Г О С К И Н О Р О С С И И

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ

Кафедра общей, органической и физической химии

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Методические указания по выполнению лабораторных

работ для студентов специальности 240504

"Технология кинофотоматериалов и магнитных носителей"

дневного и заочного отделений

Часть III. Термохимия и ионные равновесия

Санкт-Петербург

2009

Составитель: проф. Л.Л. Кузнецов

Рецензент: В.В. Митрофанов, доцент кафедры общей химической технологии и промышленной экологии

Рекомендовано к изданию в качестве методических указаний по лабораторному практикуму по физической химии кафедрой общей, органической и физической химии.

Протокол заседания кафедры общей, органической и физической химии

№ 8 от 20 мая 2009 г.

 СПбГУКиТ, 2009 г.

РАБОТА № 5

ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ КОНСТАНТЫ КИСЛОТНОЙ ДИССОЦИАЦИИ ОДНОЦВЕТНОГО ИНДИКАТОРА

Цель работы − определение константы кислотной диссоциации слабой кислоты, являющейся одноцветным индикатором. Определение проводится фотометрическим методом, основанным на пропорциональности между оптической плотностью раствора индикатора и концентрацией его аниона. По величине оптической плотности определяют степень диссоциации слабой кислоты при определенном значении рН. Это позволяет вычислить концентрационную и термодинамическую константы ее диссоциации.

1. Теоретическая часть

1.1. Кислоты и основания.

Согласно теории Бренстеда и Лоури кислота  это вещество, способное отдавать протон, а основание  вещество, способное присоединять протон, например:

и т.д.

Поскольку в водных растворах, органических растворителях и их смесях протоны в свободном виде практически не существуют, любое кислотно-основное равновесие в растворе может иметь место лишь в случае наличия как кислоты, отдающей протон, так и основания, этот протон принимающего, например:

.

При этом кислота, потеряв протон, превращается в сопряженное с ним основание, а основание, присоединившее протон, – в сопряженную кислоту. Часто в роли кислоты или основания выступают молекулы растворителя. Если растворитель присоединяет протон, проявляя свойства основания, он называется протофильным. Такими растворителями являются вода, спирты, кетоны, эфиры, аммиак и различные амины, карбоновые кислоты. Все эти вещества способны присоединять протоны, благодаря наличию в их молекулах атомов азота или кислорода, имеющих неподеленные электронные пары (заполненные несвязывающие молекулярные орбитали):

.

В том случае, когда растворитель отдает протоны, играя роль кислоты, он называется протогенным. Типичными примерами являются вода, спирты, карбоновые и минеральные кислоты, жидкий хлороводород и т.д. Растворители, способные как принимать, так и отдавать протоны, называются амфипротонными (вода, спирты, карбоновые кислоты). Растворители, не способные ни принимать, ни отдавать протоны, называются апротонными. Примерами таких растворителей могут служить, например, хлороформ, бензол, гексан и т.д. В этих растворителях кислотно-основные равновесия не устанавливаются.

В зависимости от свойств растворителя, одно и то же вещество, растворенное в нем, может проявлять либо кислотные, либо основные свойства. Так, карбоновые кислоты в воде проявляют свойства кислот, а в серной кислоте  свойства оснований, например:

В дальнейшем будут рассматриваться лишь водные растворы кислот и оснований.