2. Потенциометрическое титрование.

Потенциометрическое титрование основано на измерении электродвижущих сил в процессе титрования.

При потенциометрических титровании также составляется электрохимический элемент из двух электродов – индикаторного и электрода сравнения, которые опускают в титруемый раствор.

Потенциал индикаторного электрода может уменьшаться или увеличиваться в процессе титрования в зависимости от того, по отношению каких ионов обратим индикаторный электрод:

= увеличивается. = уменьшается.

При потенциометрическом титровании точку эквивалентности определяют не по изменению цвета индикатора, а по изменению потенциала индикаторного электрода в процессе титрования.

Наиболее резкое изменение концентрации веществ при титровании происходит в точке эквивалентности, поэтому максимальное изменение потенциала индикаторного электрода должно наступить в тот же момент.

П ри титровании после каждой порции добавленного титрана измеряют ЭДС ( потенциал индикаторного электрода надо рассчитать) от объема добавляемого титрана. Полученная кривая называется потенциометрической кривой. Для определения точки эквивалентности (ТЭ) из середины резкого изменения ЭДС опускают перпендикуляр на ось абсцисс. (Рис.)

При потенциометрическом титровании используют реакции нейтрализации, осаждения, окислительно-восстановительные и комплексообразования. В зависимости от типа реакции методы потенциометрического титрования делятся на методы нейтрализации, окисления – восстановления, осаждения и комплексообразования.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

1. Потенциометрическое определения pH растворов с помощью стеклянного электрода. Буферные растворы. Свойства буферных растворов.

Значение темы:

Потенциометрический метод измерения pH получил широкое распространение в клинических, биохимических, санитарно-гигиенических и фармацевтических лабораториях вследствие большой его точности по сравнению с калориметрическими методами и возможностями измерения pH не только бесцветных и прозрачных, но также окрашенных (кровь, экстракты из лекарственных растений) и мутных (суспензий бактериальных клеток) жидкостей, а так же жидкостей, содержащих агрессивные по отношению к индикаторам вещества (например, достаточно сильные окислители и восстановители).

Основным показателем, характеризующим кислотно-щелочное (КЩ) состояние крови является pH крови. Для практической деятельности врача и провизора необходимо знать, что внутренняя среда организма человека обладает постоянной концентрацией водородных ионов. Например, pH крови человека равно 7,35 – 7, 45 . Сохранение постоянства реакции среды обеспечивается наличием в организме буферных систем.

С использованием буферных растворов связано приготовление и хранение жидких лекарственных форм.

Цель занятия:

• Научиться потенциометрическим методом определять pH растворов.

• Закрепить навыки теоретического расчета pH буферных растворов.

• Изучить свойства буферных растворов:

• Зависимость pH буферного раствора от соотношения концентрации его составных частей.

• Влияние разбавления на pH буферного раствора.

• Влияние добавок кислоты или щелочи на pH буферного раствора.

При подготовке к занятию изучить следующие вопросы:

1. Водородный показатель.

2. Буферная система и буферный раствор. Классификация буферных систем.

3. Вывод расчетной формулы для определения С и pH буферных растворов.

4. Основные свойства буферных растворов.

5. Механизм действия буферных растворов.

6. Буферная емкость.

7. Электрохимический элемент. Форма записи электрохимического элемента в виде схемы.

8. Потенциометрический метод определения pH растворов.

9. Электроды сравнения хлорсеребряный электрод. Каломельный электрод.

10. Индикаторные электроды. Стеклянный электрод.

11. Хингидронный электрод.

Ход работы:

1. Установить зависимость pH буферных растворов от соотношения концентрации составных их частей.

• Приготовить буферные растворы.

В семь пробирок с помощью бюреток растворы и с концентрацией 0,1 моль/ в количествах, указаны в таблице №1.

• Подготовить прибор pH-метр к работе (инструкция).

• Составить гальванический элемент.

(-) Ag | AgCl | | стекл.мембр. | иссл. р-р. | KCl | AgCl | Ag (+)

Для этого оба электрода: стеклянный-индикаторный и хлорсеребряный – сравнения опустить в исследуемый раствор. Перед измерением pH раствор из пробирки перелить в химический стаканчик вместимостью 50 .

• Измерить pH буферных растворов. Значение pH записать в таблицу №1.

Раствор в пяток пробирке оставить для дальнейшей работы.

• Вычислить pH приготовленных растворов по формуле

pH = - , где

- константа диссоциации уксусной кислоты.

При расчете pH в случае равных концентраций вместо отношения концентраций кислота – соль можно записать соответствующее количество кислоты и соли, взятое в каждом отдельном случае. Вычисленные значения pH занести в таблицу №1.

2. Выяснить влияние разбавления на pH буферного раствора.

Ранее приготовленный буфер в пятой пробирке разделить на равные части. Раствор первой пробирки разбавить дистиллированный водой в два раза, а раствор во 2-ой пробирке разбавить в три раза. Измерить pH разбавленных растворов. Результаты занести в таблицу 2.

Таблица №1.

	Пробирки
	1	2		3		4	5		6	7
Количество ,	9,8	9,0		8,0		5,0	3,0		1,5	0,2
Количество	0,2	1,0		2,0		5,0	7,0		8,5	9,8
Значение pH, найденное в опыте.
Значение PH, вычисленное.

Раствор	Значение pH
Исходный 5 – ой пробирки.
Разбавленный в 2 раза.
Разбавленный в 3 раза.

Таблица 2.

Вопросы для самоконтроля.

1. Что представляет из себя электрохимический элемент.

2. Запишите схемы элементов, с помощью которых можно измерить pHраствором.

3. В чем преимущества потенциометрического метода определения pH растворов?

4. Выведите уравнения для вычисления pH раствора, если определение pH проводилось по методу стеклянно-хлорсеребряной цепи, по методу хингидронно-каломельной цепи.

5. Почему pH растворов можно определять потенциометрическим методом?

6. Какие электроды называются индикаторными? Примеры.

7. Какие индикаторные электроды можно использовать при потенциометрическом определении pH растворов? Почему?

8. Опишите устройство стеклянного электрода. Почему стеклянный электрод должен обязательно находиться в воде?

9. Какие электроды сравнение могут быть использованы при потенциометрическом определении pH растворов? Какую роль они играют?

10. Почему потенциалы хлорсеребряного и каломельного электродов устойчивы.

11. Для каких практических целей и почему можно использовать хингидронный электрод.

12. Сравните хингидронный и стеклянный электроды как индикаторные электроды для измерения pH растворов, укажите их достоинства и недостатки.

13. Что такое буферные системы и буферные растворы? Примеры.

14. Вывести формулы для расчета С( ) и pH ацетатного буферного раствора.

15. Показать, какие свойства буферных растворов вытекают из формулы расчета С( ) и pH.

16. Показать механизм действия ацетатного буфера.

17. Что такое буферная емкость, от каких факторов она зависит?

18. Как определяется буферная емкость?