GRUPA NR: 22 ZESPÓŁ: 3	ĆWICZENIE NR: 8 Równowaga I2+KI=KI3	DATA WYKONANIA ĆWICZENIA: 28.04.2008 r.
ZESPÓŁ: 1. Katarzyna Góral 2. Joanna Grzywacz 3. Karolina Paśko 4. Kinga Poźniak			OCENA

1. Wstęp teoretyczny

W układzie składającym się z dwóch niemieszających się cieczy A i B oraz z trzeciej substancji C rozpuszczalnej zarówno w jednej jak i w drugiej cieczy zachodzi ustalenie stanu równowagi ilościowo opisanego równaniem Nernsta:

gdzie:

,
- aktywność składnika C w fazie A i B.

W stałej temperaturze lewa strona wyrażenia jest wielkością stałą. Wielkość ta oznacza zazwyczaj K_N, nazywana jest współczynnikiem podziału.

Równanie może być stosowane jako przybliżone jedynie w przypadku roztworów bardzo rozcieńczonych, szczególnie ostrożnie w odniesieniu do roztworów elektrolitów, których współczynniki aktywności różnią się wyraźnie od jedności już dla stężeń rzędu 10^-2. Poważne odchylenia od prawa podziału wystąpią także w przypadku substancji asocjujących. Dodanie trzeciej substancji B do dwóch praktycznie nie mieszających się rozpuszczalników spowoduje wzrost ich wzajemnej rozpuszczalności, a więc współistniejące fazy są roztworami trójskładnikowymi o zmieniających się zawartościach A i C .

Prawo podziału nie będzie również zachowane, gdy w jednej z faz stężenie substancji rozpuszczonej określane jest dodatkowo reakcjami równowagowymi przebiegającymi w tej fazie. Odchylenia te mogą być podstawą do wyznaczenia stałej równowagi takiej reakcji. Reakcja:

przebiega jedynie w roztworze wodnym, nie zachodzi natomiast w fazie organicznej. Stałe równowagi powyższej reakcji wyraża się wzorem:

W przypadku gdy roztwór jest rozcieńczony, można przyjąć że współczynnik aktywności f_i≅1

, zatem K_a≅K_c.

Jeżeli faza wodna, w której ustala się powyższa równowaga znajduje się w kontakcie z fazą organiczną np. CCl₄, wówczas stężenie równowagowe I₂ określone jest również współczynnikiem podziału:

Jeżeli znana jest wartość współczynnika podziału K_N wówczas stężenie równowagowe jodu w roztworze wodnym możemy obliczyć na podstawie wartości stężenia jodu w fazie organicznej, wyznaczonej przez miareczkowanie fazy organicznej roztworem Na₂S₂O₃. Jednocześnie całkowite stężenie jodu w fazie wodnej (w postaci I₂ oraz I^-) może być wyznaczone analogicznie poprzez miareczkowanie warstwy wodnej. Wówczas:

2. Cel ćwiczenia

Ćwiczenie ma na celu umożliwić nam wyznaczenie stałej K_C dla dwóch różnych temperatur dla reakcji:
.

3. Zadane parametry i sposób wykonania ćwiczenia.

Roztwór pierwszy: Do kolby stożkowej o poj. 250 cm³ wprowadza się 80 cm³ 0.01 molowego roztworu KI oraz 20 cm³ roztworu I₂ w CCl₄. Zawartość wytrząsa się w temperaturze otoczenia przez ok. 15 min. Następnie pobiera się po dwie próbki z każdej fazy i oznacza się miareczkowo 0.01 molowym roztworem Na₂S₂O₃ stężenie I₂.

Roztwór drugi: Do kolby stożkowej o poj. 250 cm³ wprowadza się 80 cm³ 0.01 molowego roztworu KI, 5 cm³ roztworu I₂ w CCl₄ oraz 15 cm³ czystego CCl₄. Zawartość wstrząsa się przez 10 min. Następnie umieszcza Kolbe w termostacie i ogrzewa zawartość do temp. 40^°C i wstrząsa przez ok. 10 min. Następnie pobiera się po dwie próbki z każdej fazy i oznacza się miareczkowo 0.01 molowym roztworem Na₂S₂O₃ stężenie I₂.

4. Wyniki pomiarów

Warunki pomiaru:

T₁ = 22.0 ^oC

T₂ =40.0 ^oC

		H2O	H2O	CCl4
	Vfazy [cm^3]	10	10	2
22^oC	VNa2S2O3 [cm^3]	25,2	34	32
	CI2 w fazie	0,0378	0,051	0,08
	Vfazy [cm^3]	10	10	2
40^oC	VNa2S2O3 [cm^3]	4,2	5,4	10
	CI2 w fazie	0,0063	0,0081	0,025

C_{I2 w fazie wodnej średnie} = 0,0444 (t=22°C)

C_{I2 w fazie wodnej średnie} = 0,0072 (t=40°C)

K_N =1/95=0,0105 w temp 20-30°C

K_N=1/110=0,0091 w temp 40°C

K_c=917 w temp 22°C

K_c=329,46 w temp 40°C

W tablicach Kc= 960

Zatem nasz błąd to 4,5% bo (960-917)*100%/960=4,5%

5. Wnioski

Wynik dla temperatury 40 stopni jest znacznie odbiegający od takiego jak powinien wyjść. Jest to spowodowane nieświeżym roztworem skrobi stosowanym do miareczkowania co wpłynęło na szybkość uchwycenia punktu miareczkowego. Roztwór mógł również wystygnąć co również wpłynęło na wynik.

---