Класифікація кондуктометричних методів аналізу

Пряма кондуктометрія

Пряма кондуктометрія полягає у вимірюванні питомої електричної провідності розчинів електролітів у спеціальних кондуктометричних комірках, основними елементом яких є два платинових електрода. В певних межах концентрацій розчинів спостерігається прямо пропорційна залежність між χ і концентрацією електролітів, але при цьому треба враховувати, що аналітичний сигнал, який реєструється, не вибірковий, тому що електрична провідність розчину є адитивною величиною і визначається наявністю всіх йонів у розчині. У прямій кондуктометрії вимірювання проводять з використанням змінного струму частотою 50-10000 Гц, що дозволяє уникнути поляризації електродів при вимірюваннях.

Низькочастотне кондуктометричне титрування

Метод заснований на використанні хімічної реакції, в результаті якої відбувається помітна зміна електричної провідності розчинів. У кондуктометричному титруванні застосовують реакції: нейтралізації, комплексоутворення, оксидації-відновлення, осадження. Електрична провідність розчину змінюється по мірі додавання титранту і фіксується графічно.

Одержану залежність називають кривою кондуктометричного титрування. Точку еквівалентності визначають перетинанням лінійних ділянок кривої.

Високочастотне кондуктометричне титрування

Метод заснований на вимірюванні високочастотної електричної провідності розчину в залежності від концентрації певного електроліту в процесі титрування. Високочастотне титрування – варіант безконтактного кондуктометричного методу аналізу, в якому досліджуваний розчин піддають дії електричного поля високої частоти (від 1 мГц до 100 мГц).

Точку еквівалентності знаходять перетинанням прямолінійних ділянок кривої титрування. Форма кривої високочастотного кондуктометричного титрування залежить від частоти накладеного електричного поля, концентрацій розчину електроліту і титранту, типу електролітичної комірки.

Експериментальна частина

Завдання 1. Визначення методом низькочастотного

Кондуктометричного титрування вмісту

Сульфатної та ацетатної кислот в суміші

При титруванні суміші сильної та слабкої кислот на кривій кондуктометричного титрування будуть зареєстровані два перегини, перший з яких відповідає титруванню сильної сульфатної кислоти H₂SO₄, другий – титруванню слабкої ацетатної кислоти CH₃COOH (рК_а = 4,76).

Це пов’язано з тим, що йде послідовне титрування кислот:

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O;

CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O.

Виконання роботи

Досліджувану суміш сульфатної та ацетатної кислот поміщують в мірну колбу місткістю 100 см³ і доводять дистильованою водою до мітки. Аліквотну частину розчину переносять піпеткою в електролітичну комірку і титрують стандартним розчином натрію гідроксиду, додаючи по 0,5-1,0 см³ титранту. Визначення та розрахунки проводять у відповідності з методикою кондуктометричного титрування.

Завдання 2. Визначення методом низькочастотного

Кондуктометричного титрування вмісту KCl та KI в суміші

При титруванні хлорид- та йодид-йонів розчином аргентуму нітрату відбувається послідовне осадження:

Ag⁺ + I^- → AgI↓ ДР_AgI = 8,3•10^-17

Ag⁺ + Cl^- → AgCl↓ ДР_AgС_l = 1,8•10^-10

Однак, рухливості хлорид- та йодид-йонів мають близькі значення і на кривій титрування спостерігається тільки одна точка еквівалентності, яка відповідає сумі галогенідів. У присутності концентрованого розчину амонію гідроксиду утворюється розчинний комплекс [Ag(NH₃)₂]⁺ та осад аргентуму йодиду. Тоді на кривій титрування фіксується точка еквівалентності, яка відповідає титруванню тільки калію йодиду.

Виконання роботи

Досліджуваний розчин, що містить калію хлорид та калію йодид в суміші, поміщають в мірну колбу місткістю 100 см³ і доводять дистильованою водою до мітки. В електролітичну комірку переносять мірною піпеткою 10 см³ одержаного розчину, доливають 40 см³ води, щоб рівень розчину повністю накрив робочу частину електродів і при безперервному перемішуванні титрують 0,01М розчином аргентуму нітрату. Реєструють показники приладу після введення кожної порції титранту.

Будують криву титрування в координатах χ – V(AgNO₃) і знаходять об’єм розчину аргентуму нітрату (V), що відповідає кінцевій точці титрування суми KCl і KI.

У комірку з мірної колби відміряють нову порцію досліджуваного розчину (10 см³), додають 40 см³ води, краплями додають водний розчин аміаку до рН = 9 (контролюючи універсальним лакмусовим папером) і титрують 0,01М розчином аргентуму нітрату при перемішуванні. Реєструючи показники приладу, будують криву титрування і знаходять об’єм аргентуму нітрату (V₁), що відповідає кінцевій точці титрування калію йодиду. Різниця об’ємів (V – V₁) відповідає вмісту калію хлориду.

Вміст калію хлориду та калію йодиду в суміші розраховують за формулами титриметричного аналізу.

ЛІТЕРАТУРA

1.Аналітична хімія: Навчальний посібник/ О.М.Гайдукевич, В.В.Болотов, Ю.В.Сич та ін. –Х.: Основа, Видавництво НФАУ, 2000. –432 с.

2.Пономарев В.Д. Аналитическая химия: В двух ч. –М.: Высшая школа, 1982. –Ч.1. –304 с; Ч.2. –303 с.

3.Державна Фармакопея України / Держ. підприємство “Науково-експертний фармакопейний центр.” –1-е вид. –Харків: РІРЕГ, 2001. –556 с.

4.Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия. В 2-х кн.. Кн. 1. Общие теоретические основы. Качественный анализ. М.: Высшая школа, 2001. –604 с.

5.Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия. В 2-х кн.. Кн. 1. Количественный анализ. Физико-химические методы анализа -М.: Высшая школа, 2001. –645 с.

6.Конспект лекцій.

7.Основы аналитической химии: В 2-х кн. Учеб. для вузов/ Ю.А.Золотов, Е.Н.Дорохова, В.И.Фадеева и др. –М.: Высшая школа, 1996. –Кн.1. –383 с.; Кн.2. –461 с.

8.Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия: В 2-х кн. –М.: Химия, 1990. –Кн.1. –480 с.; Кн.2. –460 с.

9.Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. –М.: Химия, 1989. –447 с.

10.Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Аналитическая химия. Физико-химические методы анализа. –М.: Высшая школа, 1991. –256с.

11.Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии: В 2-х кн. –М.: Мир, 1979. –Кн.1. –480 с.; Кн.2. –430 с.

12.Васильев В.П. Аналитическая химия: В 2-х кн. –М.: Высшая школа, 1989. –Кн.1. –319 с.; Кн.2. –383 с.

13.Державна Фармакопея України. –1-е вид. –Харків: РІРЕГ, 2001. –Доповнення 1. -2004. -520 с.

14.Кількісний аналіз. Титриметричні методи аналізу / В.В.Петренко, Л.М.Стрілець, С.О.Васюк – Запоріжжя, 2006. -215 с.

ЗАНЯТТЯ №37

ТЕМА: Підсумковий контроль модуля 3. Інструментальні (фізичні та фізико-хімічні) методи аналізу. Тестовий контроль системи «КРОК-1»

АКТУАЛЬНІСТЬ:Вміння визначати якісний та кількісний вміст різних речовин за допомогою інструментальних методів кількісного аналізу дає можливість застосовувати отримані навики при вивченні фармацевтичного, фітохімічного та хіміко-токсикологічного аналізу, є необхідними умовами для аналізу речовин і правильного трактування одержаних результатів досліджень.

НАВЧАЛЬНІ ЦІЛІ: Освоєння основ визначення вмісту різних речовин за допомогою інструментальних методів аналізу.

ЗНАТИ: -предмет і завдання аналітичної хімії, перспективи її розвитку;

-значення аналітичної хімії для практичної діяльності фахівців-провізорів;

-теоретичні основи інструментальних методів аналізу;

-основні положення теорії сильних та слабких електролітів;

-закон діючих мас та його використання для інтерпретації рівноваги в

системі осад-насичений розчин, кислотно-основної рівноваги,

рівноваги процесів комплексоутворення, протікання оксидаційно-

відновних процесів;

-теоретичні основи виділення, розділення, концентрування, осадження,

екстракції, хроматографії та використання їх в аналізі;

-принципи інструментального аналізу. Кількісний аналіз основних класів

неорганічних та органічних сполук;

-теоретичні основи оптичних та електрохімічних методів аналізу;

-хіміко-аналітичні властивості сполук в залежності від положення

відповідних елементів у періодичній системі Д.І.Менделєєва.

ВМІТИ: -виконувати хімічні реакції, які використовують в кількісному

аналізі;

-розв’язувати розрахункові та ситуаційні задачі з відповідних

розділів кількісного аналізу;

-володіти технікою виконання всіх операцій інструментальних

методів аналізу.