Тема. Электропроводность растворов.

1. Актуальность: кондуктометрия используется для определения концентрации растворенного вещества, степени и константы диссоциации, растворимости.

2. Учебные цели: научиться определять степень и константу диссоциации слабого электролита в водном растворе.

Для формирования необходимых компетенций обучающийся должен знать:

-понятия сила тока, напряжение, сопротивление, электропроводимость

-проводники I и II рода

-окислительно-востановительные реакции

Для формирования необходимых компетенций обучающийся должен уметь:

-пользоваться химическим оборудованием и реактивами

-производить расчеты по результатам эксперимента

Для формирования необходимых компетенций обучающийся должен владеть:

-самостоятельной работой с учебной и справочной литературой

-навыками безопасной работы в химической лаборатории и умение обращаться с химической посудой и реактивами 

3. Материалы для самоподготовки к усвоению данной темы.

Вопросы для самоподготовки.

1.Проводники электричества I и II рода.

2. Удельная электропроводность, зависимость ее от: концентрации, температуры, частоты тока (для биологических клеток)

3. Молярная электропроводность, зависимость ее от: концентрации, температуры.

4. Закон Кольрауша.

5. Кондуктометрическое титрование.

 

4. Вид занятия: лабораторное занятие.

5. Продолжительность занятия: 3 академических часа.

Оснащение рабочего места.

6.1. Дидактический материал: справочник физико-химических величин,

6.2. ТСО: калькуляторы.

6.3. Посуда и приборы:

Кондуктометр, электрохимическая ячейка, платиновые электроды	на группу
6.4. Объекты исследования:
раствор0,1нСН3СООН	на группу
6.5. Реактивы:
раствор 0,02н KCl, вода дистиллированная	на группу

7. Содержание занятия:

Типовой тест входного контроля.

1.Носители электрического тока в проводниках I рода:

1) ионы    2)электроны3)ионы и электроны4) радикалы

2. Ионы являются носителями электрического тока в:

1) проводниках I рода 2) проводниках II рода 3) металлах

 4) электролитах

3. Более высокую электрическую проводимость имеет раствор

1) HCl 2)CH₃COOH 3)NH₄OH 4)C₂H₅OH

4. Электрическая проводимость ниже у:

1) костной ткани 2) кожи 3)желудочного сока 4) крови

5. Кондуктометрическим методом определяют:

1) редокс-потенциал 2)электрическую проводимость 3)точку эквивалентности   4) константу ячейки

 

7.2. Узловые вопросы, необходимые для усвоения темы занятия.

1.Электропроводность растворов электролитов

2. Удельная электропроводность, ее зависимость от концентрации для слабых и сильных электролитов

3. Молярная электропроводность при бесконечном разведении. Закон Кольрауша. Подвижности ионов.

4. Определение степени диссоциации по данным измерения электропроводности.

5. Кондуктометрия: принцип действия, применение в аналитической химии и санитарно-гигиенических исследованиях.

 

Самостоятельная работа обучающихся.

Лабораторная работа.

Опыт 1. Определение константы диссоциации слабого электролита.

     Включите кондуктометр в сеть и прогрейте его. Определите постоянную электрохимической ячейки. Для этого измерьте сопротивление 0,02н раствора KCl.

К = R_ст·æ_ст, где æ_ст = 0,0025 [1 + 0,021(t-20)]Ом^-1·см^-1, t = 15…25ºС

 

Если кондуктометр сразу показывает удельную электропроводность (æ), то по стандартному раствору установите рассчитанное æ_ст показание. Последовательным двукратным разбавлением приготовьте серию из 5-ти растворов слабого электролита СН₃СООН разных концентраций С: 0,1н, 0,05н, 0,025н, 0,0125н, 0,00625н и измерьте сопротивление R_xили электропроводность æ_х всех приготовленных растворов.

Рассчитайте æ, если измеряли R_x, λ, α, λ_∞, К_Д:

    æ_∞ = K/R_x, Ом^-1·см^-1;

    λ = æ/с·10³, см²/Ом·моль;

    α = λ/λ_∞;

    λ_∞ = λ₊ + λ_- (по справочнику)

    К _дис =

Результаты опыта запишите в таблицу:

 

раствор	R, Ом	æ, Ом-1·см-1	λ, см2/Ом·моль	α	К дис	1/λ	λ·с	Кдис.тр
0,02н KCl			К = ………
0,1н
0,05н
0,025н
0,0125н
0,00625н

 

К_{дис. ср.} = ………

 

По данным таблицы постройте графики: 1) æ = f(C); 2) λ = f(C); 3) α = f(C);

4) 1/λ = f(λ·C)

 

Рассчитайте К_дис как среднеарифметическое и графически из зависимости (4): К = 1/(tgφ·λ²_∞), и сравните полученные значения.

 

Вывод: К_дис = ………

 

7.4. Контроль усвоения темы занятия.