Методическая разработка по аналитической химии для студентов II курса факультета фундаментальной медицины, специальность «фармация»

Глава 6. Электрохимические методы

жүктеу 2,3 Mb.

бет	23/28
Дата	13.01.2022
өлшемі	2,3 Mb.
	#37201
түрі	Методическая разработка

1 ... 20 21 22 23 24 25 26 27 28

posobie-pharm-ii-zadachi

Решение задач
Задача №4 .

Глава 6. Электрохимические методы

6.1. Потенциометрия

Теоретическая часть

Классификация (ионометрия и потенциометрическое титрование), индикаторные электроды (металлические электроды I-рода, инертные и ионоселективные электроды). ЭДС гальванического элемента.
Уравнения Нернста и Никольского – Эйзенмана. Характеристики ионоселективного электрода.
Способы определения неизвестной концентрации компонента в ионометрии.

Решение задач

Задача №1. Медный электрод (в паре со стандартным водородным электродом (СВЭ) является анодом) погружён в 10 мМ раствор соли NaA, насыщенный CuA₂. Вычислите , если потенциал равен 0,0103 В, а В, 25C.
Решение. Запишем выражение для расчёта константы растворимости CuA₂:
.	По условию задачи: М.
;	 В.
.
	.
М.	Рассчитаем константу растворимости CuA₂:
.

Задача №2. Потенциал водородного электрода, измеренный относительно СВЭ, который является катодом, в 0,0100 М растворе пропионовой кислоты и в 0,0135 М растворе пропионата натрия составляет 0,2950 В. Рассчитайте константу кислотности пропионовой кислоты.
Решение. Запишем выражение для расчёта константы кислотности пропионовой кислоты (HA):
М, М.
.
По условию задачи, СВЭ является катодом  . В.
На водородном электроде (аноде) протекает полуреакция окисления:
.
	М
Таким образом, константа кислотности пропионовой кислоты равна:
.

Задача №3. Потенциал Mg²⁺-селективного электрода в 0,0010 М растворе MgCl₂ при 30C равен 20 мВ, а в растворе, содержащем 0,0010 М MgCl₂ и 0,1 М KCl, – 22 мВ. Вычислите , пренебрегая ионной силой раствора.

Решение. Запишем уравнение Никольского  Эйзенмана для Mg²⁺-селективного электрода при отсутствии в растворе посторонних ионов:

Из данного выражения найдём const:

мВ.

В присутствии ионов K⁺ вычисляем потенциал Mg²⁺-селективного электрода:

Так как , электрод селективен к ионам Mg²⁺.

Задача №4. Рассчитайте потенциалы железного электрода ( = - 0,44 B) в растворе с активностью ионов Fe²⁺ равной 0,050 М и стеклянного электрода (const = 350 мВ) в растворе с рН 5,0 относительно AgCl/Ag и НКЭ электродов при 25C.

Решение. Прежде всего, рассчитаем потенциалы железного и стеклянного электродов относительно СВЭ. Железный электрод является металлическим электродом, обладает электронной проводимостью (Fe²⁺ + 2e = Fe⁰), его потенциал рассчитывают по уравнению Нернста:

В.

Поскольку стеклянный электрод является ионоселективным электродом, обладает ионной проводимостью, его потенциал рассчитывают по модифицированному уравнению Нернста, уравнению Никольского-Эйзенмана:

В.

Для определения потенциалов железного и стеклянного электродов относительно AgCl/Ag и НКЭ удобно воспользоваться шкалами, приведенными на рисунке.

Пересчет потенциалов по шкале СВЭ (1) на шкалу AgCl/Ag (2) и НКЭ (3).

Таким образом, потенциалы Fe-электрода относительно СВЭ, AgCl/Ag и НКЭ равны -0,478, -0,70 и -0,72 В соответственно; потенциалы стеклянного электрода относительно СВЭ, AgCl/Ag и НКЭ составляют 0,055, -0,167 и -0,187 В соответственно.

Задача №5. Потенциал F^--селективного электрода, погружённого в 25,0 мл пробы (25C) изменился от 105 до 80 мВ при добавлении 1,00 мл 5,010^-2 М раствора NaF. Сколько мг фтора содержится в пробе, если известно, что крутизна электродной функции на 3 мВ ниже теоретической. М.м. (F) = 19,0 г/моль.
Решение. При использовании способа добавок содержание определяемого компонента (с учётом разбавления) рассчитывают по формуле:
,
где ,  объём стандартного и анализируемого растворов соответственно, ,  потенциал электрода до и после введения добавки соответственно, S  крутизна электродной функции.
По условию задачи крутизна электродной функции F^--селективного электрода на 3 мВ ниже теоретической, т.е. при 25C равна мВ.
М.
Рассчитаем массу фтора в пробе:
мг.
Эту задачу можно решить и другим способом. Составим систему из двух уравнений:

	.
М	мг.

жүктеу 2,3 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 20 21 22 23 24 25 26 27 28