химический каталог




Физическая химия

Автор Б.П.Никольский, Н.А.Смирнова, М.Ю.Панов, Н.В.Лутугина и др.

ka;

4. Значение Е°;

5. Значение Д?Хххш/ДрН в пределах Н+-функции стеклянного электрода.

Работа 8. Исследование стеклянного электрода с металлической функцией

Работа состоит в исследовании поведения стеклянного электрода, для которого кривая Е — рН идет по типу 2 (см. рис. IX. 32) в растворах МО переменной концентрации, т. е. в установлении того, насколько строго выполняется для данного электрода предполагаемая М+-функция. Кроме того, необходимо изучить специфичность электрода к М+-иону в присутствии другого («постороннего») катиона. Это делается путем исследования поведения стеклянного электрода в смешанных растворах.

Для выполнения работы необходимо приготовить две серии растворов. Первая — это моляльные растворы МО следующих концентраций: 2,0; 1,0; 0,5; 0,1; 0,01 и 0,001 т. Вторая серия — это смешанные растворы МО (тех же концентраций) и М'О постоянной моляльности 0,01 т.

Исходный 2,0 т раствор МС1 приготавливают растворением соответствующего количества сухой соли в воде. Остальные растворы удобно готовить разбавлением концентрированных растворов 0,01 т раствором M'Cl.

Для выполнения исследования необходимо собрать гальванический элемент, включагоший стеклянные электроды, свойства которых исследуются, электроды сравнения (каломельный или хлорсеребряный) и сосуд для гальванической ячейки. Ячейка включается в компенсационную схему с потенциометром, рН-метром, переключателем.

Перейдем теперь к описанию методики эксперимента и обработки экспериментальных результатов по каждой работе.

Прежде всего необходимо установить, насколько точно отвечает изменение потенциала этого электрода изменению активности иона М+ в растворе. Для этого применяется гальванический элемент без переноса

Стеклянный электрод (М+)

MCI, AgCl

Ag

(XXXVI)

В ячейку поочередно наливают растворы МС1 разной концентрации (начиная с разбавленных) и измеряют э.д.с. Е (желательно иметь в ячейке сразу два электрода с М+-функцией) с интервалом в 5 мин до постоянного значения э.д.с.

Для двух растворов с активностями а'± и а"± разность э.д.с. равна:

Д? -Е"-Е'-ЪЪlg(т/т ±/т"у'т ±).

г\ 1 тя.. гт^„ — О о

Обозначим эту разность как AE?ac4 и сопоставим с экспериментально определяемыми значениями Д?Эксп. Условимся, что всегда т

F — E • c2,0 c0,l'

^paC4 = 2t>lg[0,lYM±(0,l)/2,0Yf

(2,0)].

Необходимые для вычисления Д?Расч значения Y±m берут из справочника. Результаты расчетов и эксперимента сводят в таблицу:

Электрод 1 | Электрод 2

mMClVm * ЛВрасч ^экси л?эксп Л^эксп/Д5расч' \\р

•100 % асрасч р эксц ^ ^эксп/^расч" •100 %

По данным таблицы строят график зависимости Д/Гэксп =

s= [(ДЯрасч).

При условии точного выполнения электродом М+-функции график представляет собой прямую с углом наклона 45°. Иногда в связи с недостаточной полнотой М+-функции прямая идет под меньшим углом к абсциссе.

Далее необходимо установить, в какой степени влияет на выполнение электродом М+-функции присутствие постороннего катиона М/+, т. е. определить специфичность стеклянного электрода. Для этого нужно провести серию измерений Е в смешанных растворах, содержащих одновременно оба катиона. Растворы, как уже говорилось, составлены так, что концентрация М+-иона меняется от 2,0 до 0,005 т, а концентрация М' +-иона постоянна и равна 0,01 т. Таким образом, отношение концентраций ионов М+ и М' + меняется в пределах от 200: 1 до 1:2.

Здесь, как и ранее, следует сопоставить экспериментально найденные разности ДЯэксп с вычисленными Д?раСч.

При вычислении Л?раСч необходимо учесть два обстоятельства. Во-первых, концентрация С1--иона в смешанных растворах (тсг) равна суммарной концентрации хлоридов: пгс[- = тМС1 +

+ mM'ci* Во-вторых, ут± в этом случае, представляет собой значения коэффициентов активности электролитов МС1 в присутствии электролита М'О. Такие данные имеются лишь для ограниченного числа смесей электролитов. Поэтому здесь приходится пользоваться эмпирическим правилом Логунова—Сто-ронкина, согласно которому:

отношение коэффициентов активности в двух смешанных растворах VM±MCUMWVMCKM'CI)«* Равно отношению коэффициентов активности в чистых растворах ± мслЛт ± жл пРи условии, что ионные силы чистых и смешанных растворов одинаковы.

Для нахождения Ym±Mci(M'ci) в растворах с различной ионной силой строят по табличным данным, взятым из справочника, график зависимости YMcim± от I~m- Затем по кривой находят значения ут± для каждого смешанного раствора, т. е. для ионных сил, равных 2,01; 1,01; 0,51 и т. д. Для большей точности определения (интерполяции) рекомендуется участок кривой ут±{т) в пределах от 0 до 0,1 построить дополнительно в большем масштабе.

Значения Д?Рнсч находят по уравнению:

ДЯРЯСЧ = 2ft Ig WM m" ' + 2ft Ig

mMCl (mMCI + mM'Cl) VMC1 m ± '

При этом, как и в предыдущих расчетах, вычисление ведут по отношению к тому раствору, где концентрация иона М+ равна 0,1т, а ионная сила /* = 0,11 (эта концентрация и соответствующее значение ут± обозначено звездочкой).

По отношению к экспериментальному значению э. д. с, соответствующему указанному раствору, вычисляют и значения

&Е ЭКСПВ том случае, когда присутствие постороннего катиона не оказывает влияния на потенциал стеклянного электрода, т. е. когда электрод обладает высокой специфичностью по отношению к М+-иону, то, как и в предыдущем случае, значения Д?раСч и AЈ»KЂn должны быть одинаковы. При малой специфичности, начиная с некоторого соотношения концентраций ионов М+ и М'+ значение АЕэкси будут меньше, чем Д?раСч, и на графике вместо прямой получается кривая.

Из графика находят протяженность области М+-функции и соотношение концентраций, при котором начинаются отступления от прямой *.

В итоге выполненного исследования можно рассчитать коэффициент влияния ионов М+ KMfK, по методу описанному в

разд. IX. 8.4. Если в растворе МС1 (при тма = 1,0) электрод обладает М+-функцией, а в растворе M'Cl (при тм,с —1,0) М'+"

функцией, то

в М/М' V М' Ni) 6 М + 6 М+

Для получения необходимых для такого расчета данных следует выдержать электрод 2—3 сут в растворе M'Cl (1,0m), а затем измерить э. д. с. Ем- Значение э. д. с. ?м элемента с раствором MCI (1,0 т) берут из данных, полученных в предыдущей работе.

Работа 9. Определение pNa с помощью стеклянного электрода с натриевой функцией

Для выполнения работы следует воспользоваться данными, полученными в работе 8 при измерении э.д.с. элемента (XXXVI) в растворах NaCl переменной концентрации. По ним необходимо построить калибровочную прямую в виде зависимости Е — = /(pNa), принимая, что a±NaC1=aNa+. Значения Ym±NaCi следует взять из справочника.

Тангенс угла наклона прямой должен быть в этом случае равен 116 мВ на единицу pNa. Затем, получив у лаборанта раствор NaCl, активность которого нужно определить, наливают раствор в сосуд гальванической ячейки, в которой находится натриевый стеклянный и вспомогательный электроды и измеряют э.д.с. Отложив найденное значение э.д.с, определяют по графику соответству

страница 173
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261

Скачать книгу "Физическая химия" (6.95Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
аренда звуковой аппаратуры в москве цена
Фирма Ренессанс винтовые деревянные лестницы - продажа, доставка, монтаж.
кресло компьютерное престиж
хранение мотоциклов москва

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)