4
М инисте р ство о б р а зо ва ния и на уки Р о ссийско й Ф е д е р а ц ии Во р о не ж ский го суд а р стве нный униве...
39 downloads
171 Views
820KB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
4
М инисте р ство о б р а зо ва ния и на уки Р о ссийско й Ф е д е р а ц ии Во р о не ж ский го суд а р стве нный униве р сите т
Ф ИЗИЧЕС КА Я И КОЛЛОИДНА Я Х ИМ ИЯ
П Р А КТИ КУ М п о сп ец и ал ь н ост и 040500 - «Фармация»
Во р о не ж – 2004
5
У т верж д ен о н а у чн о-м ет од ическим совет ом хим ического ф а ку л ь т ет а от … … … … … … … ..2004 г., прот окол № … ..
С ост а вит ел и: Бобрин ска я Е.В ., В вед ен ский А .В. На у ч. ред . В вед ен ский А .В .
Пра кт ику м под гот овл ен н а ка ф ед ре ф изической хим ии хим ического ф а ку л ь т ет а Ворон еж ского госу д а рст вен н ого у н иверсит ет а . В н а писа н ии 5 гл а вы н а ст оящего пра кт ику м а прин им а л у ча ст ие а ссист ен т ка ф ед ры ф изической хим ии Кры са н ов В .А . Реком ен д у ет ся д л я ст у д ен т ов ф а рм а цевт ического ф а ку л ь т ет а всех ф орм обу чен ия.
ПР ЕДИС ЛОВИЕ
6
Пред л а га ем ы е к вы пол н ен ию ра бот ы ра збит ы н а пят ь осн ов н ы х т ем и в м а ксим а л ь н ой ст епен и а д а пт ирова н ы к восприят ию ст у д ен т а м и н ехим ических специа л ь н ост ей. С этой цел ь ю д о ра зу м н ого м ин им у м а сокра щен а т еорет ическа я ча ст ь ка ж д ой ра бот ы, а осн овн ое вн им а н ие сосред от очен о н а изл ож ен ии м ет од ических под робн ост ей эксперимен т а , кот оры е н еобход им о у чит ы ва т ь в ход е вы пол н ен ия за д а н ия. С л ед у ет обра ща т ь вн им а н ие н а ст рогое собл юд ен ие посл ед ова т ел ь н ост и д ейст в ий ка к в процессе под гот овки опы т а , т а к и при его вы пол н ен ии. При возм ож н ост и
эксперим ен т ы
т ща т ел ь н ост ь
при
надо
пол у чен ии
д у бл ирова т ь , ра зл ичн ого
собл юд а я особу ю
род а
ка л ибровочн ы х
за висим ост ей. Бол ь шин ст во
за д а н ий
сост а в л ен о
т а ким
обра зом ,
чт о
пред у см а т рива ют н ескол ь ко ва риа н т ов испол н ен ия за счет изм ен ен ия реа ген т ов и
у сл овий провед ен ия ра бот ы .
Непремен н ы м
у сл ов ием
пол у чен ия т очн ого кол ичест вен н ого резу л ь т а т а явл яют ся а кку ра т н ост ь н а всех эта па х хим ического эксперим ен т а , чист от а реа ген т ов, т очн ост ь в пригот овл ен ии кон цен т ра ций пред пол а га ет ся,
ра ст воров. обы чн о чт о
Необход им ы е
привод ят ся ст у д ен т
в
обл а д а ет
у ка за н ия
за д а н иях.
по
Тем
н еобход им ым и
ра счет у не
м ен ее
н а выка м и
пригот овл ен ия ра ст воров ра зл ичн ы х кон цен т ра ций из исход н ы х вещест в, ра зба вл ен ия им еющихся ра ст воров д о н у ж н ой кон цен т ра ции, а т а кж е зн а ком с пра вил а м и обра щен ия с прост ейшей изм ерит ел ь н ой а ппа ра т у рой - вол ь т м ет ра м и, а м перм ет ра м и, осцил л огра ф а м и, а н а л ит ическим и веса м и и т .д . О собое вн им а н ие сл ед у ет обра т ит ь н а оф орм л ен ие ра бот ы и а н а л из пол у чен н ы х резу л ь т а т ов с т очки зрен ия изу ча ем ы х в ра бот а х общих ф изико-хим ических за кон ом ерн ост ей. Необход им ы е д л я ра счет ов свед ен ия спра вочн ого ха ра кт ера , ка к пра вил о, у ж е привед ен ы в пра кт ическом за д а н ии. Ка ж д а я ра бот а д ол ж н а бы т ь за кон чен а кра т ким и вы вод а м и, н е явл яющимися прост ы м перечисл ен ием т ого, чт о сд ел а н о.
7
Т Е М А 1.
П О СТ У Л Я Т И В Н Ы Е О СН О В Ы Т Е Р М О Д И Н АМ И К И
Р а б о та
1. Опр е д е ле ние те пло ты р а ство р е ния со ли
И зм ен ен и еэн т ал ь п и и в ходер аст во р ен и я 1 мо л я вещест ва п р и Р = 1 ат м . в т аком коли чест ве р аст вор и т ел я, кот ор ое соот вет ст вует п ол учен и ю р аст вор а с м ол ял ь н ост ь ю m, н азывает ся ст ан дар т н ой (m) м ол ял ь н о й т еп л от ой р аст вор ен и я ΔН° р аст в. За д а ча р а б о ты: озн а комл ен ие с ка л орим ет рическим м ет од ом опред ел ен ия т епл ового эф ф ект а ф изико-хим ического процесса и у ст а н ов л ен ие ха ра кт ера за висимост и ст а н д а рт н ой м ол ял ь н ой т епл от ы ра ст ворен ия сол и от кон цен т ра ции ра ст вора . Об о р уд о ва ние , р е а ктивы: ка л орим ет р, м ерн ы й цил ин д р, т ерм ом ет р Бекм а н а , т ерм ом ет ррт у т н ы й от 0 д о 50° С , секу н д ом ер, сол и KCl и K2S04 (м ож н о NaCl, KN03 , NazS04 и д р., по у ка за н ию препод а ва т ел я). Выпо лне ние р а б о ты 1. Под гот а вл ива ют к ра бот е ка л оримет р, рис. 1-1.
изобра ж ен н ы й
на
Рис. 1-1. У ст ройст во ка л орим ет ра д л я опред ел ен ия т епл овы х эф ф ект ов
С т а ка н (1), вст а вл ен н ы й в изот ерм ическу ю обол очку (2), за крыва ет ся кры шкой (3). О т верст ие (4), пред н а зн а чен н ое д л я введ ен ия н а вески сол и, за кры ва ет ся пробкой (5), сквозь котору ю пропу щен особо чу вст вит ел ь н ы й (0,01°/д ел ) рт у т н ый т ерм ом ет р Бекм а н а (6). Д л я перем ешива н ия ра ст вора
8
сл у ж ит м еша л ка (7), соед ин ен н а я с элект род вига т ел ем (8). О пред ел ен ие т епл от ы л юбого ф изико-хим ического процесса , прот ека ющего в ка л орим ет ре при Р = 1 а т м ., ба зиру ет сян а форм у л е: ∆ Н° = С К • ∆ Т, (1-1) гд е С к - пост оян н а я ка л орим ет ра , а ∆ Т - изм ен ен ие т ем пера т у ры в ход е процесса . 2. Д л я н а хож д ен ия С к ка л орим ет рпред ва рит ел ь н о ка л ибру ют , измеряя ∆ Т в процессе, т епл овой эфф ект которого за ра н ее извест ен . Та к, при ра ст ворен ии н а вески g = 10 г КС 1 в 400 см 3 вод ы вел ичин а ∆ Н° сост а вл яет 2.58 кД ж (при 20 °С ) и 2.37 кД ж (при 25 °С ). Ч тобы вы бра т ь од н о изэ т их зн а чен ий, в ст а ка н ка л орим етра н а л ива ют д а н н ое кол ичест во вод ы и обычн ы м терм ометром изм еряют его тем пера т у ру . 3. На а н а л ит ических веса х беру т н а веску КС 1 g = 10 г. 4. В вод ят в ка л орим ет р т ермом етр Бекм а н а . При пом ощи л а бора н т а н а ст ра ива ют его т а ким обра зом , чт обы у ровен ь ст ол бика рт у т и ра спол а га л ся н ескол ь ко выше серед ин ы у сл овн ой т ем пера т у рн ой шка л ы. В кл юча ют м еша л ку и в т ечен ие 5-6 м ин через ка ж д ы е 30 секу н д ф иксиру ют пока за н иятермом етра Бекм а н а . 5. А кку ра т н о припод н яв т ермом етр Бекма н а , через от верст ие (4) высыпа ют в ст а ка н за ра н ее от м ерен н у ю н а а н а л ит ических веса х н а веску хл орид а ка л ия. Бы ст ро вст а вл яют т ерм ом ет р и, н е вы кл юча я м еша л ки, прод ол ж а ют регист рирова т ь изм ен ен ие т ем пера т у ры ра ст вора . В н а ча л е произойд ет резкое пон иж ен ие т ем пера т у ры, кот ора я, спу ст я 5-10 мин у т , ста бил изиру ется ил и д а ж е н а чн ет н ескол ь ко повыша т ь ся. За ка н чива ют эксперим ен т , вы кл юча ют м еша л ку , вы л ива ют ра ст вор КС 1, опол а скива ют ста ка н ка л оримет ра д ист ил л ирова н н ойводой. 6. С т роят за висим ост ь т ем пера т у ры (в у сл овн ой шка л е) от врем ен и опы т а , кот ора я д ол ж н а им ет ь вид , изобра ж ен н ы й н а рис. 1-2. Провод ят Т, у сл .гра д
А
1
А
ΔТ
В1
В
t, м ин 5-6
Рис. 1-2. Тем пера т у рн а я
10
крива я процесса ра ст ворен ияKCl.
6
ка са т ел ь н ы е к н а ча л ь н ом у и кон ечн ом у у ча ст ку кривой, д ел ят от резок А В попол а м и м еж д у т очка м и А 1 и B1 опред ел яют вел ичин у ∆ Т. В ычисл яют С к по (1-1). 7. О т меряют н а а н а л ит ических веса х д ве н а вески в 5 и 10 г K2S04 (ил и ин ойсол и). 8. За л ива ют в ка л орим ет р400 см 3 д ист ил л ирова н н ой вод ы и повторяют изм ерен ия по п.п. 4 - 6, испол ь зу я вм ест о хл орид а ка л иян а веску K2 S04 g = 5 г. О т м ет им , чт о ф орм а т ем пера т у рн ой кривой м ож ет у ж е бы т ь ин ой. Под ст а вл яя пол у чен н ое зн а чен ие ∆ Т и н а йд ен н ое С к в (1-1), опред ел яют 3 вел ичин у ∆ Н°ра ст н а вески ма ссой 5г K2S04 в 400 см вод ы . 9. Ра ссчит ы ва ют ст а н д а рт н у ю м ол ял ь н у ю т епл от у ра ст ворен ия сол и, испол ь зу я ф орм у л у : 1000 ∆Н 0р(а mст ) = ∆Н 0ра ст ⋅ , (1-2) (400 ⋅ ρ + g ) гд е ρ - пл от н ост ь вод ы при т ем пера т у ре опы т а . О бы чн о прин им а ют ρ 3 = 1 г/см . (m) 10. Провод ят вн овь опред ел ен ие Δ Н° ра ст по п.п. 8 - 9, н о с н а веской g = 10 г K2 S04. 11. Ф орм у л иру ют вы вод ы , ка са ющиеся зн а ка т епл ового эф ф ект а ра ст ворен ия сол и и ха ра кт ера его за висим ост и от кон цен т ра ции ра ст вора . О ф орм л яют ра бот у . Р а б о та 2. Опр е д е ле ние те пло во го эф ф е кта пр о ц е сса д иссо ц иа ц ии сла б о й кисло ты И зм ен ен и еэн т ал ь п и и в п р оц есседи ссоц и ац и и 1 м ол я одн оосн овн о й сл абой ки слот ы RH н а R- и Н+ п р и Р = 1 ат м н азывает ся ст ан дар т н ой моляр н ой т еп лот ой ди ссоц и ац и и ∆ Н 0 ( с ) д и с с . За д а ча р а б о ты: озн а комл ен ие с ка л орим ет рическим м ет од ом опред ел ен ия т епл ового эф ф ект а ф изико-хим ического процесса . Ра счет ст а н д а рт н ой м ол ярн ой т епл от ы д иссоциа ции сл а бой од н оосн ов н ой кисл от ы по ст а н д а рт н ы м м ол ярн ы м т епл от а м н ейт ра л иза ции этой кисл от ы и ка кой-л ибо сил ь н ой кисл от ы (т а кой ж е кон цен т ра ции) од н им и т ем ж е ра ст вором сил ь н ого осн ова н ия: ∆ Н 0 ( с ) д и с с . = ∆ Н 0 ( с ) н е йт р. с л а б. – ∆ Н 0 ( с ) н е йт р. с и л ь н . ( 1-3) Об о р уд о ва ние , р е а ктивы: ка л орим ет р, м ерн ы й цил ин д р, пробирка , т ерм ом етр Бекм а н а , т ерм ом ет р рт у т н ы й от 0 д о 50°,С , секу н д ом ер, 0.1 М ра ст воры сл а бой и сил ь н ой кисл от (н а прим ер, С Н3С О О Н и НС 1), 4 М ра ст ворNaOH, крист . сол ь КС 1.
7
Выпо лне ние р а б о ты 1. Под гот а вл ива ют к ра бот е ка л орим ет р. О пред ел яют его пост оян н у ю С к согл а сн о пп. 1-6 ра бот ы 1. 2. На л ива ют в ка л орим ет р400 см 3 0,1 М ра ст вора у ксу сн ой кисл от ы , а в пробирку - 10 см 3 4М ра ст вора NaOH. Перест ра ива ют т ерм ом ет р Бекм а н а т а к, чт обы у ровен ь ст ол бика рт у т и ра спол а га л ся вн изу у сл ов н ой т ем пера т у рн ой шка л ы , т .к. процесс н ейт ра л иза ции кисл от ы экзот ерм ический. 3. В кл юча ют м еша л ку и провод ят сн ят ие пол н ой т ем пера т у рн ой кривой, вл ива я в кисл от у ра ст вор осн ова н ия. Ра счет ∆ Н 0 ( с ) н е йт р. сл а б. вед у т по ф орм у л е (1-1). Пол у чен н а я вел ичин а ха ра кт еризу ет эф ф ект н ейт ра л иза ции ν м ол ей кисл от ы . Д л я переход а к м ол ярн ой т епл оте ра ст ворен ия сост а вл яют пропорцию: ∆ Н0н ейтр. сл а б. – ν мол ь 0(с) ∆ Н н ейтр. сл а б. – 1 мол ь .. В д а н н ом сл у ча е ν = С *V = 0.1 м ол ь /д м • 0.4 д м = 0.04 м ол ь , поэтом у 3
0(с) н ейт р. сл а б. =
∆Н
3
0
25 ∆ Н н ейт р. сл а б.
(1- 4)
4. На л ива ют в ка л орим ет р 400 см 3 0.1 М ра ст вора НС 1 и провод ят опред ел ен ие м ол ярн ой кисл от ы н ейт ра л иза ции сил ь н ой кисл от ы ∆ Н 0 н е йт р. с и л ь н . согл а сн о п.п. 2 и 3 д а н н ой ра бот ы . 5. Ра ссчит ы ва ют ∆ Н 0 ( с ) д и с с . по у ра вн ен ию (1-3). А н а л изиру ют резу л ь т а т , ф орм у л иру ют вы вод ы и оф орм л яют ра бот у .
Р а б о та 3. Изм е р е ние те пло во го эф ф е к та пр о ц е сса гид р а то о б р а зо ва ния Ст ан дар т н ой м ол яр н ой т еп л от ой ∆Н 0 ( с ) ги д р . ги др ат ообр азован и я н азывают и зм ен ен и е эн т ал ь п и и в п р оц ессе п р и соеди н ен и я к1 м ол ю безводн ой кр и ст ал ли ческой сол и соот вет ст вующего ко ли чест ва кр и ст ал ли зац и он н ой воды п р и Р = 1 ат м . с обр азован и ем уст ойчи вого кр и ст ал логи др ат а. За д а ча р а б о ты: озн а ком л ен ие с ка л оримет рическим м ет од ом опред ел ен ия т епл ового эф ф ект а ф изико-хим ического процесса и н а хож д ен ие ст а н д а рт н ой мол ярн ой т епл от ы гид ра т ообра зова н ия по ст а н д а рт н ы м м ол ярн ы м т епл от а м ра ст ворен ия безвод н ой 0 (с ) крист а л л ической сол и ∆ Н а т а ∆ Н 0 ( с ) ра с т в . ра ст в. (б/в) и ее крист а л л огид р ( крист. гид р.) : ∆ Н0(с)гид р. = ∆ Н0(с)ра ст в.( б/в ) – ∆ Н0(с)ра ств . (крист . гид р.)
(1-5)
8
Об о р уд о ва ние , р е а ктивы: ка л орим ет р, т ерм ом ет р Бекм а н а , т ерм ом ет р рт у т н ый от 0 д о 50°С , секу н д ом ер, сол и CuS04 и С uS04 *5H20 (м ож н о ин ы е па ры безвод н ой сол и и ее криста л л огид ра т а по у ка за н ию препод а ва т ел я), сол ь КС 1. Выпо лне ние р а б о ты 1. Под гот а вл ива ют к ра бот е ка л орим ет р и опред ел яют его т епл оем кост ь С к согл а сн о п.п. 1-6 ра бот ы 1. 2. Беру т н а а н а л ит ических веса х н а веску g = 10 г безвод н ой сол и CuS0 4, кот ору ю пред ва рит ел ь н о н у ж н о прока л ит ь . Э т а н а веска сод ерж ит ν = g/M м ол ь сол и, причем М = 160 г/мол ь - мол ярн а я ма сса безвод н ого су л ь ф а т а м ед и. 3. За л ива ют в ка л орим ет р400 см 3 д ист ил л ирова н н ой вод ы . В кл юча ют м еша л ку и провод ят сн ят ие пол н ой т ем пера т у рн ой кривой процесса ра ст ворен ия, испол ь зу я вм ест о хл орид а ка л ия н а веску су л ь ф а т а м ед и. Под ст а вл яя пол у чен н ое зн а чен ие Δ T и н а йд ен н ое С к в ф орм у л у (1-1), опред ел яют вел ичин у ∆ Н 0 ра с т в . б/в. Д л я переход а к ст а н д а рт н ой м ол ярн ой т епл от е ра ст ворен ия сол и сост а вл яют пропорцию: 0 ∆ Н ра с т в ( б/ в ) – ν мол ь ∆ Н 0 ( с ) ра с т в . ( б/ в ) – 1 мол ь , от ку д а ∆ Н 0 ( с ) ра с т в . ( б/ в )
= ∆ Н 0 ра с т в ( б/ в )
*
M g
(1-6)
4. О т м еряют н а веску g = 10 г CuS04 *5H20 и провод ят вн овь изм ерен ия по п.З . При этом в ка л орим ет р н а л ива ют 396.4 см 3 вод ы , у чит ыва я вод у , имеющу юся в крист а л л огид ра т е. На ход ят ∆ Н0 ра ст в (крист . гид р) крист а л л огид ра т а су л ь ф а т а м ед и, а по (1-6) ра ссчит ы ва ют ∆ Н0(с)ра ст в (крист . гид р) . На д о л ишь у чест ь , чт о теперь М = 250 г/м ол ь - м ол ярн а я м а сса крист а л л огид ра т а . 5. И спол ь зу я (1-5), ра ссчит ы ва ют ∆ Н 0 ( с ) гид р.. Ф орм у л иру ют вы вод ы, оформл яют ра бот у . Р а б о та 4. Опр е д е ле ние те р м о д ина м иче ских ха р а кте р истик хим иче ско й р е а кц ии На пряж ен ие га л ь ва н ического элем ен т а Е и его т ем пера т у рн ы й коэф ф ициен т ( dE/dT) p при Р = 1 а т м м огу т быт ь испол ь зова н ы д л я ра счет а мол ярн ы х т ерм од ин а м ических ха ра кт ерист ик хим ической реа кции, прот ека ющей в элем ен т е: - эне р гии Г иб б са Δ G = - zFE, (Д ж /мол ь )
(1-7)
9
- энта льпии Δ Н = -zF [E-T(dE/dT) p ], (Д ж /мол ь ) (1-8) - энтр о пии ΔS = zF (dE/dT) p , (Д ж /мол ь К) - эне р гии Г е льм го льц а ΔF = Δ G - ΔnгRT , (Д ж /мол ь ) (1-10) - внутр е нне й эне р гии ΔU = Δ Н - ΔnгRT , (Д ж /м ол ь ) (1-11) гд е Δnг- изм ен ен ие числ а м ол ейга зообра зн ы х реа ген т ов.
(1-9)
За д а ча р а б о ты: И зм ерен ие н а пряж ен ия электрохим ической цепи при ра зн ы х т ем пера т у ра х, опред ел ен ие т ем пера т у рн ого коэф ф ициен т а . В ы числ ен ие по этим д а н н ы м т ермод ин а м ических ха ра кт ерист ик Δ G, Δ Н, Δ S, Δ F и Δ U хим ической реа кции, а т а кж е ра счет э т их ж е ха ра ктерист ик по т а бл ичн ы м д а н н ы м . В ра бот е мож ет бы т ь испол ь зова н а од н а из элект рохим ических цепей (т а бл . 1-1). Та бл ица 1-1. (dE/dT)*104 , В/гра д
Э л ект рохим ическа я цепь Zn | ZnSO4 (н а с.) || CuSO4 (н а с.) | Cu
-4,29
Zn | ZnCl2 (н а с.) || KCl(н а с.) | AgCl,Ag
-4,02
Cd | CdCl2 (н а с.) || KCl(н а с.) | AgCl,Ag
-6,50
Cd | CdCl2 (н а с.) || Pb Cl2
(н а с.) |
Pb
-4,80
Pb | PbCl2 (н а с.) || KCl(н а с.) | AgCl,Ag
-1,86
Pb | Pb(С Н3С О О Н)2 || Cu(С Н3 С О О Н) 2 | Cu
3,85
Об о р уд о ва ние , р е а ктивы: вод ян а я ба н я ил и т ерм ост а т , высокоом н ы й вол ь т м ет р, т ерм ом ет р н а 50-100°С , элект род ы д л я сост а вл ен ия га л ь ва н ической цепи, н а сы щен н ы й ра ст ворКС 1. Выпо лне ние р а б о ты 1. По у ка за н ию препод а ва т ел я гот овят к ра бот е элект род ы д л я сост а вл ен ия ка кой-л ибо га л ь ва н ической цепи (т а бл . 1-1). Хл орсеребрян ы й
10
элект род II род а за пол н яют н а сы щен н ы м ра ст вором КС 1. Э л ект род I род а (рис. 1-3) изгот а вл ива ют са м ост оят ел ь н о. Д л я этого пл а ст ин ку (1) соот вет ст ву ющего м ет а л л а ( Cu, Cd, Zn ил и Pb) за чища ют н а ж д а чн ой бу м а гой, пром ы ва ют д ист ил л ирова н н ой вод ой и пом еща ют в ст екл ян н ы й сосу д ( 2) , за крыт ы й сн изу корковой пробкой (3). С осу д за пол н яют н а сы щен н ы м ра ст вором сол и,
Рис. 1-3. С хем а д л я изм ерен ий н а пряж ен ия га л ь ва н ической цепи при ра зн ы х т ем пера т у ра х
сод ерж а щей ка т ион ы соот вет ст ву ющего м ет а л л а (CuS0 4 , ZnCl 2 и т . д . ) . С обра н н ы е элект род ы пом еща ют в ст екл ян н ы й ст а ка н (4), за пол н ен н ы й н а сы щен н ы м ра ст вором КС 1, ввод ят в ст а ка н т ерм ом ет р(5). 2. В ы вод ы от элект род ов под соед ин яют к вол ь т м ет ру (6) т а ким обра зом , чт обы изм еряемое н а пряж ен ие бы л о пол ож ит ел ь н ы м . 3. С т а ка н с электрод а м и погру ж а ют в вод ян у ю ба н ю ил и т ерм ост а т (7). И зм еряют н а пряж ен ие цепи (Е) при н ескол ь ких т ем пера т у ра х, н а чин а я от ком н а т н ой и за ка н чива я при 50-60°С . О т счет н а пряж ен ия цепи сл ед у ет провод ит ь л ишь посл е т ого, ка к у ст а н овит ся т епл овое ра вн овесие, н а чт о м ож ет пот ребова т ь ся 10-15 м ин у т . Необход им о сл ед ит ь , чт обы в сосу д а х, ку д а погру ж ен ы элект род ы , н е исчеза л оса д ок крист а л л ической сол и (есл и ра ст воры н а сыщен ы ). 4. С т роят за висим ост ь Е = f (Т), гд е Т д ол ж н а бы т ь вы ра ж ен а в гра д у са х Кел ь вин а . О пред ел яют т ем пера т у рн ы й коэф ф ициен т dE/dT = Δ Е/Δ Т, испол ь зу я л ин ейн ы й у ча ст ок н а пол у чен н ой Е,Т - за висимости. 5. За писы ва ют у ра вн ен ие а н од н ой и ка т од н ой реа кций, прот ека ющих н а элект род а х, а т а кж е общее у ра вн ен ие т окообра зу ющей хим ической реа кции в га л ь ва н ической цепи. О цен ива ют вел ичин у Δ n г. 6. По ф орм у л а м (1-7) - (1-11) вы числ яют Δ G , Δ Н , Δ S , Δ F и Δ U д л я реа кции, прот ека ющей в га л ь ва н ическом элем ен т е. 7. И спол ь зу я т а бл ичн ы е зн а чен ия ст а н д а рт н ы х энергий Гиббса , эн т а л ь пий и энт ропии обра зова н ия соед ин ен ий (Δ С f °, Δ Нf°, Δ S f°), т еорет ически вы числ яют Δ С °, Δ Н° и Δ S° д а н н ойреа кций при 298 К. 8. С опост а вл яют эксперим ен т а л ь н о пол у чен н ы е д а н н ые с
11
н а йд ен н ы м и ра счет н ы м пу т ем . А н а л изиру ют причин ы ра схож д ен ий. О ф орм л яют ра бот у , ф орм у л иру ют вы вод ы . Ра б о та 5. Опр е д е ле ние те пло ты см а чива ния и уд е льно й по ве р хно сти по р о ш ка ка ло р им е тр иче ским м е то д о м В а ж н ой ха ра кт ерист икой поверхн ост и т верд ого т ел а явл яет ся ст епен ь ее гид роф ил ь н ост и. Примен ит ел ь н о к порошка м за ча ст у ю опред ел яют вел ичин у коэф фи ц и ен т а ги др о фи л ь н ост и β – от н ош ен и е удел ь н ой т еп л от ы см ачи ван и я п ор ош ка водой к удел ь н ой т еп л от е см ачи ван и я н еп ол яр н ой ж и дкост ь ю (угл еводор одом ). Поверхн ост ь счит а ет ся гид роф ил ь н ой, есл и β >1, и гид роф обн ой, есл и β 2NaJ + Na2S4 06 (3-3) в прису т ст вии ин д ика т ора (кра хм а л а ). За вершен ие реа кции (3-3) у ст а н а вл ива ет ся по исчезн овен ию изн а ча л ь н о син ей окра ски йод сод ерж а щего ра ст вора , вызва н н ой вза им од ейст вием йод а с кра хм а л ом . В озн ика ющее вн овь спу ст я ка кое-т о врем я сл а бое син ее окра шива н ие пробы во вн им а н ие н е прин им а ют . За д а ча р а б о ты: ка чест вен н ое изу чен ие за висим ост и скорост и гом оген н ой реа кции окисл ен ия йод ид -ион а от н а л ичия, природ ы и кон цен т ра ции ка т а л иза т ора . Об о р уд о ва ние , м а те р иа лы: л ед , т ерм ом ет р, 4 кон ических кол бы н а 200 ÷ 250 см 3 и од н а - н а 500 см 3. Бюрет ка д л я т ит рова н ия, кол бы д л я т ит рова н ия, свеж епригот овл ен н ы й ра ст вор кра хм а л а , пипет ки н а 10, 25 и 50 см 3 ил и н ебол ь шой мерн ы й цил ин д р. Ра ст воры : 0.1М (NH4) 2S208; 0.02M KI; 0,5M H2 S04; 0.0025M Na2 S203 и 0.025М CuS04 . Выпо лне ние р а б о ты 1. Кол бу н а 500 см 3 за л ива ют Н20 (д ист .) и ст а вят н а л ед д л я охл а ж д ен ия. Бюрет ку за пол н яют ра ст вором т иосу л ь ф а т а н а т рия. 2. Кол бы н а 250 см 3 за пол н яют , ка к пока за н о в т а бл . 3-1. И зм еряют т ем пера т у ру см есей. О пыт н а чин а ют л ишь посл е вы ра в н ива н ия т ем пера т у ры во всех кол ба х. При н а л ичии т ерм ост а т а ил и вод ян ой ба н и эксперим ен т у д обн ее вест и при бол ее вы сокой, чем ком н а т н а я, т ем пера т у ре, н а прим ер3035 °С . 3. В перву ю кол бу ввод ят 20 см 3 ра ст вора KI (0.02M), вст ряхива ют кол бу и н а чин а ют от счет врем ен и. С пу ст я 5 мин у т посл е н а ча л а опы т а
от бира ют пипет кой 10 см 3 реа кцион н ой см еси, вл ива ют ее в кол бу д л я 3 т ит рова н ия, ку д а пред ва рит ел ь н о д оба вл ен о 20 см охл а ж д ен н ой д ист ил л ирова н н ой вод ы (д л я ост а н овки реа кции (3-1)) и н ескол ь ко ка пел ь ра ст вора кра хм а л а . В л ива я из бюрет ки по ка пл ям ра ст вор Na2 S203 , т ит ру ют пробу д о исчезн овен ия син ей окра ски. М ол ярн у ю кон цен т ра цию иод а опред ел яют по ф орм у л е: c Na 2S2 O3 ⋅ Vx c J2 = , (3-4) 10 гд е Vx - объем (в см 3 ) ра ст вора т иосу л ь ф а т а н а т рия, за т ра чен н ого н а т ит рова н ие. Резу л ь т а т ы за н осят в т а бл . 3-2. Та бл ица 3-1 № кол бы 1 2 3
Н20 60 55 50
(NH4 )2 S208 20 20 20
О бъем , см H2 S04 20 20 20
4
40
20
20
3
CuS04 0 5 10
В сего 100 100 100
20
100 Та бл ица 3-2
t, мин VX, см
c J2 ,
0
5
10
20
30
40
60
3
м ол ь дм3
0 0
4. В ы л ива ют реа кцион н у ю см есь из кол бы д л я т ит рова н ия, опол а скива ют ее. Ч ерез 10 м ин от м ом ен т а д оба вл ен ия KJ кол бу д л я т ит рова н ия вн овь за пол н яют охл а ж д ен н ой д ист ил л ирова н н ой вод ой (20 см 3). О т бира ют сл ед у ющу ю пробу и т ит рова н ием опред ел яют в н ей кон цен т ра цию йод а и т .д . 5. С о вт орой, т рет ь ей и чет верт ой реа кцион н ы м и см есям и прод ел ы ва ют т е ж е опера ции, резу л ь т а т ы ф иксиру ют в т а бл ица х т ипа (3-2). Д л я экон ом ии врем ен и реком ен д у ет ся все чет ы ре эксперим ен т а вест и па ра л л ел ь н о. Ч исл о бюрет ок д л я т ит рова н ия при н еобход им ост и м ож ет бы т ь у вел ичен о. 6. С т роят за висим ост ь c J 2 от врем ен и д л я всех чет ы рех изу чен н ы х сист ем . А н а л изиру ют резу л ь т а т ы , ф орм у л иру ют вы вод ы , оф орм л яют ра бот у .
Р а б о та 2. Изуче ние кине тики гид р о лиза уксусно -этило во го эф ир а в кисло й ср е д е Гид рол из сл ож н ого эф ира , н а прим ер этил а цет а т а , явл яет ся бим ол еку л ярн ой гом оген н о-ка т а л ит ической реа кцией, у скоряем ой ион а м и гид роксон ия + (Н30 ) С Н3С О О С 2 Н5 + Н20 — — — — > С Н3 С О О Н + С 2 Н5 О Н (3-5) О д н а ко в избы т ке вод ы этот процесс описы ва ет ся кин ет ическим у ра вн ен ием реа кции псевд о-первого поряд ка dc эф ( t ) − = k I ⋅ c эф ( t ), (3-6) dt кот орое посл е ин т егрирова н ия им еет вид : 1 c эф (0) k I = ln . (3-7) t c эф (t ) В (3-6) и (3-7) сэф (0) и сэф (t) - исход н а я и т еку ща я м ол ярн ы е кон цен т ра ции эф ира . За ход ом реа кции (3-5) у д обн о сл ед ит ь по н а копл ен ию в сред е у ксу сн ой кисл от ы , от т ит ровы ва я ее щел очь ю. При этом : сэф (0) = α [V∞- V(0)] (3-8) сэф (t) = α [V∞- V(t)]. (3-9) Зд есь V(0), V (t) и V∞,- объем щел очи, пошед шей н а т ит рова н ие пробы в н а ча л ь н ы й м ом ен т времен и, в процессе гид рол иза и посл е его пол н ого за вершен ия, а α - н екий коэф ф ициен т пропорцион а л ь н ост и. С у чет ом (3-8) и (3-9) у ра вн ен ие (3-7) л егко преобра зу ет ся к вид у : V ∞ − V (0 ) = kIt (3-10) V∞ − V ( t ) За д а ча р а б о ты: у ст а н овит ь кин ет ический поряд ок процесса гид рол иза у ксу cн о-этил ового эф ира в кисл ой сред е при избыт ке вод ы , опред ел ит ь кон ст а н т у скорост и реа кции. Об о р уд о ва ние , м а те р иа лы: л ед , пипет ки н а 2 и 5 см 3, м ерн ый цил ин д р, 3 3 д ве кон ические кол бы н а 100 - 200 см , кол ба н а 500 см , кол ба д л я т ит рова н ия, т ерм омет р. Ра ст воры : этил а цет а т , 0.5 М и 1.0 М НС 1, 0.5 М NaOH, ф ен ол ф т а л еин . Выпо лне ние р а б о ты 3 1. За пол н ит ь кол бу н а 500 см д ист ил л ирова н н ой вод ой, пост а вит ь ее н а л ед д л я охл а ж д ен ия. 3 3 2. В д ве кол бы н а 100-200 см за л ит ь по 50 см ра ст вора сол ян ой кисл от ы с кон цен т ра циям и 0.5 и 1.0 М соот вет ст вен н о. И зм ерит ь т ем пера т у ру ра ст воров. О пы т ы м ож н о вест и и при бол ее вы сокой, чем ком н а т н а я, т ем пера т у ре, од н а ко это т ребу ет н а л ичия т ерм ост а т а (ил и вод ян ой ба н и) и обра т н ого хол од ил ь н ика . ln
3. С пом ощь ю м ерн ой пипет ки ввод ят 2 см 3 эф ира в од н у из кол б с кисл от ой, вст ряхива ют и за кры ва ют пробкой. М ом ен т вл ива н ия эф ира прин им а ют за врем я н а ча л а реа кции гид рол иза . С пу ст я ка кое-т о врем я 3 ввод ят 2 см эф ира в д ру гу ю кол бу с сол ян ой кисл от ой, т а кж е ф иксиру ют м ом ен т н а ча л а реа кции. 4. Поочеред н о, в сред н ем черезка ж д ы е 10 мин у т , от бира ют пипет кой из 3 ка ж д ой кол бы с реа кцион н ой см есь ю пробы по 5 см и вы л ива ют их в кол бы 3 д л я т ит рова н ия. В н их пред ва рит ел ь н о за л ива ют 20 см охл а ж д ен н ой д ист ил л ирова н н ой вод ы д л я т ого, чт обы ма ксим а л ь н о за т орм озит ь процесс гид рол иза . Кол бу с реа кцион н ой см есь ю посл е от бора пробы сл ед у ет сра зу ж е за крыт ь пробкой. М ом ен т t вл ива н ия пробы в кол бу д л я т ит рова н ия ф иксиру ют . Тит рова н ие провод ят в прису т ст вии ф ен ол ф т а л еин а (1-2 ка пл и). О бъем щел очи V, пошед ший н а н ейт ра л иза цию кисл от ы , за н осят в т а бл . 3-3. На пом н им , чт о опы т ы по гид рол изу эф ира с ра зн ой кон цен т ра цией ка т а л иза т ора (0.5 и l,0 M HC1) вед у т ся па ра л л ел ь н о, поэтом у д а н н ы е опы т ов за н осят в д ве ра зн ы е т а бл ицы. В н их ест ест вен н о сл ед у ет у ка зы ва т ь ист ин н ое врем я, прошед шее от н а ча л а ка ж д ого опы т а д о взят ия пробы, кот орое м ож ет н е совпа д а т ь с привед ен н ы м в т а бл ице д л я ориен т ировки. Та бл ица 3-3 120 t, м ин 0 10 20 30 60 ... ∞ 3 V, см 5. Д л я у ст а н овл ен ия V∞ ост а вл яют за кры т ые кол бы с реа кцион н ой см есь ю д о сл ед у ющего за н ят ия. М ож н о прин у д ит ел ь н о у скорит ь процесс гид рол иза , н а грева я кол бы по за вершен ию опы т а д о 50-60 °С в т ечен ие 30 м ин у т , посл е чего провест и от борпробы с посл ед у ющим т ит рова н ием . 6. Д л я опред ел ен ия V(0) н а л ива ют в д ве кол бы по 50 см 3 0.5 и 1.0 М ра ст вора НС 1, н о д оба вл яют в н их, вм ест о эф ира , по 2 см 3 д ист ил л ирова н н ой вод ы . О т бира я пробы по 5 см 3, ввод ят их в кол бы д л я т ит рова н ия с 20 см 3 д ист ил л ирова н н ой вод ы и т ит ру ют щел очь ю. 7. Посл е за пол н ен ия обеих т а бл иц ст роят за висим ост и ln{[(V∞ - V(0))] / [V∞- V(t)] } от t. О пред ел яют ст епен ь их л ин ейн ост и, чт о явл яет ся крит ерием поряд ка реа кции. И з н а кл он а л ин ейн ого у ча ст ка опред ел яют вел ичин у кон ст а н т ы скорост и гид рол иза kI эф ира при д а н н ой кон цен т ра ции ка т а л иза т ора . А н а л изиру ют резу л ь т а т ы , ф орм у л иру ют вы вод ы , оф орм л яют ра бот у . Р а б о та 3. Изуче ние кине тики о м ыле ния уксусно этило во го эф ир а в щ е ло чно й ср е д е О м ы л ен ие сл ож н ого эф ира , н а прим ер, этил а цет а т а , бим ол еку л ярн ой н еобра т им ой реа кцией: CH3 COOC2H5 + NaOH — — — > CH3COONa + С 2 Н5 О Н
явл яет ся (3-11)
За ее скорост ь ю у д обн о сл ед ит ь по изм ен ен ию кон цен т ра ции исход н ы х вещест в во врем ен и. При этом процесс описы ва ет ся кин ет ическим у ра вн ен ием реа кции II поряд ка : dc щ ( t ) − = k II ⋅ c эф ( t ) ⋅ c щ ( t ), (3-12) dt в кот ором сэф (t) и сщ (t) - т еку щие кон цен т ра ции эф ира и щел очи. Есл и кон цен т ра ции щел очи сщ (0) и эф ира сэф (0) в м ом ен т н а ча л а реа кции ра зл ичн ы , причем сщ (0) > сэф (0), т о посл е ин т егрирова н ия (3-12) приобрет а ет вид : k II =
с эф ( 0 ) ⋅ [c щ ( 0 ) − с щ ( t ) ] 1 . ⋅ ln [c щ ( 0 ) − с эф ( 0 ) ]t c щ ( 0 ) ⋅ [c эф ( 0 ) − с эф ( t ) ]
(3-13)
Под черкн ем , чт о сщ (0) ≠ сэф 0 , а сэф (0) ≠ сэф 0 , гд е сэф 0 и сщ 0 -исход н ы е кон цен т ра ции реа ген т ов. Посл ед н ие при обра зова н ии реа кцион н ой см еси м ен яют ся. Пу ст ь V(0), V(t), V∞ - объем ы кисл от ы с исход н ой кон цен т ра цией ск°, кот оры е пошл и н а т ит рова н ие щел очи в пробе объем ом Vnp соот вет ст вен н о в м ом ен т н а ча л а реа кции (3-11), в ход е процесса и по его пол н ом у за вершен ию. Тогд а изу сл ов ияэквива л ен т н ост и сл ед у ет , чт о с щ (0) = с0к
V∞ V( 0) V (t ) ∞ ; с щ ( t ) = c 0к ; сщ = c 0к . Vпр Vпр Vпр
(3-14)
Кон цен т ра ция эф ира в пробе в момен т н а ча л а реа кции опред ел яет ся соот н ошен ием : V(0) − V∞ с эф (0) = с0к . (3-15) Vпр Под ст а вл яя (3-14) и (3-15) в (3-13), приход им к в ыра ж ен ию: k II =
Vпр с0к V∞
⋅ ln
V ( t ) ⋅ [V ( 0 ) − V∞ ] . V ( 0 ) ⋅ [V ( t ) − V∞ ]
(3-16)
Д л я гра ф ической обра бот ки эксперим ен т а л ь н ы х д а н н ы х (3-16) у д обн ее пред ст а вит ь в вид е: с0 V V(t ) V(0) ln = ln + k II к ∞ t . (3-17) [V(t ) − V∞ ] [V(0) − V∞ ] Vпр В ид н о, чт о есл и ра счет kII по (3-16) требу ет зн а н ия V∞ , V(t) и V(0), т о при опред ел ен ии kII из гра ф ика за висим ост и ln(V(t)/[V(t)-V∞ ]) от t н еобход им о зн а т ь л ишь V∞ и V(t).
За д а ча р а б о ты: у ст а н овит ь кин ет ический поряд ок процесса ом ы л ен ия у ксу сн о-этил ового эф ира в щел очн ой сред е, опред ел ит ь кон ст а н т у скорост и реа кции. 3 Об о р уд о ва ние , м а те р иа лы: л ед , пипет ка н а 2 см , м ерн ый цил ин д р, д ве 3 3 кон ические кол бы н а 100 см и од н а н а 250 см , бюрет ка , хим ический ст а ка н , т ерм ом ет р. Ра ст воры : CH3 COOC2H5 (0,02 M); NaOH (0,05 М ); НС 1 (0,1 М ), ф ен ол ф т а л еин . Д л я пригот овл ен ия од н ого л ит ра ра ст вора этил а цет а т а 3 3 н у ж н ой кон цен т ра ции н еобход им о 2 см эф ира ра ст ворит ь в 100 см 3 этил ового спирт а , а за т ем д овест и объем д о 1000 см д ист ил л ирова н н ой вод ой. Выпо лне ние р а б о ты 1. За пол н ит ь кол бу н а 250 см 3 д ист ил л ирова н н ой вод ой и пост а вит ь н а л ед д л я охл а ж д ен ия. 2. В од н у изкол б н а 100 см 3 ввест и 20-25 см 3 ра ст вора этил а цет а т а (0.02 М ), в д ру гу ю - т очн о т а кое ж е кол ичест во ра ст вора щел очи (0.05 М ). И зм ерит ь т ем пера т у ру ра ст воров, посл е чего за кры т ь кол бы ст екл ян н ы м и ил и корковы м и пробка ми. Э ксперим ен т м ож н о вест и и при т ем пера т у ре, от л ичн ой от ком н а т н ой, н о это потребу ет испол ь зова н ия т ерм ост а т а ил и вод ян ой ба н и. 3. В ст а ка н чик д л я т ит рова н ия н а л ива ют 20 см 3 Н20 и в вод ят пробу щел очи объем ом 2 см 3 . Тит рова н ием сол ян ой кисл от ой с кон цен т ра цией ск° = 0,1М в прису т ст вии ф ен ол ф т а л еин а у т очн яют ист ин н у ю исход н у ю кон цен т ра цию щел очи сщ °. В ход е пригот овл ен ия реа кцион н ой см еси исход н а я кон цен т ра ция щел очи сн иж а ет ся, поэтом у сщ (0) = 1/2 • сщ0 . Привл ека я первое из соот н ошен ий (3-14), по зн а чен иям ск°, сщ (0) и Vnp н а ход ят ра счет н ы м пу т ем V(0). 4. В л ива ют ра ст вор щел очи в эф ир, от м еча я врем я вл ива н ия. Э т от м ом ен т прин им а ют за н а ча л о реа кции ом ы л ен ия. Реа кцион н а я см есь д ол ж н а бы т ь пост оян н о за кры т а пробкой, чт о в ка кой-т о м ере пред от вра ща ет испа рен ие эф ира . 5. С пу ст я прим ерн о 10 м ин у т посл е н а ча л а реа кции бы ст ро от бира ют пипет кой пробу объем ом в 2 см 3 реа кцион н ой см еси и ввод ят ее в ст а ка н чик д л я т ит рова н ия, ку д а пред ва рит ел ь н о н а л ит о 20 см 3 охл а ж д ен н ой д ист ил л ирова н н ой вод ы. М ом ен т вл ива н ия t т очн о ф иксиру ют ; т ит рова н ием н а ход ят объем кисл от ы V(t), за т ра чен н ой н а н ейт ра л иза цию щел очи. 6. Повт оряют опред ел ен ие т еку щей кон цен т ра ции щел очи в см еси, от бира я д л я т ит рова н ия пробы по 20 см 3 с период ичн ост ь ю 10-15 м ин у т в т ечен ие 1,5-2 ча сов. Д а н н ые за н осят в т а бл . 3-4. Та бл ица 3-4 t, м ин .
0
10
20
...
∞
V, см
3
7. Д л я у ст а н овл ен ия V∞ ост а вл яют за кры т у ю кол бу с реа кцион н ой см есь ю д о сл ед у ющего за н ят ия. М ож н о прин у д ит ел ь н о у скорит ь ом ы л ен ие эф ира , н а грева я кол бу (посл е за вершен ия опы т ов) д о 50-60 °С в т ечен ие 30 м ин у т , посл е чего провест и от борпробы с посл ед у ющим т ит рова н ием . 8. Посл е за пол н ен ия т а бл ицы ра ссчит ы ва ют по (3-16) вел ичин у kII д л я всех t ≠ 0, н а ход ят сред н ее зн а чен ие. С т роят т а кж е за висимост ь ln (V(t)/[V(t)-V∞]) от t, опред ел яют ст епен ь ее л ин ейн ост и, чт о явл яет ся крит ерием вт орого поряд ка реа кции. И з н а кл он а л ин ейн ого у ча ст ка т а кж е опред ел яют кон ст а н т у скорост и ом ы л ен ия эф ира kII в щел очн ой сред е. А н а л изиру ют резу л ь т а т ы , ф орм у л иру ют вы вод ы , оф орм л яют ра бот у . Р а б о та 4. Изуче ние кине тики ка та литиче ско го р а зло ж е ния д ио ксид а во д о р о д а Д иоксид вод ород а в вод н ы х ра ст вора х са м опроизвол ь н о ра зл а га ет ся: 2Н2 02 — — — > 2Н20 + 02 . (3-18) При гом оген н ом прот ека н ии реа кции (3-18) ка т а л иза т ора м и сл у ж а т ион ы Fe+2, Fe*3 , Cr 2072-, Cr042-, W042-, М о042- а при гет ероген н ом - пл а т ин а , оксид ы н екот оры х м ет а л л ов. На ибол ее эф ф ект ивн ы м из гет ероген н ы х ка т а л иза т оров ра зл ож ен ия д иоксид а вод ород а явл яет ся пл а т ин ова я черн ь элект рол ит ически оса ж д ен н а я пл а т ин а с сил ь н о ра звит ойповерхн ост ь ю. За д а ча р а б о ты: опред ел ен ие га зом ет рическим м ет од ом кин ет ического поряд ка реа кции, кон ст а н т ы скорост и и период а пол у ра спа д а д л я реа кции ка т а л ит ического ра зл ож ен ия д иоксид а вод ород а н а пл а т ин овой черн и при ком н а т н ой т ем пера т у ре. Об о р уд о ва ние , р е а ктивы: прибор д л я изм ерен ия объем а вы д ел яющегося кисл ород а , т ерм ом ет р, пл а т ин ова я пл а ст ин ка ил и сет ка (~1 см 2) , покрыт а я свеж еоса ж д ен н ой пл а т ин овой черн ь ю; бюрет ка д л я т ит рова н ия н а 25 см 3, д ве кон ические кол бы н а 50 см 3 , пипет ка н а 10 см 3 , м ерн ы й цил ин д рн а 25 см 3 , кол ба н а 150 см 3, секу н д ом ер, ра ст воры Н20 2(кон ц.), 0.5 М H2 S04 , 0.1 М KMn04, 1,0 М MnS04 . Выпо лне ние р а б о ты 1. Проверяют га зом ет р (рис. 3-1) н а герм ет ичн ост ь . Бюрет ку (1) и у ра вн ит ел ь н ы й сосу д (2) прим ерн о н а пол овин у за пол н яют под кра шен н ой д ист ил л ирова н н ой вод ой, посл е чего пу ст ой вы су шен н ы й реа кцион н ы й сосу д (3) с под вешен н ой в н ем пл а т ин овой пл а ст ин ой (4) соед ин яют с ост а л ь н ой ча ст ь ю прибора при пом ощи кра н а (5). С т а вят кра н в пол ож ен ие "а ", соед ин яя реа кцион н ы й сосу д и бюрет ку с а т м осф ерой, и
Рис. 3-1. У ст ройст во га зом ет ра д л яизу чен ия кин ет ики ра зл ож ен ия д иоксид а вод ород а .
под н им а ют у ра вн ит ел ь н ы й сосу д д о т ех пор, пока бюрет ка почт и пол н ост ь ю н е за пол н ит ся вод ой. Посл е перевод а кра н а в пол ож ен ие "б" опу ска ют у ра вн ит ел ь н ы й сосу д н а 30 - 40 см и за крепл яют его в шт а т иве. Есл и прибор герм ет ичен , у ровен ь вод ы в бюрет ке н е д ол ж ен изм ен ят ь ся. 3 3 2. В кол бу н а 50 см от меряют пипет кой 5-7 см Н202(кон ц.) и д оба вл яют с 3 пом ощь ю м ерн ого цил ин д ра 25 см д ист ил л ирова н н ой вод ы. И зм еряют т ем пера т у ру пригот овл ен н ого ра ст вора Н2 02. 3. О пред ел яют кон цен т ра цию этого ра ст вора перм а н га н а т о-м ет рическим м ет од ом . В кол бу н а 50 см 3 н а л ива ют 20 см 3 0,5М Н2 SO4 , д оба вл яют пипет кой 2 см 3(т очн о!) ра ст вора Н202 и т ит ру ют 0,1М КМ n04 д о появл ен ия у ст ойчивого розового окра шива н ия, н е исчеза ющего в т ечен ие 1-2-м ин у т . Д л я а вт ока т а л ит ического у скорен ия процесса окисл ен ия в а н а л изиру ем ы й ра ст вор сл ед у ет д оба вит ь 1-2 ка пл и 1,0 М ра ст вора MnS04 . На т ит рова н ие д ол ж н о ра сход ова т ь ся н е мен ее 13-15 см 3 перм а н га н а т а ка л ия. Есл и объем КМ n04 ока ж ет ся н а м н ого м ен ь ше, сл ед у ет пригот овит ь бол ее кон цен т рирова н н ы й ра ст ворН202. 4. Повт оряют т ит рова н ие 3-4 ра за . По вел ичин е сред н его объем а V(КМ n04 ) ра ссчит ы ва ют исход н у ю м ол ярн у ю кон цен т ра цию Н2 02: VKMnO4 5 с Н 2О 2 = ⋅ 0,1 ⋅ , (3-19) 2 VH 2 O 2 у чит ы ва я, чт о VH 2O 2 = 2 см 3 . Кон цен т ра ция с Н 2О 2 (0) от веча ет м ом ен т у ра спа д а t=0. 5. Кра н (5) га зом ет ра ст а вят в пол ож ен ие "а ". У ра вн ит ел ь н ы й сосу д за крепл яют т а ким обра зом , чт обы у ровен ь вод ы в бюрет ке у ст а н овил ся н а н у л евом д ел ен ии, посл е чего возвра ща ют кра н в пол ож ен ие "б". 6. О т бира ют пипет кой 5 см 3 ра ст вора Н202 , н а л ива ют его в реа кцион н ы й сосу д (3). Погру ж а ют в этот ра ст вор пл а т ин у и бы ст ро за кры ва ют сосу д пробкой. О д н оврем ен н о с погру ж ен ием пл а т ин ы вкл юча ют секу н д ом ер и через ка ж д ы е 15-20 секу н д измеряют объем VO2 (t) вы д ел ившегося кисл ород а . Резу л ь т а т ы за н осят в т а бл . 3-5. Та бл ица 3-5 3 3 t, с сН 2О 2 , м ол ь /д м lg с Н 2О 2 VO2 , см
0 15 30 45 …
0
Д л я искл ючен ия вл иян ия гид рост а т ического д а вл ен ия ф икса цию объем а производ ят по д ел ен иям бюрет ки (1) посл е у ст а н овл ен ия прим ерн о од ин а ковы х у ровн ей ж ид кост и в бюрет ке и у ра вн ит ел ь н ом сосу д е. Э т о д ост ига ет ся перем ещен ием у ра вн ит ел ь н ого сосу д а (2). Поскол ь ку со врем ен ем скорост ь процесса па д а ет , т о ин т ерва л врем ен и м еж д у от счет а м и м ож н о у вел ичит ь д о од н ой м ин у т ы . О пы т прекра ща ют , когд а общий объем кисл ород а сост а вит 60-80 см 3 . Об р а б о тка р е зульта то в изм е р е ний 1. Ра ссчит ы ва ют м ол ярн у ю кон цен т ра цию Н2 02 по у ра вн ен ию: VO ( t ) (3-20) с H 2O 2 ( t ) = с H 2 O2 (0) − A 2 , VH 2O 2 за н ося резу л ь т а т ы в т а бл . 3-5. В д а н н ом сл у ча е VH 2O 2 = 5 см 3, а коэф ф ициен т А , у чит ы ва ющий д а вл ен ие па ров вод ы в возд у хе при ра зн ы х т ем пера т у ра х, сл ед у ет взят ь изт а бл . 3-6. Та бл ица 3-6 Тем пера т у ра , °С А, м ол ь /д м 3
10
15
20
25
30
0,0851
0, 0832
0,0813
0.0793
0,0771
2. Есл и прин ят ь , чт о ра зл ож ен ие д иоксид а вод ород а под чин яет ся кин ет ическим за кон ом ерн ост ям реа кции первого поряд ка , т о измен ен ие кон цен т ра ции Н202 в ра ст воре д ол ж н о под чин ят ь ся у ра вн ен ию: d с Н 2О 2 (t)/dt = - kI, с Н 2 О 2 (t), (3-21) гд е kI - кон ст а н т а скорост и. И н т егрирова н ие (4) привод ит к вы ра ж ен ию: с Н 2 О 2 (t) = с Н 2 О 2 (0) ⋅ exp(−k I t ) , (3-22) кот орое посл е л ога риф м ирова н ия приобрет а ет л ин ейн ы й по t вид : lg с Н 2О 2 ( t ) = lg с Н 2О 2 (0) − 0.43 ⋅ k I t . (3-23) Д л я проверки пред пол ож ен ия о поряд ке изу ча ем ой реа кции эксперим ен т а л ь н ы е д а н н ы е н еобход им о пред ст а вит ь в коорд ин а т а х lg c H 2 O 2 ( t ) - t. 3.
В ычисл яют зн а чен ия lg c H 2 O 2 (t ) , за н осят их в т а бл ицу . С т роят
за висим ост ь lg c H 2O 2 от t.
У беж д а ют ся в
н а л ичии
на
н ей д ост а т очн о
прот яж ен н ого л ин ейн ого у ча ст ка , чт о явл яет ся под т верж д ен ием пред пол ож ен ия о первом поряд ке реа кции ра зл ож ен ияд иоксид а вод ород а .
4. И з н а кл он а пол у чен н ой за висим ост и, у чит ы ва я (3-23), опред ел яют вел ичин у кон ст а н т ы скорост и реа кции: ∆ lg c H 2O 2 k I = 2,3 (3-24) . ∆t 5. В ычисл яют период пол у ра спа д а д иоксид а вод ород а н а пл а т ин е, испол ь зу я соот н ошен ие: ln 2 τ1 = = 0,69 ⋅ k I . (3-25) 2 kI Привл ека я д а н н ы е т а бл ицы 3-5, оцен ива ют период врем ен и, за кот оры й исход н а я кон цен т ра ция ра ст вора Н2 02 сн изил а сь вд вое. С ра вн ива ют эту вел ичин у с τ 1 . О ф орм л яют ра бот у , ф орм у л иру ют вы вод ы.
(
)
2
Р а б о та 5. Изуче ние кине тики о кисле ния ио д ид а во д о р о д а пе р о ксид о м во д о р о д а в пр исутствии ка та лиза то р а Реа кция окисл ен ия иод ид а вод ород а в кисл ой сред е в прису т ст вии (NH4)2 MoO4 явл яет ся прим ером гом оген н ого ка т а л иза . Э ксперим ен т а л ь н о процесс осу щест вл яют сл ед у ющим обра зом : к реа кцион н ой см еси NaI + H2 SO4 при за д а н н ой т ем пера т у ре д оба вл яют опред ел ен н ы й объем пероксид а вод ород а и т иосу л ь ф а т а н а т рия од ин а ковой кон цен т ра ции. При этом посл ед ова т ел ь н о прот ека ют сл ед у ющие реа кции: 2NaI + H2SO4 = Na2 SO4 + 2НI (3-26) 2HI + H2 O2 = 2H2O + I2 (3-27) I2 + 2Na2 S2O3 = 2NaI+ Na 2S4O6 (3-28) Реа кции (3-27) и (3-28) прот ека ют очен ь бы ст ро, поэтом у скорост ь всего процесса в цел ом опред ел яет ся скорост ь ю м ед л ен н ой ст а д ии (326). Поскол ь ку иод ид н а т рия реген ериру ет ся в ход е вза имод ейст в ия иод а с т иосу л ь ф а т ом н а т рия, т о сод ерж а н ие NaI и НI пра кт ически пост оян н о и, сл ед ова т ел ь н о, скорост ь реа кции (3-27) опред ел яет ся т ол ь ко кон цен т ра цией пероксид а вод ород а . В этих у сл овиях процесс (3-27) описы ва ет ся кин ет ическим у ра вн ен ием реа кции I поряд ка : 2,3 n Н 2О 2 (0) kI = lg . (3-29) t n Н 2О 2 ( t ) Ра сход пероксид а вод ород а опред ел яют по кол ичест ву вы д ел ен н ого иод а (реа кция (3-27)), кот оры й от т ит ровы ва ют ра ст вором т иосу л ь ф а т а н а т рия (реа кция (3-28)). У ра вн ен ие (3-29) при этом м ож н о пред ст а вит ь в ф орм е: kI =
VH2O 2 ( 0) 2,3 lg , t VH 2O 2 (0) − VNa 2S2O3 ( t )
(
)
(3-30)
гд е VH 2O2 ( 0) - исход н ый объем пероксид а вод ород а , взят ы й д л я опы т а , VNa 2S2O3 ( t ) - объем т иосу л ь ф а т а н а т рия д оба вл ен н ы й в реа кцион н у ю см есь н а м ом ен т врем ен и t.
За д а ча р а б о ты: опред ел ит ь кон ст а н т у скорост и реа кции окисл ен ия иод ид а вод ород а пероксид ом вод ород а без и в прису т ст вии ка т а л иза т ора ; оцен ит ь эн ергию а кт ива ции реа кции. Об о р уд о ва ние , р е а ктивы: кол бы с прит ерт ы м и пробка м и н а 3 3 200-250 см ; кол бы д л я т ит рова н ия вмест им ост ь ю 50 см ; бюрет ка ; о секу н д ом ер; т ерм ом ет р от 0 д о 100 С ; т ерм ост а т; ра ст вор иод ид а н а т рия с м а ссовой д ол ей 0,4 %; ра ст вор серн ой кисл от ы с кон цен т ра цией 3 с(1/2 Н2SO4 ) = 1 м ол ь /д м ; ра ст воры пероксид а вод ород а и т иосу л ь ф а т а 3 н а т рия с кон цен т ра цией 0,025 м ол ь /д м ; ра ст вор м ол ибд а т а а м м он ия с 3 кон цен т ра цией 1 м ол ь /д м ; ра ст воркра хм а л а . В ыпо лне ние р а б о ты 3 3 1. В кол бу вм ест им ост ь ю 200-250 см н а л ива ют 100 см ра ст вора иод ид а н а т рия и 5 см 3 ра ст вора серн ой кисл от ы . В д ру гу ю кол бу в м ест им ост ь ю 50 3 3 см пом еща ют 15 см ра ст вора пероксид а вод ород а . Кол бы пом еща ют в т ерм ост а т с опред ел ен н ой т ем пера т у рой (от 18 д о 40 о С ). Бюрет ку за пол н яют ра ст вором т иосу л ь ф а т а н а т рия. Когд а ра ст воры в т ерм ост а т е прим у т од ин а кову ю т емпера т у ру (~ 10 м ин у т ), их сл ива ют и д оба вл яют избюрет ки 1 см 3 ра ст вора Na2S2 O3 и 5 ка пел ь ра ст вора кра хм а л а . С од ерж имое кол бы перем ешива ют , вкл юча ют секу н д ом ер и от м еча ют врем я появл ен ия син его окра шива н ия ра ст вора (t 1). Бы ст ро д оба вл яют еще 1 см 3 ра ст вора Na 2S2O3 , перем ешива ют и вн овь от м еча ют врем я появл ен ия син ей окра ски (t 2 - от н а ча л а опы т а ). Не вы кл юча я секу н д омер, опера цию д оба вл ен ия Na2S2 O3 по 1 см 3 повт оряют еще 4 ра за . 2. О пы т провод ят а н а л огичн ы м обра зом при д ру гой т ем пера т у ре (у ка зы ва ет препод а ва т ел ь ). 3. Д л я ка ж д ого м ом ен т а врем ен и (t1 … tN) и т ем пера т у ры вы числ яют кон ст а н т ы скорост и реа кции по у ра вн ен ию (3-30). Ра ссчит ы ва ют сред н ее зн а чен ие кон ст а н т ы скорост и реа кции (3-27) д л я д ву х т ем пера т у р k T1 и k T2 . В ычисл яют зн а чен ие энергии а кт ива ции Еа процесса по у ра вн ен ию: lg
k T2 k T1
=
E a (T2 − T1 ) , 2,3RT1T2
у ка зы ва ют ра зм ерн ост ь ра ссчит а н н ой вел ичин ы . 4. О пы т и ра счет ы повт оряют (п.п. 1 - 3) д л я этих ж е т ем пера т у р, н о в исход н у ю см есь NaJ + H2SO4 в вод ят 0,1 см 3 ра ст вора м ол ибд а т а а м м он ия в ка чест ве ка т а л иза т ора . Д ел а ют вы вод о вл иян ии ка т а л иза т ора н а скорост ь процесса и вел ичин у эн ергии а кт ива ции. О ф орм л яют ра бот у . Т Е М А 4. Э Л Е К Т Р О Х И М И Я Р а б о та 1.
Опр е д е ле ние пр е д е льно й м о ляр но й сильно го эле ктр о лита
эле к тр о пр о во д но сти
Э л ект ропровод н ост ь ра ст воров н а ход ят кон д у кт ом ет рическим м ет од ом , опред ел яя сопрот ивл ен ие Rяч д ву хэлект род н ой ячейки с пл а т ин овы м и
элект род а м и, вкл ючен н ой в мост ову ю схем у перем ен н от оковы х изм ерен ий (рис. 4-1). В д иа гон а л и м ост а вкл ючен ы
Рис. 4.1. М ост ова я схем а опред ел ен ия элект ропровод н ост и
осцил л огра ф ический ин д ика т ор И , ген ера т ор перем ен н ого т ока Г, сопрот ивл ен ия R1 и R2 обы чн о од ин а ковы . М ост сба л а н сирова н , когд а RЯ Ч = RМ , чт о у ст а н а вл ива ет ся по исчезн овен ию период ического сигн а л а н а экра н е осцил л огра ф а . У д ел ь н у ю элект ропровод н ост ь ра ст вора (æ ) н а ход ят по ф орм у л е: æ =
КЯ Ч -1 -1 (О м см ) , RЯЧ
(4-1)
гд е КЯ Ч - пост оян н а я д а н н ой ячейки. За т ем ра ссчит ы ва ют м ол ярн у ю элект ропровод н ост ь (λ ) ра ст вора 1-1 ва л ен т н ого элект рол ит а с 3 кон цен т ра цией с (м ол ь /д м ): æ ⋅ 1000 λc = (см 2/О м м ол ь ). (4-2) с За д а ча р а б о ты: озн а ком л ен ие с кон д у кт ом ет рическим м ет од ом изм ерен ия элект ропровод н ост и, опред ел ен ие м ол ярн ой элект ропровод н ост и бескон ечн о ра зба вл ен н ого ра ст вора сил ь н ого элект рол ит а . Об о р уд о ва ние , м а те р иа лы: у ст а н овка д л я кон д у кт ом ет рических изм ерен ий, ячейка , т ермомет р, м ерн а я посу д а , 0.02М ра ст вор КС 1: 0.1М ра ст ворНС 1 (м ож н о HN03, NaOH, KN03 ил и ин ой сил ь н ы й 1-1 элект рол ит по у ка за н ию препод а ва т ел я). Выпо лне ние р а б о ты 1. У ст а н а вл ива ют ча ст от у ген ера т ора т ока в ин т ерва л е 0.3-2 кГц, а м пл ит у д у сигн а л а н е бол ее 1.5 В . Проверяют ра бот оспособн ост ь м ост овой схем ы , вкл юча я вмест о ячейки д опол н ит ел ь н ы й м а га зин сопрот ивл ен ий. 2. За пол н яют ячейку ра ст вором хл орид а ка л ия (0.02 М ) с извест н ой у д ел ь н ойэлект ропровод н ост ь ю (т а бл . 4-1). Та бл ица 4-1 t, °С 15 17 19 21 23 25
æ , 2.243*10-3 2.345* 10-3 1 -1 О м - см
2.449 *10-3
2.532 *10-3
2.659*10-3
2.765*10-3
3. О пред ел яют т ем пера т у ру этого ра ст вора и н а ход ят его сопрот ивл ен ие RKCL. М ен яя ра ст ворв ячейке, повт оряют эксперим ен т еще 2-3 ра за . На ход ят сред н ее зн а чен ие RKCl и, пол ь зу ясь д а н н ы м и т а бл . 4-1, ра ссчит ы ва ют пост оян н у ю ячейки КЯ Ч . 4. Посл ед ова т ел ь н ы м ра зба вл ен ием 0.1М ра ст вора НС 1 гот овят ра ст воры с кон цен т ра цией0,05; 0,02; 0,01; 0,005; 0,002 и 0,001 М . 5. О пол а скива ют ячейку д ист ил л ирова н н ой вод ой и, посл ед ова т ел ь н о за пол н яя ее ра ст вора м и НС 1 ра зн ы х кон цен т ра ций, производ ят изм ерен ие сопрот ивл ен ия ячейки. Д а н н ы е за н осят в т а бл . 4-2. Д ве н иж н ие гра ф ы за пол н яют , провод я ра счет ы по ф орм у л а м (4-1) и (4-2) с испол ь зова н ием н а йд ен н ого зн а чен ия КЯ Ч . Та бл ица 4-2 сHCl, 0,1 0,05 0,02 0,01 0,005 0,002 0,001 м ол ь /д м 3 RЯ Ч , О м æ, О м -1 см -1
λ с, см 2 О м ⋅ м ол ь
6. Проверяют спра вед л ивост ь эм пирического соот н ошен ия О н за гера : λ с = λ0с − соnst с , (4-3) от кл а д ы ва я н а гра ф ике зн а чен ия λ с (по оси у ) и сHCl (по оси х). При н а л ичии л ин ейн ост и м ет од ом л ин ейн ой экст ра пол яции к сHCl → 0 н а ход ят λ °с (НС 1) - м ол ярн у ю элект ропровод н ост ь ра ст вора сол ян ой кисл от ы при его бескон ечн ом ра зба вл ен ии. 7. С опост а вл яют пол у чен н ое зн а чен ие λ°с с т а бл ичн ы м , н а йд ен н ы м по пра вил у а д д ит ивн ост и Кол ь ра у ша : λ °с (НС 1) = λ °с (Н+) + λ °с (С 1-) (4-4) Зн а чен ия пред ел ь н ы х ион н ы х под виж н ост ей ряд а од н оза ряд н ы х ион ов при 298 К привед ен ы в т а бл . 4-3. Та бл ица 4-3 И он
Н+
О Н-
К+
Na +
С 1-
N03 -
NH4+
CH3 COO-
λ °с,
349.8
см 2 О м ⋅ м ол ь
198.3
73.55
50.14
76.30
71.46
73.55
40.9
Ф орм у л иру ют вы вод ы , оф ормл яют ра бот у . Р а б о та 2. Изуче ние д иссо ц иа ц ии сла б о го эле ктр о лита ко нд укто м е тр иче ским м е то д о м За д а ча р а б о ты: О зн а комл ен ие с кон д у кт ом ет рическим м ет од ом изм ерен ия элект ропровод н ост и, н а хож д ен ие кон ст а н т ы и ст епен и д иссоциа ции ра ст вора сл а бого элект рол ит а . Об о р уд о ва ние , м а те р иа лы: у ст а н овка д л я кон д у кт ом ет рических изм ерен ий, ячейка , т ерм ом ет р, м ерн а я посу д а , 0.02 М ра ст вор КС 1, 0.5 М ра ст вор С Н3С О О Н, NH4 О Н ил и ин ого сл а бого элект рол ит а по у ка за н ию препод а ва т ел я. Выпо лне ние р а б о ты 1. И спол ь зу я у ка за н ия к ра бот е 1, озн а ком ит ь ся с общим прин ципом провед ен ия кон д у кт ом ет рических изм ерен ий перем ен н от оковы м м ет од ом по м ост овойсхем е. 2. О пред ел яют пост оян н у ю Кяч ячейки д л я изм ерен ий элект ропровод н ост и, провод я изм ерен ия по п.п 1-3 ра бот ы 1. 3. Посл ед ова т ел ь н ы м ра зба вл ен ием их 0,5 М ра ст вора у ксу сн ой кисл от ы гот овят серию ра ст воров с кон цен т ра цией 0.25; 0.1; 0.025 и 0.01 м ол ь /д м 3 . 4. О пол а скива ют ячейку д ист ил л ирова н н ой вод ой и, посл ед ова т ел ь н о за пол н яя ее ра ст вора ми С Н3 О О Н ра зн ы х кон цен т ра ций, производ ят изм ерен ие сопрот ивл ен ия ячейки. Д а н н ы е за н осят в т а бл . 4-4. Ра счет æ и λ с осу щест вл яют по (4-1) и (4-2), испол ь зу я н а йд ен н ое ра н ее зн а чен ие Кяч. Та бл ица 4-4 3 с С Н3С О О Н , м ол ь /д м 0.01 0.05 0.1 0.25 0.5 Rяч , О м æ , О м -1см -1 λ с, О м 1см 2 м ол ь -1
α 5. Привл ека я т а бл ичн ы е д а н н ы е д л я пред ел ь н ы х мол ярн ы х ион н ы х под виж н ост ей (т а бл . 4-3), ра ссчит ы ва ют м ол ярн у ю элект ропровод н ост ь у ксу сн ой кисл от ы , испол ь зу я пра вил о а д д ит ив н ост и Кол ь ра у ша : λ °С (С Н3 С О О Н) = λ °С (Н+) + λ °С (С Н3С О О -). (4-5) 6. О пред ел яют ст епен ь д иссоциа ции α ра ст воров ра зн ы х кон цен т ра ций: α = λ с / λ °с (4-6) 7. И спол ь зу я за кон ра зба вл ен ия О ст ва л ь д а :
α2с Кс = , (4-7) 1− α вы числ яют кон цен т ра цион н у ю кон ст а н т у д иссоциа ции д л я ка ж д ого ра ст вора у ксу сн ой кисл от ы , н а ход ят сред н ее зн а чен ие, сопост а вл яют его с т а бл ичн ы м , ра вн ы м 1,75 *10-5 м ол ь /д м 3 . Ф орм у л иру ют вы вод ы , оф орм л яют ра бот у . Р а б о та 3. Опр е д е ле н ие со д е р ж а н ия ле ка р стве нно го ве щ е ства в та б ле тк е пр ям ым к о нд ук то м е тр иче ским м е то д о м с хим иче ским во зд е й ствие м на систе м у М н огие л ека рст вен н ы е препа ра т ы явл яют ся сл а бы м и элект рол ит а м и, л ибо сод ерж а т их в своем сост а ве. К сож а л ен ию, прям ое кон д у кт ом ет рическое опред ел ен ие кон цен т ра ции сл а бого элект рол ит а осу щест вл яет ся с очен ь бол ь шой погрешн ост ь ю, а за ча ст у ю вообще н евозм ож н о. Есл и ж е препа ра т вн ест и в ра ст вор реа ген т а , кот оры й с н им вза имод ейст ву ет , то при опред ел ен н ы х у сл овиях измен ен ие элект ропровод н ост и ра ст вора бу д ет пропорцион а л ь н о кон цен т ра ции вн есен н ого вещест ва . Та кой м ет од н а зы ва ют прям ой кон д у кт ом ет рией с хим ическим возд ейст вием н а сист ем у . О н сочет а ет бы ст рот у прям ой кон д у кт ом ет рии и кон д у кт ом ет рического т ит рова н ия. Д л я у спешн ого провед ен ия а н а л иза вза имод ейст в ие д ол ж н о ид т и бы ст ро и д о кон ца , прод у кт ы реа кции и реа ген т д ол ж н ы им ет ь м а ксим а л ь н о ра зл ича ющиеся зн а чен ия мол ярн ы х элект ропровод н ост ей. Есл и в ка чест ве препа ра т а взят ь сл а бое осн ова н ие В О Н, т о в ка чест ве реа ген т а н у ж н о испол ь зова т ь ра ст вор сил ь н ой кисл от ы НА извест н ой исх исх кон цен т ра ции сНА . У д ел ь н а я элект ропровод н ост ь т а кого ра ст вора æ НА . Посл е д оба вл ен ия сл а бого элект рол ит а с кон цен т ра цией сВ О Н и при у сл ов ии, чт о сВО Н < сНА , происход ит пол н а я н ейт ра л иза ция осн ова н ия: НА + В О Н = В А + Н2О . Теперь в ра ст воре н а ход ит ся обра зова вша яся сол ь В А в кон цен т ра ции сВ А = сВ О Н и избыт ок сил ь н ой кисл от ы в кон цен т ра ции сост НА = сисхНА – сВ О Н. На осн ова н ии пра вил а а д д ит ивн ост и у д ел ь н а я элект ропровод н ост ь пол у чен н ого ра ст вора (без у чет а провод им ост и ра ст ворит ел я) æ = æ В А + æ НА ост , а изм ен ен ие элект ропровод н ост и при н ейт ра л иза ции: Δ æ = æ НА исх – æ = æ НА и сх - æ НА ост - æ В А . (4-8) исх -3 ост ост Поскол ь ку æ НА = сНА *λ НА *10 ; æ НА = с НА *λ НА *10-3 и -3 -3 æ В А = сВ А *λ В А *10 = сВ О Н *λ В А *10 , а д л я сил ь н ы х элект рол ит ов λ НА = (λ Н+ - λ А -) и λ В А = (λ В + - λ А -), т о посл е н екот орых преобра зова н ий: Δ æ = сВ О Н(λ Н+ - λ В +) *10-3. (4-9) В ход е реа кции н ейт ра л иза ции кол ичест во обра зова вшейся сол и эквива л ен т н о кол ичест ву изра сход ова н н ой кисл от ы , поэтом у общее числ о ион ов н е изм ен яет ся. При этом ра зн ост ь (λ Н +- λ В +) ост а ет ся пост оян н ой, т .е. н е за висит от кон цен т ра ции а н а л изиру ем ого сл а бого осн ова н ия (у ра в н ен ие
(4-9)). К а н а л огичн ом у вы вод у м ож н о прийт и, взяв в ка чест ве препа ра т а ра ст ворсл а бой кисл от ы , а в ка чест ве реа ген т а – ра ст ворщел очи: - — -3 Δ æ = сНА (λ О Н λ А ) *10 . (4-10) Та ким обра зом , вн ося в ра ст вор реа ген т а ра зл ичн ы е ма ссы gi а н а л изиру ем ого вещест ва и опред ел яя Δ æ , пол у ча ют за висим ост ь Δ æ = f(gi), пол ь зу ясь кот орой м ож н о оцен ит ь кол ичест во д а н н ого вещест ва в 6 л ека рст вен н ом препа ра т е . За д а ча р а б о ты: пол у чит ь за висим ост ь изм ен ен ия у д ел ь н ой элект ропровод н ост и от кол ичест ва иссл ед у ем ого вещест ва и опред ел ит ь сод ерж а н ие д а н н ого вещест ва в т а бл ет ке. Об о р уд о ва ние и р е а ктивы: у ст а н овка д л я опред ел ен ия элект рической провод имост и, кон д у кт ом ет рическа я ячейка , кон ические кол бы с пробка м и объем ом ~100 см 3; бюрет ка ил и пипет ка М ора н а 50 см 3 ; 0,02 М ра ст вор хл орид а ка л ия; 0,02 М ра ст вор реа ген т а – хл орист овод ород н ой кисл от ы ; ст у пка ; од н о изперечисл ен н ы х н иж е вещест в в чист ом в ид е и в т а бл ет ке: • С т репт оцид (streptocidum) – п-а м ин обен зсу л ь ф а м ид ; • А м ид опирин (amidopyrinum) - 1-ф ен ил -2,3-д им ет ил 4 -д им ет ил а м ин опира зол он ; • С у л ь гин (sulgin i) – п-а м ин обен зол су л ь ф огу а н ид ин ; • Бен зоа т н а т рия;
сл а бые осн ова н ия
• С у л ь ф а д им езин (sulfadimezinum) – 2-(п-а м ин обен зол су л ь ф а м ин д о)4,6-д им ет ил пиред ин ; • Па н а н гин (panangin) – а спа ра гин ова н я кисл от а
сл а бые кисл от ы
Выпо лне ние р а б о ты 1. Пост роен ие гра д у ировочн ого гра ф ика . В 5-6 кон ических кол б вн осят т очн ы е м а ссы чист ого ф а рм а копейн ого препа ра т а (выбира ет препод а ва т ел ь ) и приба вл яют по 50,0 см 3 0,02 М ра ст вора HCl. М а ссы вещест ва ра ссчит ы ва ют т а ким обра зом , чт обы от н ошен ие м а сс опред ел яем ого вещест ва и кисл от ы н а ход ил ось в пред ел а х 0,40 - 0,95. Кол бы за кры ва ют , т ща т ел ь н о перем ешива ют и спу ст я 1-2 м ин у т ы изм еряют сопрот ив л ен ие а н а л изиру ем ы х ра ст воров, а т а кж е сопрот ив л ен ие исход н ого ра ст вора сол ян ой кисл от ы безд оба вок (изм ерен ие сопрот ивл ен ия ра ст вора описа н о в ра бот е 1). По пол у чен н ы м резу л ь т а т а м ст роят за висимост ь 7 1/R = f (gi). 2. Та бл ет ку с н еизвест н ы м сод ерж а н ием л ека рст вен н ого вещест ва взвешива ют н а а н а л ит ических веса х, ра ст ира ют в ст у пке, вн осят в 50,0 см 3 ра ст вора сол ян ой кисл от ы , пол н ост ь ю ра ст воряют . Есл и ра ст вор пол у ча ет ся м у т н ы м (из-за н а л ичия н ера ст ворим ы х прим есей), т о его ф ил ь т ру ют через бу м а ж н ы йф ил ь т р. И зм еряют сопрот ивл ен ие пол у чен н ого ра ст вора и, пол ь зу ясь гра д у ировочн ы м гра ф иком , опред ел яют сод ерж а н ие вещест ва в т а бл ет ке. Поскол ь ку вел ичин а æ обра т н о пропорцион а л ь н а сопрот ивл ен ию ра ст вора , т о гра д у ировочн ый гра ф ик м ож ет быт ь пост роен в коорд ин а т а х 1/R = f(gi). 7) За висим ост ь 1/R = f (gi) д ол ж н а быть обяза т ел ь н о л ин ейн ой. 6)
О ф ормл яют ра бот у . Р а б о та 4. Э ле к тр о д I р о д а В элект рохим ии элект род ом н а зыва ет ся сист ем а из кон т а кт иру ющих провод н иков с ра зл ичн ы м т ипом элект рической провод им ост и (н а прим ер, z+ м ет а л л -ра ст вор элект рол ит а ). Есл и ра ст вор сод ерж ит ка т ион ы м ет а л л а М , н а ход ящиеся в сост оян ии элект рохим ического ра вн овесияс м ет а л л ом М : z+ M + zē = М , (4-11) т о говорят об эл ект р оде I р ода. Пот ен циа л т а кого элект род а опред ел яет ся у ра вн ен ием Нерн ст а : RT Е я+ = Е0 М я+ |M + (4-12) ln a ′ z + М |M M zF Зд есь E°MZ+/M - ст а н д а рт н ы й элект род н ы й пот ен циа л , aMz+ = fМ z+ сMZ+ т ерм од ин а м ическа я а кт ивн ост ь ион ов м ет а л л а , а fМ z+ и сMZ+ - м ол ярн ы й коэф ф ициен т а кт ивн ост и и м ол ярн а я кон цен т ра ция ион ов Mz+ соот вет ст вен н о. Есл и сMZ+ < 5*10-4 М , т о fМ z+ = 1. При пра кт ических ра счет а х вм ест о fМ z+ за ча ст у ю испол ь зу ют сред н ий ион н ы й м ол ярн ы й коэф ф ициен т а кт ив н ост и f± . Д л я изм ерен ия пот ен циа л а элект род а I род а сл ед у ет сост а вит ь га л ь ва н ическу ю цепь из этого элект род а и ст а н д а рт н ого вод ород н ого. Посл ед н ий, од н а ко, обы чн о за мен яют н а ка кой-л ибо элект род сра вн ен ия, пот ен циа л кот орого т очн о извест ен в вод ород н ой шка л е пот ен циа л ов. У д обн о испол ь зова н ие хл орсеребрян ого элект род а сра вн ен ия, при этом цепь им еет вид : (-) (М ), Ag, AgCl TB|Cl- || Mz+ | M (+) За д а ча р а б о ты: сост а вл ен ие элект род а I род а , изу чен ие ст епен и обра т имост и пот ен циа л опред ел яющей реа кции (4-11), опред ел ен ие ст а н д а рт н ого элект род н ого пот ен циа л а при т ем пера т у ре опы т а . Об о р уд о ва ние , м а те р иа лы: м ед ь м ет а л л ическа я, ра ст ворCuS04 (0.1 М ), хл ор серебрян ы й элект род сра вн ен ия, н а сы щен н ый ра ст вор КС 1. рт у т н ы й т ерм ом ет р, вы сокоом н ы й вол ь т м ет р пост оян н ого т ока , м ерн а я посу д а . ( В озм ож н о т а кж е испол ь зова н ие сист ем Cd2+|Cd и Ag+ | Ag ). Выпо лне ние р а б о ты 1. Под гот а вл ива ют к ра бот е элект род I род а . Д л я этого м ед н у ю пл а ст ин ку ил и провол оку за чища ют н а ж д а чн ой бу м а гой, пром ы ва ют д ист ил л ирова н н ой вод ой, су ша т и ввод ят в ст екл ян н у ю т ру бку , за кры т у ю с н иж н его кон ца корковой пробкой.
2. С ост а вл яют
га л ь ва н ическу ю
цепь
(рис.
4-2),
пом еща я
Рис. 4-2. Га л ь ва н ическа я цепь д л я изм ерен ия пот ен циа л а элект род а I род а .
собра н н ы й элект род I род а (1) и хл орсеребрян ы й элект род сра вн ен ия (2) в ст а ка н (3) и за пол н яя его н а сы щен н ы м ра ст вором КС 1, изм еряют его т ем пера т у ру . 3. Посл ед ова т ел ь н ы м ра зба вл ен ием из0.1 М ра ст вора CuS04 гот овят по 100 см 3 ра ст воров с кон цен т ра цией сcu2+ = 0.05; 0.01; 0.005 и 0.001 М . 4. За пол н яют ст екл ян н у ю т ру бку с элект род ом I род а ра ст вором с сCu2+ = 0.001 М . 5. Под кл юча ют элект род ы к вол ь т м ет ру т а ким обра зом , чт обы изм еряем ое у ст а н ов ившееся зн а чен ие пот ен циа л а Ен зм бы л о пол ож ит ел ь н ы м . Пересчит ы ва ют это зн а чен ие пот ен циа л а н а вод ород н у ю шка л у пот ен циа л ов по ф орму л е: (4-13) Е 2+ о = E изм + Ехсэ, Сu
|Cu
гд е Ехсэ- пот ен циа л элект род а сра вн ен ия (у ка зы ва ет ся препод а ва т ел ем ) . 6. В н овь за чища ют и обезж ирива ют поверхн ост ь м ет а л л ической пл а ст ин ки. М ен яют ра ст вор в сосу д е д л я элект род а I род а , переход я поочеред н о к бол ее вы соким кон цен т ра циям . Ка ж д ы й ра з изм еряют пот ен циа л элект род а , за н осят д а н н ые в т а бл . 4-5. 7. З н а чен ия м ол ярн ого коэф ф ициен т а а кт ивн ост и f Cu 2+ , а т а кж е коэф ф ициен т ы а кт ивн ост и н екот орых ин ы х ион ов, вы числ ен н ы е по II прибл иж ен ию т еории Д еба я-Хюккел я д л я ра ст воров с ион н ой сил ой IС , привед ен ы в т а бл . 4-6. Та бл ица 4-5
с
Cu 2 + ,
м ол ь /д м
3
0.001
0.005
0.01
0.05
0.1
Еи зм . В Е
С u 2+ |Cu о
a
,В
Cu 2 +
lg a Cu 2 + Та бл ица 4-6 3
Ic, м ол ь /д м 0.005 0.01 0.924 0.898 0.749 0.675 0.744 0.670 0.925 0.899 0.740 0.660
И он +
Ag Cu ; Zn2+ Cd2 + С 1 - ; В r-; JS0422+
0.001 0.964 0.870 0.868 0.964 0.860
0. 0025 0.945 0.809 0.805 0.945 0.803
0.05 0.800 0.485 0.465 0.805 0.445
0.1 0.750 0.405 0.380 0.755 0.355
На пом н им , чт о ион н а я сил а ра ст вора элект рол ит а ра ссчит ы ва ет ся по ф орм у л е: IС = 1/2 • Σ (zi2 ci), (4-14) гд е zi- за ряд ион а , a c i - его мол ярн а я кон цен т ра ция. За д а ва ясь зн а чен ием кон цен т ра ции элект рол ит а , н а ход ят по (4-14) его ион н у ю сил у и, опред ел ив из т а бл ицы коэф ф ициен т а кт ив н ост и, вы числ яют а кт ивн ост ь ион а в д а н н ом ра ст воре. lg a 2+ . Проверяют ее 8. С троят за висим ост ь Е 2 + о от Сu
л ин ейн ост ь , dE 2 + o d lg a Cu
|Cu
Cu
опред ел яют 2 + ≈ ∆E 2+ Cu
|Cu o
Cu
|Cu
н а кл он ∆ lg a 2+ .
(
Cu
)
л ин ейн ого С опост а вл яют
у ча ст ка пол у чен н ое
зн а чен ие с т еорет ическим , ра вн ы м 2.3 RT/2F ил и 0.0295 В при 298К. 9. Э кст ра пол иру я гра ф ик к зн а чен ию lg acu2+ = 0, н а ход ят Е0 С u 2+ |Cu о . С опост а вл яют эту вел ичин у с т а бл ичн ой, ра вн ой 0.337 В при 298 К. Ф орм у л иру ют вы вод ы , оф ормл яют ра бот у . Р а б о та 5. Э ле ктр о д II р о д а Есл и м ет а л л М покры т сл оем т ру д н о ра ст ворим ой сол и MA, a ра ст вор zсод ерж ит а н ион ы этой сол и А , т о говорят об эл ект р о деII р ода. Ра вн овесн а я элект рохим ическа я реа кция в т а ком элект род е: zMA + ze = М + А , (4-15) а его пот ен циа л ра ссчит ыва ет ся сл ед у ющим обра зом : 2.3RT Е z− = E 0 А z − |MA , M − lg a z − , (4-16) А |MA , M A zF
Зд есь E 0А z − |MA , M ст а н д а рт н ы й элект род н ы й пот ен циа л , a z − = f z − ⋅ c z − - т ерм од ин а мическа я а кт ивн ост ь а н ион ов ра ст вора , f и с A
A
A
м ол ярн ы е коэф ф ициен т соот вет ст вен н о. Есл и c
Az −
а кт ивн ост и и кон цен т ра ция ион ов А z< 5* 10-4 М , т о fAz- = 1. При пра кт ических
ра счет а х за ча ст у ю вм ест о fAz- испол ь зу ют сред н ий ион н ы й м ол ярн ы й коэф ф ициен т а кт ивн ост и f± . В д а н н ой ра бот е д л я изм ерен ия пот ен циа л а элект род а II род а сост а вл яют га л ь ва н ическу ю цепь из этого элект род а и хл орсеребрян ого элект род а сра вн ен ия: (-)
(М ) Ag, AgCl |Cl- || А z-| М А
т в.,
М
(+)
За д а ча р а б о ты: изгот овл ен ие элект род а II род а , изу чен ие ст епен и обра т имост и пот ен циа л опред ел яющей реа кции (4-15), опред ел ен ие ст а н д а рт н ого элект род н ого пот ен циа л а при т ем пера т у ре опы т а . Об о р уд о ва ние , м а те р иа лы: серебро, ра ст вор КС 1 (0.1 М ), хл орсеребрян ы й элект род сра вн ен ия, н а сы щен н ы й ра ст вор КС 1, рт у т н ы й т ерм ом ет р, вы сокоом н ы й вол ь т м ет р пост оян н ого т ока , м ерн а я посу д а . (В м ест о сист ем ы Ag,AgCl |Cl- возм ож н о испол ь зова н ие, по у ка за н ию препод а ва т ел я, сист ем Ag,AgBr |Br- ил и Ag,AgJ|J-). Выпо лне ние р а б о ты 1. Под гот а вл ива ют к ра бот е элект род II род а . Д л я этого серебрян у ю пл а ст ин ку ил и провол оку элект рол ит ически покры ва ют (с пом ощь ю л а бора н т а ) сл оем т ру д н о ра ст ворим ой сол и AgCl, пром ы ва ют д ист ил л ирова н н ой вод ой, су ша т и ввод ят в ст екл ян н у ю т ру бку , за кры т у ю сн изу корковой пробкой. М ож н о испол ь зова т ь т а кж е хл орсеребрян ы й элект род за вод ского изгот овл ен ия, ра ст вор из кот орого пред ва рит ел ь н о вы л ит , а сосу д пром ы т д ист ил л ирова н н ой вод ой. 2. С ост а вл яют га л ь ва н ическу ю цепь (рис. 4-3), пом еща я собра н н ы й элект род II род а (1) и хл орсеребрян ы й элект род сра вн ен ия (2) в ст а ка н (3), за пол н ен н ы й н а сы щен н ы м ра ст вором КС 1, измеряют т ем пера т у ру этого ра ст вора . 3. Посл ед ова т ел ь н ы м ра зба вл ен ием из 0.1 М ра ст вора КС 1 гот овят по 100 см 3 ра ст воров с кон цен т ра цией С С 1- = 0.05; 0.01; 0.005 и 0.001 М . 4. За пол н яют ст екл ян н у ю т ру бку с элект род ом II род а ра ст вором с сС l- = 0.001 М . 5. Под кл юча ют элект род ы к вол ь т м ет ру т а к, ка к пока за н о н а рису н ке. Пересчит ы ва ют это зн а чен ие пот ен циа л а н а вод ород н у ю шка л у пот ен циа л ов по ф орму л е.
Рис. 4-3. Га л ь ва н ическа я цепь д л я изм ерен ия пот ен циа л а элект род а II род а
Е
Cl− |AgCl, Ag
= E изм + Ехсэ,
(4-17)
гд е Еизм – изм ерен н ое зн а чен ие н а пряж ен ия га л ь ва н ического элем ен т а , а Ехсэ – пот ен циа л элект род а сра вн ен ия (у ка зы ва ет ся препод а ва т ел ем ). 6. М ен яют ра ст вор в элект род е II род а , переход я поочеред н о к бол ее вы соким кон цен т ра циям . И зм еряют н а пряж ен ие га л ь ва н ического элем ен т а , ра ссчит ы ва ют пот ен циа л иссл ед у ем ого элект род а , за н осят д а н н ы е в т а бл . 4-7. Зн а чен ия fCl-, н еобход им ы е д л я опред ел ен ия aCl-, беру т из т а бл ицы 4-6. О т м ет им , чт о д л я КС 1 вел ичин а ион н ой сил ы IС совпа д а ет с м ол ярн ой кон цен т ра цией. от lg aCl- . Проверяют ее л ин ейн ост ь , 7. С т роят за висимост ь E − Cl |AgCl , Ag
опред ел яют dE − / d lg a Cl |AgCl , Ag
Cl−
н а кл он ≈ ∆E −
Cl | AgCl, Ag
л ин ейн ого у ча ст ка / ∆ lg a − . С опост а вл яют пол у чен н ое
(
Cl
)
зн а чен ие с т еорет ическим , ра вн ы м 2.3 RT/F ил и 0.058 В при 298 К. сС 1- , м ол ь /д м Еизм , В E
Cl − |AgCl , Ag
а Cllg a
Cl −
3
,В
0.001
0.005
0.01
0.05
Та бл ица 4-7 0.1
8. Э кст ра пол иру я прям у ю к зн а чен ию lgа Cl- = 0, н а ход ят E0 Cl − |AgCl, Ag . С опост а вл яют эту вел ичин у с т а бл ичн ой, ра вн ой 0.222 В при 298 К. Ф орм у л иру ют вы вод ы , оф орм л яют ра бот у . Ра б о та 6. Окислите льно -во сста но вите льн ый эле ктр о д За ча ст у ю м ет а л л н е явл яет ся прям ы м у ча ст н иком элект рохим ической реа кции, осу щест вл яя л ишь перед а чу элект рон ов от окисл ит ел я (О х) к восст а н овит ел ю (Red). Есл и обе ча ст ицы н а ход ят ся в ра ст воре, говорят об оки сл и т ел ь н о-восст ан ови т ел ь н ом эл ект р оде. О д н им из л у чших м а т ериа л ов д л я реа л иза ции окисл ит ел ь н о-восст а н овит ел ь н ого ра вн овесия явл яет ся пл а т ин а , в ка чест ве ж е реа ген т а м ож н о взят ь , н а прим ер, хин гид рон . Э т о эквим ол ярн а я см есь хин он а С 6 Н402 и гид рохин он а С 6 Н4(О Н) 2, м еж д у кот оры м и в вод н ом ра ст воре в прису т ст вии пл а т ин ы у ст а н а вл ива ет ся элект рохим ическое ра вн овесие: С 6Н4О 2 + 2 Н30+ + 2е = С 6Н4(О Н) 2 + 2 Н2 О . (4-18) Пот ен циа л , у ст а н а вл ива ющийся н а Pt-элект род е при рН < 8.5, опред ел яет сял ишь а кт ивн ост ь ю ион ов гид роксон ия: 2,3RT Ехг = Е0хг + lg a = Е0хг − 0,059pH, (4-19) + H3O F поскол ь ку а кт ивн ост и хин он а и гид рохин он а прим ерн о ра вн ы , а а кт ивн ост ь вод ы бл изка к ед ин ице. С т а н д а рт н ы й пот ен циа л Е0 хг при 298 К сост а вл яет 0,699 В . Д л я измерен ия пот ен циа л а хин гид рон н ого элект род а испол ь зу ют пра вил ь н о ра зом кн у т у ю га л ь ва н ическу ю цепь : (-) Pt, Ag, AgCl|Cl- || H3 0+ , хин гид рон | Pt ( + ) За д а ча р а б о ты: сост а вл ен ие окисл ит ел ь н о-восст а н овит ел ь н ого хин гид рон н ого элект род а , изу чен ие ст епен и обра т им ост и пот ен циа л опред ел яющей реа кции (4-18), опред ел ен ие ст а н д а рт н ого элект род н ого пот ен циа л а при т ем пера т у ре опы т а . Об о р уд о ва ние , м а те р иа лы: пл а т ин а , хин гид рон , хл орсеребрян ы й элект род сра вн ен ия, н а сы щен н ы й ра ст вор КС 1, т ерм ом ет р н а 50 °С , вы сокоом н ы й вол ь т м ет р, н а борст а н д а рт н ы х ра ст воров д л я рН-м ет рии (ил и 0.05 М ра ст ворНС 1), хромова я см есь , м ерн а я посу д а . Выпо лне ние р а б о ты 1. Под гот а вл ива ют к ра бот е окисл ит ел ь н о-восст а н ов ит ел ь н ы й элект род (рис. 4-4).
Рис. 4-4 Га л ь ва н ическа я цепь д л я изм ерен ия пот ен циа л а хин гид рон н ого элект род а
Д л я этого пл а т ин ову ю провол очку ил и пл а ст ин ку , впа ян н у ю в ст екл ян н у ю т ру бку (1) со шл иф ом и им еющу ю т окоизм ерит ел ь н ы й вы вод , очища ют т ра вл ен ием в хромовой см еси (3-5 м ин ) и т ща т ел ь н о пром ы ва ют д ист ил л ирова н н ой вод ой. Пр и р абот ес хр ом овой см есь ю собл юдат ь особую о ст ор ож н о ст ь ! В вод ят ст екл ян н у ю т ру бку в сосу д (2), соед ин яя их через шл иф . Ч т обы сосу д н е соскол ь зн у л со шл иф а , его ф иксиру ют резин кой. 2. За пол н яют сосу д (2) од н им из серии ст а н д а рт н ы х ра ст воров рН-м ет рии, им еющим извест н ое зн а чен ие кисл от н ост и рНа . У ровен ь ра ст вора обяза т ел ь н о д ол ж ен бы т ь н ем н ого вы ше шл иф а ! В вод ят в ра ст вор н ебол ь шу ю н а веску (0.1 г) хин гид рон а . 3. При от су т ст вии ст а н д а рт н ы х ра ст воров д л я рН-мет рии гот овят из 0.1 М ра ст вора НС 1 посл ед ова т ел ь н ы м ра зба вл ен ием серию ра ст воров с кон цен т ра цией: 0.02, 0.01, 0.005, 0.002; 0.001 и 0.0001 М . Кисл от н ост ь этих ра ст воров опред ел яют по ф орму л е: рН а = − lg(f ± (HCl ) ⋅ c (HCl ) ), (4-20) гд е CHCI - м ол ярн а я кон цен т ра ция, a f± (HCl ) - м ол ярн ы й сред н ий ион н ы й коэф ф ициен т а кт ивн ост и сол ян ой кисл от ы , привед ен н ы й в т а бл . 4-8. Та бл ица 4-8 CHCI, M 0.001 0.002 0.005 0.01 0.02 0.05 f ± (HCl ) 0.965 0.953 0.929 0.904 0.874 0.830 4. С ост а вл яют га л ь ва н ическу ю цепь , погру ж а я собра н н ы й хин гид рон н ы й элект род и хл орсеребрян ы й элект род сра вн ен ия (3) в ст а ка н (4). Его за пол н яют н а сы щен н ым ра ст вором КС 1 т а ким обра зом , чтобы у ровен ь ра ст вора за кры ва л шл иф м еж д у ст екл ян н ой т ру бкой и сосу д ом . И зм еряют т ем пера т у ру ра ст вора .
5. Под соед ин яют элект род ы к вол ь т м ет ру т а к, ка к пока за н о н а рису н ке. И зм еряют пот ен циа л Еизм , ра ссчит ыва ют пот ен циа л хин гид рон н ого элект род а от н осит ел ь н о ст а н д а рт н ого вод ород н ого по ф орм у л е: Ехг = Еизм + Ехсэ, (4-21) гд е ЕХС Э - пот ен циа л элект род а сра вн ен ия (у ка зы ва ет ся препод а ва т ел ем ). Резу л ь т а т за н осят в т а бл . 4-9. Та бл ица 4-9 рНа Еизм , В ЕХГ , В 6. Посл ед ова т ел ь н о м ен яют ра ст воры д л я рН-м ет рии (ил и ра ст воры сол ян ой кисл от ы ) в сосу д е, н е за бы ва я ка ж д ы й ра з д оба вит ь н а веску хин гид рон а . О пред ел яют пот ен циа л ы хин гид рон н ого элект род а при ра зн ы х зн а чен иях рНа , за н ося их в т а бл . 4-9. 7. С т роят за висим ост ь Ехг от рНа . Проверяют ее л ин ейн ост ь , н а ход ят н а кл он л ин ейн ого у ча ст ка dExr/ d(pHa ) = Δ Exr /Δ (рНа ). С опост а вл яют пол у чен н ое зн а чен ие с т еорет ическим, ра вн ы м 2.3 RT/F ( ил и 0.058 В при 298 К). 8. Э кст ра пол иру я прям у ю н а зн а чен ие рНа = 0, н а ход ят Е°хг. С опост а вл яют эту вел ичин у с т а бл ичн ой. Ф орм у л иру ют вы вод ы , оф орм л яют ра бот у . Р а б о та 7. С те клянный эле к тр о д Есл и д ва ра ст вора ра зд ел ен ы ф изической гра н ицей кон ечн ой т ол щин ы , избира т ел ь н о пропу ска ющей ча ст ицы ра зл ичн ого сорта , т о т а ка я гра н ица яв л яет ся м ем бра н ой. На осн ове пол у прон ица ем ы х м ем бра н , обл а д а ющих повы шен н ой избира т ел ь н ост ь ю к опред ел ен н ы м ион а м , созд а н ы т .н . и он сел ект и вн ые эл ект р оды. С опред ел ен н ы м д опу щен ием к ион сел ект ивн ы м элект род а м с т верд ой м ем бра н ой от н осят ст екл ян н ы й элект род , сел ект ивн ы й по от н ошен ию к ион а м Н3О + . Ка к пра вил о, он им еет ф орм у т он кост ен н ого ша рика (1), изготовл ен н ого из особы х сорт ов ст екл а , обл а д а ющего вы сокой гигроскопичн ост ь ю и от н осит ел ь н о хорошей элект рической провод им ост ь ю (рис. 4-5). В н у т рь ша рика пом ещен хл орсеребрян ый элект род сра вн ен ия (2) и за л ит ра ст вор, сод ерж а щий ион ы + С l и Н30 . О бы чн о это ра ст ворсол ян ой кисл от ы , в кот ором а кт ивн ост ь ион ов гид роксон ия сохра н яет ся н еизм ен н ой. Погру зим ст екл ян н ы й элект род в ра ст вор, а кт ивн ост ь ион ов + гид роксон ия в кот ором н е извест н а . М еж д у ион а м и Н30 , н а ход ящим ися в обоих ра ст вора х, а т а кж е н а вн у т рен н ей и вн ешн ей гра н ица х
Рис. 4-5 Га л ь ва н ическа я цепь д л я изм ерен ия пот ен циа л а ст екл ян н ого элект род а
ст екл ян н ой м ем бра н ы , у ст а н а вл ива ет ся цепочка ра вн овесий. Ка к пока зыва ет т еорет ический а н а л из, есл и рНа < 12, т о пот ен циа л ст екл ян н ого элект род а описы ва ет ся ф орм у л ой: 2.3RT ' lg a На . Ест = Е'ст + (4-22) + = E ст − 0.059р H O 3 F В этом вы ра ж ен ии Е'ст явл яет ся кон ст а н т ой д л я д а н н ого элект род а , т .к. за висит от сорт а ст екл а , т ипа элект род а сра вн ен ия и ряд а ин ы х ф а кт оров. За д а ча р а б о ты: изу чен ие ст епен и обра т им ост и ион н ы х реа кций, опред ел яющих пот ен циа л м ем бра н н ого ст екл ян н ого элект род а , н а хож д ен ие кисл от н ост и кон т рол ь н ого ра ст вора . Об о р уд о ва ние , м а те р иа лы: ст екл ян н ы й элект род с Н+ - ф у н кцией, хл орсеребрян ый элект род сра вн ен ия, т ерм ом ет рн а 50°С , н а борст а н д а рт н ы х ра ст воров д л я рН-м ет рии (ил и 0.1М ра ст ворНС 1), ра ст ворВ ейбел я, мерн а я посу д а , рН-м ет р. Выпо лне ние р а б о ты 1. С т екл ян н ы й элект род , обы чн о хра н ящийся в ра зба вл ен н ом ра ст воре HCl, пром ы ва ют д ист ил л ирова н н ой вод ой и вы су шива ют ф ил ь т рова л ь н ой бу м а гой. 2. С ост а вл яют га л ь ва н ическу ю цепь д л я изм ерен ия пот ен циа л а ст екл ян н ого элект род а . Д л я этого в ст а ка н чик (3) ем кост ь ю 50 -100 м л , пом им о ст екл ян н ого элект род а , ввод ят хл орсеребрян ы й элект род сра вн ен ия (4). Э л ект род ы за крепл яют в шт а т иве (5) (см . рис. 4-5). В ы вод ы от элект род ов под кл юча ют к вол ь т м ет ру , в ка чест ве кот орого у д обн о испол ь зова т ь рН-м ет рв реж им е изм ерен ия н а пряж ен ия.
3. За пол н яют ст а ка н ст а н д а рт н ы м бу ф ерн ы м ра ст вором д л я рН-м ет рии, изм еряют его т ем пера т у ру . Производ ят изм ерен ие н а пряж ен ия га л ь ва н ического элем ен т а , резу л ь т а т ы за н осят в т а бл . 4-10. 4. При от су т ст вии ст а н д а рт н ы х ра ст воров д л я рН-м ет рии из 0.1 М НС 1 посл ед ова т ел ь н ы м ра зба вл ен ием гот овят серию ра ст воров с кон цен т ра цией -2 -3 -4 -5 1*10 ; 1*10 ; 1*10 ; 1*10 М и 0,05 М ра ст ворт ет ра бора т а н а т рия с рН = 9,18. Кисл от н ост ь ра ст воров HCl ра ссчит ыва ют по ф орм у л е (4-20), ру ковод ст ву ясь у ка за н иям и п. 3 ра бот ы 6. Та бл ица 4-10 рНа Еизм , В 5. А кку ра т н о сл ива ют бу ф ерн ы й ра ст ворст а ка н чика в т у посу д у , гд е он хра н ит ся в л а бора т ории, при испол ь зова н ии ра ст воров НС 1 это д ел а т ь н еобяза т ел ь н о. Пром ы ва ют ст екл ян н ы й элект род д ист ил л ирова н н ой вод ой, под су шива ют ф ил ь т рова л ь н ойбу ма гой. 6. Посл ед ова т ел ь н о производ ят изм ерен ие пот ен циа л а ст екл ян н ого элект род а в ка ж д ом изпригот овл ен н ы х ра ст воров ра зл ичн ой кисл от н ост и. 7. С т роят за висим ост ь Еизм от рНа . Проверяют ее л ин ейн ост ь , н а ход ят н а кл он л ин ейн ого у ча ст ка dEизм /d(pHa ) = Δ Еизм /Δ (рНа ) С опост а вл яют пол у чен н ое зн а чен ие с т еорет ическим , ра вн ы м 2.3 RT/F(ил и 0.058 В при 298 К). 8. За л ива ют в ст а ка н чик кон т рол ь н ы й ра ст вор, н а прим ер ра ст вор В ейбел я, д л я кот орого рНа = 2.04. И зм еряют н а пряж ен ие га л ь ва н ического элем ен т а , опред ел яют по гра ф ику кисл от н ост ь кон т рол ь н ого ра ст вора . А н а л изиру ют резу л ь т а т ы , ф орм у л иру ют вы вод ы , оф орм л яют ра бот у . Р а б о та 8. Опр е д е ле ние ко нста н ты и сте пе ни д иссо ц иа ц ии эле к тр о лита по те нц ио м е тр иче ским м е то д о м Типичн ы м прим ером сл а бого элект рол ит а явл яют ся орга н ические кисл от ы - у ксу сн а я, л им он н а я, бен зойн а я и т .д . Д иссоциа ция од н оосн овн ой сл а бойкисл от ы НА в вод н ой сред е происход ит по у ра вн ен ию: НА + Н20 = Н30+ + А (4-23) и ха ра кт еризу ет ся кон цен т ра цион н ой кон ст а н т ой ра вн овесия, н а зы ва ем ой кон ст а н т ой д иссоциа ции: (с )
Kд Зд есь α =
с
Н3О +
α 2 сНА = . 1− α
(4-24)
- ст епен ь д иссоциа ции кисл от ы , а сНА - ее м ол ярн а я с НА кон цен т ра ция. Есл и α ККМ ) могу т ра ст ворят ь ся м н огие у гл евод ород ы , н ера ст ворим ы е в вод е. Пр оц есс п р он и кн овен и я м ол екул угл еводор ода вн ут р ь ми ц ел л ПА В и взаи м одейст ви я с и х угл еводор одн ым и ц еп ям и н азывает ся сол ь юби л и зац и ей. О н прот ека ет са м опроизвол ь н о, а обра зу ющиеся при этом ра ст воры бу д у т прозра чн ы м и и н е ра ссл а ива ют ся со времен ем . М ет од ы опред ел ен ия сол ь юбил изиру ющей способн ост и осн ова н ы н а изм ен ен ии свойст в ра ст вора при ра ст ворен ии у гл евод ород а , н а прим ер, пока за т ел я прел ом л ен ия. Пока за т ел ь прел ом л ен ия n возра ст а ет по м ере ра ст ворен ия у гл евод ород а и д ост ига ет м а ксима л ь н ого и пост оян н ого зн а чен ия при обра зова н ии н а сы щен н ого ра ст вора . Та ким обра зом , т очку н а сы щен ия н а ход ят по изл ом у н а за висим ост и n от c. Э т ой т очке соот вет ст ву ет объем у гл евод ород а Vу в , сол ь юбил изирова н н ого ра ст вором ПА В при н а сы щен ии. Бол ее т очн о этот объем ра ссчит ыва ют по ф орм у л е: L − Lн а с Vу в = исх ⋅ Vисх , (5-16) Lн а с − L у в гд е Vисх – объем исход н ого ра ст вора ПА В; L =
n2 −1
(ин д екс « исх» n2 + 2 от н осит ся к исход н ом у ра ст вору ПА В , « н а с» - к ра ст вору посл е н а сы щен ия, а « у в» - к т очке н а сы щен ия). За д а ча р а б о ты: пол у чит ь кол л оид н о-ра ст ворен н ые у гл евод ород ы в ра ст воре ПА В , опред ел ит ь его сол ь юбил изиру ющу ю способн ост ь . Об о р уд о ва ние , р е а ктивы: реф ра кт ометр, 9 кол б с пробка м и н а шл иф а х, м икропипет ка ил и м икробюрет ка , пипет ка гра д у ирова н н а я н а 10 см 3; ра ст ворол еа т а ил и па л ь м ит а т а н а т рия с кон цен т ра цией0,1 М ; бен зол .
М е то д ика выпо лне ния р а б о ты 1. Под гот а вл ива ют 9 чист ы х кол б с прит ерт ы м и пробка м и. В ка ж д у ю кол бу вн осят пипет кой по 10,0 см 3 исход н ого ра ст вора ПА В . За т ем м икропипет кой ил и изм икробюрет ки в ка ж д у ю кол бу ввод ят у гл евод ород (в д а н н ом сл у ча е – бен зол ) в объем е, возра ст а ющем от кол бы к кол бе. Та к, к 10,0 см 3 ра ст вора ол еа т а н а т рия сл ед у ет д оба вит ь сл ед у ющие объем ы бен зол а : 0,04; 0,06; 0,08; 0,10; 0,13; 0,16; 0,20 и 0,25 см 3 соот вет ст вен н о. 2. Кол бы пл от н о за кры ва ют пробка м и и перемешива ют , н е д опу ска я эм у л ь гирова н ия ж ид кост и. 3. Ч ерезка ж д ы е 10 м ин у т изм еряют пока за т ел и прел омл ен ия ра ст воров в ка ж д ой кол бе д о у ст а н овл ен ия пост оян н ого зн а чен ия n. Пост оян н а я вел ичин а n свид ет ел ь ст ву ет о д ост иж ен ии ра вн овесн ого состоян ия. По пол у чен н ым ра вн овесн ы м зн а чен иям n ст роят за висим ост ь n = f(V), по
кот орой ориен т ировочн о опред ел яют объем сол ь юбил изирова н н ого д о н а сы щен ия у гл евод ород а . Есл и н а пол у чен н ой за висимост и изл ом а н ет , т о сл ед у ет взят ь еще 1-2 кол бы с бол ь шим сод ерж а н ием бен зол а (н а пример0,25 3 и 0,30 см ). Ра ссчит ы ва ют Vу в по у ра вн ен ию (5-16). Ф орм у л иру ют вы вод ы , оф орм л яют ра бот у . Р а б о та 9. По луче ние и сво йства эм ульсий Эм ул ь си ей н азывают ди сп ер сн ую си ст ем у, обр азован н ую двум я взаи м н о н ер аст вор и м ым и ж и дко ст ям и . Э м у л ь сии м ож н о пол у чит ь м ет од а м и кон д ен са ции и д испергирова н ия. Д л я пред а н ия эм у л ь сии а грега т ивн ой у ст ойчивост и к коа л есцен ции в сист ем у ввод ят поверхн ост н оин а кт ивн ы е вещест ва ил и вы сокод исперсн ые порошки, испол н яющие рол ь ст а бил иза т оров эм у л ь сий – эм у л ь га т оров. Э ф ф ект ивн а я ст а бил иза ция очен ь ва ж н а при пол у чен ии ф а рм а цевт ических эм у л ь сий, поскол ь ку это у вел ичива ет срок их год н ост и и у сил ива ет т ера певт ическийэф ф ект . В за висим ост и от ха ра кт ера прим ен яем ого эм у л ь га т ора ока зы ва ет ся у ст ойчивой эм у л ь сия од н ого изд ву х т ипов: § прям а я, т .е. м а сл о-вод а (м /в) ; § обра т н а я, т .е. вод а -ма сл о (в/м ). В первой ка пл и м а сл а (д исперсн а я ф а за ) ра спред ел ен ы в вод е (д исперсион н ой сред е). В о вт орой д исперсион н ой сред ой явл яет ся м а сл о, а д исперсн ой ф а зой – вод а . Пол у чен ие прям ы х и обра т н ы х эм у л ь сий за висит , в осн овн ом , от природ ы эм у л ь га т ора . Гид роф ил ь н ы е эм у л ь га т оры ст а бил изиру ют эм у л ь сии т ипа м /в. Г ид роф обн ы е (ж ирора ст ворим ые) эм у л ь га т оры примен яют д л я ст а бил иза ции эм у л ь сий т ипа в/м . Тип эм у л ь сии опред ел яют ра зн ы м и м ет од а м и: ра зба вл ен ия; окра шива н ия н епреры вн ой ф а зы ; ра ст ека н ия ка пл и. М ет од ра зба вл ен ия. Есл и в вод у вн ест и ка пл ю эм у л ь сии и ост орож н о вст ряхн у т ь , т о эм у л ь сия т ипа м/в ра вн ом ерн о ра спред ел ит ся в объеме. Э му л ь сия т ипа в/м с вод ой н е см ешива ет ся. М ет од окра шива н ия н епреры вн ой ф а зы . Ка пл ю эм у л ь сии пом еща ют н а пред м ет н ое ст екл о ряд ом с н ескол ь ким и крист а л л а м и вод ора ст ворим ого кра сит ел я, н а прим ер, м ет ил ен ова я син ь ил и м ет ил овы й ора н ж евы й. Д обива ют ся соприкосн овен ия кра сит ел я и ка пл и эм у л ь сии, посл е чего ее ра ссм а т рива ют под м икроскопом . Есл и окра шен а н епреры вн а я ф а за , т о эм у л ь сия т ипа м /в. В прот ивн ом сл у ча е опы т повт оряют с ж ирора ст ворим ы м кра сит ел ем (ф у ксин , С у д а н III), чт обы у бед ит ся, чт о это эм у л ь сия т ипа в/м. М ет од ра ст ека н ия ка пл и. Пред м ет н ое ст екл о покры ва ют т он ким сл оем па ра ф ин а и н а н осят ка пл ю эму л ь сии. Э м у л ь сия т ипа м /в н е ра ст ека ет ся по поверхн ост и. Пра кт ически н еобход им ы м бы ва ет вы д ел ен ие из эм у л ь сии сост а вн ы х ча ст ей. К этом у привод ят т ри процесса : сед им ен т а ция, коа л есцен ция и ин версия(обра щен ие ф а з).
Седи м ен т ац и я – оседан и е и ли всп л ыван и е кап ел ь ди сп ер сн ой фазы, (н а прим ер, от д ел ен ие сл ивок от м ол ока ). При этом эму л ь сия ра зру ша ет ся н е пол н ост ь ю, а обра зу ют сяд ве: бол ее и м ен ее кон цен т рирова н н а я. Коал есц ен ц и я – п ол н ое р азр уш ен и е эм ул ь си и , п р и во дящее к обр азован и ю двух чи ст ых фаз. И н вер си я – п р евр ащен и е эм ул ь си и одн ого т и п а в др угой добавл ен и ем бол ь ш ого кол и чест ва эм ул ь гат ор а др угого р ода. При этом д исперсн а я ф а за ст а н овит ся д исперсион н ойсред ой. Э м у л ь гиру ющу ю способн ост ь эм у л ь га т оров оцен ива ют : § по пред ел ь н ом у объем у эм у л ь гирова н н ой д исперсн ой ф а зы (Vпр), 3 приход ящейся н а 1 см эм у л ь га т ора ; § по объемн ой д ол е д исперсн ойф а зы (ϕдф ); § по кра т н ост и эм у л ь сии (n). Vпр =
ϕдф =
Vдф
Vпр Vпр + Vэ
n=
(5-17)
Vэ
⋅ 100
(5-18)
Vд ф
, (5-19) Vд с гд е Vдф – объем д исперсн ой ф а зы; Vэ – объем эму л ь га т ора ; Vд с – объем д исперсион н ой сред ы (есл и д исперсион н а я сред а сост оит из эм у л ь га т ора и д ру гой ж ид кост и, т о их объем ы скл а д ы ва ют ). По кон цен т ра ции д исперсн ой ф а зы эму л ь сии под ра зд ел яют н а : § ра зба вл ен н ы е – с объем н ойд ол ейд исперсн ойф а зы н е вы ше 0,1 %; § кон цен т рирова н н ы е – объем н а я д ол я д исперсн ой ф а зы ≤ 74 %; § вы сококон цен т рирова н н ы е ил и пен ообра зн ые – 74-95%; § пред ел ь н о кон цен т рирова н н ы е – м а ксим а л ь н о-возмож н ое в д а н н ы х у сл овиях сод ерж а н ие д исперсн ой ф а зы . За д а ча р а б о ты: пригот овит ь пред ел ь н о кон цен т рирова н н у ю эм у л ь сию т ипа м /в и в/м ; ра ссчит а т ь ее кон цен т ра цию и кра т н ост ь . Произвест и ра зба вл ен ие и обра щен ие ф а з. Об о р уд о ва ние , р е а ктивы: у ст а н овка д л я эм у л ь гирова н ия; опт ический м икроскоп; покровн ы е ст екл а , ф ил ь т рова л ь н а я бу м а га , пипет ки гра д у ирова н н ы е, бюрет ки, ра ст вор гид роф обн ого эм у л ь га т ора в у гл евод ород е (н а прим ер, ра ст ворол еа т а ка л ь ция в бен зол е с м а ссовой д ол ей 10 %); кра сит ел и С у д а н III и м ет ил ен овы й син ий (ил и мет ил овы й ора н ж евы й); вод н ы й ра ст вор гид роф ил ь н ого эм у л ь га т ора , н а прим ер ол еа т а н а т рия (ω = 10 %); вод н ы й ра ст ворхл орид а ка л ь ция (ω = 5 %); у гл евод ород (окт а н , керосин , гепт а н , т ол у ол ил и д р.). Выпо лне ние р а б о ты 1. Пол у чен ие пред ел ь н о кон цен т рирова н н ой эму л ь сии.
Э м ульс и я ти п а в /м . В су хой цил ин д р объем ом 100 см 3 пипет кой 3 ввод ят 1,0 см ра ст вора гид роф обн ого эм у л ь га т ора и д оба вл яют из бюрет ки ка пл ю вод ы . С м есь т ща т ел ь н о ра ст ира ют кру гообра зн ы м и д виж ен иям и м ет а л л ической спира л ь н ой м еша л ки по д н у цил ин д ра д о обра зова н ия гу ст ой од н ород н ой м а ссы . (Необход им о сл ед ит ь за т ем , чт обы меша л ка н е в ыход ил а за пред ел ы эм у л ь сии и н е ра зм а зы ва л а ее по ст ен ка м ). Та ким ж е способом д испергиру ют еще н ескол ь ко ка пел ь вод ы . По м ере у вел ичен ия объем а эм у л ь сии переход ят от кру гообра зн ы х к возвра т н о-пост у па т ел ь н ы м д виж ен иям м еша л ки вд ол ь оси цил ин д ра . Ка ж д у ю посл ед у ющу ю ка пл ю вод ы д оба вл яют т ол ь ко посл е т ого, ка к пол н ост ь ю эму л ь гирова н а пред ы д у ща я. В од у д оба вл яют д о т ех пор, пока посл ед н яя порция вод ы 3 (объем ом н е бол ее 0,5 см ) н е перест а н ет эм у л ь гирова т ь ся. О пред ел яют су м м а рн ы й объем вод ы Vдф во взят ом объем е эм у л ь га т ора . Поскол ь ку Vэ= 1 3 см , т о Vдф = Vпр. По резу л ь т а т а м эксперим ен т а ра ссчит ы ва ют объем н у ю д ол ю д исперсн ой ф а зы ка ж д ой эм у л ь сии, пред ел ь н ы й объем д исперсн ой ф а зы н а 1 см 3 эм у л ь га т ора , кра т н ост ь эм у л ь сии по у ра вн ен иям (5-17) – (5-19). Э м ульси я ти па м /в . В су хой цил ин д р в вод ят пипет кой 1,0 см 3 ра ст вора ол еа т а н а т рия с ω = 10 %. И з бюрет ки по ка пл ям д оба вл яют эм у л ь гиру ющу ю ж ид кост ь (у гл евод ород ). Пригот овл ен ие эм у л ь сии и ра счет ы а н а л огичн ы описа н н ы м вы ше. 2. У ст а н овл ен ие т ипа эм у л ь сий м ет од ом ра зба вл ен ия. В д ва ст а ка н а пом еща ют по 3 см 3 пол у чен н ы х см есей. О д н у порцию, пред пол ож ит ел ь н о эм у л ь сии м/в, ра зба вл яют вод ой, а д ру гу ю – пред пол ож ит ел ь н о в/м - у гл евод ород ом . Ж ид кост и д л я ра зба вл ен ия ввод ят м ед л ен н о при ост орож н ом перем ешива н ии кру гообра зн ы м и д виж ен иям и. Э му л ь сия т ипа м/в д ол ж н а хорошо ра зба вл ят ь ся вод ой, а в/м – у гл евод ород ом . 3. О бра щен ие ф а зэм у л ь сии. В пробирку н а л ива ют 2 см 3 у гл евод ород а , окра шен н ого кра сит ел ем С у д а н III, д оба вл яют т а кой ж е объем вод ы и сил ь н о вст ряхива ют . У беж д а ют ся, чт о эм у л ь сия очен ь н еу ст ойчива и бы ст ро ра ссл а ива ет ся. Д оба вл яют 5 см 3 вод н ого ра ст вора ол еа т а н а т рия с ω = 10 % , вн овь сил ь н о вст ряхива ют . У беж д а ют ся, чт о т еперь эм у л ь сия впол н е у ст ойчива . Ка пл ю пом еща ют н а пред м ет н ое ст екл о и ра ссма т рива ют под м икроскопом . По окра ске ф а з опред ел яют т ип эм у л ь сии. З а т ем д оба вл яют 1 см 3 ра ст вора хл орид а ка л ь ция и 3 см 3 у гл евод ород а , см есь вст ряхива ют . Помеща ют ка пл ю под м икроскоп и у беж д а ют ся, чт о произошл о обра щен ие ф а з. За рисовы ва ют м икроскопическу ю ка рт ин у эм у л ь сий, ра ст у шевы ва я обл а ст и, соот вет ст ву ющие у гл евод ород у . С хем а т ически изобра ж а ют ст роен ие сл оя эм у л ь га т ора н а поверхн ост и д исперсион н ой ф а зы , поясн яют м еха н изм обра щен ия ф а з. Р а б о та 10. Ко лло ид на я за щ ита зо ле й р а ство р а м и ВМ С Я вл ен и е п овыш ен и я п ор ога коагул яц и и ги др о фобн ого зол я п р и добавл ен и и в н его р аст вор а высоко м ол екул яр н ого вещест ва (В М С)
н азывают кол лои дн ой защи т ой. О бр ат н ое дейст ви е р аст вор а В М С н оси т н азван и есен си би ли зац и и . Кол л оид н а я за щит а чрезвы ча йн о ва ж н а д л я ф а рм а ции, поскол ь ку с ростом д исперсн ост и и у ст ойчивост и л ека рст вен н ого препа ра т а повы ша ет ся его т ера певт ический эф ф ект . На прим ер, су спен зию су л ь ф а т а ба рия ст а бил изиру ют пол иса ха рид а ми, кол л а ргол – бел ком . За щит н ое д ейст вие за висит от л иоф ил ь н ост и вы сокомол еку л ярн ого соед ин ен ия и его срод ст ва к д исперсн ой ф а зе. Кол ичест вен н о ст а бил изиру ющее д ейст вие В М С выра ж а ют за щит н ы м числ ом m10 , пред ст а вл яющим м ин им а л ь н у ю м а ссу су хого В М С , д ост а т очн ого д л я 3 3 за щит ы 10 см д а н н ого зол я от коа гу л яции при д оба вл ен ии к н ем у 1 см вод н ого ра ст вора хл орид а н а т рия с ω = 10 %. За д а ча р а б о ты: пригот овит ь за д а н н ы й зол ь и ра ст воры В М С (ж ел а т ин а , пол ивин ил овы й спирт , кра хм а л ). С ра вн ит ь их за щит н ое д ейст вие. Об о р уд о ва ние , р е а ктивы: шт а т ив с пробирка м и; кон ические кол бы объем ом 150-200 см 3 -5 шт .; м ерн ы е кол бы н а 100 см 3 – 3 шт .; м ерн ы е цил ин д ры н а 100 см 3; ворон ка ; бу м а ж н ы е ф ил ь т ры ; вод н ы е ра ст воры коа гу л ят оров: NaCl (ω = 10 %); FeCl 3 (ω = 47 %); K4[Fe(CN)6 ] (ω = 20 %); ра ст вор ща вел евой кисл от ы (0,15 М ); за щит н ы е вещест ва в порошкообра зн ом сост оян ии (ж ел а т ин а , кра хм а л , пол ив ин ил овы й спирт ). Выпо лне ние р а б о ты 1. Пригот овл ен ие зол я и ра ст воров ВМ С . По вы бору препод а ва т ел я гот овят зол ь гид роксид а ж ел еза ил и берл ин ской л а зу ри. а ) К 100 см 3 кипящей д ист ил л ирова н н ой вод ы приба вл яют 0,5 см 3 ра ст вора хл орид а ж ел еза (III) с м а ссовой д ол ей 47 %. В резу л ь т а т е реа кции: FeCl 3 + 3Н2 О = Fe(О Н)3 + 3 НCl обра зу ет ся зол ь гид роксид а ж ел еза вишн ево-кра сн ого цвет а . б) К 100 см 3 д ист ил л ирова н н ой вод ы д оба вл яют 3,8 см 3 ра ст вора K4 [Fe(CN)6]с м а ссовой д ол ей 20 % и 6 ка пел ь ра ст вора FeCl 3 с м а ссовой д ол ей 47 %. В ыпа вший оса д ок перен осят н а ф ил ь т р и пром ы ва ют вод ой. Посл е этого ворон ка с ф ил ь т ром , сод ерж а щим оса д ок, пом еща ет ся в чист у ю кол бу и пром ы ва ет ся ра ст вором ща вел евой кисл от ы с кон цен т ра цией 0,15 М . О са д ок пепт изиру ет ся кисл от ой за счет а д сорбции окса л а т ион ов и через ф ил ь т рпроход ит син ий зол ь берл ин ской л а зу ри: K4[Fe(CN)6] + FeCl 3 = K Fe [Fe(CN)6 ] + 3 КCl. 2. С ост а вл яют ст ру кт у рн у ю ф орм у л у м ицел л ы пол у чен н ого кол л оид н ого ра ст вора , опред ел яют за ряд гра н у л ы . 3. Гот овят по 100 см 3 ра ст воров ж ел а т ин ы , кра хм а л а и пол ивин ил ового спирт а с м а ссовой д ол ей 0,5 %. Д л я этого н а вески по 0,5 г В М С вн осят в кон ические кол бы , д оба вл яют по 80 см 3 д ист ил л ирова н н ой вод ы и д а ют н а бу хн у т ь в т ечен ие 20-30 м ин у т . В ход е н а бу ха н ия из В М С происход ит ра ст ворен ие прим есей, д л я у д а л ен ия кот оры х, вод у посл е н а бу ха н ия сл ива ют в м ерн ы й цил ин д р и за мен яют свеж ей т а кого ж е объема , ка к и у д а л ен н ы й.
Д а л ее кол бы н а грева ют н а вод ян ой ба н е при 50 оС д о пол н ого ра ст ворен ия 3 В М С . Ра ст воры охл а ж д а ют , перен осят в м ерн ы е кол бы ем кост ь ю по 100 см и д овод ят вод ой д о м ет ки. (С м есь н а бу хшего кра хм а л а д овод ят д о кипен ия при энергичн ом ра зм ешива н ии). 4. У ст а н овл ен ие вл иян ия кон цен т ра ции и природ ы В М С н а вел ичин у порога коа гу л яции. Беру т 5 прон у м ерова н н ы х пробирок. В чет ы ре изн их (№ 2-5) н а л ива ют 3 3 по 1 см вод ы . В пробирки № 1 и 2 пом еща ют по 1 см ра ст вора од н ого из В М С . С м есь в пробирке № 2 т ща т ел ь н о перем ешива ют ст екл ян н ой 3 па л очкой, от бира ют 1 см пол у чен н ого ра ст вора и перен осят его в пробирку 3 № 3. С од ерж им ое перем ешива ют , в н овь от бира ют 1 см ж ид кост и и 3 перен осят в пробирку № 4, от ку д а посл е перем ешива н ия 1 см ра ст вора от бра сы ва ют . Пол у ча ют по 1 см 3 ра ст воров ВМ С с м а ссовой д ол ей 0,5 (1 пробирка ); 0,25 (2 пробирка ); 0,125 (3 пробирка ) и 0,0625 % (4 пробирка ) соот вет ст вен н о. В пробирке № 5 сод ерж ит ся т ол ь ко вод а . В о все пробирки д оба вл яют по 5 см 3 пригот овл ен н ого зол я и вст ряхива ют . З а т ем опред ел яют пороги коа гу л яции, н а чин а я с н еза щищен н ого зол я в пробирке № 5. Пред ва рит ел ь н о в от д ел ь н ой пробирке см ешива ют 1 см 3 вод ы и 5 см 3 им еющегося зол я, пригот а вл ива я кон т рол ь н ы й ра ст вор. В пробирку № 5 д оба вл яют избюрет ки ра ст вор NaCl (ω = 10 %), а в кон т рол ь н у ю пробу - т а кой ж е объем д ист ил л ирова н н ой вод ы . В ход е т ит рова н ия обе пробирки вст ряхива ют , ка ж д ы й ра з сра вн ива я т ит ру ем ы й зол ь с кон т рол ь н ы м ра ст вором . О т м еча ют в изу а л ь н ы е призн а ки коа гу л яции (появл ен ие м у т и ил и обра зова н ие хл опь ев), ф иксиру ют объем элект рол ит а , пошед ший н а коа гу л яцию. Порог коа гу л яции вы числ яют по у ра вн ен ию: ск =
с0 ⋅ Vк , (5 + Vк )
гд е с0 – кон цен т ра ция элект рол ит а , вы зы ва ющего коа гу л яцию, м ол ь /д м 3; Vк – объем элект рол ит а , пошед ший н а коа гу л яцию. Повт оряют опы т с ра ст вора м и в пробирка х № 1-4, вы числ яя д л я н их зн а чен ия ск . 5. В ы л ива ют ра ст воры изпробирок, пром ы ва ют их вод ой, вы су шива ют ф ил ь т рова л ь н ой бу м а гой и гот овят ра ст воры сл ед у ющих В М С . О пред ел яют д л я н их зн а чен ие ск а н а л огичн ы м обра зом . По вы числ ен н ы м в п.п. 4-5 порога м коа гу л яции ст роят за висимост ь ск = f(cВ М С ). О т резок, от сека ем ы й н а оси орд ин а т , соот вет ст ву ет порогу коа гу л яции н еза щищен н ого зол я. Есл и за щит н ое д ейст вие В М С н е проявл яет ся, т о пол у чим прям у ю па ра л л ел ь н у ю оси а бсцисс. Есл и ра ст вор В М С прояв л яет за щит н ое д ейст вие, т о н а соот вет ст ву ющей за висим ост и появит ся восход ящий у ча ст ок. Д ел а ют вы вод о вл иян ии кон цен т ра ции и природ ы В М С н а вел ичин у порога коа гу л яции. 6. О пред ел яют за щит н ы е числ а ра ст воров В М С . Беру т 10 прон у м ерова н н ых пробирок, в 9 изн их (№ 2-10) н а л ива ют по 1 см 3 вод ы . В пробирки № 1 и 2 вн осят по 1 см 3 исход н ого ра ст вора В М С . За т ем изпробирки № 2 от бира ют 1 см 3 ра ст вора и перен осят в пробирку № 3
и т .д . д о пробирки № 9 (а н а л огичн о п.4). И зпробирки № 9 - 1 см 3 ж ид кост и от бра сы ва ют . Пол у ча ют ра ст воры В М С с м а ссовой д ол ей (%), ра вн ой 0,5; 0,25; 0,125; 0,0625; 0,0312; 0,0156; 0,0078; 0,0039 и 0,00195 соот вет ст вен н о. 3 За т ем в ка ж д у ю пробирку н а л ива ют по 5 см зол я и т ща т ел ь н о перем ешива ют . Посл е этого в первы е д евят ь ввод ят ра ст ворхл орид а н а т рия в объем е, соот вет ст ву ющем коа гу л яции н еза щищен н ого зол я (объем опред ел яют в п.4). В пробирку № 10 д оба вл яют т а кой ж е объем вод ы – кон т рол ь н ы й ра ст вор. За писы ва ют врем я д оба вл ен ия элект рол ит а и через 5 м ин у т от м еча ют , в ка ких пробирка х изм ен ил ся цвет ил и м у т н ост ь зол я по сра вн ен ию с кон т рол ь н ы м ра ст вором . 3 За щит н ое числ о д л я 10 см зол я (m10) опред ел яют по резу л ь т а т а м п.6 ка к у д воен н ое сред н ее а риф м ет ическое м еж д у м а ссой В М С , проявл яющей за щит н ы е свойст ва и бл иж а йшей к н ей м а ссой, н е проявл яющей за щит н ого д ейст вия. На прим ер, за щит н ое д ейст вие проявл яет ся, в ра ст вора х № 1- 4, а в ост а л ь н ы х – от м ечен ы призн а ки коа гу л яции. Тогд а м ин им а л ь н а я м а сса ВМ С , н еобход им а я д л я за щит ы 5 см 3 зол я от коа гу л яции, соот вет ст ву ет м а ссе В М С в пробирке № 4. М а ссу В М С (gВ М С ) ра ссчит ы ва ют , зн а я м а ссову ю д ол ю соот вет ст ву ющего ра ст вора и прин им а я м а ссу ра ст вора ВМ С ра вн ой его объем у : в пробирке № 4 gВ М С = 0,0625/100 = 62,5* 10-5 г = 0,625 м г. Бл иж а йша я к н ей н а им ен ь ша я м а сса В М С , н е проявл яюща я за щит н ого д ейст вия, соот вет ст ву ет пробирке № 5, т .е. 0,312 м г. 0.625 + 0.312 m 10 = 2 ⋅ = 0.937 м г . 2 7. О пы т и ра счет ы повт оряют с д ру гим В М С . С ра вн ива я резу л ь т а т ы д л я ра зл ичн ы х В М С , д ел а ют вы вод об эф ф ект ивн ост и за щит н ого д ейст вия. О ф орм л яют ра бот у . Р а б о та 11. Опр е д е ле ние изо эле ктр иче ско й то чки б е лка по д а нным кин е тики на б уха ния Бел ки пост роен ы из а м ин окисл от , обл а д а ющих а м ф от ерн ы м и свойст ва м и. При этом в за в исим ост и от рН в вод н ой сред е возмож н ы ра вн овесия:
Та ким обра зом , изм ен яя рН сред ы , м ож н о под обра т ь у сл овия, при
кот оры х м а кром ол еку л ы бел ка им еют су м м а рн ы й за ряд в ра ст воре ра вн ы й н у л ю. Та кое сост оян ие н а зы ва ют изоэлект рическим , а соот вет ст ву ющее зн а чен ие рН - изоэлект рической т очкой (И Э Т). З н а чен ие И Э Т д л я кон крет н ого бел ка опред ел яет ся соот н ошен ием осн овн ы х и кисл от н ы х гру пп в м а кром ол еку л е. Д л я бел ков ра зл ичн ого вид а эта вел ичин а н е од ин а кова . В И Э Т бел ок ха ра кт еризу ет ся м ин има л ь н ой н а бу ха ем ост ь ю и ра ст ворим ост ь ю и, кром е т ого, м ин им а л ь н ой вязкост ь ю обра зу ющихся ра ст воров. Э т о связа н о с изм ен ен ием эф ф ект ивн ого ра зм ера м а кром ол еку л бел ка . В И Э Т ра зн оим ен н о за ряж ен н ы е звен ь я прит ягива ют ся и сж им а ют м ол еку л у . На прот ив, вн е И Э Т в м а кром ол еку л е бел ка появл яет ся бол ь ше од н оим ен н ы х за ряд ов, кот орые, от т а л кива ясь , ра спрям л яют м ол еку л у . Набухан и е– фи зи ко-хи м и чески й п р оц есс п р он и кн овен и я м ал ых м ол екул р аст вор и т ел я в обр азец В М С, соп р овож дающи йся увел и чен и ем его объем а и м ассы. С т епен ь ю н а бу ха н ия α t н а зы ва ют от н ошен ие прира щен ия м а ссы н а бу хшего обра зца mt н а м ом ен т врем ен и t к его исход н ойм а ссе m0 : αt =
m t − m0 . m0
(5-20)
Есл и процесс н а бу ха н ия под чин яет ся кин ет ическим за кон ом ерн ост ям
α
∞
r
н еобра т им ой реа кции I поряд ка , т о lg 1 − t = −k I t . Зд есь α
α ∞ - пред ел ь н а я
ст епен ь н а бу ха н ия, от веча юща я t →∞ (ф а кт ически д ост иж им а через3-4 ча са r посл е н а ча л а опы т а ), а k I - кон ст а н т а скорост и процесса , опред ел яющего кин ет ику н аrбу ха н ия. Ка к k I , т а к и α t за висят от природ ы ра ст ворит ел я, т ем пера т у ры , рН сред ы 8 , прису т ст вия пост орон н их элект рол ит ов и ст епен и исход н ого изм ел ь чен ия обра зца . За д а ча р а б о ты: у ст а н овит ь кин ет ику н а бу ха н ия ж ел а т ин ы в вод н ы х ра ст вора х с ра зн ы м рН, опред ел ит ь зн а чен ие изоэлект рической т очки. Об о р уд о ва ние , р е а ктивы: обра зцы ж ел а т ин ы в вид е пл а ст ин ок; пробирки, бу ф ерн ые ра ст воры с рН от 1,68 д о 9,18; т орсион н ы е весы , вы сокоом н ы й вол ь т м ет р; ф ил ь т рова л ь н а я бу м а га , провол ока . Выпо лне ние р а б о ты 1. В звешива ют н а т орсион н ы х веса х поочеред н о 5-6 ку сочков м ед н ой провол оки. Прикрепл яют к н им с пом ощь ю н ит и ку сочки су хой ж ел а т ин ы и вн овь взвешива ют . По ра зн ост и ма сс опред ел яют м а ссу ка ж д ого обра зца ж ел а т ин ы (ж ел а т ел ь н о, чт обы м а ссы обра зцов бы л и бл изки). 2. Есл и ст а н д а рт н ые ра ст воры д л я рН-м ет рии от су т ст ву ют , т о их м ож н о за м ен ит ь ра ст вора м и НCl и NaOH (кон цен т ра ции у ка зы ва ет препод а ва т ел ь ). Вы числ яют рН испол ь зу ем ы х в ра бот е ра ст воров по 8)
Прим ером за висим ост и н а бу ха н ия от рН сл у ж ит от ек т ка н ей чел овека при у ку се пчел ы ил и м у ра вь я.
у ра вн ен ию (4-17). 3. На л ива ют в пробирку порции соот вет ст ву ющих ра ст воров, за т ем в ж ид кост ь пом еща ют н а провол оке обра зцы ж ел а т ин ы т а к, чт обы обра зец бы л пол н ост ь ю погру ж ен в ра ст вор. Ч ерезопред ел ен н ое врем я (н а прим ер, 10, 20, 40, 60 и т .д . м ин у т ) вы н им а ют обра зцы из пробирок, пом еща ют н а ф ил ь т р, впит ы ва ющий изл ишек вл а ги, и взвешива ют . 4. По у ра вн ен ию (5-20) ра ссчит ы ва ют ст епен ь н а бу ха н ия ж ел а т ин ы α t при ра зл ичн ы х рН и врем ен а х. Д л я ра зн ы х рН ст роят гра ф ики за в исим ост и в α коорд ин а т а х lg1 − t от t , у беж д а ют ся в их л ин ейн ост и. И зн а кл он а этих α∞ r за висим ост ей опред ел яют зн а чен ия k I д л я ра зн ых рН. С т роят за висим ост ь r k I = f(pH), изее м ин им у м а опред ел яют И Э Т. С т роят серию за висим ост ей α t = f(pH) и т а кж е оцен ива ют И Э Т. С ра вн ива ют резу л ь т а т ы , ф орм у л иру ют вы вод ы , оф орм л яют ра бот у . С ОДЕР Ж А НИЕ ПР ЕД ИС ЛОВИЕ.............................................................................................3 Т ЕМ А 1. П О СТ У Л Я Т И В Н Ы Е О СН О В Ы Т Е Р М О Д И Н АМ И К И ..............4 Ра бот а 1. О пред ел ен ие т епл от ы ра ст ворен ия сол и.........................................4 Ра бот а 2. О пред ел ен ие т епл ового эф ф ект а процесса д иссоциа ции сл а бой кисл от ы ..................................................................................6 Ра бот а 3. И зм ерен ие тепл ового эф ф екта процесса гид ра тообра зова н ия… … ...7 Ра бот а 4. О пред ел ен ие т ерм од ин а м ических ха ра кт ерист ик хим ической реа кции..............................................................................................8 Ра бот а 5. О пред ел ен ие т епл от ы см а чива н ия и у д ел ь н ой поверхн ост и порошка ка л оримет рическим м ет од ом … … … … … … … … … ...11 Т ЕМ А 2. Р АСТ В О Р Ы . Х И М И Ч Е С К О Е И Ф АЗО В О Е Р АВ Н О В Е СИ Е ...12 Ра бот а 1. О пред ел ен ие м ол ярн ой ма ссы н еэлект рол ит а криоскопическим м ет од ом ...........................................................................................12 Ра бот а 2. О пред ел ен ие ст епен и элект рол ит ической д иссоциа ции криоскопическим м ет од ом ......................................15 Ра бот а 3. Пост роен ие д иа гра м м ы ра ст ворим ост и в сист ем е сол ь -вод а ......16 Ра бот а 4. О пред ел ен ие коэф ф ициен т а ра спред ел ен ия и ст епен и извл ечен ия йод а при од н окра т н ой и д робн ой экст ра кции… … ..18 Ра бот а 5. О пред ел ен ие коэф ф ициен та ра спред ел ен ия и ст епен и извл ечен ия д иба зол а экст ра кцион н о-ф от ом ет рическим м ет од ом … … … … ..21 Т ЕМ А 3. Х И М И Ч Е СК АЯ К И Н ЕТ И К А И К АТ АЛ И З.................................22 Ра бот а 1. Гом оген н о-ка т а л ит ическое окисл ен ие иод ид а ка л ия персу л ь ф а т ом а м м он ия...................................................................22 Ра бот а 2. И зу чен ие кин ет ики гид рол иза у ксу сн оэтил ового эф ира в кисл ой сред е..................................................................................................25 Ра бот а 3. И зу чен ие кин ет ики ом ы л ен ия у ксу сн оэтил ового эф ира в щел очн ой сред е................................................................................27
Ра бот а 4. И зу чен ие кин ет ики ка т а л ит ического ра зл ож ен ия д иоксид а вод ород а ...........................................................................................29 Ра бот а 5. И зу чен ие кин ет ики окисл ен ия иод ид а вод ород а пероксид ом вод ород а в прису т ст вии ка т а л иза т ора … … … … … … … … … … ...32 Т ЕМ А 4. Э Л Е М Е Н Т Ы Э Л Е К Т Р О Х И М И И .................................................34 Ра бот а 1. О пред ел ен ие пред ел ь н ой м ол ярн ой элект ропровод н ост и сил ь н ого элект рол ит а .....................................................................34 Ра бот а 2. И зу чен ие д иссоциа ции сл а бого элект рол ит а кон д у кт ом ет рическим м ет од ом .....................................................36 Ра бот а 3. О пред ел ен ие сод ерж а н ия л ека рст в ен н ого вещест ва в т а бл ет ке прям ы м кон д у кт ом ет рическим м ет од ом с хим ическим возд ейст вием н а сист ем у … … … … … … … … … … … … … … … .37 Ра бот а 4. Э л ект род I род а ................................................................................39 Ра бот а 5. Э л ект род II род а ...............................................................................41 Ра бот а 6. О кисл ит ел ь н о-восст а н овит ел ь н ы й элект род ...............................44 Ра бот а 7. С т екл ян н ы йэлект род ......................................................................46 Ра бот а 8. О пред ел ен ие кон ст а н т ы и ст епен и д иссоциа ции элект рол ит а пот ен циом ет рическим м ет од ом .....................................................48 Ра бот а 9. О пред ел ен ие кон ста н т ы и степен и гид рол иза сол и пот ен циом ет рическим м ет од ом ....................................................50 Ра бот а 10. Бу ф ерн ы е ра ст воры . О пред ел ен ие бу ф ерн ой ем кост и… … … ...51 Ра бот а 11. И зу чен ие за висим ост и бу ф ерн ой ем кост и от соот н ошен ия скезу л ь та т а м пот ен циом етрического т итрова н ия........53 ты /ссол и по р Ра бот а 12. О пред ел ен ие сод ерж а н ия л ека рст вен н ого вещест ва (сл а бой кисл от ы ) пот ен циом ет рическим т ит рова н ием в а прот он н ом ра ст ворит ел е … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ...56 Т ЕМ А 5. П О В Е РХ Н О СТ Н Ы Е Я В Л ЕН И Я . КО Л Л О И ДН Ы Е СИ СТ Е М Ы ......................................................................................58 Ра бот а 1. Пол у чен ие кол л оид н ы х ра ст воров и их коа гу л яция ..................58 Ра бот а 2. А д сорбцияповерхн остн о-а кт ивн ы х веществ н а гра н ице вод а -возд у х.......................................................................................59 Ра бот а 3. И зу чен ие а д сорбции ПА В н а у гл е… … … … … … … … … … … … .63 Ра бот а 4. О пред ел ен ие элект рокин ет ического пот ен циа л а м ет од ом элект роф ореза … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..65 Ра бот а 5. О пред ел ен ие под виж н ост и кол л оид н ы х ча ст иц… … … … … … … .67 Ра бот а 6. О пред ел ен ие скорост и перем ещен ия кол л оид н ы х ча ст иц при элект роф орезе… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..68 Ра бот а 7. О пред ел ен ие крит ической кон цен т ра ции м ицел л ообра зова н ия кон д у ктометрическим м ет од ом … … … … … … … … … … … … … ...68 Ра бот а 8. О пред ел ен ие сол ь юбил изиру ющейспособн ост и ПА В реф ра ктом ет рическим м ет од ом … … … … … … … … … … … … … .70 Ра бот а 9. Пол у чен ие и свойст ва эм у л ь сий… … … … … … … … … … … … … .71 Ра бот а 10. Кол л оид н а я за щит а зол ей ра ст вора м и В М С … … … … … … … … 74 Ра бот а 11. О пред ел ен ие изоэлект рическойт очки бел ка по д а н н ы м кин ет ики н а бу ха н ия… … … … … … … … … … … … … … … … … … 77
Cост а вит ел и: Бобрин ска я Ел ен а В а л ерь ев н а В вед ен ский А л екса н д рВ икт орович
Ред а кт орТихом ирова О .А .
За ка з № . Т ир а ж ВГ У .
экз. Ла б о р а то р ия о пе р а тивно й по лигр а ф ии
ДЛЯ ЗА М ЕТ ОК _____________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________
__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ______________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ________________________________________________________ ДЛЯ ЗА М ЕТ ОК _____________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________
__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ______________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ________________________________________________________