Проводимость ионов водорода в растворах

При титровании НС1 электропроводность раствора до точки эквивалентности линейно понижается, так как нейтрализуются высокоподвижные ионы водорода (рис. 16, кривая J). Нейтрализация борной кислоты сопровождается повышением проводимости раствора до точки эквивалентности (рис. 16, кривая 5), что объясняется образованием хорошо диссоциирующей соли. Вблизи точки эквивалентности кривая титрования борной кислоты в более разбавленных растворах имеет плавный изгиб вследствие гидролиза метабората натрня. Нейтрализация слабой полиметакриловой кислоты также сопровождается повышением электропроводности раствора, однако кондуктометрическая кривая до точки эквивалентности слегка изогнута, что связано с изменением степени диссоциации кислоты в процессе нейтрализации (рис. 16, кривая 4]. Избыток основания при титровании всех перечисленных [c.107]

Данные по измерению электрической проводимости растворов используют также для определения степени и константы гидролиза солей. Это основано на том, что при гидролизе электрическая проводимость изменяется, поскольку процесс идет с изменением концентрации ионов водорода, обладающих большой подвижностью. [c.84]

В водных растворах НС1 и КОН под действием небольшого количества неэлектролита повыщается энергия активации переноса электричества. На рис. 4.37 приведены некоторые результаты исследований Эрдеи-Груза и Куглера [12, 19, 20]. В воде и большинстве растворов, содержащих неэлектролиты, энергия активации переноса электричества растворенным КОН выше, чем H I, и это различие усиливается неэлектролитами. Неэлектролит, присутствующий в низкой концентрации, повышает энергию активации во всех исследованных растворах, но при высокой концентрации снижает ее, за исключением двух случаев. Снижение значительнее под действием диоксана, в то время как гликоль и глицерин снижают энергию активации переноса электричества соляной кислотой в растворах с весьма небольшим количеством воды в гораздо меньшей степени. Сравнивая эти данные с энергией активации переноса электричества в растворах KF и КС1, проводящих электричество только гидродинамической миграцией (рис. 4.38), можно обнаружить общий характер изменения энергии активации в зависимости от концентрации неэлектролита. Энергия активации переноса электричества НС1 и КОН Б общем несколько ниже энергии активации переноса электричества KF и КС1. Максимум энергии активации в растворах НС1 и КОН наблюдается при более низкой концентрации неэлектролита. Характерное различие сказывается в быстром снижении энергии активации проводимости ионов водорода в растворах с этанолом, гликолем и глицерином, содержащих небольшое количество воды. Снижение, очевидно, является следствием возрастания доли прототропной проводимости. Энергия активации переноса электричества КОН не снижается даже в самых концентрированных растворах гликоля и глицерина. Следовательно, механизм прототропной проводимости ионов гидроксила в гликоле и глицерине существенно отличается от механизма прототропной проводимости ионов водорода в этих средах. [c.456]

Различие в механизмах прототропной проводимости ионов водорода и гидроксила обнаруживается также в том, что проводимость и числа переноса кислот и оснований при добавлении неэлектролитов изменяются по-разному. Произведение Лг] для водных растворов КОН с увеличением содержания метанола, этанола и пропанола вначале возрастает, достигает максимума при концентрации спирта 6—8 мол. % и затем заметно снижается [12, 19, 20]. Для растворов с небольшим количеством воды или совершенно безводных значения Лт) почти не отличаются от значений, соответствующих растворам K I или KF (рис. 4.32 и 4.33). Влияние гликоля и глицерина заметно иное. Произведение Atj для растворов КОН плавно снижается до содержания гликоля 15 мол. %, затем в широком интервале концентрации неэлектролита сохраняется постоянным и, наконец, в растворах с низкой концентрацией воды вновь незначительно снижается. В присутствии глицерина минимум Aii соответствует его содержанию примерно 8 мол. %. При большем содержании глицерина Ат) ощутимо возрастает. Изменение структуры воды, обусловленное присутствующим в относительно низкой концентрации электролитом, оказывает на величину Ат] для содержащих гликоль и глицерин растворов КОН влияние, противоположное его влиянию на аналогичные растворы KF, КС1 и НС1. При добавлении небольшого количества гликоля или глицерина проводимость ионов гидроксила снижается в большей мере, чем вследствие повышения вязкости раствора. В отличие от других изученных ионов разупорядочивающее действие ионов гидроксила перекрывается другим эффектом. Возможно, он связан с высокой асимметрией (значительным дипольным моментом) иона 0Н . Заслуживает особого внимания быстрое возрастание значения Лт] при повышении концентрации глицерина. В этом случае Atj значительно выше, чем для любого из указанных растворов электролитов (за [c.453]

См- г/моль. Следовательно, обш,ая электрическая проводимость одной молярной массы эквивалента ионов водорода и одной молярной массы ионов гидроксила при бесконечном разбавлении равна 549,0 См/м. Отсюда следует, что концентрация ионов Н + и ОН в 1 мл раствора равна 0,0569-10 /549,0= 1,04-10 , а в 1 л— 1,04-10 моль/л. Поэтому /(да— [ОН ] = [c.154]

Концентрации анионов кислоты и катионов титранта до точки эквивалентности увеличиваются в равной степени фис. 64, а . После точки эквивалентности концентрация Ап остается постоянной, а концентрация продолжает увеличиваться. Характерная особенность нейтрализации слабых кислот заключается в том, что концентрация ионов водорода на протяжении всего процесса титрования настолько мала, что не оказывает заметного влияния на электрическую проводимость раствора. Концентрация гидроксильных ионов также невелика до точки эквивалентности, а после нее линейно повышается. Точка эквивалентности расположена на пересечении двух восходящих ветвей кондуктометрической кривой титрования. Такой характер имеют кривые титрования всех слабых кислот фКц с равно 5-9), при нейтрализации которых гидролиз получающихся солей не оказывает существенного влияния на процесс нейтрализации. При титровании очень слабых кислот фКц с > 9), соли которых в значительной степени гидролизуются в водных растворах, концентрация гидроксильных ионов вследствие гидролиза начинает увеличиваться раньше, чем будет достигнута точка эквивалентности. Так как подвижность ионов ОН высока, электрическая проводимость раствора вблизи точки эквивалентности увеличивается и кривая титрования закругляется. Отсутствие линейных участков на кривых титрования очень слабых кислот фКц с > 10) не дает возможности точно определи с [c.154]

Влияние других одноатомных спиртов на числа переноса и проводимость ионов водорода и гидроксила в водных растворах аналогично описанному для метанола, но влияние многоатомных спиртов обнаруживает другие определенные закономерности [43]. [c.337]

Как показано Эрдеи-Грузом и Наги-Зако [44а], диоксан в водных растворах также ограничивает прототропную проводимость. Число переноса ионов водорода при повышении концентрации диоксана резко снижается. В водных солянокислых растворах, содержащих 60 мол.% диоксана, проводимость ионов водорода ниже проводимости ионов хлора ( =0,42). Таким образом, диоксан разрушает структуру воды в большей степени, чем спирты, что не удивительно для веществ с такой молекулярной структурой. По-видимому, молекулы диоксана в прототропной проводимости не участвуют. [c.337]

Кондуктометрическое титрование может быть использовано и при анализе кислых солей сильных и слабых многоосновных кислот. Кислые соли сильных двухосновных кислот могут быть образованы катионами сильных и слабых оснований. Если основание, образующее соль, сильное, при титровании кислой соли щелочью происходит нейтрализация только ионов водорода, образующихся в растворе при диссоциации соли. При этом проводимость до точки эквивалентности линейно понижается аналогично тому, как это происходит при нейтрализации свободных сильных кислот. Когда сильная двухосновная кислота образует кислую соль со слабым основанием (рКь = 4 — 9), при ее титровании сильным основанием сначала нейтрализуются ионы водорода, затем взаимодействуют катионы слабого основания. Кондуктометрическая кривая имеет два излома (рис. 8,/с). [c.87]

НИЙ при этих условиях числа переноса ионов водорода. Изменение числа переноса ионов водорода при добавлении неэлектролита в водные растворы соляной кислоты показано на рис. 4.35 и 4.36 [23—26, 59а]. При низкой концентрации неэлектролита число переноса ионов водорода несколько увеличивается. Возможно, увеличение числа переноса в этих условиях связано с упрочнением структуры жидкости, обусловленным, очевидно, заполнением структурных полостей воды молекулами спирта. Согласно экспериментам, упорядочивающие эффекты затрудняют проводимость ионами водорода в меньшей мере, чем проводимость ионами, мигрирующими только гидродинамически. Это станет ясным, если учесть, что в процессе прототропной проводимости ионы Н3О+ с относительно большой массой не смещаются, а только про- [c.449]

Широко исследовалось влияние природы и концентрации неэлектролита, температуры раствора на механизм прототропной проводимости ионов водорода и гидроксила. Можно полагать, что ионы оксония (Н3О+) и гидроксила переносят электричество не только путем перехода протонов, но также обычйой гидродинамической миграцией. Для облегчения интерпретации экспериментальных данных по изучению проводимости растворов следует определить долю участия в переносе электричества каждого механизма переноса. Эти два типа проводимости нельзя измерить и изучить раздельно, однако их можно приближенно вычислить, полагая, что значения гидродинамической подвижности ионов Н3О+ и 0Н не отличаются заметно от значений подвижности ионов, равных им в данной среде по размеру и заряду и не переносящих электричество по протопропному механизму. В кристаллической решетке радиус иона оксония гнзО+ =1,38—1,40 А, иона гидроксила гон-= 1,32—1,40 А. Радиусы ионов К+ и F почти равны этим ионным размерам (гк+ = 1,33 А, гр-=1,33 A), поэтому в первом приближении можно полагать, что разница между проводимостью растворов НС1 и КС1 в одинаковых условиях соответствует проводимости иона водорода по прототропному механизму, тогда как разница между проводимостью растворов КОН и KF представляет прототропную проводимость ионов гидроксила. С другой стороны, сравнение значений проводимости растворов KF и КС1 дает информацию об изменении условий в растворе при переходе от величины ионного радиуса гр- = 1,ЗЗА до гс1-=1,81 А. [c.437]

Кислоты средней силы фКц с< 5) характеризуются неполной диссоциацией, поэтому равновесные концентрации ионов водорода и анионов кислоты до начала титрования меньше концентрации исходной кислоты. Нейтрализация таких кислот до точки эквивалентности сопровождается нелинейным понижением электрической проводимости раствора фис. 63). Это объясняется тем, что в начале титрования подвижные ионы водорода оказывают влияние на электрическую проводимость раствора, которая понижается по мере связывания протонов. В то же время в процессе титрования накапливаются анионы кислоты и катионы титранта, обуслов- [c.153]

Основания характеризую ся тем, что в их составе атомы металла связаны с ОН-группами. Эта структурная особенность проявляется в впде таких общих свойств, как электрическая проводимость в водных растворах, способность взаимодействовать с кислотами (реакции нейтрализации), изменять окраску индикаторов. Так как основания нейтрализуют кислоты (свойства кислот определяются ионом водорода), то очевидно, что в растворе должны быть такие ионы, которые способны связывать ионы водорода с образованием воды. Такими могут быть только ОН -ионы [c.123]

Однако механизмы прототропной проводимости ионов водорода и гидроксила значительно различаются. По теории Конуэя, Бокриса и Линтона [49] скорость переноса протона в водных растворах определяется вращением молекул воды как диполей во внутренней гидратной оболочке ионов, обеспечивающим возможность следующего переноса протона (собственно перенос протона вдоль водородной связи, соединяющей соседние молекулы воды, — процесс быстрый), так как немедленно вслед за переносом протона ориентация соседних молекул воды неблагоприятна для переноса. Молекулы воды достигают положения, при котором возможен перенос протона, только после вращения. Однако возникшие в результате вращения молекул растворителя взаимодействия вблизи ионов оксония и гидроксила различны. После переноса протона иона оксония вращение в конфигурации НгО— [c.452]

При 25° С и разведении 64 м кг-экв удельная электрическая проводимость масляной кислоты С3Н7СООН составляет 1,812-10-2 См/м. Вычислить степень электролитической диссоциации, концентрацию ионов водорода в растворе и константу электролитической диссоциации. Подвижность иона С3Н7СОО- равна [c.145]

Механизм прототропной проводимости ионов водорода и гидроксила (ср. разд. 4.2.2.2 недавно предложенный Фангом, Годзиком и Хофакером новый механизм подвижности протонов в воде [39в] включает стадию переноса протона, смещающего ион оксония на две водородные связи) определяется структурой воды. Связывание молекул воды водородными связями обусловливает эстафетный перенос протонов между молекулами воды и ионами оксония, так как обмен протонами, по-видимому, осуществляется вдоль водородных связей. Все эффекты, изменяющие созданную водородными связями жидкую структуру, возможно, изменяют также долю участия и природу прототропного механизма в проводимости растворов кислот и оснований. Большинство хорошо растворимых в воде неэлектролитов содержит в молекулах гидроксильные группы. В чистом виде это жидкости с развитой структурой, способные переносить электричество по прототропному механизму, хотя и не в такой мере, как вода. [c.436]

Кондуктометрическое титрование катионов металлов, которые количественно не взаимодействуют с комплексоном III в описанных выше условиях, проводят в буферных растворах. Для этих целей используют ацетатный или борно-щелочной буферные растворы. При этом в ацетатный буферный раствор лучше вводить ацетат лития, а не ацетат натрия, так как подвижность Li+ ниже подвижности Na+. При титровании в буферных растворах изменение проводимости связано с переходом катионов в комплексные ионы, заряды которых зависят от зарядности титруемых катионов. Отличаются также подвижности катионов и образующихся комплексных ионов. Выделяющиеся в процессе реакции ионы водорода в буферном растворе связываются, при этом изменяется концентрация ионов, образуемых буферным раствором. Общее влияние этих факторов приводит к тому, что электропроводность раствора до точки эквивалентности немного повышается. При избытке титранта электропроводность раствора увеличивается более сильно. [c.96]

Растворы являются проводниками электрического тока тогда, когда они содержат ионы. Чем больше растворенных частиц распадается на ионы, тем лучше они проводят электрический ток, т.е. тем лучше их электрическая проводимость. По мере распада электролитов на ионы растет общее число частиц, находящихся в растворе, так как при этом из одной частицы получается две и более. Следовательно, законы Рауля и Вант-Гоффа верны и для растворов электролитов, если учитывать как недиссоциированные частицы, так и образующиеся при их распаде ионы. Ионы, заряженные положительно, получили название катионов, а отрицательно заряженные — анионов. Катионами являются положительные ионы металлов, ион водорода, а анионами — водные и кислотные остатки. Значение заряда иона совпадает с валентностью атома или кислотного остатка, а число положительных зарядов равно числу отрицательных зарядов. Поэтому в целом раствор электронейтрален. [c.211]

В том случае, когда раствор содержит какой-либо окислитель и восстановитель, добавляется ток реакции окисления и восстановления, поэтому эффективность использования тока становится не более 100 % (при добавлении тока реакции восстановления). Возможны случаи, когда эта величина превышает 100 % (при добавлении тока реакции окисления). Следовательно, необходимо, насколько это возможно, удалять из раствора Окислители и восстановители. Растворенный кислород выступает в роли окислителя. Если пленка обладает неэлектронной проводимостью (алюминий, тантал и другие металлы), реакция окисления и восстановления не развивается, поэтому проблемы не возникает. Следует обратить внимание на то обстоятельство, что ионы водорода выступают в качестве окислителя по отношению к неблагородным металлам (железо, хром, титан, цирконий и др.), причем при потенциале, более благородном, чем потенциалы водородного электрода, такая проблема отсутствует. [c.194]

Я" + Ап +Kt +ОН = Ап +Kt + H,0 В результате концентрация ионов водорода линейно понижается до точки эквивалентности (ТЭ) и, поскольку протон замещается катионом металла с малой (по сравнению с Н ) подвижностью, электрическая проводимость раствора также убывает (рис. 62). Концентрация гидроксильных ионов остается незначительной до точки эквивалентности, после достижения которой концентрация щелочи Kt + ОН увеличивается, обусловливая рост электрической проводимости на этом участке кривой титрования. [c.152]

Эквивалентную проводимость, т. е. гидродинамическую подвижность, ионов Н3О+ и ОН в чистых водных растворах электролита непосредственно измерить невозможно, но при исключении проводимости по прототропному механизму добавлением в раствор веществ, не проводящих электричества и значительно снижающих возможность переноса протонов, эквивалентную проводимость этих ионов приближенно измерить можно. Эксперимеятальные исследования чисел переноса электролитов, растворенных в водно-метанольных смесях, показали [42], что в 0,02 моль-л растворе соляной кислоты, содержащем 90 мол.% метанола, числа переноса иона водорода при 25 и 5°С равны =0,560 и =0,538, тогда как числа переноса в чистом водном растворе НС1 равны =0,827 и =0,840. Таким образом, в растворах с метанолом эквивалентная проводимость иона водорода не слишком превышает проводимость иона С1 , т. е. в основном обусловлена гидродинамической миграцией. Очевидно, метанол разрушает решетчатую структуру и образованные водородными связями полимеры воды, исключая или значительно снижая тем самым возможность netpeno a протона от одной молекулы воды к другой. При повышении концентрации метанола в растворах соляной кислоты число переноса ионов водорода вновь возрастает, так как начинается перенос протонов между молекулами метанола [c.336]

Из свойств водных растворов в технологии наиболее часто оперируют такими, как концентрация, растворимость газов и твердых веществ, их пересыщение, давление пара летучих компонентов раствора, плотность, вязкость, электрическая проводимость, энтальпия, а из ионно-молекулярных структурных характеристик — активность ионов водорода. Другие характеристики — активность всех компонентов, фактический ионно-молекулярный состав, изменение энтропии, а также температурноконцентрационные коэффициенты свойств в интегральной и дифференциальной формах —применяют при теоретической оценке вклада реальных химических взаимодействий в изменение свойств раствора. [c.74]

До достижения точки эквивалентности электрическая проводимость возрастает вследствие накопления ионов водорода, обладающих высокой подвижностью. При появлении в растворе избытка титранта величина электрической проводимости или остается практически постоянной, или понижается вследствие связывания накопивщихся ионов избытком этилендиаминтетраацетата [c.232]

Влияние неэлектролитов на проводимость ионов водорода. Как следует из рис. 4.28 и 4.29, энвивалентная проводимость разбавленных растворов H I, содержащих метанол, этанол, н-пропанол, этиленгликоль и глицерин, изменяется в зависимости от концентрации неэлектролита [12, 19, 20]. С возрастанием концентрации неэлектролита эквивалентная проводимость резко снижается, а в спиртовых растворах после прохождения минимума при небольшом содержании воды повышается. Минимум проводимости соответствует содержанию спирта 90 мол. %, он отчетливей в растворах с метанолом, а в растворах с н-пропанолом и глицерином минимум сокращается. Эквивалентная проводимость растворов КОН также быстро падает при добавлении неэлектролитов (рис. 4.30 и 4.31), но минимум проводимости обнаруживается лишь в растворах с метанолом. Плавный минимум проводимости КОН соответствует содержанию метанола около 75 мол. %. [c.438]

Водные растворы электролитов. Вследствие электролитической диссоциации электролитов (солей, кислот и оснований) водные растворы электролитов имеют ионную проводимость. Аномальной высокой подвижностью в водных растворах обладают ионы водорода и гидроксида, поэтому наиболее высокую электрическую проводимость имеют растворы сильных Кислот (H2SO4, НС1, HBF4, H IO4 и др.) и щелочей, благодаря че- [c.47]

М814012 ЫА18104 и др.). Это бинарные и многокомпонентные исталлы, стекла и полимеры, стехиометрические, нестехиомет-ческие соединения и твердые растворы. Известны фазы с ион- бй проводимостью, обусловленной подвижностью ионов водорода, лития, натрия, калия, рубидия, цезия, меди, серебра, магния, кальция, стронция, бария, свинца, кислорода, фтора, хлора, бро- [c.61]

Сильное взаимодействие между спиртами и водой четко отражается на кондуктометрических измерениях растворов электролитов, например хлористоводородной кислоты в водно-метанольных смесях. Эрдей-Груз и Майтеньи [16, 17] показали, что в этой смеси растворителей ( 90 мол.% метанола) эквивалентная проводимость Н-иона удивительно низка и едва превышает проводимость С1-иона. Это свидетельствует о том, что проводимость иона водорода в данной смеси растворителей обусловлена гидродинамической миграцией этого иона возможно, метанол обрывает водородные связи, удерживающие вместе водные ассоциаты, сильно понижая тем самым возможность переноса протона от одной молекулы воды к другой, т. е. прототропную проводимость. С дальнейшим увеличением концентрации метанола (вьппе 90 мол.%) увеличивается число переносимых водородных ионов это указывает на то, что в метаноле с низким содержанием воды перенос протона протекает при посредстве молекул метанола. В то же время в воде с низкой концентрацией метанола число переносимых ионов водорода также возрастает в присутствии спирта, что объясняется заполнением структурных полостей воды спиртовыми молекулами, приводящим к упрочнению структуры жидкости [20, 21, 24, 101]. Приведенные положения подтверждаются исследованиями самодиффу-зии метанолсодержащих смесей растворителей [25]. [c.212]

Удельная электрпческая проводимость раствора H2SO4 концентрации 5% (масс, доли, %) при 18°С равна 20,85 См м, плотность раствора 1,033 г/см . Вычислить кажущуюся концентрацию ионов водорода в растворе. [c.144]

Титрование смеси сильной и слабой кислот сильным и слабым основанием. При титровании смеси (например, H I —СНзСООН) сильным основанием NaOH на кривой титрования (рис. 10.13) имеют место две к. т. т. В исходном растворе кислоты электрическая проводимость определяется ионами Н+ и 1 , образующимися при диссоциации НС1. Диссоциация СНзСООН в присутствии НС1 полностью подавлена. При титровании до первой к. т. т. х уменьшается за счет изменения состава ионов (ионы водорода заменяются ионами натрия). После полной нейтрализации НС1 диссоциирует СНзСООН, поэтому в первой к. т. т. [c.158]

Прялгое осцилло-метрическое титрование. Хара и Вест [964] применили метод высокочастотного титрования для прямого определения тория трилоном Б. Метод основан на изменении проводимости раствора за счет выделяющихся ионов водорода при реакции комплексообразования. [c.72]

КаблуковЕще в лаборатории В. Оствальда он выполнил исследование Об электропроводности хлористого водорода в различных растворителях и установил, что в органических растворителях кривые молекулярной электрической проводимости с разведением имеют аномальный характер. В своей докторской диссертации Современные теории раствора в связи с учением о химическом равновесии (1891) он высказал идею о гидратации ионов в растворах, которую поддерживал и В. А. Кистяковский. [c.169]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология