Работа 2.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ рН И

БУФЕРНОЙ ЁМКОСТИ БУФЕРНЫХ СИСТЕМ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Приготовление ацетатных буферных систем различного состава, измерение их рН и расчет буферной емкости.

Оборудование: Штатив с бюретками, стаканы 50 мл, потенциометр (рН-метр или иономер) с электродной системой (измерительный электрод - стеклянный, электрод сравнения - хлорсеребряный), фильтровальная бумага.

Реактивы: Растворы CH₃COOH (0.1 М), CH₃COONa (0.1 М), HCl (0.1 М), NaOH (0.1 М)).

Порядок выполнения работы:

1. Приготовить смеси растворов CH₃COOH и CH₃COONa в соответствии с табл. II.4. Измерить рН этих смесей, записать результаты в строке рН₁.

2. Рассчитать значения рН_{расчетн.} буферных смесей разного состава по уравнению (2.18) и сравнить с измеренными величинами рН₁.

3. В строке рН₂ табл. 5, записать результаты измерений рН₂ после каждого добавления к 20 мл раствора буферной системы состава №1 сильной кислоты и щелочи в соответствии с табл.2.5.

4. Рассчитать значения буферной емкости приготовленных смесей.

5. Написать уравнения химических реакций, протекающих при добавлении к ацетатной буферной системе сильной кислоты и щелочи.

Таблица 2.5.

Зависимость величины буферной емкости системы β от изменения рН

6. Построить графическую зависимость величины β от рН буферного раствора.

Работа 2.6. РАСЧЕТ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ДЛЯ ОВР ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА НА ОСНОВЕ СПРАВОЧНЫХ ДАННЫХ ПО ЭДС И ЕЁ ТЕМПЕРАТУРНОМУ КОЭФФИЦИЕНТУ ДЛЯ ЭТОГО ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: рассчитать стандартные величины ∆G⁰, ∆H⁰, ∆S⁰ для ОВР, протекающих в гальваническом элементе.

Порядок выполнения работы:

1. Получить у преподавателя задание.

2. Написать уравнение ОВР для выбранного гальванического элемента.

3. Найти в справочнике значения ЭДС и температурного

коэффициента ЭДС, записать в табл.II.6

4. Рассчитать ∆G⁰, ∆H⁰, ∆S⁰ с использованием формул II.12-II.13.

Таблица 2.6.

Результаты расчета термодинамических характеристик ОВР, протекающей в гальваническом элементе____________________

Т= ⁰К.

5. Сравнить полученные значения ∆G⁰, ∆H⁰, ∆S⁰ для ОВР с этими же характеристиками, рассчитанными из справочных данных по ∆G⁰ и ∆H⁰ образования участников ОВР.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Перед выполнением работы:

1. Механизм возникновения скачка потенциала на границе раздела металл - раствор его соли.

2. Что называется гальвани-потенциалом, электродным потенциалом, стандартным электродным потенциалом?

3. Что называется гальваническим элементом и каково его устройство? Как определяются катод и анод?

4. Почему для измерения истинной величины ЭДС гальванического элемента применяют компенсационный метод, нарисуйте схему измерения компенсационным методом.

5. Какие электроды используют в качестве электродов сравнения?

6. От каких параметров зависит ЭДС концентрационного элемента?

7. Привести примеры окислительно-восстановительных систем; написать уравнения электрохимических реакций. Зависит ли потенциал редокс-электрода от температуры?

8. Поясните устройство стеклянного электрода и напишите для него токообразующую реакцию.

9. Приведите примеры буферных систем и их основные свойства.

10. Пояснить порядок выполнения всех лабораторных работ 2.1 → 2.6.

К защите работы:

1. Показать, какие скачки потенциалов возникают на границах раздела фаз в медно-цинковом гальваническом элементе. Какие из них дают максимальный вклад в величину ЭДС элемента?

2. Приведите примеры концентрационных цепей и запишите для них уравнение Нернста.

3. Показать механизм буферного действия ацетатной буферной системы при добавлении к ней раствора соляной кислоты. Как изменится рН после добавления HCl?

4. Поясните, в каких случаях теплоизолированный гальванический элемент может нагреваться (или охлаждаться) во время работы.

5. Чем вызвано использование разных электродов сравнения? Приведите примеры.

6. Какие типы электродов вы знаете? Для каждого из типов электродов вы знаете? Для каждого из типов электродов напишите электродную реакцию и уравнение Нернста.