Теоретические основы кондуктометрического метода анализа. Аппаратура. Характеристика метода

Кондуктометрический метод анализа проводят в 2х вариантах:

1)прямая кондуктометрия

2)косвенная кондуктометрия (кондуктометрия титрования)

1. Прямая кондуктометрия

Кондуктометрический метод анализа основан на измерение удельной электропроводности в зависимости от концентрации анализируемого раствора. Для этого готовят ряд стандартных р-ров с известной концентрацией, измеряют электропроводность и строят график зависимости.

Затем определяют электропроводность анализируемого раствора и по графику определяют исходную концентрацию. Введу того что КМА отличается высокой точностью и простотой в аналитической практике он не нашел большого применения. Это связано с тем, что он не явл. специфическим, его электропроводность определяется суммой электропроводностей всех ионов находящихся в рас-ре , поэтому наличие даже малейших примесей искажают результаты, однако если работать с чистыми растворами то можно вычислить:

1) Кд- слабого электролита

2) ПР(произведение растворимости) мало диссоц. соед.

3) Константы нестойкости (Кн) комплексных соединений

4) рН р-ров, кислот и оснований.

5) Электрохимические показатели р-ра (χ, λ, α, fa-коэффициент электропроводности.

Достоинством метода явл возможность его использования в автоматическом контроле различных непрерывных хим. Производства.

2.Кондуктометрическое титрование

Является более распространенным методом по сравнению с прямой кондуктометрией. При сливании 2х р-ров в результате протекания хим. р-ции измеряется электропроводность р-ра, а т.к электропроводность р-ра будет зависеть только от концентрации появл. или исчезающих ионов, то посторонние ионы будут явл. как бы фоном на котором протекает хим. р-рция.

Кондуктометрическое титрование так де исполняет схему Кольрауша, только в место ячейки используется стакан куда помещается Pt электроды. Стакан ставят на магнитную мешалку.

При титрование всегда наступает момент который называют т-кой эквивалентности. Построив кривую в координатах, χ явл. объем приливаемого титранта χ=f(v_{титранта}) находят эту точку.

Т-ка эквивалентности будет выражена тем отчетливее, чем больше разница в подвижности титруемого иона и титранта.

1.титрование сильной кислоты сильным основанием.

_NaOH

HCl→NaCl+H₂O

H⁺+Cl^-+Na⁺+OH^-→Na⁺+Cl^-+ H₂O

H⁺+ OH^-→ H₂O

В начальный момент времени в р-ре имеется HCl катионы Н⁺ которые обладают самой большой подвижностью при титрование щелочи, ионы водорода ионами гидроксила в Н₂О поэтому электропроводность резко убывает, в т-ке эквивалентности все ионы водорода связаны, а после нее в р-ре появляется избыток иона гидроксила которые обладают в двое меньшей подвижностью по сравнению с ионами Н⁺, поэтому электропроводность начинает расти, но в меньшей степени по сравнению с ионами Н⁺.

Ионы Cl^- явл. фоном на котором протекает реакция.

λ^∞_H+≈350 8,9

λ^∞_Na+≈40

λ^∞_OH-≈174 4,5

λ^∞_Cl-≈60

2.титрование сильного основания сильной кислотой.

NaOH+HCl→NaCl+ H₂O

Na⁺+ OH^-+ H⁺+Cl^-→ Na⁺+Cl^-+ H₂O

H⁺+ OH^-→ H₂O

3.титрование слабой к-ты сильным основанием.

CH₃COOH+NaOH→CH₃COONa+ H₂O

CH₃COOH+ Na⁺+ OH^-→ CH₃COO^-+ Na⁺+ H₂O

CH₃COOH+ OH^-→ CH₃COO^-+ H₂O

Особенностью данного титрования явл. то что будучи слабой к-ой уксусная к-та образует мало ионов Н⁺ и следовательно электропроводность будет падать но не значительно, но т.к. в результате р-ции образуется ацетат натрия т.е. соль образованная слабой к-ой и сильным основанием,то в воде она будет подвергаться гидролизу.

CH₃COONa+ H₂O→ CH₃COOH+ NaOH

CH₃COO^-+ Na⁺+ H₂O→ CH₃COOH+ Na⁺+ OH^-

CH₃COO^-+ H₂O→ CH₃COOH+ OH^-

4.титрование сильной и слабой кислот сильным основанием.

HСl, CH₃COOH+NaOH→NaCl+ CH₃COONa+ H₂O

В данном случае сначало будет титроваться сильная кислота,

а затем слабая

V₁ – объем пошедший на титрование сильной кислоты(HCl)

V₃=V₂-V₁ объем щелочи пошедший на титрование слабой кислоты.

5.титрование сильной кислоты слабым основанием

HCl +NH₄OH→ NH₄Cl+ H₂O

H⁺+Cl^-+ NH₄OH→ NH₄⁺+ Cl^-+ H₂O

H⁺+ NH₄OH→ NH₄⁺+ H₂O

Как и в 3м случае в результате такого титрования образуется гидролизирующаяся соль которая в воде образует слабое основание. В результате чего в р-ре появляются очень подвижные ионы Н⁺.

NH₄Cl+ H₂O→ NH₄OH+ HCl

NH₄⁺+ Cl^-+ H₂O→ NH₄OH+ H⁺+Cl^-

NH₄⁺+ H₂O→ NH₄OH +H⁺

6.титрование слабого основания слабой кислотой и на оборот.

NH₄OH+ CH₃COOH→ CH₃COONH₄+ H₂O

NH₄OH+ CH₃COOH→CH₃COO^-+ NH₄⁺+ H₂O

7.титрование соли солью с образованием осадка.

BaCl₂+Na₂SO₄→2NaCl+BaSO₄

Ba²⁺+2Cl^-+2Na⁺+SO₄^2-→2Na⁺+2Cl^-+ BaSO₄↓

Ba²⁺+ SO₄^2-→ BaSO₄↓

Характеристика кондуктометрии.

1. Точный

2. Объективный

3. Можно титровать мутные растворы

4. Можно одновременно определять несколько ионов

5. Можно использовать в автоматическом режиме

6. Агрессивные средs, водные и не водные рас-ры(Br).