Измерение рн растворов потенциометрическим методом. Потенциометрическое титрование

Оборудование и посуда.

· Химические стаканы на 50 или 100 мл.

· Цилиндры на 25 мл.

· Стеклянный капилляр.

Выполнение опыта

1. В стакан наливают разбавленный раствор K₄[Fe(CN)₆]. С помощью капилляра вводят в раствор соли каплю раствора CuSO₄. На границе капли происходит реакция с образованием нерастворимого соединения

K₄[Fe(CN)₆] + CuSO₄ = CuK₂[Fe(CN)₆]↓ + K₂SO₄

Нерастворимое соединение CuK₂[Fe(CN)₆] образует на поверхности капли полупроницаемую пленку. Так как раствор CuSO₄ обладает большим осмотическим давлением, то пленка CuK₂[Fe(CN)₆] пропускает внутрь капли воду из окружающего разбавленного раствора. При этом капля, раздуваясь, как бы “лопается”, разрывая перепонку.

2. Разбавляют исходный раствор CuSO₄ в два раза. Для этого наливают в цилиндр 10 мл исходного раствора, доливают дистиллированной водой до 20 мл. Перемешивают. Повторяют опыт, добавляя капилляром новый раствор в раствор K₄[Fe(CN)₆]. Наблюдают поведение капли. Записывают результат в таблицу.

3. Затем исходный раствор CuSO₄ разбавляют дистиллированной водой в 4, 8, 16 и т.д. раз, исследуя каждый раз поведение капли в том же растворе K₄[Fe(CN)₆] до тех пор, пока капля не будет оставаться в равновесии. Концентрации растворов CuSO₄ и наблюдения каждый раз записывают в таблицу.

При концентрациях CuSO₄ меньших, чем изотонические, вода из капли будет переходить в окружающий раствор.

Таблица

№ п/п	Концентрация раствора CuSO4, моль/л	Наблюдения
	0,5
	0,25
и т.д	и т.д.

По результатам наблюдений устанавливают концентрацию раствора CuSO₄, изотоничного 2%-ному раствору K₄[Fe(CN)₆].

Контрольные вопросы и задания.

1. Что называется осмосом и какова его роль в биологических системах?

2. Как рассчитывается осмотическое давление разбавленных растворов? Что называется изотоническим коэффициентом?

3. Какие растворы называются изотоническими, гипертоническими и гипотоническими? Какие растворы в медицине называют изотоническими?

4. Что происходит с живой клеткой при помещении ее в гипертонический и гипотонический раствор?

5. Найдите кажущуюся степень диссоциации хлорида бария в растворе с концентрацией 0,1 моль/л, который изотоничен при 20 ⁰С с раствором глюкозы с концентрацией 0,26 моль/л.

6. Каким является по отношению к плазме крови 2%-ный раствор глюкозы?

РАБОТА 6

Водородным показателем (рН) называется число, определяемое следующим образом

(6.1),

где а (Н⁺) – активность ионов водорода, моль/л. В разбавленных растворах активность можно считать равной концентрации, и тогда водородный показатель определяется как

(6.2),

где [Н⁺] – концентрация ионов водорода в растворе, моль/л.

Например, если концентрация ионов водорода [Н⁺]= 0,0001 моль/л, то рН = –lg0,0001 = –lg10^–4 = 4. Наоборот, если рН = 6,4, тогда [Н⁺]= 10^–6,4= 3,98∙10^–7 моль/л.

Вода является слабым электролитом, т.е. незначительно диссоциирует на ионы по уравнению

2Н₂О «ОН^– + Н₃О⁺ или упрощенно Н₂О «ОН^– + Н⁺

Диссоциация воды называется автопротолизом. Константа равновесия, характеризующая равновесие, называется константой автопротолиза:

(6.3).

Экспериментально установлено, что при температуре 25ºС (298К) константа автопротолиза воды равна 1,8∙10^–16 моль/л. При такой малой величине К_а(Н₂О) активности ионов водорода и гидроксид-ионов можно считать равными концентрациям, а концентрацию недиссоциированной воды постоянной и равной 55,56 моль/л ([Н₂О]= n (Н₂О)/V(Н₂О) моль/л или 1000 г/18 г/моль = 55, 56 моль/л).

Отсюда [Н⁺]∙[OH^–] = K_а(Н₂О) ∙ [Н₂О] = 1,8∙10^–16∙ 55,56 =10^–14.

Произведение К_w = [Н⁺]∙[OH^–] называется ионным произведением воды. При 25ºС (298К)

(6.4).

В нейтральном растворе концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов равны и [Н⁺] = [OH^–] = 10^–7 моль/л. В таком растворе рН = – lg [Н⁺] = – lg10^–7 = 7.

В растворе, где концентрация ионов водорода выше, чем концентрация гидроксид-ионов [Н⁺] > [OH^–], и [Н⁺] > 10^–7 моль/л, т.е. в кислой среде pH < 7.

Соответственно в щелочной среде pH > 7.

Дата добавления: 2014-12-29