Потенціометрія

Приклад 9.

Потенціал мідного електрода, що знаходиться в розчині сульфату міді, дорівнює +0,235 В. Коефіцієнт активності іонів міді дорівнює 1. Температура 25 °С. Наведіть електродну реакцію та обчисліть молярну, масову концентрації i титр розчину сульфату міді.

Дано; Е(Cu²⁺/Cu⁰) = +0,235 В, f = 1; Т = 25 °С. Знайти: c(CuSO₄); ρ{CuSO₄); T(CuSO₄)

Розв'язування: На мідному електроді в розчині сульфату міді протікає реакція: Cu²⁺ + 2ē ↔ Cu⁰

За рівнянням Нернста Е(Cu²⁺/Cu⁰) =Е⁰(Cu²⁺/Cu⁰) + (0,059/2)·lg a(Cu²⁺)

Стандартний електродний потенщал редокспари Cu²⁺/Cu⁰ дорівнює Е⁰(Cu²⁺/Cu⁰) = + 0,345 В.

+0.235 = +0,345 + (0,059/2) · lg a(Cu²⁺)

lg a(Cu²⁺) = 2·(0,235 – 0,345) / 0,059= −3,73

a(Cu²⁺) = 10 ^{lg a(Cu2+)} = 10^−3,73 = I0^0,27 · 10⁻⁴ = 1,86·10⁻⁴ моль/л

a(Cu²⁺) = c(Cu²⁺) · f , звідси c(Cu²⁺)= 1,86 · 10⁻⁴ моль/л

Оскільки CuSO₄ ↔ Cu²⁺ + SO₄²⁻, то c(CuSO₄) = c(Cu²⁺).

Огже, молярна концентрація сульфата міді дорівнює c(CuSO₄) = 1,86 · 10⁻⁴ моль/л.

Масова концентрація сульфату міді дорівнює

ρ(CuSO₄) = c(CuSO₄) · M(CuSO₄) = 1,86· 10⁻⁴ · 160 = 2,976 · 10⁻² г/л.

Титр сульфата міді дорівнює T(CuSO₄) = ρ(CuSO₄) · 10^-3 = 2,976· 10⁻⁵ г/мл

Приклад 10.

3 харчового продукту масою 12,3750 г після подрібнення i вимивання водою отримали 250 мл розчину хлориду натрію. Аліквоту цього розчину об'ємом 10 мл розбавили водою до 50 мл. В отриманий розчин помістили хлорид-селективний та насичений каломельний електроди. ЕРС цього елемента дорівнює 0,100 В. Обчисліпъ масову частку хлориду натрію в харчовому продукті. Дані для побудови градуювального графіку:

c(Cl−), моль/л	1	I0−1	I0−2	I0−3	I0−4	I0−5
ЕРС	0	50	110	160	215	265

Дано: m(продукту) = 12,3750 г; V₁ = 250 мл; Va = 10 мл; V₂ = 50 мл, Е = 0,100 В. Знайти: ω(NaCl)

Розв'язування: Користуючись градуювальним графіком залежності ЕРС від рС1 , знаходимо рС1_х= 1,9.

Оскільки рС1_х = − lg c(Cl⁻)_x = 1,9; відповідно lg c(Cl⁻)_x = − 1,9

c(Cl⁻)_x = I0^−1,9 = I0^0,1 · I0⁻² = 1,26 · I0⁻² моль/л.

Оскільки NaCl ↔ Na⁺ + Cl⁻ , то c(NaCl) = с(Cl⁻) = 1,26 · I0⁻² моль/л.

Maca хлориду натрію в наважці харчового продукту дорівнює

г

Масова частка хлориду нaтpію в харчовому продукті дорівнює:

%

Кондуктометрія

Приклад 11

3 наважки продукту масою 15,0000 г приготували 250,0 мл розчину, що містить сульфат магнію. Електричний опір цього розчину в комірці з електродами площею 1 см² i відстанню між ними 1 см дорівнює 1500 Ом, Ступінъ дисоціації сульфату магнію дорівнює 0,9. Обчислітъ масову частку (%) магнію в комбікормі.

Дано: m(прод.) = 15,0000 г; V = 250,0 мл; R = 1500 Ом; l = 1 см; S = 1 см² ; α = 0,9

Знайти: ω(Mg)лндуктометричними параметрами

Розв'язування: Для знаходження масової частки магнію за формулою

необхідно обчислити масу магнію m(Mg):

Еквівалентну молярну концентрацію сульфату магнію в розчині можна обчислити за формулою, використовуючи задані кондуктометричні параметри:

де λ⁰₊ і λ⁰₋ - рухомості іонів

Сульфат магнію дисоціює на іони: MgSO₄ ↔ Mg²⁺ + SO₄²⁻

Pyxoмоcri ioнів знаходимо в довіднику λ⁰(Mg²⁺) = 53,1 См·см²·моль−¹ , a λ⁰(SO₄²⁻) = 80,0 См·см²·моль−¹

Концентрація розчину дорівнює

Обчислюємо масу магнію в розчині, враховуючи що с(MgSO₄)_eq = c(Mg²⁺)

Масова частка магнію в продукті дорівнює

Приклад 12

Розчии сірчаної кислоти об'ємом 5 мл розбавили до 50 мл. Аліквоту отриманого розчину об'ємом 10 мл відтитрували розчином гідроксиду калію молярної концентрації 0,1250 моль/л. При кондуктометричному титруванні отримали наступні результати:

V(KOН), мл	2	4	6 ) 8	8	10	12	14	16	18	20
G·10, См	1,6	1,5	1,4	| 1,3	1,2	1,1	1,1	1,2	1,3	1,4

Наведіть рівняння реакції. Побудуйте криву титрування та обчисліть молярну, еквівалентну молярну та масову концентрації сірчаної кислоти в концентрованому розчині.

Дано: V(H₂SO₄)₁ = 10мл; V(H₂SO₄)₂ = 50мл; V(H₂SO₄)₃ = 10 мл; с(КОН) = 0,1250 моль/л;

Знайти: с(Н₂SО₄); с(Н₂SО₄)_eq; ρ(H₂SO₄).

Розв'язуваиня. При титруванні протікає реакція H₂S0₄ + 2КОН = К₂S0₄ + 2Н₂0

Будуємо криву титрування в координатах G - V(KOH) і знаходимо об'єм розчину титранту, що відповідає точці еквівалентності.

V(KOH) = 13 мл

Молярна концентрація розбавленого розчину сірчаної кислоти дорівнює

с(Н₂SО₄)_розб = с(KОH)·V(KOH)/V(H₂S0₄)₃ = 0,1250·13/10 = 0,1625 моль/л

Молярна концентращя концентрованого розчину сірчаної кислоти

c(H₂S0₄) = c(H₂S0₄)_розб·V(H₂S0₄)₂/V(H₂S0₄)₁ = 0,1625·50/10 = 0,8125 моль / л

Еквівалентна молярна концентрація концентрованого розчину сірчаної кислоти дорівнює

c(H₂S0₄) _eq = c(H₂S0₄)·М(H₂S0₄) ·М(H₂S0₄) _eq = 0.8125 98/49= 1,625 моль / л

Масова концентрація концентрованого розчину сірчаної кислоти дорівнює

ρ{H₂S0₄) = c(H₂S0₄)·M(H₂S0₄) = 0,8125·98 =79,625 г/л