1 |

S t r o n a

WERONIKA ADAMCZYK 185765 AGNIESZKA BOMBAŁA 185799

LABORATORIUM BIOFIZYKA. DWICZENIE
NR 7

WYZNACZANIE STAŁEJ DYSOCJACJI PKA SŁABEGO KWASU METODĄ
KONDUKTOMETRYCZNĄ.

WSTĘP TEORETYCZNY:

Elektrolitami nazywamy substancje, które w roztworze wodnym ulegają procesowi rozpadu na jony, czyli
dysocjacji elektrolitycznej proces ten zachodzi pod wpływem działania rozpuszczalnika na związek chemiczny
stanowiący elektrolit. Do elektrolitów zalicza się kwasy, zasady i sole.

Za przewodnictwo elektrolitów są odpowiedzialne jony które możemy podzielid na dodatnie (kationy) i ujemne
(aniony). Kationy przemieszczają się w kierunku bieguna ujemnego, a aniony w kierunku bieguna dodatniego
(anody).

Miarą przewodnictwa elektrolitu jest przewodnictwo właściwe, które definiujemy jako przewodnictwo 1cm

3

roztworu. Przewodnictwo właściwe κ

można obliczyd ze wzoru:

gdzie R *Ω] jest oporem warstewki elektrolitu o przekroju S [cm

2

+ i długości l [cm].

Przewodnictwem równoważnikowym nazywamy przewodnictwo właściwe odniesione do przewodnictwa
centymetrowej warstewki roztworu zawierającej jeden gramorównoważnik substancji.
Przewodnictwo równoważnikowe można zatem wyrazid wzorem:

gdzie c oznacza stężenie normalne roztworu.

2 |

S t r o n a

Do wyznaczania stałej dysocjacji wykorzystałyśmy metodę konduktometryczną jest to metoda
elektroanalityczna oparta na pomiarze przewodności elektrolitów, która zmienia się wraz ze zmianą stężenia
jonów. Pomiarów przewodności roztworu dokonuje się za pomocą konduktometrów. Na podstawie tych
wyników określa się stężenie badanego roztworu w odniesieniu do danych wzorcowych.

CEL:

Celem dwiczenia jest wyznaczenie stałej dysocjacji pK

a

słabych kwasów metodą konduktometryczną.

SPRZĘT :



Konduktometr



Zlewka 100ml



Zlewka 50ml



Cylinder miarowy 50ml (o błędzie ±0,5ml)



Biureta 25ml (o błędzie ±0,1ml)

ODCZYNNIKI:



CH

3

COOH o stężeniu 0,0005 M



CH

3

COONa o stężeniu 0,0005 M



NaOH o stężeniu 0,0005 M



HCl o stężeniu 0,0005 M

PRZEBIEG DOŚWIADCZENIA:

Na początku sporządziłyśmy 75 ml roztworu NaCl o stężeniu 0,005 mol/dm

3

. W tym celu dodałyśmy do 75 ml

wody destylowanej 7,5 ml roztworu NaCl o stężeniu 50 mM.

Następnie do zlewki o pojemności 100 ml wlałyśmy 75 ml kwasu octowego i zmierzyłyśmy jego przewodnictwo
właściwe. Przy pomocy pipety usuwałyśmy 5 ml roztworu i dodawałyśmy 5 ml wody destylowanej.
Zmierzyłyśmy przewodnictwo. Czynności te powtarzałyśmy do momentu uzyskania 6 pomiarów ( czynności te
powtarzałyśmy także dla CH

3

COONa, NaOH, HCl).

WYNIKI POMIARÓW:

Przewodnictwo wody destylowanej:

3 |

S t r o n a

CH

3

COOH

METODA I

Nr pomiaru

stężenie

przewodnictwo[S]

Przewodnictwo

równoważnikowe

Ω

1/λ

c*λ

1

(50,0000

(392

78,400

0,01276

0,392

2

(377

80,79

0,01238

0,377

3

(363

83,34

0,011999

0,363

4

(351

86,34

0,011582

0,351

5

(337

88,8

0,011259

0,337

6

(326

92,1

0,010863

0,326

0,0105

0,0110

0,0115

0,0120

0,0125

0,0130

0,32

0,33

0,34

0,35

0,36

0,37

0,38

0,39

0,4

1/

λ

c*λ

4 |

S t r o n a

P

1

=(0,33 ; 0,0110)

P

2

=(0,34 ; 0,0113)

P

1

: 0,011=a*0,33+b

P

2

:0,0113=a*0,34+b

Wyznaczamy równanie prostej:

y = 0,03a + 0,0011

Wartośd przecięcia się prostej z osią y wyliczamy z równania prostej:

y = 0,03a + 0,0011

232,7

Obliczamy wartośd stałej dysocjacji K

a

za pomocą wzoru:

±0,25

5 |

S t r o n a

CH

3

COONA

METODA II

numer

roztworu

stężenie c

√c

przewwodnictwo

κ

przewodnictwo

równoważnikowe

λ

mol*dm^-3

1/

Ω*cm

cm^2/Ω*mol

1

0,005

0,070710678

0,00383

766

2

0,004666667

0,068313005

0,00359

769,2857143

3

0,004355556

0,065996633

0,00338

776,0204082

4

0,004065185

0,063758805

0,00317

779,7922741

5

0,003794173

0,061596857

0,00296

780,1436901

6

0,003541228

0,059508218

0,00278

785,0384141

Wyznaczamy równanie prostej:

y = -1681,9x+885,34

Przewodnictwo równoważnikowe zaś ze wzoru:

Wartośd przecięcia się prostej z osią y wyliczamy z równania prostej:

765

770

775

780

785

790

0,058

0,06

0,062

0,064

0,066

0,068

0,07

0,072

λ

√c

6 |

S t r o n a

NACL

METODA II

numer

roztworu

stężenie c

√c

przewwodnictwo

κ

przewodnictwo

równoważnikowe

λ

mol*dm^-3

1/

Ω*cm

cm^2/Ω*mol

1

0,005

0,070710678

0,00219

438

2

0,004666667

0,068313005

0,00203

435

3

0,004355556

0,065996633

0,001904

437,1428571

4

0,004065185

0,063758805

0,001782

438,356414

5

0,003794173

0,061596857

0,00166

437,5130154

6

0,003541228

0,059508218

0,00155

437,701274

Wyznaczamy równanie prostej:

y = -91,288+443,22

Wartośd przecięcia się prostej z osią y wyliczamy z równania prostej:

y = -91,288x + 443,22

R² = 0,1027

434,5

435

435,5

436

436,5

437

437,5

438

438,5

439

0,058

0,06

0,062

0,064

0,066

0,068

0,07

0,072

λ

√c

7 |

S t r o n a

HCL

METODA II

numer

roztworu

stężenie c

√c

przewwodnictwo

κ

przewodnictwo

równoważnikowe

λ

mol*dm^-3

1/

Ω*cm

cm^2/Ω*mol

1

0,005

0,070710678

0,000576

115,2

2

0,004666667

0,068313005

0,000536

114,8571429

3

0,004355556

0,065996633

0,000501

115,0255102

4

0,004065185

0,063758805

0,000481

118,321793

5

0,003794173

0,061596857

0,000441

116,2308673

6

0,003541228

0,059508218

0,00041

115,7790467

Wyznaczamy równanie prostej:

y = -134,21x+124,62

Wartośd przecięcia się prostej z osią y wyliczamy z równania prostej:

114,5

115

115,5

116

116,5

117

117,5

118

118,5

0,058

0,06

0,062

0,064

0,066

0,068

0,07

0,072

λ

√c

8 |

S t r o n a

PKA

Graniczne przewodnictwo równoważnikowe obliczamy ze wzoru:

numer

roztworu

stężenie c

√c

przewwodnictwo

κ

przewodnictwo

równoważnikowe

λ

α

Ka

pKa

mol*dm^-

3

1/Ω*cm

cm^2/Ω*mol

1

0,005

0,070711

0,000392

78,4

0,138335

0,000111

9,105582

2

0,004667

0,068313

0,000377

80,78571429

0,142545

0,000111

9,109725

3

0,004356

0,065997

0,000363

83,34183673

0,147055

0,00011

9,111143

4

0,004065

0,063759

0,000351

86,34293003

0,15235

0,000111

9,103156

5

0,003794

0,061597

0,000337

88,82041337

0,156722

0,000111

9,110399

6

0,003541

0,059508

0,000326

92,0584615

0,162435

0,000112

9,100979

Obliczamy wartośd stałej dysocjacji K

a

i stopnia dysocjacji α za pomocą wzoru:

⁄

Zaś pKa obliczamy:

PRZYKŁADOWE OBLICZENIA

|

|

|

|

|

|

|

|

9 |

S t r o n a

WNIOSKI

Wartośd tablicowa pKa dla CH

3

COOH wynosi 4,80 w temperaturze 25°C. Wynik uzyskany metodą I jest

bliższy tej wartości (4,39±0,25). Wynik z metody II dwukrotnie tablicową wartośd przewyższa. Sama
wartośd tablicowa jest nieadekwatna do warunków w jakich było przeprowadzane doświadczenie
(temperatura wynosiła 22.2°C) zatem stąd mogą wynikad nieścisłości wyników. Co do samych metod:
Metoda I jest niejako bezpośrednia, co wpływa na jej dokładnośd wyznaczenia szukanej wielkośdi.
Metoda II jest pośrednia i same wyniki pomiarów nie są zgodne z tym, na co byśmy liczyli, gdyż
pomiary się często wahają (dla HCl lub NaCl), zamiast przebiegad według zależności liniowej.
Na te wyniki ma również wpływ błąd wynikający z rozcieoczania roztworów kilkukrotnie,
niedokładności sprzętu laboratoryjnego i samych przeprowadzających doświadczenie. Konduktometr
też wpływa na błędny pomiar, poprzez chociażby przeoczone bąble powietrza czy też resztki substancji
mierzonej wcześniej, co zmienia wyniki.