Закон эквивалентов(И.Рихтер 1792г.): количества вещества эквивалентов всех участвующих в реакции веществ равны .

Например, для реакции аА + вВ → сС + dD будут справедливы равенства:

n _э(А) = n _э(В) = n _э(С) = n _э(D)

или

Если вещества газообразные, то закон эквивалентов принимает вид:

Закон эквивалентов для реагирующих веществ, находящихся в растворе выражается, как равенство:

с_э(А)∙V_р-ра(А) = с_э(В)∙V_р-ра(В),

где с_э(i) = моль/л - молярная концентрация эквивалента i вещества, равная отношению количества вещества эквивалента n_э(i) к объему раствора вещества V_p-pa(i).

Одним из методов определения концентрации раствора является метод кондуктометрического титрования. Кондуктометрическое титрование – метод определения точки эквивалентности по изменению величины электропроводности раствора. Суть метода заключается в том, что в точный объем анализируемого раствора добавляют титрант и определяют изменение электропроводности раствора. Электропроводность – способность вещества проводить электрический ток. Количественной мерой этой способности является удельная электропроводность κ (каппа):

κ =1/RS [1/(Ом∙м) = См/м (сименс/м)],

где R – электрическое сопротивление проводника (Ом), длина которого l (м) и площадь поперечного сечения S (м²). В химии чаще используют мСм·см^-1 (миллисименс/см).

В данной работе используется титрование сильной кислоты сильным основанием. В начале титрования электропроводность раствора высокая, т.к. сильная кислота практически полностью диссоциирована на ионы. Известно, что самой большой подвижностью обладают ионы Н⁺ и ОН^-. В процессе титрования сильной кислоты щелочью происходит замещение ионов водорода менее подвижными ионами натрия, при этом количество ионов Н⁺ падает за счет связывания с ионами гидроксила в мало диссоциированную воду Н⁺ + ОН^- = Н₂О. Следовательно, в процессе нейтрализации электропроводность раствора постепенно убывает, пока все ионы Н⁺ не будут замещены ионами Na⁺, т.е. пока кислота не будет полностью нейтрализована. В этот момент электропроводность достигает минимального значения и данная точка называется точкой эквивалентности. При дальнейшем добавлении щелочи ионы ОН- перестают связываться, общее число ионов увеличивается и электропроводность начинает расти. Подъем линии электропроводности после точки эквивалентности менее крутой, т.к. подвижность ионов ОН^- меньше, чем ионов Н⁺ (см.рис.1).

Рис.1. Изменение электропроводности раствора при кондуктометрическом титровании сильной кислоты сильным основанием.

В точке эквивалентности выполняется закон эквивалентов

n _э(к) = n _э(щ)или с _э(к)∙ V _р-ра(к) = с _э(щ)∙ V _р-ра(щ). (1)

Зная объем раствора исследуемой кислоты V (к), объем раствора щелочи, пошедший на титрование V (щ) и ее исходную концентрацию, можно вычислить молярную концентрацию эквивалентов кислоты с _э(к):

. (2)

Если к тому же известна масса растворенной кислоты (например, титр), можно найти молярную массу эквивалента кислоты.

Титр (Т) – один из способов выражения концентрации раствора, показывающий массу (г) растворенного вещества в 1 мл раствора:

Т = m/V, г/мл.

Молярная масса эквивалентов кислотыможет быть вычислена из соотношений:

(3)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: