Numer ćwiczenia:
20 |
Temat ćwiczenia:
Wyznaczanie współczynników aktywności z pomiarów SEM. |
Data wykonania doświadczenia: 25.10.08r. |
|
|
Data oddania sprawozdania: 02.12.08r. |
Grupa: C2 |
Imię i nazwisko: Katarzyna Sarnek
|
Nazwisko sprawdzającego: dr M. Kępczyński |
Uwagi: |
Ocena:
|
1. Cel doświadczenia:
Celem przeprowadzonego doświadczenia było wyznaczenie współczynników aktywności roztworów kwasu chlorowodorowego na podstawie pomiaru SEM ogniwa.
2. Przebieg doświadczenia:
Wykonanie:
● Przygotowano serię roztworów kwasu solnego o następujących stężeniach: 0,0005 ; 0,001 ; 0,0025 ; 0,005 ; 0,0075 ; 0,01 ; 0,05 ; 0,1.
● Następnie zbudowano ogniwo składające się z elektrody chlorosrebrowej i elektrody chinhydronowej. Elektrody połączono kluczem elektrolitycznym zawierającym kwas chlorowodorowy o tym samym stężeniu jak w ogniwie.
● Zmierzono SEM ogniw dla wszystkich przygotowanych roztworów, rozpoczynając od najbardziej rozcieńczonego.
3. Zestawienie wyników:
Nr pomiaru |
Cr-ru [mol/dm3] |
SEM [mV] |
1. |
0,0005 |
0,116 |
2. |
0,001 |
0,137 |
3. |
0,0025 |
0,173 |
4. |
0,005 |
0,207 |
5. |
0,0075 |
0,229 |
6. |
0,01 |
0,240 |
7. |
0,05 |
0,299 |
8. |
0,1 |
0,339 |
4.Opracowanie wyników:
Teoretyczne wartości współczynników aktywności dla badanych stężeń roztworów kwasu solnego
Obliczono korzystając z granicznego prawa Debye'a - Hückela:
gdzie:
►
Kwas chlorowodorowy jest mocnym elektrolitem, ulega on całkowitej dysocjacji a zatem:
► A = 0,509
w temperaturze 298 K
Prawo Debye'a - Hückela ulega uproszczeniu i przyjmuje postać:
=>
Wyniki obliczeń zebrano w tabeli:
Cr-ru [mol/dm3] |
log f± |
f± |
0,0005 |
-0,0114 |
0,9741 |
0,001 |
-0,0161 |
0,9636 |
0,0025 |
-0,0255 |
0,9431 |
0,005 |
-0,0360 |
0,9205 |
0,0075 |
-0,0441 |
0,9035 |
0,01 |
-0,0509 |
0,8894 |
0,05 |
-0,1138 |
0,7695 |
0,1 |
-0,1610 |
0,6903 |
Obliczenie wartości lewej strony równania
:
Wyniki obliczeń zebrano w tabeli:
Cr-ru [mol/dm3] |
SEM [mV] |
X[mV] |
0,0005 |
0,116 |
0,508 |
0,001 |
0,137 |
0,493 |
0,0025 |
0,173 |
0,484 |
0,005 |
0,207 |
0,483 |
0,0075 |
0,229 |
0,485 |
0,01 |
0,240 |
0,482 |
0,05 |
0,299 |
0,466 |
0,1 |
0,339 |
0,476 |
Na podstawie danych zawartych w tabeli narysowano wykres zależności stężenia c0 od X
Następnie rozwiązując równanie prostej y = - 4,5219x + 0,5021 dla x = 0 otrzymano wartość: SEM0=0,5021 [mV]
Średnie współczynniki aktywności dla każdego stężenia kwasu chlorowodorowego
Obliczono na podstawie równania:
Które po przekształceniu ma postać:
Cr-ru [mol/dm3] |
ln fHCl |
f HCl |
0,0005 |
0,078 |
1,0812 |
0,001 |
-0,206 |
0,8139 |
0,0025 |
-0,421 |
0,6566 |
0,005 |
-0,451 |
0,6367 |
0,0075 |
-0,428 |
0,6516 |
0,01 |
-0,502 |
0,6056 |
0,05 |
-0,961 |
0,3823 |
0,1 |
-0,875 |
0,4167 |
Wyniki obliczeń zestawiono w tabeli:
Następnie porównano wartości teoretycznych i eksperymentalnych współczynników aktywności
Wyniki zestawiono w tabeli:
Stężenie roztworu [mol / dm3] |
fHCl teor |
fHCl dośw |
0,0005 |
0,9741 |
1,0812 |
0,0010 |
0,9636 |
0,8139 |
0,0025 |
0,9431 |
0,6566 |
0,0050 |
0,9205 |
0,6367 |
0,0075 |
0,9035 |
0,6516 |
0,0100 |
0,8894 |
0,6056 |
0,0500 |
0,7695 |
0,3823 |
0,1000 |
0,6903 |
0,4167 |
5. Dyskusja wyników:
Chinhydron to równomolowa mieszanina chinonu i hydrochinonu