Выполнение работы

Титруют кислоту щелочью, замеряя рН. Строят кривую рН-метрического титрования (зависимость рН раствора от объема титранта).

Подготовка к работе. Собирают установку для рН-метрического титрования. В меню программы L-Химия - практикум выбирают сценарий «Титрование»: параметр - рН, далее «ручной ввод шага», переходят в режим «окно измерений».

Перед использованием электрод ополаскивают дистиллированной водой. В стакан на 50 мл отбирают пипеткой 10 мл пробы, добавляют дистиллированной воды до 50 мл, включают перемешивание. Запускают режим измерения с помощью экранной клавиши «Пуск». Затем нажимают на экранную клавишу «Выбор», в окне «ввод шага» набирают «0,5» (можно работать и с другим шагом или даже менять его в ходе работы). Добавляют 0,5 мл NaOH (0,1M). Вновь нажимают на экранную клавишу «Выбор» и клавишей «Enter» вводят значение рН при данном объеме. И так до тех пор, пока значение рН не превысит 11. Останавливают измерение нажатием экранной клавиши «Стоп» и сохраняют результаты нажатием экранной клавиши «Архив».

Если скачок на кривой титрования выражен слабо, можно построить дифференциальную кривую рН-метрического титрования - зависимость dрН/dV от объема титранта.

Обработка результатов. По окончании измерения переходят в программу «Excel» и открывают в ней полученные файлы. Первая графа - объем NaOH, вторая – значения рН. Строят график зависимости рН от добавленного объема щелочи. Объем, при котором происходит скачок рН, соответствует точке эквивалентности. На математическом языке это означает, что производная рН по объему V, которая обозначается как dpH/dV, максимальна. Теоретически, чтобы определить этот объем, нужно строить дифференциальную кривую рН-метрического титрования - зависимость dpH/dV от объема титранта. Однако на практике кривая титрования построена соединением конечного числа точек, поэтому взять производную абсолютно корректно невозможно. Производную берут приблизительно, как отношение разности значений рН вокруг данной точки к разности объемов вокруг нее (dрН/dV) и строят кривую зависимости этого параметра от объема добавленного реагента. Его определяют графически (построив на графике частую сетку по оси абсцисс).

Если знать объем пробы кислоты, объем раствора щелочи, пошедший на их нейтрализацию, и концентрацию раствора щелочи, можно вычислить концентрацию кислоты по уравнению:

С(Н⁺) ×V(Н⁺) = С(ОН^-)×V(ОН^-),

где С - молярная концентрация, V- объем.

Отчет. В отчете привести кривые титрования, указать объемы в точке эквивалентности. В выводе привести концентрацию.

Возможные вариации. Аналогичным образом можно определить концентрацию основания. В этом случае в качестве титранта используют 0,1 М раствор НС1.

Задание 3. Работа выполняется на УЛК «Химия».

Оборудование и реактивы:

1. УЛК «Химия» (центральный контроллер, модуль «Электрохимия» или «Термостат», стеклянный электрод, хлорсеребряный электрод, стакан на 50 см³);

2. Раствор гидроксида калия или натрия с концентрацией 0,01 M;

3. Сильные (HCl, HNO₃) и слабые (CH₃COOH, HCOOH) кислоты для приготовления анализируемого раствора;

4. Бюретка на 25 см³;

5. Пипетки на 10 и 20 см³;

6. Лабораторная посуда;

7. Дистиллированная вода.