conductometria

ANALIZA CONDUCTOMETRICĂANALIZA CONDUCTOMETRICĂ

Metoda conductometrică de Metoda conductometrică de analiză este bazată pe analiză este bazată pe măsurarea conductibilităţii măsurarea conductibilităţii electrice a soluţiei analizate. electrice a soluţiei analizate. Unitatea de măsură a Unitatea de măsură a conductibilităţii electrice este conductibilităţii electrice este OmOm-1-1 sau simens (Sm). sau simens (Sm).


Conductibilitatea specifică Conductibilitatea specifică se măsoară în se măsoară în Sm/m şi reprezintă conductibilitatea Sm/m şi reprezintă conductibilitatea electrică a 1 melectrică a 1 m33 de soluţie, care se află de soluţie, care se află între doi electrozi paraleli cu suprafaţa între doi electrozi paraleli cu suprafaţa 1m1m22 fiecare şi distanţa între ei de 1 fiecare şi distanţa între ei de 1 m.m.

În soluţii diluate conductibilitatea electrică În soluţii diluate conductibilitatea electrică specifică cu creşterea concentraţiei se specifică cu creşterea concentraţiei se măreşte. Apoi, atingând o valoare măreşte. Apoi, atingând o valoare maximală, se micşoreazămaximală, se micşorează..


Figura 1. Conductibilitatea electrică (1 – HCl; 2 – KOH; 3 – CH3COOH)


Conductibilitate electrică a CHConductibilitate electrică a CH33COOH este cu mult COOH este cu mult mai joasă în comparaţie cu conductibilitatea mai joasă în comparaţie cu conductibilitatea electrică a electroliţilor tari – KOH şi HCl. Creşterea electrică a electroliţilor tari – KOH şi HCl. Creşterea conductibilităţii cu creşterea concentraţiei se conductibilităţii cu creşterea concentraţiei se explică prin creşterea numărului de ioni în soluţie. explică prin creşterea numărului de ioni în soluţie.

Însă în soluţiile concentrate decurg un şir de Însă în soluţiile concentrate decurg un şir de procese care duc la micşorarea conductibilităţii procese care duc la micşorarea conductibilităţii electrice. Astfel, în soluţiile concentrate cresc electrice. Astfel, în soluţiile concentrate cresc forţele de interacţiune interionice, ceea ce duce la forţele de interacţiune interionice, ceea ce duce la asocierea ionilor, măreşte viscozitatea soluţie, etc. asocierea ionilor, măreşte viscozitatea soluţie, etc.

Cu scopuri analitice se aplică doar segmentul Cu scopuri analitice se aplică doar segmentul curbei pe care conductibilitatea electrică creşte în curbei pe care conductibilitatea electrică creşte în funcţie de concentraţia soluţiei.funcţie de concentraţia soluţiei.


Conductibilitatea electrică Conductibilitatea electrică echivalentăechivalentă se numeşte se numeşte conductibilitatea soluţiei, ce conţine conductibilitatea soluţiei, ce conţine 1 mol echivalent de substanţă care 1 mol echivalent de substanţă care se află între doi electrozi paraleli, se află între doi electrozi paraleli, distanţa dintre care este de 1 cm. distanţa dintre care este de 1 cm. Unitatea de măsură - SmUnitatea de măsură - Smcmcm22/mol /mol echiv.echiv.


Relaţia între conductibilitatea Relaţia între conductibilitatea specifică şi conductibilitatea specifică şi conductibilitatea echivalentă:echivalentă:

c

1000

unde c – concentraţia molară echivalentă, mol/l.

CationCationss

λλ00++ AnionsAnions λλ00

--

H H 33 O O ++ 349,349,88

OHOH-- 198198

LiLi++ 38,738,7 ClCl-- 76,376,3

NaNa++ 50,150,1 BrBr-- 78,478,4

KK++ 73,573,5 II-- 76,876,8

NHNH44++ 73,473,4 NONO33

-- 71,471,4

AgAg++ 61,961,9 ClOClO44-- 6868

1/2Mg1/2Mg2+2+ 53,153,1 CC22HH33OO22-- 40,940,9

1/2Ca1/2Ca2+2+ 59,559,5 1/2SO1/2SO442-2- 79,879,8

1/2Ba1/2Ba2+2+ 63,663,6 1/2CO1/2CO332-2- 7070

1/2Pb1/2Pb2+2+ 7373 1/2C1/2C22O O 2-2- 2424

1/3Fe1/3Fe3+3+ 6868 1/4Fe(CN)1/4Fe(CN)44

--

110,5110,5

Conductometria directăConductometria directă

Metoda conductometriei directe este bazată Metoda conductometriei directe este bazată pe faptul că pentru soluţiile diluate şi cu o pe faptul că pentru soluţiile diluate şi cu o concentarţie moderată conductibilitatea concentarţie moderată conductibilitatea electrică creşte cu mărirea concentraţiei electrică creşte cu mărirea concentraţiei electrolitului. În practică de regulă se electrolitului. În practică de regulă se folosesc curbele de etalonare (calibrare) ale folosesc curbele de etalonare (calibrare) ale dependenţei conductibilităţii electrice a dependenţei conductibilităţii electrice a soluţiei de concentraţia electrolitului soluţiei de concentraţia electrolitului construite în prealabil. Măsurările construite în prealabil. Măsurările conductometrice oferă informaţia despre conductometrice oferă informaţia despre concentraţia ionilor în soluţie.concentraţia ionilor în soluţie.

Conductometria directăConductometria directă

Neajunsul principal al metodei Neajunsul principal al metodei conductometrice reprezintă conductometrice reprezintă

selectivitatea joasă.selectivitatea joasă.

Titrarea conductometricăTitrarea conductometrică Măsurările conductometrice ale conductibilităţii Măsurările conductometrice ale conductibilităţii

soluţiilor se aplică în titrimetrie pentru stabilirea soluţiilor se aplică în titrimetrie pentru stabilirea punctului de echivlenţă. punctului de echivlenţă.

În măsurările de acest tip se măsoară În măsurările de acest tip se măsoară conductibilitatea electrică a soluţiei după conductibilitatea electrică a soluţiei după adăugarea titrantului şi punctul de echivalenţă se adăugarea titrantului şi punctul de echivalenţă se stabileşte prin metoda grafică din curba de stabileşte prin metoda grafică din curba de etalonare (etalonare (f(Vtitrantului)). f(Vtitrantului)).

Această metodă se aplică pentru reacţiile în care se Această metodă se aplică pentru reacţiile în care se modifică esenţial conductibilitatea electrică a modifică esenţial conductibilitatea electrică a soluţiei în procesul titrării sau modificarea este soluţiei în procesul titrării sau modificarea este esenţială după punctul de echivalenţă (de regulă esenţială după punctul de echivalenţă (de regulă creşterea conductibilităţii – reacţiile acido-bazice, creşterea conductibilităţii – reacţiile acido-bazice, precipitare).precipitare).

Titrarea conductometricăTitrarea conductometrică

În cazul titrării unui acid tare, de exemplu În cazul titrării unui acid tare, de exemplu HCl, cu o soluţie de NaOH, în soluţie în HCl, cu o soluţie de NaOH, în soluţie în oricemoment al titrării vor fi prezenţi ionii oricemoment al titrării vor fi prezenţi ionii HH++, Cl, Cl, Na, Na++ şi OH şi OH, iar conductibilitatea , iar conductibilitatea electrică a soluţiei v-a depinde de electrică a soluţiei v-a depinde de concentraţiile acestor ioni. concentraţiile acestor ioni.

Pe figura 2 este reprezentată schema Pe figura 2 este reprezentată schema care reflectă modificările calitative ale care reflectă modificările calitative ale concentraţiilor ionilor în soluţie în procesul concentraţiilor ionilor în soluţie în procesul titrării.titrării.

Titrarea conductometricăTitrarea conductometrică

Figura 2. Titrarea conductometrică a unui acid tare (Figura 2. Titrarea conductometrică a unui acid tare (aa – modificarea – modificarea concentraţiei ionilor în procesul titrării; concentraţiei ionilor în procesul titrării; b b – modificarea conductibilităţii – modificarea conductibilităţii

specifice a soluţiei)specifice a soluţiei)

Reieşind din schema propusă rezultă, Reieşind din schema propusă rezultă, că concentraţia ionilor Clcă concentraţia ionilor Cl în procesul în procesul titrării practic nu se modifică, iar titrării practic nu se modifică, iar concentraţia ionilor Na+ v-a creşte concentraţia ionilor Na+ v-a creşte monoton. Concentraţia ionilor Hmonoton. Concentraţia ionilor H++ se v-a se v-a micşora practic până la zero (în punctul micşora practic până la zero (în punctul de echivalenţă), iar concentraţia ionilor de echivalenţă), iar concentraţia ionilor OHOH, care în punctul de echivalenţă , care în punctul de echivalenţă practic este egală cu zero, după practic este egală cu zero, după punctul de echivalenţă v-a creşte. punctul de echivalenţă v-a creşte.

Astfel, modificarea conductibilităţii electrice până la punctul Astfel, modificarea conductibilităţii electrice până la punctul de echivalenţă v-a fi determinată de acţiunea a doi factori: de echivalenţă v-a fi determinată de acţiunea a doi factori: micşorarea concentraţiei ionilor Hmicşorarea concentraţiei ionilor H++ şi creşterea şi creşterea concentraţiei ionilor Naconcentraţiei ionilor Na++. Dreapta care rezultă (. Dreapta care rezultă (ABAB) exprimă ) exprimă o micşorare rapidă a conductibilităţii electrice până la o micşorare rapidă a conductibilităţii electrice până la punctul de echivalenţă. punctul de echivalenţă.

Micşorarea conductibilităţii soluţiei este cauzată de Micşorarea conductibilităţii soluţiei este cauzată de micşorarea concentraţiei ionilor Hmicşorarea concentraţiei ionilor H++, conductibilitatea cărora , conductibilitatea cărora (la 25 (la 25 C C 350 Sm350 Smcmcm22/mol/molechiv) este cu multa mai mare echiv) este cu multa mai mare în comparaţie cu conductibilitatea ionilor Na+ (la 25 în comparaţie cu conductibilitatea ionilor Na+ (la 25 C C 50 Sm50 Smcmcm22/mol/molechiv).echiv).

După punctul de echivalenţă (După punctul de echivalenţă (BCBC) conductibilitatea soluţiei ) conductibilitatea soluţiei creşte brusc, deoarece în soluţie creşte concentraţia ionilor creşte brusc, deoarece în soluţie creşte concentraţia ionilor NaNa++ şi OH şi OH (la 25 (la 25 C C 199 Sm199 Smcmcm22/mol/molechiv). Însă echiv). Însă creşterea conductibilităţii nu v-a fi atât de bruscă în creşterea conductibilităţii nu v-a fi atât de bruscă în comparaţie cu scăderea conductibilităţii, deoarece comparaţie cu scăderea conductibilităţii, deoarece conductibilitatea ionilor OHconductibilitatea ionilor OH este aproape de 2 ori mai mică este aproape de 2 ori mai mică în comparaţie cu conductibilitatea ionilor Hîn comparaţie cu conductibilitatea ionilor H++..

În cazul titrării unui acid slab (HL) cu o bază tare În cazul titrării unui acid slab (HL) cu o bază tare (NaOH)(NaOH)

HL + NaOH HL + NaOH NaL + H NaL + H22OO

Pe figura 4 este prezentată schema Pe figura 4 este prezentată schema titrării unui amestec de acid tare şi titrării unui amestec de acid tare şi slab. Pe curba de titrare se observă slab. Pe curba de titrare se observă două puncte de echivalenţă: primul două puncte de echivalenţă: primul indică volumul bazei folosite pentru indică volumul bazei folosite pentru titrarea acidului tare, iar al doilea titrarea acidului tare, iar al doilea indică volumul bazei folosite pentru indică volumul bazei folosite pentru titrarea amestecului de acizi.titrarea amestecului de acizi.

Figura 4. Curba titrării conductometrice a unui Figura 4. Curba titrării conductometrice a unui amestec de acid tare şi acid slabamestec de acid tare şi acid slab

Metoda conductometrică de analiză Metoda conductometrică de analiză este aplicată în controlul calităţii este aplicată în controlul calităţii laptelui, băuturilor şi produselor laptelui, băuturilor şi produselor alimentare.alimentare.

conductometria

Documents