Nr grupy	Imię i nazwisko	Data wykonania ćwiczenia	Nr ćwiczenia	Tytuł ćwiczenia
11		15.04.2015r.	16	Efekt nasycenia
				Imię i nazwisko prowadzącego

Cel ćwiczenia

Zbadanie zjawiska efektu nasycenia poprzez obliczenie stopnia dysocjacji kwasów: octowego, chlorooctowego i dichlorooctowego o stężeniach 0,04 M na podstawie pomiarów pH metodą miareczkowania potencjometrycznego.

Wykonanie ćwiczenia

1. Odmierzono po 50cm³ każdego z roztworów kwasów.

2. Skalibrowano pH-metr za pomocą dwóch roztworów buforowych o pH 7 i 4.

3. Szklane zlewki z miareczkowanych roztworem umieszczono na mieszadle magnetycznym i zanurzono w nim podłączona do pH-metru elektrodę szklaną kombinowaną.

4. Zmiareczkowano próbki kwasów 0,1 M roztworem NaOH za pomocą automatycznego dozownika., który odmierzał porcję o objętości 0,2 ml roztworu zasady.

5. Miareczkowanie zakończono po dodaniu 23 ml titranta.

6. Otrzymane wyniki pH w każdym punkcie miareczkowania uzyskano na wydruku.

Opracowanie wyników

Wykreślono krzywe pH=f(V) oraz ΔpH/ΔV=f(V) dla każdego z kwasów.

Kwas octowy

Kwas chlorooctowy

Kwas dichlorooctowy

Z wykresów odczytano punkty końcowe miareczkowań, wartości pH przy połowicznym zobojętnieniu kwasów i obliczono przybliżone stałe dysocjacji kwasów z zależności: pK = pH, czyli: K = 10^−pH. Do wzoru wstawiamy wartość pH przy połowicznym zobojętnieniu kwasu.

Kwas	Punkt końcowy miareczkowania	Połowiczne zobojętnienie kwasu	Stała dysocjacji
	VNaOH	pH	VNaOH
CH3COOH	19,400	7,336	9,700
CH2ClCOOH	20,200	6,974	10,100
CHCl2COOH	20,000	11,725	10,000

Obliczono dokładne stężenia wyjściowe kwasów ze wzoru:

$C_{\text{HA}}^{0} = \frac{C_{\text{NaOH}} \bullet V_{\text{NaOH}}}{V_{\text{HA}}}$

gdzie:

C_NaOH – stężenie titranta

V_NaOH – objętość titranta w punkcie końcowym miareczkowania

V_HA – objętość początkowa kwasu

Kwas	CH3COOH	CH2ClCOOH	CHCl2COOH
Stężenie	0,0388 M	0,0404 M	0,0400 M

Znaleziono wartości pH dla odpowiednich ułamków zmiareczkowania a i obliczono odpowiadające im stężenia jonów wodorowych.

$$a = \frac{V_{\text{NaOH}}}{V_{k}}$$

V_NaOH = a • V_k

V_NaOH – objętość NaOH dla danego ułamka zmiareczkowania

V_k - objętość NaOH w punkcie końcowym miareczkowania

Dla każdego ułamka zmiareczkowania obliczono wartość wyrażenia:

$$\log\frac{aC_{\text{HA}}^{0} + c_{H_{3}O^{+}}}{\left( 1 - a \right)C_{\text{HA}}^{0} - c_{H_{3}O^{+}}}$$

Oraz wartość logK:

$$logK = log\frac{aC_{\text{HA}}^{0} + c_{H_{3}O^{+}}}{\left( 1 - a \right)C_{\text{HA}}^{0} - c_{H_{3}O^{+}}} - pH$$

Kwas	CHA^0	a	VNaOH	pH	cH3O^+	$$\mathbf{\log}\frac{\mathbf{a}\mathbf{C}_{\mathbf{\text{HA}}}^{\mathbf{0}}\mathbf{+}\mathbf{c}_{\mathbf{H}_{\mathbf{3}}\mathbf{O}^{\mathbf{+}}}}{\left( \mathbf{1 - a} \right)\mathbf{C}_{\mathbf{\text{HA}}}^{\mathbf{0}}\mathbf{-}\mathbf{c}_{\mathbf{H}_{\mathbf{3}}\mathbf{O}^{\mathbf{+}}}}$$	logK	logKśr
CH3COOH	0,0388	0,3	5,82	4,198	6,3380*10^-5	-0,3646	-4,5626	-4,575
		0,5	9,70	4,572	2,6790*10^-5	0,0012	-4,5708
		0,7	13,58	4,960	1,0966*10^-5	0,368561	-4,59144
CH2ClCOOH	0,0404	0,3	6,06	2,562	2,7416*10^-3	-0,22991	-2,79191	-2,758
		0,5	10,10	2,822	1,5066*10^-3	0,067591	-2,75441
		0,7	14,14	3,135	7,3282*10^-4	0,40778	-2,72722
CHCl2COOH	0,400	0,5	10,05	1,953	1,1143*10^-3	0,568086	-1,38491	-1,338
		0,6	12,06	2,031	9,3111*10^-3	0,720083	-1,31092
		0,7	14,07	2,169	6,7764*10^-3	0,843709	-1,32529
		0,8	16,08	2,355	4,4157*10^-3	1,025381	-1,32962

Porównano otrzymane wyniki z wartościami tablicowymi.

	Wartości tablicowe	Wartości otrzymane
Kwas	K.	logK
CH3COOH	1,754*10^-5	-4,756
CH2ClCOOH	1,36*10^-3	-2,866
CHCl2COOH	3,32*10^-2	-1,479

Obliczono współczynniki wyrażające wzrost kwasowości badanych kwasów:

$$\frac{K_{CH_{2}\text{ClCOOH}}}{K_{CH_{3}\text{COOH}}} = \frac{1,7458 \bullet 10^{- 3}}{2,6607 \bullet 10^{- 5}} = 65,62$$

$$\frac{K_{C\text{HCl}_{2}\text{COOH}}}{K_{CH_{2}\text{ClCOOH}}} = \frac{4,5920 \bullet 10^{- 2}}{1,7458 \bullet 10^{- 3}} = 26,30$$

Wnioski