Ćw. nr 10: Miareczkowanie konduktometryczne

Wstęp teoretyczny

Miareczkowanie konduktometryczne - w chemii analitycznej chemiczna technika miareczkowa polegająca na pomiarze zmian przewodnictwa elektrycznego analizowanego roztworu w trakcie stopniowego dodawania do niego odczynnika miareczkującego. Znajduje zastosowanie w przypadku roztworów silnie zabarwionych lub mętnych, a także w reakcjach, w których tworzą się kompleksy.

Miareczkowanie konduktometryczne przeprowadzane jest zwykle w układzie kwas-zasada. O przewodnictwie układu kwas-zasada decydują głównie bardzo ruchliwe jony hydroniowe, a zatem jest ono funkcją pH układu.

Przy miareczkowaniu słabych kwasów, nie zauważa się początkowego spadku przewodnictwa, gdyż od razu powstaje mocny elektrolit. Pomimo tego po osiągnięciu punktu równoważnikowego, stężenie jonów hydroksylowych i ciągłe zwiększanie się sumy stężeń wszystkich jonów, powoduje powstanie wyraźnego załamania w punkcie zobojętnienia na krzywej miareczkowania. Przy miareczkowaniu mieszaniny mocny – słaby kwas, najpierw zostaje zneutralizowany mocny kwas.

Przewodnictwo elektrolityczne – zjawisko skierowanego przewodzenia ładunku elektrycznego przez dodatnie i ujemne jony znajdujące się w roztworze elektrolitu pod wpływem przyłożenia zewnętrznego pola elektrycznego. Przewodnictwo elektrolityczne zależy od:

• Ruchliwości jonów – limitowana wielkością i ładunkiem jonów oraz rodzajem rozpuszczalnika,

• Stężenia elektrolitu,

• Temperatury roztworu,

• Obecności innych związków zdysocjowanych.

Tabele pomiarowe i obliczenia

lp	Objętość dodanego 0,1M NaOH	Przewodnictwo roztworu [mS]
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50	2,5 2,7 2,3 2 1,6 1,4 1 0,97 1,12 1,18 1,27 1,34 1,37 1,46 1,52 1,55 1,62 1,72 1,83 1,88 1,93 1,98 2,10 2,30 2,57 2,75 2,90 3,11 3,30 3,45 3,55 3,70 3,87 4,01 4,15 4,32 4,50 4,57 4,80 4,85 4,97 5,05 5,18 5,35 5,51 5,67 5,80 5,91 5,98 6,01 6,18

Wykres:

stężenie roztworu dla pierwszego punktu przegięcia

stężenie roztworu NaOH - Stężenie mieszaniny kwasów

Objętość zużytego NaOH - Objętość mieszaniny kwasów

0,1 - x

6 ml - 5 ml

C₁ = 0,08

stężenie roztworu dla drugiego punktu przegięcia

0,1 - x

22 ml - 5 ml

C₁ = 0,02

Wnioski

Wykonane miareczkowanie konduktometryczne umożliwiło wyznaczenie punktów przegięć miareczkowania oraz na wykreślenie krzywej miareczkowania. W doświadczeniu została wykorzystana mieszanina kwasu solnego i kwasu octowego, która była miareczkowana wodorotlenkiem sodu. Porównując otrzymaną krzywą miareczkowania z krzywymi hipotetycznymi dla układów słaby kwas – mocna zasada oraz mocny kwas – mocna zasada, można wywnioskować iż wydaje się ona być z nimi zgodna.

Zmniejszenie przewodnictwa na początku miareczkowania było spowodowane wprowadzeniem do roztworu mniej ruchliwych jonów sodowych w miejsce bardziej ruchliwych – wodorowych. Wzrost przewodnictwa jest spowodowany tym, że rozpoczyna się neutralizacja CH₃COOH (przy braku HCl), która prowadzi do zwiększenia przewodnictwa w wyniku zastąpienia słabo zdysocjowanego kwasu octowego całkowicie zdysocjowaną solą CH₃COONa . Kolejny skok przewodnictwa spowodowany jest natomiast z dodania NaOH, który nie ulega neutralizacji. Ewentualne błędy mogły wynikać z niedokładnego odmierzania zużytych objętości NaOH, niedokładnego mieszania zawartości zlewki oraz z niedokładności pomiaru przewodnictwa.