Кулонометрический метод анализа
Для анализа взяли 10 см3 раствора NaOH, разбавили его в мерной колбе вместимостью 100 см3 дистиллированной водой до метки и хорошо перемешали. Затем отобрали 1 см3 приготовленного раствора и провели в присутствии фенолфталеина электролиз при постоянной силе тока I = 10 мА, измеряя время электролиза. Провели 7 параллельных опытов. По данным таблицы 1 рассчитайте для каждого из 7 экспериментов молярную концентрацию эквивалента исходного основания и проведите их статистическую обработку.
Таблица 1
№ Вещество τ1, с τ2, с τ3, с τ4, с τ5, с τ6, с τ7, с
25 NaOH 83 84 90 86 85 89 87
Ответ
СН(NaOH) = 0,0894 ± 0,0024 моль/дм3.
Решение
В ходе электролиза водного раствора NaOH на аноде происходит химическая реакция
4ОН- - 4е → О2 + 2Н2О.
После того, как все ионы ОН- вступят в реакцию, среда станет нейтральной, фенолфталеин обесцветится.
Массу NaOH, вступившего в реакцию, можно вычислить по закону Фарадея:
m=M∙I∙τn∙F,
где М – молярная масса NaOH, равна 23 + 16 + 1 = 40 (г/моль);
I – сила тока, равна 10 мА = 0,01 А;
τ – время электролиза, с;
п – число электронов, участвующих в электрохимическом процессе, один ион ОН- отдает 1 электрон, п = 1;
F – число Фарадея, равно 96490 Кл.
1) τ1 = 83 с. m=40∙0,01∙8396490=3,44∙10-4 (г).
2) τ2 = 84 с. m=40∙0,01∙8496490=3,48∙10-4 (г).
3) τ3 = 90 с. m=40∙0,01∙9096490=3,73∙10-4 (г).
4) τ4 = 86 с. m=40∙0,01∙8696490=3,56∙10-4 (г).
5) τ5 = 85 с. m=40∙0,01∙8596490=3,52∙10-4 (г).
6) τ6 = 89 с. m=40∙0,01∙8996490=3,69∙10-4 (г).
7) τ7 = 87 с
. m=40∙0,01∙8796490=3,61∙10-4 (г).
Это количество NaOH содержится в 1 см3 раствора, взятом для анализа. Вес раствор (100 см3) содержит в 100 раз больше определяемого вещества. С учётом того, что исходный раствор разбавляли в 10 раз (10 см3 разбавляли до 100 см3), молярная концентрация эквивалента может быть вычислена по формуле
CH=m∙VKMЭ∙Val∙V0∙10-3,
где т – масса NaOH, вычисленная по закону Фарадея, г;
VK – объём мерной колбы, равен 100,0 см3;
МЭ – молярная масса эквивалента NaOH, равна (23 + 16 + 1) : 1 = 40 (г/моль);
Val – объём аликвоты раствора для проведения электролиза, равен 1 см3;
V0 – объём исходного раствора, взятый для анализа, равен 10 см3;
10-3 – коэффициент для перевода см3 в дм3.
1) CH,1=3,44∙10-4∙10040∙1∙10∙10-3=0,0860 (моль/дм3).
2) CH,2=3,48∙10-4∙10040∙1∙10∙10-3=0,0870 (моль/дм3).
3) CH,3=3,73∙10-4∙10040∙1∙10∙10-3=0,0932 (моль/дм3).
4) CH,4=3,56∙10-4∙10040∙1∙10∙10-3=0,0890 (моль/дм3).
5) CH,5=3,52∙10-4∙10040∙1∙10∙10-3=0,0880 (моль/дм3).
6) CH,6=3,69∙10-4∙10040∙1∙10∙10-3=0,0922 (моль/дм3).
7) CH,7=3,61∙10-4∙10040∙1∙10∙10-3=0,0902 (моль/дм3).
Проверим, есть ли среди полученных результатов грубые промахи
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
