Numer ćwiczenia: 20	Temat ćwiczenia: Wyznaczanie współczynników aktywności z pomiarów SEM	Data wykonania ćwiczenia: 14.04.2014 r.
				Data oddania sprawozdania: 15.04.2014 r.
Grupa: A2	Góralik Monika	Nazwisko sprawdzającego: mgr Elżbieta Kurowska
Uwagi:		Ocena:

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było wyznaczenie współczynników aktywności kwasu solnego w roztworach
o różnym stężeniu z pomiarów siły elektromotorycznej ogniwa złożonego z elektrody chinhydronowej i chlorkowej elektrody jonoselektywnej.

2. Wykonanie.

• Z wyjściowego, 0,1 M roztworu HCl sporządzono roztwory o stężeniach od 0,0005 M do
  0,05 M w kolbach miarowych na 100 cm³

• Przed każdym pomiarem sporządzano ogniwo z dwóch zlewek zawierających roztwór
  o danym stężeniu, klucza elektrolitycznego wypełnionego danym roztworem, elektrod: platynowej oraz chlorkowej jonoselektywnej podłączonych do miernika potencjału i małej porcji chinhydronu dodanej do zlewki, w której znajdowała się elektroda platynowa

• Dokonano pomiaru SEM ogniw w każdym ze sporządzonych roztworów oraz roztworze wyjściowym

3. Wyniki.

Tabela1.: wartości SEM ogniwa w roztworach HCl

CHCl [mol/dm^3]	SEM [V]
0,0005	0,081
0,001	0,105
0,0025	0,141
0,005	0,177
0,0075	0,201
0,01	0,217
0,05	0,290
0,1	0,337

4. Opracowanie wyników.

Teoretyczne wartości współczynników aktywności obliczono z granicznego prawa Debye'a-Hückela:

log(f_±)=-A|z₊z_-|

gdzie:

A - stała zawierająca stałe uniwersalne, temperaturę i przenikalność diaelektryczną rozpuszczalnika (przyjęto wartość 0,509 mol^-1/2*dm^3/2 odpowiadającą roztworowi wodnemu w temperaturze 298 K)

z₊, z_- - wartościowości jonów

I - siła jonowa roztworu dana wzorem:

Doświadczalną wartość aktywności HCl w roztworach obliczono, przekształcając równanie:

do postaci

gdzie F - stała Faradaya (96485 C/mol), T - temperatura pomiaru (przyjęto temperaturę 298 K). SEM⁰ obliczono poprzez wykreślenie lewej strony równania

(*)

Tabela2.: wartości lewej strony (L) równania oznaczonego gwiazdką (*)

CHCl [mol/dm^3]	SEM [V]	L
0,0005	0,081	0,47275
0,001	0,105	0,46169
0,0025	0,141	0,45171
0,005	0,177	0,45333
0,0075	0,201	0,45745
0,01	0,217	0,45946
0,05	0,290	0,45710
0,1	0,337	0,47398

Dla niższych stężeń (c≤0,0025 M) lewa strona równania oznaczonego gwiazdką (*) jest funkcją liniową. Poniższy wykres pokazuje jej przebieg.

Wykres1.: zależność
jako f(c) (najniższe stężenia)

Miejsce przecięcia prostej (czyli współczynnik b funkcji f(x)=ax+b) odpowiada SEM⁰.

SEM⁰=0,474 V

Tabela3.: współczynniki aktywności roztworów HCl

CHCl [mol/dm^3]	I	log(fHCl)teoretyczna	(fHCl)teoretyczna	(fHCl)doświadczalna
0,0005	0,0005	-0,01138	0,97413	0,94983
0,001	0,001	-0,01610	0,96362	0,75783
0,0025	0,0025	-0,02545	0,94308	0,61103
0,005	0,005	-0,03599	0,92047	0,61584
0,0075	0,0075	-0,04408	0,90348	0,65513
0,01	0,01	-0,05090	0,88941	0,67096
0,05	0,05	-0,11382	0,76946	0,55596
0,1	0,1	-0,16096	0,69030	0,69417

5. Wnioski.

Wyznaczone doświadczalne wartości współczynników aktywności kwasu solnego różnią się od współczynników teoretycznych. Wynika to z faktu obliczania wartości z innych równań: współczynniki teoretyczne obliczono z równania granicznego Debye'a-Hückela, a kolei wartości doświadczalne wyznaczono z równania Debye'a-Hückela-Brönsteda, które stanowi wersję tego pierwszego, poszerzoną o zależną od siły jonowej poprawkę wprowadzającą zależność współczynnika nie tylko od wartościowości czy stężenia jonów, ale także ich efektywnej średnicy czy rozmaitych oddziaływań między nimi.

---