Кондуктометрия

Кондуктометрия — это измерение электролитической проводимости для наблюдения за ходом химической реакции. Кондуктометрия имеет широкое применение в аналитической химии , где кондуктометрическое титрование является стандартным методом. В обычной практике аналитической химии термин кондуктометрия используется как синоним кондуктометрического титрования, тогда как термин кондуктометрия используется для описания нетитрационных применений. ^{[ 1 ]} Кондуктометрия часто применяется для определения общей проводимости раствора или для анализа конечной точки титрования, включающего ионы. ^{[ 2 ]}

История

Измерения проводимости начались еще в 18 веке, когда Андреас Баумгартнер заметил, что соленые и минеральные воды из Бад-Гаштайна в Австрии проводят электричество. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} Таким образом, использование кондуктометрии для определения чистоты воды, которое сегодня часто используется для проверки эффективности систем очистки воды, началось в 1776 году. ^{[ 2 ]} Фридрих Кольрауш развил кондуктометрию в 1860-х годах, применив переменный ток к воде, кислотам и другим растворам. Примерно в это же время Уиллис Уитни, изучавший взаимодействие серной кислоты и комплексов сульфата хрома, обнаружил первую кондуктометрическую конечную точку. ^{[ 3 ]} Эти открытия привели к потенциометрическому титрованию и созданию первого прибора для объемного анализа Робертом Берендом в 1883 году при титровании хлоридов и бромидов HgNO ₃ . Эта разработка позволила проверить растворимость солей и концентрацию ионов водорода, а также кислотно-основное и окислительно-восстановительное титрование. Кондуктометрия получила дальнейшее развитие с разработкой стеклянного электрода, которая началась в 1909 году. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

Титрование

Кондуктометрическое титрование — это тип титрования , при котором электролитическая проводимость реакционной смеси постоянно контролируется по мере одного реагента добавления . Точка эквивалентности — это точка, в которой проводимость претерпевает внезапное изменение. Заметное увеличение или уменьшение проводимости связано с изменением концентрации двух наиболее проводящих ионов — ионов водорода и гидроксила. ^{[ 5 ]} Метод можно использовать для титрования окрашенных растворов или гомогенных суспензий (например, суспензии древесной массы). ^{[ 5 ]}), который нельзя использовать с обычными индикаторами .

Часто выполняются кислотно-основное и окислительно-восстановительное титрование, при которых для определения конечной точки используются общие индикаторы, например, метилоранж, фенолфталеин для кислотно-основного титрования и растворы крахмала для окислительно-восстановительного процесса йодометрического типа. Однако измерения электропроводности также можно использовать в качестве инструмента для определения конечной точки.

Пример: титрование раствора HCl сильным основанием NaOH. По мере титрования протоны нейтрализуются с образованием воды добавлением NaOH. На каждое добавленное количество NaOH удаляется эквивалентное количество ионов водорода. По сути, мобильный H ⁺ катион заменяется менее подвижным Na ⁺ иона, а проводимость титруемого раствора, а также измеренная проводимость ячейки падают. Это продолжается до тех пор, пока не будет достигнута точка эквивалентности, при которой получается раствор хлорида натрия NaCl. Если добавить больше основания, наблюдается увеличение проводимости или проводимости, поскольку больше ионов Na ⁺ и ох ⁻ добавляются, и реакция нейтрализации больше не удаляет заметное количество H ⁺. Следовательно, при титровании сильной кислоты сильным основанием проводимость имеет минимум в точке эквивалентности. Этот минимум можно использовать вместо индикаторного красителя для определения конечной точки титрования. Кривая кондуктометрического титрования представляет собой график измеренной проводимости или значений проводимости в зависимости от объема добавленного раствора NaOH. Кривую титрования можно использовать для графического определения точки эквивалентности.

Для реакции между слабой кислотой и слабым основанием вначале проводимость немного снижается, так как мало доступных H ⁺ ионы расходуются. Затем проводимость незначительно возрастает до объема точки эквивалентности за счет вклада катиона и аниона соли. (Этот вклад в случае сильной кислоты-сильного основания пренебрежимо мал и там не учитывается.) После достижения точки эквивалентности проводимость быстро увеличивается из-за избытка OH ⁻ ионы.

См. также

Молярная проводимость

Ссылки

^ Хопкар, С.М., «Основные понятия аналитической химии», 3-е издание, 2007 г., ISBN 978-81-224-2092-0 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Браун, Р.Д., «Химический анализ». Британская энциклопедия Британская энциклопедия Интернет. Британская энциклопедия Inc., 2015, Интернет. 07 дек. 2015 год
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Люберт К. и К. Калчер, «История электроаналитических методов». Электроанализ, 2010, 22, 1937-1946.
^ Перейти обратно: ^а ^б Сток Т., «Краткий курс истории аналитической химии и смежных наук». Журнал химического образования, 1977, 54, 635–637.
^ Перейти обратно: ^а ^б Кац и др., 1984. С. Кац, Р.П. Битсон и А.М. Скаллан, Определение сильных и слабых кислотных групп в сульфитных пульпах, Svensk Paperstidn. 6 (1984), стр. 48–53.

Внешние ссылки

PDF от UMCS

[1] Хопкар, С.М., «Основные понятия аналитической химии», 3-е издание, 2007 г., ISBN 978-81-224-2092-0 .

[Braun,_R.D._2015-2] Перейти обратно: ^а ^б Браун, Р.Д., «Химический анализ». Британская энциклопедия Британская энциклопедия Интернет. Британская энциклопедия Inc., 2015, Интернет. 07 дек. 2015 год

[Lubert,_K_2010-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с Люберт К. и К. Калчер, «История электроаналитических методов». Электроанализ, 2010, 22, 1937-1946.

[Stock,_T._1997-4] Перейти обратно: ^а ^б Сток Т., «Краткий курс истории аналитической химии и смежных наук». Журнал химического образования, 1977, 54, 635–637.

[Katz-5] Перейти обратно: ^а ^б Кац и др., 1984. С. Кац, Р.П. Битсон и А.М. Скаллан, Определение сильных и слабых кислотных групп в сульфитных пульпах, Svensk Paperstidn. 6 (1984), стр. 48–53.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]