Grupa 22/ Zespół 1 |
Ćwiczenie 6 |
21.04.2010 |
|
Wyznaczanie stałej i stopnia dysocjacji słabego kwasu |
Ocena: |
Wstęp teoretyczny:
Przewodność elektrolityczna jest to charakterystyczna wielkość każdego przewodnika i wyraża się wzorem
σ =1/R* l/S
gdzie:
R- opór elektryczny
l- grubośc warstwy roztworu
S- powierzchnia jej przekroju prostopadła do kierunku przepływu prądu
Przewodność molowa:
Λ=σ/C
C- stężenie molowe rozpuszczonego elektrolitu
Prawo Kohlrauscha wyraża się wzorem:
Λ0=Σv lλ0,l
gdzie Λ0 oznacza graniczną przewodność molową elektrolitu ( w roztworze idealnie rozcieńczonym).
Dla elektrolitów słabych nie jesteśmy wstanie zmierzyć Λ0 co widać na poniższym wykresie:
Λ0 słabych elektrolitów wyznaczamy z prawa Kohlrauscha. Związek pomiędzy stała równowagi chemicznej a przewodnością molową wyraża wzór:
2. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie stałej i stopnia dysocjacji słabego kwasu CH3COOH przez pomiar przewodnictwa roztworów kwasu octowego, octanu sodu, kwasu solnego i chlorku sodu o różnych stężeniach.
3. Zadane parametry.
roztwory o stężeniach początkowych c0 = 0,01 [mol/dm3]
roztwory rozcieńczone : c0/2 c0/4 c0/8 c0/16 c0/32
stała naczynka k = 0,48 [1/cm]
4. Sposób wykonywania ćwiczenia.
Przygotowujemy roztwory C0=0,001 n kwasu octowego, octanu sodu, NaCl i HCl oraz kolejne roztwory otrzymane przez rozcieńczenie C0/2, C0/4, C0/8, C0/16 C0/32 .Następnie dokonujemy pomiarów przewodnictwa sporządzonych roztworów.
Graniczne przewodnictwo równoważnikowe CH3COOH obliczamy ze wzoru:
Graniczne przewodnictwo CH3COONa, NaCl, HCl, znajdujemy na podstawie wykresów
.
5.Wyniki pomiarów i obliczenia.
Dla CH3COOH (mierzyliśmy)
CM [mol/dm3] |
K [1/cm] |
κ [mS] |
Λ=κ/c |
|
Kc |
0,01 |
0,48 |
0,1337 |
13,37 |
0,1790 |
3,90E-04 |
5,00E-03 |
0,48 |
0,0954 |
19,08 |
0,25```54 |
4,38E-04 |
2,50E-03 |
0,48 |
0,072 |
28,8 |
0,3855 |
6,05E-04 |
1,25E-03 |
0,48 |
0,0514 |
41,12 |
0,5504 |
8,42E-04 |
6,25E-04 |
0,48 |
0,0343 |
54,88 |
0,7346 |
1,27E-03 |
3,13E-04 |
0,48 |
0,0247 |
79,04 |
1,0580 |
-6,03E-03 |
|
|
|
|
|
|
Λ0=74,71
Dla CH3COONa
CM [mol/dm3] |
K [1/cm] |
κ [mS] |
Λ=κ/c |
0,01 |
0,48 |
0,67 |
67 |
5,00E-03 |
0,48 |
0,3 |
60 |
2,50E-03 |
0,48 |
0,185 |
74 |
1,25E-03 |
0,48 |
0,091 |
72,8 |
6,25E-04 |
0,48 |
0,045 |
72 |
3,13E-04 |
0,48 |
0,025 |
79,872204 |
Dla NaCl
|
|
|
|
CM [mol/dm3] |
K [1/cm] |
κ [mS] |
Λ=κ/c |
0,01 |
0,48 |
1 |
100 |
5,00E-03 |
0,48 |
0,44 |
88 |
2,50E-03 |
0,48 |
0,26 |
104 |
1,25E-03 |
0,48 |
0,11 |
88 |
6,25E-04 |
0,48 |
0,05 |
80 |
3,13E-04 |
0,48 |
0,035 |
111,82109 |
Dla HCl
CM [mol/dm3] |
K [1/cm] |
κ [mS] |
Λ=κ/c |
0,01 |
0,48 |
2,51 |
251 |
5,00E-03 |
0,48 |
1,52 |
304 |
2,50E-03 |
0,48 |
0,9 |
360 |
1,25E-03 |
0,48 |
0,19 |
152 |
6,25E-04 |
0,48 |
0,16 |
256 |
3,13E-04 |
0,48 |
0,09 |
287,53994 |
7. Wnioski.
Przewodnictwo równoważnikowe nie zależy tylko od stężenia w dużej mierze wpływ na przebieg krzywych wykresów ma zmiana ruchliwości jonów oraz stopień dysocjacji, bo to właśnie w skutek jego zmiany zmienia się stężenie elektrolitów.
W elektrolitach słabych, który jest tu kwas octowy, funkcja
ma zupełnie inny kształt niż dla elektrolitów mocnych; w miarę rozcieńczenia rośnie asymptotycznie do granicznej wartości. Natomiast dla mocnych elektrolitów wykresy przewodnictwa jest linią prostą w całym zakresie stężeń.
Pomiar przewodnictwa może służyć do wyznaczania stopnia dysocjacji mocnych bądź słabych elektrolitów.