Определение солёности воды кондуктометрическим методом

  Лабораторная работа № 24

Цель: определить общее солесодержание в водопроводной и природной воде методом кондуктометрии

Оборудование и реактивы: кондуктометр, вода, хлорид калия

Задание: выполните измерения, оформите отчёт.

Правила техники безопасности:

1. Правила работы с реактивами.

2. Правила работы с химической посудой.

3. Правила работы с измерительными приборами.

Методические указания к выполнению лабораторной работы:

Обычно соленость воды выражают в промилле (‰). 1‰= 0,1 %. Соленость воды некоторых морей (в промилле) приведена в таблице 1. Соленость океанов приблизительно одинакова и составляет ~35‰. Соленость воды выражается в г/кг, т. е. в тысячных долях — промилле и, как было сказано, обозначается S ‰.

Таблица 1. Соленость некоторых морей в промилле

Море

Черное

Азовское

Соленость

Соленость воды может быть определена по величине ее удельной электропроводности (ЭП), по графику. Величина удельной ЭП раствора (κ) рассчитывается на основе экспериментально измеренного его сопротивления R:                                     κ = К/R,                                                     (1)

где К – геометрическая константа кондуктометрической ячейки, равная отношению расстояния между электродами l к их площади S. Константа ячейки К определяется путем измерения сопротивления растворов KCl (RКСl), величина ЭП которых (κКСl) измерена с высокой точностью. Из выражения (1) получаем для константы ячейки: К = κ_КСlR_КСl .               (2)    

Удельная ЭП растворов измеряется в См/м или в См/см (один сименс равен 1/Ом). Удельная проводимость водных растворов KСl приведена в таблице 2

0 °C

18°C

20 °C

25°C

0,010

0,00077512

0,010

0,00077512

0,010

0,100

0,00715430

0,100

0,00715430

0,100

1,000

0,065430

1,000

0,065430

1,000

Молярность KCl

Удельная электропроводность κКСl, См/см

Ход работы:

Для расчета удельной ЭП κ по измеренным значениям сопротивления R раствора необходимо сначала определить константу ячейки К. Для этого в промытую дистиллированной водой ячейку заливается 0,01 М раствор KCl и измеряется его сопротивление RКСl. Раствор в ячейке должен термостатироваться в течение 5 – 7 минут (до установления постоянного значения R). По уравнению (2) рассчитывается константа ячейки К (в см–1). Все измеренные и расчетные данные записываются с точностью до четырех значащих цифр (например, 2,306·10^–3).

Для получения калибровочной кривой в промытую дистиллированной водой ячейку последовательно заливаются калибровочные растворы морской соли, измеряется их сопротивление и по уравнению (1) рассчитывается удельная ЭП. Измеряется также сопротивление дистиллированной и водопроводной воды. Результаты заносятся в таблицу 3. На бумаге строят график зависимости удельной ЭП от солености.

Запишите результаты.

Название раствора

k - Удельная Э.П., СМ/см

R - Удельное сопротивление, Ом

K - Константа ячейки, 1\СМ

Соленость ,‰

KCl

0,0128862

63,609

0,819678296

Водопровод вода

0,00048013

1707,2

Дистилиров вода

6,3674206

0.1‰

0,000241202

3398,3

0,1

0.5‰

0,001007174

813,84

0,5

1‰

0,002035709

402,65

2.5‰

0,004722465

173,57

2,5

5‰

0,009114119

89,935

7.5‰

0,013418212

61,087

7,5

10‰

0,017998294

45,542

15‰

0,024861337

32,97

20‰

0,032358703

25,331

25‰

0,039401927

20,803

30‰

0,046459122

17,643

50‰

0,071301174

11,496

Лист

изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

В таблице видно, что с уменьшением удельного сопротивления, повышается удельная ЭП раствора и его соленость.

В промытую кондуктометрическую ячейку заливается вода с неизвестной соленостью, измеряется ее сопротивление, рассчитывается удельная ЭП и с использованием калибровочной кривой, определяется ее соленость.

5. Сделайте вывод.

Вывод:

                                                    Контрольное задание:

1. Сущность кондуктометрического метода анализа.

2. Что такое удельное сопротивление?

3. Какая зависимость существует между электропроводностью и сопротивлением среды?

4. Какая зависимость существует между удельным сопротивлением и удельной электропроводностью раствора?

Лист

изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

Ход работы:

Для расчета удельной ЭП κ по измеренным значениям сопротивления R раствора необходимо сначала определить константу ячейки К. Для этого в промытую дистиллированной водой ячейку заливается 0,01 М раствор KCl и измеряется его сопротивление RКСl. Раствор в ячейке должен термостатироваться в течение 5 – 7 минут (до установления постоянного значения R). По уравнению (2) рассчитывается константа ячейки К (в см–1). Все измеренные и расчетные данные записываются с точностью до четырех значащих цифр (например, 2,306·10^–3).

Для получения калибровочной кривой в промытую дистиллированной водой ячейку последовательно заливаются калибровочные растворы морской соли, измеряется их сопротивление и по уравнению (1) рассчитывается удельная ЭП. Измеряется также сопротивление дистиллированной и водопроводной воды. Результаты заносятся в таблицу 3. На бумаге строят график зависимости удельной ЭП от солености.

Запишите результаты.

Название раствора

k - Удельная Э.П., СМ/см

R - Удельное сопротивление, Ом

K - Константа ячейки, 1\СМ

Соленость ,‰

KCl

Водопровод вода

Дистилиров вода

0.1‰

0.5‰

1‰

2.5‰

5‰

7.5‰

10‰

15‰

20‰

25‰

30‰

50‰

Лист

изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

5. Сделайте вывод.

Вывод:

                                                    Контрольное задание:

1. Сущность кондуктометрического метода анализа.

2. Что такое удельное сопротивление?

3. Какая зависимость существует между электропроводностью и сопротивлением среды?

4. Какая зависимость существует между удельным сопротивлением и удельной электропроводностью раствора?

Лист

изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману