Экспериментальная часть Приборы и реактивы

1. Учебно-лабораторный комплекс « Химия» в следующей комплектации:

- центральный контроллер;

- модуль «Электрохимия» в комплекте с двумя стаканчиками (50 см³), датчиком температуры, стеклянным, хлорсеребряным электродами и шнурами для подсоединения электродов;

2. Буферный раствор с известным значением pH и растворы, pH которых требуется определить, дистиллированная вода.

Порядок проведения эксперимента

1. Тщательно вымытый стаканчик на 50 см³ устанавливают в штатив модуля и наливают в него примерно 40 см³ заранее приготовленного буферного раствора (рекомендуется стаканчик и электроды предварительно ополоснуть буферным раствором). Стаканчик закрывают крышкой и устанавливают стеклянный и хлорсеребряный электроды и термодатчик.

2. Подключение электродов и термодатчика производят согласно параграфу «Управление УЛК с помощью компьютера».

3. После установления равновесия (равновесие устанавливается в течение 3-5 минут) производят измерение ЭДС, составленного гальванического элемента.

4. Повторяют опыт с другими приготовленными растворами. Полученные данные заносят в таблицу.

5. Проводят расчет значений pH растворов.

Рекомендуемый вид таблицы

Раствор	Е, В	рН
Буфер
№ 1
…..

Управление улк с помощью компьютерных программ

Измерение разности потенциалов (ЭДС гальванических элементов) можно производить на 4-м или 5-м измерительных каналах. Измерение разности по­тенциалов возможно производить в диапазоне от от - 5 до + 5 В с разрешением 100 мкВ и с разрешением 10 мкВ.

Измерение температуры раствора можно производить подключением дат­чика температуры к любому свободному каналу (1-3). Для этого штекер термодатчика подключается к разъему соответствующего канала.

Подготовка модуля к работе производится путем его подключения к цент­ральному контроллеру с помощью соединительного кабеля. Далее необходимо подключить центральный контроллер к сети переменного тока (напряжение 220 В, частота 50 Гц).

Подключение ячеек

Гальванический элемент подключают к 4-му или 5-му измерительному ка­налу. Например, стеклянный электрод - к разъему 5, хлорсеребряный электрод - к разъему –ө- (может быть использован универсальный кабель для подключения обоих электродов к разъему 5). Термодатчик подключается к первому каналу (разъем 1).

Управление с помощью компьютера

1. Универсальный контроллер подключается к персональному компьютеру через СОМ-порт с помощью специального соединительного шнура.

2. При включенном контроллере необходимо запустить программу управления УЛК «Химия» — elsms2.exe.

3. В появившемся окне инициализации («Добро пожаловать в УЛК») необходимо выбрать вариант работы с УЛК - «Работа с контроллером». При правильно подсоединенном модуле и контроллере справа должны быть надписи: «Контроллер активен» и ниже «Модуль: Электрохимия». Затем необходимо войти в программу управления УЛК путем нажатия кнопки «Вход».

4. Далее попадаем в окно управления программой. Соответствие между из­мерительными каналами и датчиками происходит автоматически, необходимо лишь включить используемые в работе датчики. Например: включить «Термодатчик» на первом канале и «ЭДС (*.****)» на четвертом.

5. В ходе проведения работы будет изменяться концентрация или состав ра­створа, поэтому устанавливается режим измерения по варьируемому парамет­ру. Для этого в группе элементов «параметры измерения» необходимо выклю­чить «Автоматический режим» (убрать галочку). После этого необходимо настроить параметры одиночного измерения: для данной лабораторно й работы рекомендуется проводить измерения через 60 секунд с включенным «Усреднением».

2. Далее в соответствующих полях вводятся значение параметра (в данном случае – номер исследуемого раствора) и его размерность (М). После этого необходимо произвести измере­ние значения ЭДС исследуемого гальванического элемента путем нажатия кноп­ки «Измерение» (Примечание: пока не заполнено или обновлено поле значения варьи­руемого параметра кнопка «Измерение» заблокирована).

3. Появится окно состояния измерения - «Обмен данными с контроллером». После проведения измерения текущий эксперимент будет дополнен результатом измерения.

8. Для продолжения проведения работы необходимо подготовить исследуемую ячейку (сменить раствор или провести разбавление) и продолжить выполнение работы согласно пп. 6-7.

9. После проведения всех измерений необходимо передать на график и в таблицу полученные значения ЭДС исследуемого гальванического элемента. Для этого надо перейти в окно «Графики» и построить график. Добавление графика осуществляется после нажатия кнопки в специальном окне, в котором определяется соответствие между координатами графика и данными, полученными на измерительных каналах или временем (значением варьируемого параметра). Необходимо выбрать для оси абсцисс (x) «Варьируемый параметр», а для оси ординат (y) - требуемый канал (в нашем случае — «5. ЭДС (*.****)»).

Обработка результатов

После проведения измерений все результаты передаются на график (окно «Графики») и представлены на нем в виде гистограммы (значение потенциала от номера раствора) и таблицы. Полученные данные не требуют дополнительной обработки и используются для проведения непосредственных расчетов значений pH согласно описанию работы.

Вопросы для самоконтроля и повторения

1. Что такое потенциометрия?

2. Запишите уравнение Нернста. Что представляет собой стандартный электродный потенциал?

3. Что такое водородный показатель рН?

4. Что представляют собой буферные растворы?

5. Какие электроды используются для определения рН?