Zakład Chemii Fizycznej
Laboratorium Studenckie
SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA 25
POMIAR pH W ZASTOSOWANIU DO WYZNACZANIA STAŁEJ RÓWNOWAGI REAKCJI DYSOCJACJI
ZAGADNIENIA TEORETYCZNE
-
Roztwory buforowe
Roztwory buforowe są mieszaninami wodnych roztworów:
-
Słabego kwasu i jego soli z mocną zasadą
-
Słabej zasady i jej soli z mocnym kwasem
-
Dwu soli pochodzących od kwasów o kilku stopniach dysocjacji, których stałe dysocjacji różnią się znacznie między sobą
-
Składów specjalnych
Roztwory buforowe odznaczają się zdolnością zachowania w dużym stopniu stałości wykładnika jonów wodorowych. Praktycznie pH roztworów buforowych nie ulega zmianom w wyniku dodania lub odparowania pewnej ilości rozpuszczalnika lub też dodania do roztworu niezbyt dużych ilości kwasu lub zasad. Z tego też powodu roztwory buforowe służą często jako wzorce wartości pH.
Niezmienność pH roztworów buforowych obserwuje się tyko w pewnych granicach, po przekroczeniu których pH buforu gwałtownie się zmienia i roztwór traci swoje buforujące własności. Dla ilościowego określenia zmiany pH pod wpływem danej ilości mocnego kwasu lub zasady do ściśle określonej objętości roztworu buforowego wprowadzono termin pojemności buforowej. Jej miarą jest stosunek dodanej ilości kwasu lub zasady b (gramorównoważnik/ dm3 roztworu) do osiągniętej przez to zmiany pH
Pojemność buforowa wzrasta ze stężeniem roztworu i maleje wraz z jego rozcieńczeniem. Na tej podstawie można stwierdzić, że chociaż rozcieńczenie roztworu nie wpływa bezpośrednio na zmianę jego odczynu to jednak mimo wszystko jest niekorzystne ze względu na zmniejszenie pojemności buforowej roztworu.
-
Potencjometria
Potencjometria opiera się na pomiarze siły elektromotorycznej (SEM) ogniwa zbudowanego z dwóch elektrod zanurzonych w badanym roztworze. Ogniwo galwaniczne jest urządzeniem, w którym samorzutny przebieg reakcji chemicznych wytwarza prąd elektryczny. Ogniwo składa się z dwóch elektrod, czyli przewodników metalicznych będących w kontakcie z elektrolitem. Układ tworzony przez elektrodę i roztwór, w którym jest ona zanurzona nazywamy półogniwem. Elektrolit w obu półogniwach może być jednakowy lub różny. W drugim przypadku roztwory obu półogniw stykają się albo bezpośrednio, tworząc cienką granicę faz, albo za pośrednictwem ośrodka przewodzącego, zwanego kluczem elektrolitycznym. Elektrody dobrane są w ten sposób, że potencjał jednej z nich zależy od aktywności określonego jonu w badanej próbce (elektroda wskaźnikowa), natomiast potencjał drugiej jest stały w warunkach pomiaru (elektroda porównawcza).
SEM jest różnicą potencjałów tych elektrod, mierzoną w warunkach bezprądowych. Wartość SEM ogniwa pomiarowego zależy więc od wartości obu elektrod, a te z kolei są uzależnione od charakteru procesów elektrodowych.
Dla pojedynczej elektrody nie potrafimy ani zmierzyć, ani obliczyć absolutnej wartości potencjału. Może on być określony liczbowo jedynie w odniesieniu do potencjału innej elektrody w wyniku pomiaru siły elektromotorycznej ogniwa utworzonego z ich udziałem. Za wzorcowy, równy zeru, przyjęto umownie potencjał standardowej elektrody wodorowej (SEW) i względem niej wyznacza się potencjały innych elektrod.
-
|
