Аналитическая химия
Методическое пособие - Химия
Другие методички по предмету Химия
по экспериментально найденному значению электрического сопротивления (R) раствора электролита заданной концентрации при данной температуре.
Рис. 1. Ячейка для измерения электрического сопротивления раствора (а) и схема ее включения (б):
- пробки; 2 - кран для слива жидкости; 3 - платиновые электроды; 4-угольные электроды; 5 - исследуемый раствор; 6 - сосуд; 7 - источник | переменного тока; 8 - лампочка
Для измерения сопротивления раствора электролита при Т = const служит ячейка, изображенная на рис.1, а*. Через элекролит пропускают переменный электрический ток; схема включения ячейки в сеть приведена на рис. 1, б.
Сосуд 6 изготовляется из стеклянной трубки диаметром 12-15 мм и длиной 25-30 см. Концы трубки загнуты вверх. В горизонтальный участок трубки на расстоянии 10-12 см друг от друга впаивают два небольших кусочка платиновой проволоки (диам., 0,1 мм, длина 5-6 мм). К платиновым проволочкам припаивают тонкие медные проволочки, которые для большей прочности укрепляют на стеклянных выступах в нижней части сосуда. К ним припаивают провода, соединенные с вольтметром.
Платиновые электроды 3 служат для измерения падения напряжения в растворе электролита 5 в сосуде 6.
Ток подводится к раствору при помощи угольных электродов 4, закрепленных в резиновых пробках 1. Пробки вынимают при заполнении сосуда раствором; для сливания растворов служит кран 2. Через раствор пропускают переменный ток / (220 В). Для уменьшения тока в цепь последовательно с сосудом 6 включают дополнительное сопротивление - электрическую лампочку 8. Ток через раствор пропускают только во время измерений, чтобы не было разогревания раствора, изменяющего величину его электрического сопротивления.
Для измерения тока в цепи и падения напряжения между электродами 3 используют тестер (авометр), являющийся одновременно амперметром и вольтметром и позволяющий измерять как ток, так и напряжение в широком диапазоне их значений. Напряжение измеряется при параллельном включении вольтметра, а ток - при последовательном включении амперметра (рис. 1, б).
Измерив ток в цепи (7) и падение напряжения между электродами (U), можно вычислить сопротивление столба жидкости, заключенной между электродами:
R = U/I, (4)
и удельное сопротивление раствора электролита р:
р = Rs/l, (5)
где s - поперечное сечение проводника; l - его длина.
Отношение s/l называют "постоянной прибора". Эксперимент начинают с определения постоянной прибора. Для этого используют раствор электролита с известным удельным сопротивлением р (чаще всего 0,1 М раствор КС1, удельное сопротивление которого при 291 К и при 298 К равно соответственно 89,4 и 77,6 Ом*см). Измерив значения U и I в цепи, вычисляют R по уравнению (4), а затем постоянную прибора по уравнению (5).
Далее заменяют раствор хлорида калия исследуемым раствором и снова измеряют U и I. Зная постоянную прибора и сопротивление исследуемого раствора R, рассчитывают удельное сопротивление раствора электролита р и удельную электрическую проводимость а по уравнению (1).
Пользуясь соотношением (2), вычисляют ? исследуемого раствора.
Зная предельную молярную электрическую проводимость водного раствора исследуемого электролита ?, рассчитывают по уравнению (3) степень диссоциации а.
Солевой эффект, условия осаждения и растворения осадков.
Соли, кислоты, щелочи - электролиты, спирт этиловый, ацетон, диэтиловый эфир неэлектролиты. Теория электролитической диссоциации С. Аррениуса (1887):
.При растворении в воде электролиты частично или полностью распадаются на ионы и поэтому проводят электрический ток. Положительно заряженные ионы наз-ся катионами, отрицательно заряженные - анионами.
.Процесс диссоциации слабых электролитов - обратимый процесс, обратный процесс наз-ся ассоциацией или моляризацией
.В растворах электролитов ионы наход-ся в беспорядочном, хаотичном движении. При пропускании электрического тока их движение приобретает опред-ый порядок: катионы движутся к катоду, анионы - к аноду.
.Ионы по физическим, химическим и физиологическим свойствам отличаются от нейтральных атомов, из которых они образовались. Пример ионы и атомы натрия и хлора. Ионы в растворе находятся в гидратированном состоянии, т.е. соединяются с молекулами воды (водород соединяется по донорно-акцепторному механизму, образуя ионы гидроксония) [Na(H2O)]+, в обиходе мы пишем просто без молекул воды. Сильные и слабые электролиты стр.18. Основания - это электролиты, которые при диссоциации образуют только один вид анионов - гидроксид-ионы - ОН-, кислоты образуют только один вид катионов - катионы Н+, в многоосновных кислотах диссоциация ступенчатая.-стр. 18. Амфотерные соединения диссоциируют по типу кислот и по типу оснований, т.к. прочность химических связей между атомами металла и кислорода и между атомами кислорода и водорода почти одинакова и в р-те в р-ре присутствуют и катионы Н+ и анионы ОН-. Средние соли диссоциируют на катионы металла и анионы кислотного остатка, кислые соли диссоциируют на катион металла и сложный анион, в состав которого входит водород и кислотный остаток. Например, гидрокарбонат - ион, который затем частично диссоциирует и дает анион СО32-, двойная соль (образованная замещением водорода в многоосновной кислоте - сегнетова соль - тартрат калия магния NаКС4 Н4 О6, алюмо-калиевые квасцы КА1(SО4)12Н2О.
Факторы, влияющие на степень электролитической диссоциации.
.Природа электролита и растворителя: ионная связь в результате взаимод