Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Методические указания к лабораторной работе

Кафедра «Химия»

ИЗМЕРЕНИЕ ВОДОРОДНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ СРЕДЫ РАСТВОРА

Методические указания к выполнению лабораторной работы

Ростов-на-Дону 2010

Составители д.т.н., проф., В. Э. Бурлакова, к.т.н., доц., Е. Г. Задошенко

УДК 371.385:54

Измерение водородного показателя среды раствора: Метод. указания к выполнению лабораторной работы. Ростов-на-Дону: Издательский центр. 2010. - 5 с.

Методические указания содержат описание лабораторной работы по разделу курса «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа» и «Основы химического анализа» и предназначены для студентов дневного и заочного отделений специальностей 280202,200501 и направления 260100.

Печатается по решению методической комиссии факультета "Нанотехнологии и композиционные материалы".

Научный редактор, д.т.н., проф., А. С. Кужаров

Рецензент, к.х.н., доц., А. В. Хохлов

Ó В.Э. Бурлакова, Е.Г. Задошенко, 2010

Ó Издательский центр ДГТУ, 2010

Цель работы: определить рН раствора с использованием методов колориметрии и потенциометрии, ознакомиться с основными приемами этих методов.

Материалы и оборудование: Бюретки для титрования с водным раствором 0,1 н гидроксида натрия (NaOH) и водным раствором 0,1 н уксусной кислоты (CH₃COOH), шесть мерных колб объемом 100 мл, дистиллированная вода, индикатор фенолфталеин, эталонные растворы для цветной шкалы с индикаторами фенолфталеина, имеющие значения рН: 8,0; 8,5; 9,0; 9,5; 10, штатив с пробирками, контрольный раствор уксусной кислоты для определения значений рН, прибор рН-метр «рН-150М».

Экспериментальная часть

Опыт 1. Измерение водородного показателя среды раствора методом визуального колориметрирования

Колориметрический метод измерения рН основан на способности некоторых органических соединений изменять свою окраску в зависимости от активности иона водорода в растворе электролита. Эти соединения называют кислотно-основными индикаторами. Ниже приведены названия некоторых индикаторов и указаны области перехода их окраски.

Таблица 1. Типы индикаторы, их значения рН и окраска в растворе

Индикатор	Область рН	Окраска в растворе
более кислом	более щелочном
Малахитовый зеленый	0,0-2,0	Желтая	Голубовато-зеленая
Метиловый оранжевый	3,144	Красная	Желтая
о-Нитрофенол	5,0-7,0	Бесцветная	»
Фенолфталеин	8,2-10,0	»	Малиновая
Малахитовый зеленый	11,5-13,2	Голубовато-зеленая	Бесцветная

Каждый из перечисленных индикаторов может служить для приготовления цветовой шкалы, которая используется при определении водородного показателя среды колориметрическим методом (визуальное колориметрирование). Так, например, эталонные растворы для цветовой шкалы с индикатором фенолфталеином могут быть такими: 1. рН 8,0; 2. рН 8,6; 3. рН 9,0; 4. рН 9,5; 5. рН 10,0.

Анализируемую пробу с добавлением того же количества индикатора, что и при изготовлении шкалы, сравнивают с эталонами и визуально устанавливают значение рН с точностью до 0,5 единиц рН.

Выполнение опыта. Из 0,1 н. раствора NaОН приготовьте в мерной колбе на 100 мл три раствора меньшей концентрации: 0,01 н, 0,001 н и 0,0001 н. Необходимое количество концентрированного 0,1 н раствора NaОН (расчет проверьте у преподавателя) внесите в мерную колбу из бюретки. Доведите раствор до метки дистиллированной водой, закройте колбу пробкой и тщательно перемешайте.

Определите рН раствора, пользуясь шкалой эталонов для визуального колориметрирования. Для этого налейте в пробирку 10 мл приготовленного раствора и добавьте к нему 1 каплю индикатора фенолфталеина. Объем раствора и число капель индикатора должно соответствовать используемой шкале фенолфталеина.

Вычислите рН приготовленных растворов NaОН.

При оформлении работы результаты сведите в таблицу2.

Таблица 2. Экспериментальные результаты измерения водородного показателя среды раствора методом колориметрии

Концентрация раствора NaOH	Объем 0,1 н. раствора NaОН, необходимый для приготовления заданного раствора	Тип индикатора и область перехода окраски индикатора	Опытное значение рН приготовленного раствора	Расчетное значение рН

0,01
0,001
0,0001

Сравните рассчитанные и полученные экспериментально значения рН растворов NaOH.

Опыт 2. Измерение водородного показателя среды раствора электрохимическим методом

Электрохимический метод определения водородного показателя среды более точен; он основан на измерении разности потенциалов двух электродов, помещенных в анализируемый раствор. Один из этих электродов — электрод сравнения — в процессе измерения имеет постоянный потенциал, а потенциал второго электрода (обычно стеклянного) зависит от величины концентрации ионов Н⁺в анализируемом растворе.

Потенциал стеклянного электрода относительно электрода сравнения измеряется рН-метром, показывающая шкала которого градуирована в единицах рН и позволяет производить непосредственный отсчет измеряемой величины. Электрохимический метод определения водородного показателя называют методом рН-метрии.

Выполнение опыта 2. Из 0,1 н. раствора уксусной кислоты приготовьте в мерной колбе по 100 мл раствора меньшей концентрации 0,01; 0,001 и 0,0001.

Рассчитанный объем 0,1 н. раствора уксусной кислоты внесите в мерную колбу из бюретки. Доведите раствор до метки дистиллированной водой, закройте колбу пробкой и тщательно перемешайте.

Измерьте рН каждого раствора с помощью рН-метра три раза. При оформлении работы результаты сведите в таблицу3. В графу 3 внесите среднее и расчетное значения рН.

Таблица 3. Экспериментальные результаты измерения водородного показателя среды раствора электрохимическим методом

Концентрация раствора уксусной кислоты	Объем 1 н. раствора уксусной кислоты, необходимый для приготовления заданного раствора	Значение рН раствора
измеренное значение рН приготовленного раствора	расчетное значение рН приготовленного раствора

0,01
0,001
0,0001

Сравните рассчитанные и полученные экспериментально значения рН растворов уксусной кислоты.

Постройте график зависимости рН раствора от концентрации уксусной кислоты.

Получите контрольный раствор уксусной кислоты, измерьте его рН и определите концентрацию по кривой.

Запишите результаты контрольного опыта в таблицу 4.

Таблица 4. Экспериментальные результаты значения рН контрольного раствора уксусной кислоты

Номер контрольного образца	Измеренное значение рН	Найденная концентрация уксусной кислоты по графику

Контрольные вопросы

1. Какие методы химического анализа используются для определения концентрации ионов водорода?

2. В чем сущность метода колориметрии?

3. Какие методы используются в колориметрии?

4. В чем суть метода стандартных серий?

5. В чем суть метода потенциаметрического анализа?

6. Какие электроды используются в потенциометрии?

7. Какие обменные реакции протекают на поверхности стеклянного электрода?

Литература

1. Алов Н.В., Барбалат Ю.А. Гармаш А.В. и др. Под ред. Золотова Ю.А.Основы аналитической химии. Кн. 2. Методы химического анализ - М.: Высшая школа, 2001.

2. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика) кн.2. Количественный анализ. Физико-химические (инструментальные) методы анализа - М.: Высшая школа, 2003.

3. Васильев В.П. Аналитическая химия. Кн.2. М.: Дрофа, 2007.

Составители д.т.н., проф., В.Э. Бурлакова

к.т.н., доц. Е.Г. Задошенко

Измерение водородного показателя среды раствора

Методические указания к лабораторной работе

Редактор А.А. Литвинова

ЛР № 04779 от 18.05.01 В набор В печать

Объем усл.п.л. уч-изд.л. Офсет. Формат 60х84/16

Бумага типа № 3 Заказ № Тираж Цена

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия:

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1.

Воспользуйтесь поиском по сайту: