Потенциометрлік анализ
жүктеу/скачать 3,21 Mb. Pdf көрінісі
|
|
2.1.2. Үлгі есептердің шешімі 1-мысал. Мыс электроды мыс нитраты ерітіндісіне баты- рылып және оның потенциалы қаныққан хлоркүміс электроды арқылы өлшенген болса, жүйенің ЭҚК есептеңіз. Ерітіндінің 150 мл 24,2 г Cu(NO 3 ) 2 · 3H 2 O тұзы бар. Шешуі: Cu 2+ /Cu жұптың стандартты потенциалы +0,345 В, ал қаныққан хлокүміс электродының потенциалы +0,201 В-қа тең. Мыс нитраты ерітіндісіне батырылған мыс біртекті элек- троды болып табылады, оның потенциалы потенциал анықтаушы жұптың табиғаты мен Cu 2+ (тотыққан формасы) катионының концентрациясына байланысты: 𝐸 = 𝐸 𝐶𝑢2+/𝐶𝑢 0 + 0,059 2 lg [𝐶𝑢 2+ ] . Cu 2+ ионның концентрациясын: 𝐶 = 𝑛 𝑉 = 𝑚 𝑀𝑉 теңдігімен анықтайды, мұндағы m – тұздың массасы; M – тұздың мольдік массасы, г/моль; V – ерітіндінің көлемі, л. M(Cu(NO 3 ) 2 3H 2 O) = 241,6 г/моль, V – 0,15 л. Сонда С (Cu(NO 3 ) 2 3H 2 O) = 24,2/(214,6 0,15) = 0,668 моль/л. Нернст теңдеуге мәндерді қойып, потенциалды есептейміз: 𝐸 = 0,345 + 0,059 2 𝑙𝑔0,668 = 0,345 − 0,0051 = 0,340 𝐵. 39 Элементтің ЭҚК қаныққан хлоркүміс электрод арқылы есептейміз: ЭҚК = E Cu – E хк = 0,340 – 0,201 = 0,139 В. 2-мысал. 20 °С-та хингидрон электродының потенциалы нор- малды каломельді электродқа байланысты 0,170 В-қа тең. Ерітіндінің рН-ын есептейміз. Шешуі : Ерітіндінің рН-ы келесі формуламен есептелінеді: pH = -lg[H + ]. Хингидронды электродының потенциалы (Е X ) ерітіндідегі сүтек иондарының концентрациясымен немесе рН-пен байланыс- ты: Е X = 0,699 + 0,058lg[H + ] = 0,699 – 0,058pH. Хингидронды (Е X ) және каломельді (Е к ) электродтардан тұратын элементтің ЭҚК: Е = Е X – Е к = 0,170 В. Е к = 0,282 В (кесте бойынша). Сонда: 0,170 = 0,699 – 0,058рН – 0,282, 𝑝𝐻 = 0,699−0,282−0,170 0,058 = 4,19 . 3-мысал. Сутек элетроды 0,05 М HCOOH ерітіндісіне баты- рылған жағдайдағы сутек электродының потенциалын есептеңіз. Құмырсқа қышқылының 50 %-ы 0,05 М калий гидроксиді ерітін- дісімен титрленген. Шешуі : Сутек электродының потенциалы E = -0,059lg[H + ] теңдеу бойынша есептеледі. Сонда ерітіндіде сутек иондарының концентрациясын есептеу қажет. HCOOH + KOH → HCOOK + H 2 O реакция жүру нәтижесінде әлсіз құмырсқа қышқылымен қатар, ерітіндіде күшті электролит 40 HCOOK болады. Сутек иондары әлсіз электролиттің дис- социациясында пайда болады. Олардың концентрациясын анық- тау үшін иондану константасының теңдеуін қолданамыз: К = [H + ] · [HCOO - ]/[HCOOH]. Анықтамадан K(HCOOH) = 1,8 · 10 -4 табамыз. Қышқылдың 50 %-ы титрленген жағдайда [HCOOH] = = [HCOO - ]. Сонда [H + ] = K(HCOOH) = 1,84 · 10 -4 моль/дм 3 . Осы жағдайда, сутек электродтың потенциалы: Е = 0,059lg1,84 · 10 -4 = = – 0,217 В-қа тең болады. 4-мысал. FeSO 4 ерітіндісіне батырылған платина электроды- ның потенциалын есептеңіз, егер осы ерітіндінің 90 %-ы KMnO 4 ерітіндісімен титрленген болса. Шешуі: Платина электроды 3-текті электродтардың қата- рына жатады және оның потенциалы қосарланған тотығу-тотық- сыздану жұптың потенциалы, тотыққан және тотықсызданған формалардың концентрацияларымен анықталады. Берілген ері- тіндіде: Fe 3+ + e- → Fe 2+ , E 0 Fe3+/Fe2+ = 0,77 B жұбы болады. Нернст теңдеуі бойынша осы жұптың потенциалы: Е = E 0 Fe3+/Fe2+ + 0,058lg [Fe 3+ ]/[Fe 2+ ]. Бастапқы ерітіндінің 99 %-ы титрленген болса, [Fe 3+ ]/[Fe 2+ ] = = 99/1 ≈ 100. Сонда: Е = E 0 Fe3+/Fe2+ + 0,058lg [Fe 3+ ]/[Fe 2+ ] = 0,77 + 0,058lg100 = 0,876 B. жүктеу/скачать 3,21 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|