.010 0.012	15625000 4629630 1953125 1000000 578703.7

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра ОТХ

Лабораторная работа

По дисциплине:                                 Физическая химия

Тема:        Экстракционное разделение и извлечение катионов цветных металлов

Выполнил: студент  гр. ОП-04             ______________               / А.О./

                                                                                           ^{(подпись)                                              (Ф.И.О.)}  

Дата: __________________

ПРОВЕРИЛ:

Руководитель:       доцент                   ____________                      / О.В. /

                               ^{(должность)                          (подпись)                                       (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2006

Цель работы:

Определить зависимость коэффициента распределения между водным раствором и карбоновой кислоты для иона никеля в зависимости от рН водной среды.

Сущность работы:

Экстракция ионов металла карбоновыми кислотами сопровождается реакцией:

В силу того, что в результате реакции образуются Н⁺, прохождение реакции будет сильно зависеть от рН раствора:

 ,

Логарифмирование этого выражения приводит к выражению:

lgD=lgK+zpH, т.е. линейной зависимости логарифма коэффициента распределения от рН водного раствора. Наличие прямолинейной зависимости и совпадение угла наклона прямой с зарядом металла говорит о правильности выбранной модели взаимодействия между экстрагентом и экстрагируемым  веществом.

Порядок выполнения работы:

1. Внести в делительную воронку на 100мл из мерной пипетки 30мл сульфата никеля, концентрацией 0,05 моль/л и из мерного стакана 20мл готового раствора нафтеновой кислоты в керосине. Для увеличения рН раствора пошагово (шаг=0,5мл) в 4 дальнейших опыта добавлять NaOH, начиная с 1мл. Затем воронку подвергнуть перемешиванию в течение 5 мин. Потом дать расслоиться и через бумажный фильтр слить на анализ только водную среду.
2. В водных фазах с помощью рН-метра определить рН раствора, а трилонометрическим титрованием – концентрацию никеля.
3. Титрование проводят следующим способом. Отобрать пипеткой 10мл раствора и перенести в колбу для титрования, туда же добавить 100мл воды, добавит индикатор. Индикатором служит мурексид, переход окраски из желтовато-зеленой в сиренево-фиолетовую.

Результаты измерений:

№ опыта	Количество щелочи, мл	VтрБ, мл	рН			D	lgD
1	1	8.5	5.3	0,0425	0,0053	0.12	1.20
2	1,5	8.3	5.4	0,0415	0,0058	0.14	1.21
3	2	8.2	5.6	0,0410	0,0056	0.13	1.22
4	2,5	8	5.8	0,0400	0,0062	0.15	1.23
5	Исходный раствор	9.5	5	0,0475	-	-	-

Для 1-го опыта:

Концентрация  в водной фазе:

Концентрация  в органической фазе:

Распределение никеля между двумя фазами:

  

Для 2-го опыта:

Концентрация  в водной фазе:

Концентрация  в органической фазе:

Распределение никеля между двумя фазами:

3-го опыта:

Концентрация  в водной фазе:

Концентрация  в органической фазе:

Распределение никеля между двумя фазами:

4-го опытов:

Концентрация  в водной фазе:

Концентрация  в органической фазе:

Распределение никеля между двумя фазами:

Для исходного раствора:

Построим график зависимости логарифма распределение металла между