Sprawozdanie z Laboratorium
Chemia Fizyczna
„Wyznaczanie Współczynnika Podziału Nernsta”
Mateusz Pisarek
Nr 125421
Cel ćwiczenia:
Realizowanym zadaniem jest wyznaczenie współczynnika podziału kwasu organicznego między fazę organiczną i wodę oraz oszacowanie stałej asocjacji kwasu organicznego w fazie organicznej.
Wprowadzenie:
Współczynnik podziału Nernsta obliczmy za pomocą równania wyrażającego równowagę podziału substancji rozpuszczonej między dwie stykające się ze sobą fazy ciekłe.
Prawo podziału Nernsta przyjmuje postać bardziej złożoną, gdy substancja rozpuszczona w cieczach 1 i 2 tworzy z nimi roztwory rzeczywiste. Doświadczalne wyznaczenie wartości współczynników aktywności 
,czy nawet ich ilorazu, jest kłopotliwe. Można natomiast wyznaczy własność wynikającą z definicji, iż graniczna wartość współczynników aktywności substancji rozpuszczonej wynosi 1, gdy stężenie roztworu maleje do zera. Następnie ekstrapolując wartość współczynnika podziału Nernsta, obliczonego na podstawie zmierzonych wartości, gdy stężenie maleje do zera, otrzymuje się poprawny wynik K(I).
Gdzie:
C''- stężenie kwasu w substancji organicznej
C'- stężenie kwasu po wytrząsaniu z substancją organiczną
KT- Wsp. Nernsta
Kas- stała asocjacji
- stopień dysocjacji
Przebieg doświadczenia:
Z otrzymanego Kwasu organicznego sporządziłem pięć roztworów V=25 ml, o następujący stężeniach: C1=0,1 mol/dm3; C2=0,25 mol/dm3; C3=0,50 mol/dm3; C4=0,75mol/dm3 oraz C5=1,0 mol/dm3. Następnie pobrałem po 5 ml każdego roztworu i miareczkowałem go mianowanym roztworem NaOH według fenoloftaleiny.
Z pozostałych roztworów pobrałem po 10 ml kwasu i do każdej próbki dolałem 10 ml otrzymanej cieczy organicznej. Wszystkie w ten sposób wykonane roztwory wytrząsałem przez ok. 3 min. Następnie poczekałem aż roztwory rozwarstwią się. Do miareczkowania pobrałem fazę wodną roztworu i miareczkowałem ją tym samym mianowanym roztworem NaOH według fenoloftaleiny.
Stężenie kwasu w fazie organicznej obliczyłem z różnicy objętości NaOH zużytego na odmiareczkowanie poszczególnych próbek.
Wynik pomiarów i obliczeń:
Tabela 1.
Nr |
Vo [ml] |
Co[mol/dm^3] |
V'[ml]] |
V''[ml] |
C'[mol/dm^3] |
C''[mol/dm^3] |
C''/C' |
|
I |
2,65 |
0,058724 |
1,00 |
1,65 |
0,02216 |
0,03656 |
1,65000 |
0,07776 |
II |
6,70 |
0,148472 |
2,45 |
4,25 |
0,05429 |
0,09418 |
1,73469 |
0,04968 |
III |
13,30 |
0,294728 |
4,70 |
8,60 |
0,10415 |
0,19058 |
1,82979 |
0,03587 |
IV |
19,45 |
0,431012 |
6,70 |
12,75 |
0,14847 |
0,28254 |
1,90299 |
0,03004 |
V |
25,65 |
0,568404 |
8,60 |
17,05 |
0,19058 |
0,37783 |
1,98256 |
0,02652 |
Kdys: |
1,34E-04 |
|
CNaOH |
0,1108 |
|
Vpróbek (cm^3) |
5 |
|
C"/(C'*(1-α)) |
C'(1-α) |
|
1,78913 |
0,02044 |
|
1,82538 |
0,05159 |
|
1,89786 |
0,10042 |
|
1,96193 |
0,14401 |
|
2,03656 |
0,18552 |
|
Wykres 1.
Kas |
6,04477 |
K |
0,149 |
Wnioski :
Stężenie zaabsorbowanego kwasu w substancji organicznej rośnie wraz ze wzrostem stężenia kwasu w roztworze wytrząsanym z tą substancją.
Błędy pomiarów:
Na błędy pomiarów mogły wpłynąć:
- błędny odczyt objętości
- niedokładne wytrząsanie kwasu z substancją organiczną
Wyszukiwarka