4 Экспериментальная часть

Последовательным разбавлением готовят из исходного 0,1 М раствора сильного электролита по 100 мл 0,05 М; 0,025 М; 0,0125 М; 0,00625 М; 0,003 М; 0,0015 М.

Все растворы готовят в мерных колбах на 100мл. Для этого рассчитывают объем V₁ исходного раствора кислоты (или основания) с молярной концентрацией C₁, необходимый для приготовления объема V₂ раствора заданной концентрации С₂. При расчете исходят из того, что количество кислоты при разбавлении исходного раствора не изменяется:

C₁ ·V₁ = С₂ ·V₂.

V₁ = С₂ ·V₂ / C₁.

Например, для приготовления 100мл 0,0125М раствора необходимо взять 12,5 мл исходного раствора: V₁ = 0,0125·100/0,1 = 12,5 мл.

Для получения более точных результатов концентрации приготовленных растворов устанавливают кислотно-основным титрованием (титруют раствором щелочи соответствующей концентрации).

Для титрования выбирают раствор щелочи с концентрацией, примерно равной концентрации титруемого раствора.

С_{Н к} = (С_{Н NаОН} V_NаОН)/ V_К ,

где С_{Н NаОН} – эквивалентная (нормальная) концентрация щелочи, моль/л;

С_{Н к} – эквивалентная (нормальная) концентрация кислоты, моль/л;

V_NаОН– средний объем щелочи, пошедший на титрование пробы кислоты, мл;

V_К– объем пробы кислоты, мл.

Для одноосновных кислот (и однокислотных оснований) эквивалентные и молярные концентрации совпадают С_Н = С_М.

Результаты титрования заносят в таблицу 7.

Таблица 7 − Результаты титрования

№ п/п	Заданная концен-трация раствора, моль/л	Концен- трация щелочи, моль/л	Объем пробы, мл	Объем щелочи, пошедший на титрование	Средний объем щелочи, мл	Точная концен- трация кислоты, моль/л
1

Измеряют электропроводность растворов в порядке возрастания концентраций. Перед измерением датчик промывают дистиллированной водой и исследуемым раствором. Результаты измерений и вычислений заносят в таблицу 8.

Таблица 8 – Результаты измерений электропроводности сильного электролита

№ п/п	Точная концен- трация раствора, моль/м3	Удельная электро-проводность раствора æС, Ом-1 ∙ м-1	Молярная электропроводность раствора С, Ом-1∙м2∙кмоль-1	Коэффициент электро-проводности f
1
2
3

Используя æ_С, рассчитывают молярную электрическую проводимость по формуле: _С = æ_с / C_M,

где [С_М] = кмоль/м³ (1 кмоль/м³ соответствует 1 моль/л).

Строят график _С = f ( ) (рис. 8)

Р ис. 8 – Определение молярной электрической проводимости раствора сильного электролита при бесконечном разведении.

По графику, экстраполируя прямую до пересечения с осью ординат, определяют ₀ сильного электролита. Опытные данные сравнивают со справочными данными.

Молярные электрические проводимости ионов при бесконечном разведении λ₀₊ и λ_0– берут из таблицы «Молярные электрические проводимости ионов при бесконечном разведении» [2].

Вычисляют абсолютную (∆) и относительную (δ) погрешность определения ₀:

∆ = | _0(ТАБЛ) – _0(ЭКСП) |;

Δ = ·100%.

Вычисляют коэффициент электропроводности раствора электролита

f_ = _С /₀ = _С /(₀₊ + λ_0–),

используя значение λ₀ = λ₀₊ + λ_0– , найденное по справочным данным.

Строят график зависимости f _= f (С_M) (рис.8) и делают выводы.

Рис. 9 – Зависимость коэффициента электропроводности сильного электролита от концентрации раствора

По результатам измерения æ_С для слабого и сильного электролитов строят зависимости æ_С = f (С_M) на одной координатной плоскости (рис.10), делают выводы. Данные для слабого электролита должны быть получены в ходе предыдущей лабораторной работы.

Рис. 10 – Зависимость удельной электрической проводимости сильного (1)

и слабого (2) электролитов от концентрации раствора