Konduktometrická analýza – Konduktometrie – maturitní otázka z chemie

 

   Otázka: Konduktometrická analýza

   Předmět: Chemie

   Přidal(a): Maturita

 

 

 

 

Konduktometrie

Princip: Konduktometrie je založená na měření vodivosti roztoků elektrolytů.

 

Základní pojmy:

elektrolyt – roztok nebo tavenina, která poskytuje volně pohyblivé ionty.

roztok – homogenní směs, která se skládá z rozpouštědla a přidaných látek.

 

1. Elektrická vodivost G [S]

Vyjadřuje schopnost elektrolytu vést elektrický proud

G = 1/R (převrácená hodnota odporu)

 

Princip měření vodivosti: do roztoku ponoříme dvě vodivé desky, přivedeme na ně střídavé napětí a měříme procházející proud. Elektrická vodivost závisí na geometrických vlastnostech vodiče, proto byla zavedena:

 

2. Měrná vodivost Κ=G* l/s (- vzdálenost vodivých desek)/(- plocha vodivých desek) [S * m-1], [mS * cm-1], [μS * mm-1]

Měrná vodivost roztoku elektrolytu závisí nejenom na druhu elektrolytu ale také na koncentraci. Proto byla zavedena Molární vodivost, která přepočítává měrnou vodivost na jednotkovou koncentraci.

Λ= Κ/c [S * m2 * mol-1]

 

Měření vodivosti

Konduktometrická elektroda (vodivostní cela) je skleněná nebo plastová trubice, která obsahuje 2 až 4 platinové kroužky, které musí být při měření ponořeny do zkoumaného roztoku. Při měření danou vodivostní celou zůstává poměr  konstantní a nazývá se odporová konstanta vodivostní cely. K = l/s. Κ=G*k → k = Κ/G.

Odporovou konstantu určujeme pomocí vzorce tak že měříme elektrickou vodivost roztoku KCl o známé koncentraci a měrné vodivosti.

 

Analytické využití konduktometrie

1. Přímá konduktometrie

Ze změřené měrné vodivosti usuzujeme na celkový obsah iontů v roztoku (takto se posuzuje kvalita demineralizované anebo destilované vody).

Můžeme zjišťovat i jiné veličiny např. disociační konstanty slabých elektrolytů nebo součin rozpustnosti silných elektrolytů.

 

2. Nepřímá konduktometrie

Konduktometrické titrace. Sledujeme závislost vodivosti (nebo měrné vodivosti) na objemu přidávaného titračního činidla. Sestrojíme titrační křivku a z ní určíme bod ekvivalence. Konduktometrické titrace mají význam, pokud dochází k výrazným změnám vodivosti v okolí bodu ekvivalence.

 

Uplatňují se u:

a) neutralizačních stanovení

b) srážecích stanovení

c) komplexotvorných stanovení

 

Titrační křivky závisí na síle příslušné kyseliny nebo zásady

a) Titrace silné zásady silnou kyselinou

např. NaOH – HCl

1. pokles vodivosti – zásadu neutralizujeme kyselinou, vzniká voda
2. bod ekvivalence – nejnižší vodivost
3. nárůst vodivosti – kyselina nemá s čím reagovat

NaOH + HCl → Na⁺ + OH^– + H⁺ + Cl^–

Na⁺ + OH^– + H⁺ + Cl^– →Na⁺ + Cl^– + H₂O

 

b) Titrace slabé kyseliny silnou zásadou

CH₃COOH – NaOH

 

CH₃COOH → CH₃COO^– + H⁺

1. pokles vodivosti – H⁺ + NaOH → Na⁺ + H₂O
2. mírný nárůst způsoben příbytkem iontů CH₃COO^– a Na⁺
3. prudký nárůst vodivosti – OH^– s ničím nereagují

 

c) Titrace dvou elektrolytů vedle sebe

jeden je silný a druhý slabý

HCl + CH₃COOH + NaOH

1. prudký pokles vodivosti – neutralizace HCl
2. mírný nárůst vodivosti – neutralizace CH₃COOH, příbytek iontů CH₃COO^– a Na⁺
3. prudký nárůst vodivosti – OH^– nemají s čím reagovat