Ćwiczenie 11

Ebuliometryczne wyznaczanie:

a) masy molowej nieelektrolitów

b) współczynnika osmotycznego mocnych elektrolitów.

1. Ebuliometria jest to fizykochemiczna metoda badawcza, która opiera się na zjawisku podwyższania temperatury wrzenia r - ru. Zmianę temperatury wrzenia r - ru w stosunku do rozpuszczalnika opisuje zależność:

ΔT_w = K_eb m` ΔT_w - zmiana temperatury wrzenia

K_eb - tzw. stała ebulioskopowa

m` - stężenie molarne r - ru

Stężenie molarne możemy wyrazić:

n n - liczba moli substancji rozpuszczonej

m` = m_r - masa rozpuszczalnika w kg

m_r

Uwzględniając również, że:

m m - masa substancji rozpuszczonej w kg

n = M - masa 1mola substancji rozpuszczonej.

M

Otrzymujemy:

ΔT_w = K_eb

W przypadku, gdy m = M oraz m_r = 1kg to:

ΔT_w = K_eb

Wynika stąd, że stała ebulioskopowa jest równa zmianie temperatury wrzenia rozpuszczalnika zawierającego jeden mol substancji rozpuszczonej w 1kg rozpuszczalnika.

Stała ebulioskopowa K_eb, jest wielkością charakterystyczną dla danego rozpuszczalnika i nie zależy od rodzaju substancji rozpuszczonej.

Do pomiaru temperatury wrzenia czystych cieczy jak i roztworów służą ebuliometry, najbardziej znanym jest ebuliometr Świętosławskiego. Używając również termometru Beckmanna jesteśmy wstanie odczytać temperaturę z dokładnością do ± 0,01^oC lub przy użyciu lupy ± 0,002^oC.

Teoretycznie zasada oznaczenia ebuliometrycznego polega na dokładnym rozpuszczeniu substancji w wodzie, ustaleniu odpowiedniej temperatury i odczytaniu temperatury wrzenia, czyli określamy ΔT_w.

Następnie obliczamy masę molową ze wzoru:

Mocne elektrolity możemy charakteryzować poprzez współczynnik osmotyczny, który określa stosunek rzeczywistego ciśnienia osmotycznego roztworu:

q - współczynnik osmotyczny

p - ciśnienie osmotyczne

- liczba jonów, na jakie dysocjuje elektrolit

Znając ciśnienie osmotyczne r - ru i temperaturę oraz masę substancji rozpuszczonej można na podstawie tych wzorów wyznaczyć masę molową danej substancji.

2. Literatura:

• „Chemia fizyczna”, Praca zbiorowa, W - wa 1963, PWN s. 143

• „Eksperymentalna chemia fizyczna”, L. Sobczyk, W - wa 1982, s. 38, 270

• „Chemia fizyczna dla techników chemicznych”, W. Karpiński, W - wa 1998, s. 98

3. Podczas wykonywania zadania będę miał do czynienia z mocznikiem

CAS 57-13-6

4. Oświadczam, że zapoznałam się z kartą charakterystyki w/w substancji i znane mi są właściwości tej substancji, sposoby bezpiecznego postępowania z nią oraz zasady udzielania pierwszej pomocy w nagłych wypadkach.

..............................................

5. Celem tego ćwiczenia jest pokazanie, iż dzięki pomiarowi temperatury wrzenia jesteśmy w stanie określić masę molową danej substancji, co może być bardzo pomocne przy analizie jakościowej. Niestety w wyniku destylacji skład roztworu może ulec zmianie, toteż metoda ebuliometryczna ma temu zapobiec.

---